EP1633281A1 - Stents - Google Patents

Stents

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Publication number
EP1633281A1
EP1633281A1 EP04739765A EP04739765A EP1633281A1 EP 1633281 A1 EP1633281 A1 EP 1633281A1 EP 04739765 A EP04739765 A EP 04739765A EP 04739765 A EP04739765 A EP 04739765A EP 1633281 A1 EP1633281 A1 EP 1633281A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stent
balloon catheter
smp
stents
shape
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04739765A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Simon
Karl Kratz
Andreas Lendlein
Birgit Schnitter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MnemoScience GmbH
Original Assignee
MnemoScience GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10357743A external-priority patent/DE10357743A1/en
Priority claimed from DE10357742A external-priority patent/DE10357742A1/en
Application filed by MnemoScience GmbH filed Critical MnemoScience GmbH
Publication of EP1633281A1 publication Critical patent/EP1633281A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/82Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
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    • A61F2210/00Particular material properties of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
    • A61F2210/0014Particular material properties of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof using shape memory or superelastic materials, e.g. nitinol
    • A61F2210/0023Particular material properties of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof using shape memory or superelastic materials, e.g. nitinol operated at different temperatures whilst inside or touching the human body, heated or cooled by external energy source or cold supply
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    • A61L2400/00Materials characterised by their function or physical properties
    • A61L2400/16Materials with shape-memory or superelastic properties

Definitions

  • the invention relates to a temporary stent made of shape memory polymers (SMP) for use in the non-vascular or vascular area.
  • SMP shape memory polymers
  • the stent can be reduced in size by the shape memory effect and can be removed in a minimally invasive manner.
  • Another object of the invention is a method for implanting and removing the stent and for producing and programming the stent.
  • Tubular tissue supports are inserted into the hollow organ for the treatment of blocked or narrowed hollow organs or after surgical interventions. They serve to stop the constricted area or to take over the function of the injured hollow organ in order to enable normal flow or drainage of body fluids again.
  • stents are inserted into the blood vessel, which stop the narrowed area and allow normal blood flow again.
  • Stents are usually cylindrical structures made of a kind of wire mesh (wire coil design) or tubes that can be perforated or not perforated (slottet tube design). Common stents are between 1 and 12 cm long and about 1-12 mm in diameter.
  • a stent must exert high radial forces on the hollow organ to be supported.
  • the stent can be radially compressed in order to be able to easily insert it into a hollow organ without thereby damaging the vessel wall or the surrounding tissue.
  • Balloon expandable stents (system consists of balloon, catheter, stent)
  • Self-expandable stents (system consists of sleeve for insertion
  • Self-expanding stents consist of a shape memory material (SM material), whereby metallic SM materials such as Nitinol are in the foreground.
  • SM material shape memory material
  • the shape memory effect is an effect that has been studied with great interest in recent years and enables a targeted change in shape by applying an external stimulus (for details in this regard reference is made to the literature already published, for example “Shape Memory Alloys”, Scientific American, Vol. 281 (1979), pages 74 - 82).
  • the materials are able to change their shape in a targeted manner when the temperature rises.
  • the shape memory effect is triggered in order to enlarge the diameter of the stent "on its own” and to fix it in place.
  • the removal of expanded stents is problematic. If the stent has to be pulled out of a tubular cavity, there is a risk that the surrounding tissue will be damaged by abrasion because the stent is too large and has sharp edges.
  • the shape memory effect is therefore also used to reduce the diameter of the stent again when a stent is to be removed again.
  • removable implants made of shape memory metals are known in the prior art: US 6413273 “Method and system for temporarily supporting a tubular organ”; US 6348067 “Method and system with shape memory heating apparatus for temporarily supporting a tubular organ”; US 5037427 “Method of implanting a stent within a tubular organ of a living body and of removing same”; US 5197978 “Removable heat-recoverable tissue supporting device”.
  • Nitinol cannot be used for a nickel allergy. The material is also very expensive and can only be programmed using complex processes. This programming method requires comparatively high temperatures, so that programming in the body is not possible.
  • the SM material is therefore programmed outside the body, ie brought into its temporary form. After the implantation, the shape memory effect is triggered and the stent expands, ie regains its permanent shape. Removal of the stent by reusing the shape memory effect is then not possible.
  • the temporary stent described in US 5716410 "Temporary stent and method of use” is a spiral made of a shape memory plastic (SMP).
  • SMP material contains an embedded heating wire.
  • the heating wire is connected to an electrical controller via a catheter shaft, the shaft end being placed as a hollow tube over one end of the spiral. If the implanted stent, which is in its expanded, temporary form, is heated above the switching temperature T trans , the diameter of the spiral is reduced. This should make it easy to remove the stent.
  • a disadvantage of the spiral structure is that the radial forces are too small to expand tubular cavities.
  • a disadvantage of the materials used is their embrittlement during degradation and the formation of particles that, when detached from the device, can lead to blockages.
  • degradation can also change the structure / nature of an implant so that there is an incompatibility with blood and / or tissue.
  • Stents have conquered an ever wider range of uses in medicine, efforts are necessary to overcome the disadvantages described above. Stents are therefore needed for non-vascular or vascular use, which enable minimally invasive implantation as well as gentle removal.
  • the materials for the stent should also be adaptable to the respective place of use, e.g. with regard to varying mechanical loads. The materials should preferably allow further functionalization of the stent, e.g. by embedding other medically useful substances.
  • These stents comprise a shape memory material (SMP material), preferably an SMP material, which exhibits a thermally induced or light-induced shape memory effect.
  • SMP material shape memory material
  • the SMP materials to be used according to the invention can have one or two forms in mind.
  • the present invention provides stents comprising an SMP material which can be minimally invasively and atraumatically removed using the shape memory effect, which are tissue compatible and have sufficient strength / stability so that after the desired time of use during which they are used Function without loss of mechanical stability, can be removed again.
  • the stent can be modified for non-vascular use, by a suitable selection of segments for the SMP material, by a surface modification, in particular a microstructuring, or by suitable coatings or by use of disinfectants that are released from the stent after implantation.
  • the stent can be adapted to the respective requirements by suitable modifications, for example because of different pH conditions, the presence of specific enzymes or generally the microbial environment make special demands. A corresponding selection of segments for the SMP materials can take these requirements into account.
  • Figure 1 shows schematically the size difference between the permanent and the temporary form of the stent of the invention.
  • Figure 2 shows a schematic representation of the steps for inserting and removing the stent.
  • the light gray part represents the stent, the dark gray part the balloon of the catheter and the black part the catheter.
  • Figure 3 shows schematically the principle of operation of a stent with two shapes in memory.
  • the object is achieved by a stent made of SMP, characterized in that the stent is preassembled in its permanent form on a balloon catheter which can be tempered or provided with a suitable light source (in particular UV), the diameter of the temporary form being larger than in the permanent form (see FIG. 1), the temporary form acts as a tissue support, the SMP has a switching temperature of 40 ° C and higher or a switching wavelength of 260 nm or more, through which the SM effect of the implanted stent takes the permanent, compressed form so that it can be easily removed with minimal invasiveness.
  • a suitable light source in particular UV
  • a possible method for minimally invasive insertion and removal of a stent comprises the following steps (FIG. 2):
  • the stent is placed, if necessary, by means of the catheter about its Ttrans (at least 40 0 C.) (balloon filled with warm water or gas),
  • the stent is brought into the temporary shape (stretched) by inflating the balloon catheter with warm water or gas until it has reached the desired shape / expansion; i.e. the stent is only programmed directly at the implantation site,
  • the expanded stent is cooled by means of a catheter under Ttrans (balloon fills with cold water or gas) or irradiated with light of a wavelength greater than 260 nm in order to fix the temporary shape
  • the balloon catheter is inserted into the stent area for removal
  • the balloon is stretched with liquid (water) or gas in order to make direct contact with the stent and to ensure heat transport or to ensure irradiation with light,
  • the stent is heated by means of a catheter via T trans or irradiated with light of a wavelength of less than 260 nm in order to trigger the shape memory effect in order to bring the stent back into its permanent (smaller) shape,
  • the balloon is slowly released (discharge of liquid (water) or gas), whereby the stent contracts (SM effect) and automatically attaches itself to the balloon.
  • the compressed stent is cooled if necessary and removed together with the balloon catheter.
  • the placed stent is heated by means of a catheter over its Tt rans (at least 40 0 C) (balloon fills with warm water or gas),
  • the stent is brought into the temporary shape (stretched) by inflating the balloon catheter further with warm water or gas until it has reached the desired shape / expansion; i.e. the stent is only programmed directly at the implantation site,
  • the stretched stent is cooled by means of a catheter under T tran s (balloon fills with cold water or gas) in order to fix the temporary shape,
  • the balloon catheter is inserted into the stent area for removal.
  • the balloon is expanded with liquid (water) or gas in order to make direct contact with the stent and to ensure heat transfer,
  • the stent is heated by means of a catheter over tran s (balloon fills with warm water or gas) in order to trigger the shape memory effect in order to bring the stent back into its permanent (smaller) shape,
  • the balloon is slowly released (discharge of liquid (water) or gas), whereby the stent contracts (SM effect) and automatically attaches itself to the balloon.
  • the compressed stent is cooled and removed together with the balloon catheter.
  • a possible method for minimally invasive insertion and removal of a stent with light-induced shape memory comprises the following steps (FIG. 2):
  • the stent preassembled on a balloon catheter provided with a suitable light source is inserted minimally invasively into the tubular organ
  • the stent is brought into the temporary shape (stretched) by further inflating the balloon catheter with (warm) water or gas until it has reached the desired shape / expansion; ie the stent is only programmed directly at the implantation site, 3. the expanded stent is irradiated with light of a wavelength greater than 260 nm in order to fix the temporary shape,
  • the balloon is contracted or the radiation is stopped and the balloon catheter is removed.
  • the balloon catheter is inserted into the stent area for removal
  • the balloon is stretched with liquid (water) or gas in order to make direct contact with the stent and to ensure irradiation with light
  • the stent is irradiated with light of a wavelength of less than 260 nm in order to trigger the shape memory effect in order to bring the stent back into its permanent (smaller) shape
  • the balloon is slowly released (discharge of liquid (water) or gas), whereby the stent contracts (SM effect) and automatically attaches itself to the balloon.
  • the compressed stent is removed along with the balloon catheter.
  • the stents which are only programmed at the place of use, since they are then brought into the temporary form there, are heated above their transition temperatures before they are introduced into the body outside the body. Since there are no forces acting on the stent, there is no change in the expansion of the stent. However, this heating allows the stent's SMP material to become elastic and flexible. This makes it easier and easier to insert the preheated stents compared to the more rigid stents before heating. Especially when it comes to large stents and / or stents that have to be pushed through tightly wound vessels or the like, this preheating offers a significant improvement in terms of the insertion of the stent.
  • the stents according to the invention are present in their expanded form in the temporary state in this embodiment, a simple downsizing of the stent can be achieved by triggering the SM effect, so that the stent which has been downsized again can be placed again, which means a simple correction of the placement allows. After the correction, the stent according to the invention is then reprogrammed using the method steps already described above and left in the temporary state as a tissue support.
  • the insertion with correction can be outlined by the following procedural steps:
  • the stent preassembled on a temperature-controllable balloon catheter is inserted into the tubular organ.
  • the placed stent is heated above the transition temperature by means of a catheter.
  • the stent is brought into the temporary shape (stretched) until it has reached the desired shape (expansion).
  • the stretched stent is cooled below the transition temperature by means of a catheter and thus fixed in the temporary state.
  • the stent is heated to the transition temperature by means of a catheter in order to trigger the shape-memory effect and to bring the stent back into its smaller shape.
  • the balloon is slowly released, causing the stent to contract.
  • the correction method described here can of course also be carried out in an analogous manner with the shape-memory materials which have a light-induced shape-memory effect.
  • the advantage of a dual-programmed stent is that it can be implanted in a minimally invasive manner in a compressed form and that it is fixed at the site by heating.
  • the first change in shape e.g. diameter increase
  • the stent can be removed minimally invasively by heating it again to bring about the second change in shape (e.g. reduction in diameter).
  • Stents with two shapes in memory can be produced from SMP, which are characterized by covalent network points and two switching segments or two transition temperatures T trans , where: T trans 1 ⁇ T trans 2 and both switching temperatures are above body temperature.
  • the covalent network points determine the permanent shape of the stent, the switching segments each determine a temporary shape.
  • a stent in the form of a tube is characterized in that the diameter of the permanent shape D perm is small, the diameter of the first temporary shape D temp 1 is larger than D perm , and the diameter of the second temporary shape D te mp2 is smaller than D te m P 1 is: D pe r m ⁇ D temp 1> D temp 2.
  • Programming the stent twice consists of the following process steps: 1. heating the stent above T tr ans 2, 2. Expansion of the stent from D per m to D temp 2,
  • the stent of the present invention comprises an SMP material.
  • Thermoplastics, blends and networks are suitable.
  • Composites made of SMP with inorganic nanoparticles are also suitable.
  • No heating element is preferably embedded in the SMP material.
  • the shape memory effect can be triggered thermally with the aid of a heatable medium, by using IR or NIR radiation, by applying an oscillating electric field or by UV radiation.
  • the stent according to the invention comprises an SMP material
  • the stent on the one hand essentially consists of an SMP material, but that on the other hand the stent can also be a conventional stent, embedded or coated with an SMP material. Material.
  • Stents that consist essentially of SMP materials use the SMP material to determine the mechanical properties of the stent.
  • the fact that the materials described below are used ensures good tissue compatibility.
  • such stents, as described above, can be implanted minimally invasively and removed again.
  • the SMP materials can still be processed relatively easily, which facilitates their manufacture.
  • the SMP materials can be compounded or coated with other substances so that further functionalization is possible.
  • the second embodiment which is possible in principle is a stent which comprises a conventional basic structure, such as, for example, a “wire mesh construction” or a deformable tube. These basic structures are coated with or embedded in an SMP material.
  • the surface of the stent is. designed to be compatible with the physiological environment at the place of use, using a suitable coating (e.g. hydrogel coating) or surface microstructuring.
  • a suitable coating e.g. hydrogel coating
  • surface microstructuring e.g. surface microstructuring
  • Suitable materials for the stents of the present invention are described below.
  • SMP materials in the sense of the present invention are materials which, due to their chemical-physical structure, are able to carry out targeted changes in shape. In addition to their actual permanent shape, the materials have another shape that can be temporarily imprinted on the material. Such materials are characterized by two structural features: network points (physical or covalent) and switching segments.
  • SMPs with a thermally induced shape memory effect have at least one switching segment with a transition temperature as the switching temperature.
  • the switching segments form temporary cross-linking points, which dissolve when heated above the transition temperature and form again when they cool down.
  • the Transition temperature can be a glass temperature T 9 amorphous areas or melting temperature T m crystalline areas. It is generally referred to as T trans in the following. At this temperature, the SMP show a change in shape.
  • T tr ans the material is in the amorphous state and is elastic. If a sample is heated above the transition temperature TVans, then deformed in the flexible state and cooled again below the transition temperature, the chain segments are fixed in the deformed state by freezing degrees of freedom (programming). Temporary cross-linking points (non-covalent) are formed so that the sample can no longer return to its original shape even without external load. When heated again to a temperature above the transition temperature, these temporary crosslinking points are dissolved again and the sample returns to its original shape. The temporary shape can be restored by programming again. The accuracy with which the original shape is restored is called the recovery ratio.
  • photoreactive groups which can be reversibly linked by irradiation with light, take over the function of the switching segment.
  • the programming of a temporary shape and restoration of the permanent shape is carried out by irradiation without a change in temperature being necessary.
  • German patent applications 10208211.1, 10215858.4, 10217351.4, 10217350.8, 10228120.3, 10253391.1, 10300271.5, 10316573.8
  • suitable biostable materials for use in the medical field are polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), PVC, polycarbonate (PC), polyamides (PA), polytetrafluoroethylene (PTFE), polymethacrylates, polymethyl methacrylate (PMMA), Polyhydroxyethyl methacrylate (PHEMA), polyacrylates, polyurethanes (PUR), polysiloxanes, polyether ether ketone (PEEK), polysulfone (PSU), polyethers, polyolefins, polystyrene.
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • PET polyethylene terephthalate
  • PC polycarbonate
  • PA polyamides
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PHEMA Polyhydroxyethyl methacrylate
  • PUR polyurethanes
  • PEEK polyether ether ketone
  • PSU polysulfone
  • PUR artificial blood vessels, heart valves
  • PET artificial blood vessels, blood vessel coatings
  • PA artificial mitral valves
  • polysiloxanes hetero valves
  • PTFE vascular implants
  • Thermoplastic elastomers can be used to produce the stents according to the invention.
  • Suitable thermoplastic elastomers are characterized by at least two transition temperatures. The higher transition temperature can be assigned to the physical network points that determine the permanent shape of the stent. The lower transition temperature at which the shape memory effect can be triggered can be assigned to the switching segments (switching temperature, T tra ns). With suitable thermoplastic elastomers, the switching temperature is typically about 3 to 20 ° C. above body temperature.
  • thermoplastic elastomers are multiblock copolymers.
  • Preferred multiblock copolymers are composed of the blocks (macrodiols) from ⁇ , ⁇ -diol polymers of poly ( ⁇ -caprolactone) (PCL), poly (ethylene glycol) (PEG), poly (pentadecalactone), poly (ethylene oxide), poly (propylene oxide), poly (propylene glycol), poly ( tetrahydrofuran), poly (dioxa ⁇ on), poly (lactide), poly (glycolide), poly (lactide-ra ⁇ -glycolide), polycarbonates and polyethers or from ⁇ , ⁇ -diol copolymers of the monomers on which the above-mentioned compounds are based, in a molecular weight range M n of 250 to 500,000 g / mol.
  • thermoplastic elastomer with molecular weights M n in the range from 500 to 50,000,000 g / mol.
  • a phase with at least one thermal transition glass or melt transition
  • Multiblock copolymers of macrodiols based on pentadecalactone (PDL) and D-caprolactone (PCL) and a diisocyanate are particularly preferred.
  • the switching temperature - here a melting temperature - can be set in the range between approx. 30 and 55 ° C via the block length of the PCL.
  • the physical network points for fixing the permanent shape of the stent are of a second crystalline phase having a melting point in the range of 87 - 95 0 C formed.
  • Blends made of multiblock copolymers are also suitable.
  • the transition temperatures can be specifically set using the mixing ratio.
  • Polymer networks can also be used to produce the stents according to the invention.
  • Suitable polymer networks are characterized by covalent network points and at least one switching segment with at least one transition temperature.
  • the covalent network points determine the permanent shape of the stent.
  • the switching temperature at which the shape memory effect can be triggered is typically about 3 to 20 ° C. above the body temperature.
  • one of the macrodiols described in the section above is crosslinked using a multifunctional coupling reagent.
  • This coupling reagent can be an at least trifunctional, low molecular weight Compound or a multifunctional polymer.
  • the polymer it can be a star polymer with at least three arms, a graft polymer with at least two side chains, a hyperbranched polymer or a dendritic structure.
  • the end groups must be capable of reacting with the diols.
  • isocyanate groups can be used for this (polyurethane networks).
  • Amorphous polyurethane networks made from triols and / or tetrols and diisocyanate are particularly preferred.
  • Star-shaped prepolymers such as oligo [(rac ⁇ lactate) -co-glycolate] triol or -tetrol are produced by the ring-opening copolymerization of rac-dilactide and diglycolide in the melt of the monomers with hydroxy-functional initiators with the addition of the catalyst dibutyltin (IV) oxide (DBTO).
  • Ethylene glycol, 1, 1, 1-tris (hydroxymethyl) ethane or pentaerythritol are used as initiators of the ring-opening polymerization.
  • Oligo (lactate-co-hydroxycaproate) tetrols and oligo (lactate-hydroxyethoxyacetate) tetrols and [oligo (propylene glycol) -b! Ock-oligo (rac-lactate) -co-glycolate)] triols are prepared analogously.
  • the networks according to the invention can be obtained simply by reacting the prepolymers with diisocyanate, e.g. a mixture of isomers of 2,2,4- and 2,4,4-trimethylhexane-1,6-diisocyanate (TMDI), in solution, e.g. in dichloromethane, and subsequent drying.
  • diisocyanate e.g. a mixture of isomers of 2,2,4- and 2,4,4-trimethylhexane-1,6-diisocyanate (TMDI)
  • the macrodiols described in the section above can be functionalized to corresponding ⁇ , ⁇ -divinyl compounds which can be crosslinked thermally or photochemically.
  • the functionalization preferably allows the macromonomers to be covalently linked by reactions which do not result in any by-products.
  • This functionalization is preferably provided by ethylenically unsaturated units, particularly preferably by acrylate groups and methacrylate groups, the latter being particularly preferred.
  • the conversion to ⁇ . ⁇ -macrodimethacrylates or macrodiacrylates can be carried out by the reaction with the corresponding acid chlorides in the presence of a suitable base.
  • the networks are obtained by cross-linking the end group functionalized macromonomers.
  • This crosslinking can be achieved by irradiating the melt, comprising the end group-functionalized macromonomer component and, if appropriate, a low molecular weight comonomer, as will be explained below.
  • Suitable process conditions for this are Irradiating the mixture in the melt, preferably at temperatures in the range of 40 bisi OO 0 C, with light having a wavelength of preferably 308 nm.
  • a heat crosslinking is possible when an appropriate initiator system is used.
  • the macromonomers described above are crosslinked, networks are created with a uniform structure if only one type of macromonomer is used. If two types of monomers are used, networks of the AB type are obtained. Such AB-type networks can also be obtained if the functionalized macromonomers are copolymerized with suitable low-molecular or oligomeric compounds. If the macromonomers are functionalized with acrylate groups or methacrylate groups, suitable compounds that can be copolymerized are low molecular weight acrylates, methacrylates, diacrylates or dimethacrylates. Preferred compounds of this type are acrylates, such as butyl acrylate or hexyl acrylate, and methacrylates, such as methyl methacrylate and hydroxyethyl methacrylate.
  • These compounds which can be copolymerized with the macromonomers, can be present in an amount of 5 to 70% by weight, based on the network of macromonomer and the low molecular weight compound, preferably in an amount of 15 to 60% by weight. Varying amounts of the low molecular weight compound are incorporated by adding appropriate amounts of the compound to the mixture to be crosslinked. The low molecular weight compound is incorporated into the network in an amount which corresponds to the amount contained in the crosslinking mixture.
  • the macromonomers to be covalently crosslinked preferably have a number average molecular weight, determined by GPC analysis, from 2,000 to 30,000 g / mol, preferably from 5,000 to 20,000 g / mol and particularly preferably from 7,500 to 15,000 g / mol.
  • the macromonomers to be covalently crosslinked preferably has a methacrylate group at both ends of the macromonomer chain. Such functionalization allows the macromonomers to be cross-linked by simple photoinitiation (irradiation).
  • the macromonomers are preferably biostable or very slowly degradable polyester macromonomers, particularly preferably polyester macromonomers based on D-caprolactone or pentadecalactone.
  • polyester macromonomers are based on lactide units, glycolide units, p-dioxanone units and their mixtures and mixtures with D-caprolactone units, polyester macromonomers with caprolactone units or
  • Pentadecalactone units are particularly preferred.
  • Preferred polyester macromonomers are also poly (caprolactone-co-glycolide) and poly (caprolactone-co-lactide).
  • the transition temperature can be set via the quantitative ratio of the comonomers.
  • Biostable macromonomers based on polyethers, polycarbonates, polyamides, polystyrene, polybutylene terephthalate and polyethylene terephthalate are also particularly preferred.
  • the macromonomers to be used according to the invention are particularly preferably polyesters, polyethers or polycarbonates, comprising the crosslinkable end groups.
  • a particularly preferred polyester to be used according to the invention is a polyester based on D-caprolactone or pentadecalactone, for which the above-mentioned information about the molecular weight applies.
  • the preparation of such a polyester macromonomer, functionalized at the ends, preferably with methacrylate groups can be prepared by simple syntheses which are known to the person skilled in the art.
  • These networks without taking into account the further essential polymeric component of the present invention, show semicrystalline properties and have a melting point of the polyester component (can be determined by DSC measurements), which is dependent on the type of polyester component used and is therefore also controllable. It is known that this temperature (T m 1) for segments based on caprolactone between 30 and 60 0 C, depending on the molecular weight of the macromonomer.
  • a preferred network with a melting temperature as the switching temperature is based on the macromonomer poly (caprolactone-co-glycolide) dimethacrylate.
  • the Macromonomer can be reacted as such or copolymerized with n-butyl acrylate to form the AB network.
  • the permanent shape of the stent is determined by covalent network points.
  • the network is characterized by a crystalline phase, the melting temperature of which can be set in the range from 20 to 57 ° C., for example by the comonomer ratio of caprolactone to glycolide.
  • n-butyl acrylate as a comonomer can be used to optimize the mechanical properties of the stent.
  • Another preferred network with a glass transition temperature is obtained from an ABA triblock dimethacrylate as a macromonomer, characterized by a central block B made of polypropylene oxide and end blocks A made of poly (rac-lactide).
  • the amorphous networks have a very wide switching temperature range.
  • IPNs interpenetrating networks
  • the covalent network is based on poly (caprolactone) dimethacrylate as a macromonomer; the interpenetrating component is a multiblock copolymer made from macrodiols based on pentadecalactone (PDL) and D-caprolactone (PCL) and a diisocyanate.
  • PDL pentadecalactone
  • PCL D-caprolactone
  • the permanent shape of the material is determined by the covalent network points.
  • the two transition temperatures - melting temperatures of the crystalline phases - can be used as switching temperatures for a temporary form.
  • the lower switching temperature T trans 1 can be set in the range between approx. 30 and 55 ° C over the block length of the PCL.
  • the upper switching temperature T trans 2 is in the range from 87 to 95 0 C.
  • SMP materials described above are essentially based on poly or oligoester segments. These SMP materials therefore sometimes show inadequate stability in a physiological environment, since the ester bonds can be degraded hydrolytically relatively easily, although the stability is sufficient for most applications, in particular for stents which do not remain at the place of use for a very long period of time. Such problems can, however, be overcome by the SMP materials instead comprising segments based on poly or oligoether units or poly or oligocarbonate units. Such segments can for example be based on poly (ethylene oxide), poly (propylene oxide) or poly (tetramethylene oxide).
  • photosensitive networks can be used to produce the stents according to the invention.
  • Suitable photosensitive networks are amorphous and are characterized by covalent network points that determine the permanent shape of the stent.
  • Another feature is a photoreactive component or a unit which can be reversibly switched by light and which determines the temporary shape of the stent.
  • a suitable network which contains photosensitive substituents along the amorphous chain segments. When exposed to UV radiation, these groups are able to form covalent bonds with one another. If the material is deformed and irradiated with light of a suitable wavelength ⁇ 1, the original network is additionally cross-linked. Due to the networking, the material is temporarily fixed in the deformed state (programming). Since the photocrosslinking is reversible, the crosslinking can be released again by re-irradiation with light of a different wavelength ⁇ 2 and the original shape of the material can thus be called up again (restoration). Such a photomechanical cycle can be repeated any number of times.
  • the basis of the photosensitive materials is a wide-meshed polymer network which, as stated above, is transparent with regard to the radiation intended to trigger the change in shape, i.e. preferably forms a UV-transparent matrix.
  • Networks of the present invention based on low molecular weight acrylates and methacrylates which can be polymerized by free radicals, in particular C1-C6- (meth) acrylates and hydroxy derivatives, wherein hydroxyethyl acrylate,
  • Hydroxypropyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, poly (ethylene glycol) methacrylate and n-butyl acrylate are preferred; n-butyl acrylate and hydroxyethyl methacrylate are preferably used.
  • a component that is responsible for the crosslinking of the segments is used as the comonomer for producing the polymeric networks of the present invention.
  • the chemical nature of this component naturally depends on the nature of the monomers.
  • Suitable crosslinkers for the preferred networks based on the acrylate monomers described above as preferred are bifunctional acrylate compounds which are suitably reactive with the starting materials for the chain segments, so that they can be reacted together.
  • Such crosslinkers include short, bifunctional crosslinkers, such as ethylene diacrylate, low molecular weight bi- or polyfunctional crosslinkers, oligomeric, linear diacrylate crosslinkers, such as poly (oxyethylene) diacrylates or poly (oxypropylene) diacrylates, and branched oligomers or polymers with acrylate end groups.
  • the network according to the invention comprises a photoreactive component (group) which is jointly responsible for triggering the specifically controllable shape change.
  • This photoreactive group is a unit which, by excitation with a suitable light radiation, preferably UV radiation, is capable of a reversible reaction (with a second photoreactive group) which leads to the generation or dissolution of covalent bonds.
  • Preferred photoreactive groups are those which are capable of reversible photodimerization.
  • Various cinnamic acid esters (cinnamate, CA) and cinnamic acid esters (cinnamylacylate, CAA) are preferably used as photoreactive components in the photosensitive networks according to the invention.
  • cinnamic acid and its derivatives dimerize under UV light of approximately 300 nm to form a cyclobutane.
  • the dimers can be cleaved again when irradiated with UV light of a smaller wavelength of approximately 240 nm.
  • the absorption maxima can be shifted by substituents on the phenyl ring, but always remain in the UV range.
  • Other derivatives that can be photodimerized are 1, 3-diphenyl-2-propen-1-one (chalcone), cinnamic acyl acid, A-methylcoumarin, various ortho-substituted cinnamic acids, cinammyloxysilanes (silyl ether of cinnamon alcohol).
  • the photodimerization of cinnamic acid and similar derivatives is a [2 + 2] cycloaddition of the double bonds to a cyclobutane derivative. Both the E and Z isomers are able to undergo this reaction. When irradiated, the E / Z isomerization competes with the cycloaddition. In the crystalline state however, E / Z isomerization is hindered. Due to the different arrangement possibilities of the isomers to one another, 11 different stereoisomeric products (truxillic acids, truxic acids) are theoretically possible. The distance between the double bonds of two cinnamic acid groups required for the reaction is about 4 ⁇ .
  • the networks are good SMP materials with high reset values, i.e. the original shape is retained again to a high percentage, usually above 90%, even if a cycle of shape changes is carried out several times. There is also no disadvantageous loss of mechanical property values.
  • the chemical structure of the SMP materials used according to the invention can be modified, e.g. by installing the above-mentioned poly or oligoether units.
  • thermoplastic elastomers For processing thermoplastic elastomers into stents, for example in the form of a hollow tube or the like (FIG. 1), all customary polymer-technical methods such as injection molding, extrusion, rapid prototyping, etc. can be used. are used, which are known to the expert, in addition, manufacturing processes such as laser cutting can be used. In the case of thermoplastic elastomers, different designs can be realized by spinning in mono- or multifilament threads with subsequent weaving into a cylindrical network with a mesh structure.
  • the form in which the crosslinking reaction of the macromonomers takes place corresponds to the permanent form of the stent (casting process with subsequent hardening).
  • the network materials according to the invention therefore require special milling and cutting methods for further processing. Perforation or cutting of a tube using LASER light of a suitable wavelength is recommended. With the help of this technology - especially when combining CAD and pulsed CO 2 or YAG lasers - molds can be worked down to a size of 20 ⁇ m without exposing the material to high thermal stress (and thus undesirable side reactions on the surface). Alternatively, it is recommended to further process it into an operational stent.
  • the second embodiment is obtained by coating or embedding a conventional material (see above) in an SMP material by a suitable method.
  • the required mechanical properties of a stent depend on the place of use and require an adapted design. If the implanted stent is exposed to strong mechanical deformations, a very high degree of flexibility is required without the stent collapsing during the movements. In principle, the "wire coil design" is more suitable here. In other areas of lower organs, the stent is less mechanically stressed by deformations, but rather by a relatively high external pressure. A suitable stent must be characterized by high radial forces on the surrounding tissue The "slotted tube design” seems more suitable here. Tubes with perforations allow liquids to flow from the surrounding tissue into the stent (drainage).
  • the stents of the present invention also allow for safe use in such vessels because the superior elastic properties of the SMP materials, i.e. high elasticity with small deflections and high strength with large expansion, the vessel protects, for example in the case of pulsatile movements of the arteries.
  • a design with an embedded conventional basic structure is particularly suitable for such stents, or a design essentially made of SMP material (perforated tube or mesh body) because the easiest of these is the permeability to liquids required for drainage, while at the same time having sufficient mechanical strength.
  • the stent can be equipped with a coating that increases its lubricity (e.g. silicones or hydrogels).
  • a coating that increases its lubricity e.g. silicones or hydrogels.
  • a coating is provided (the materials required for this are known to the person skilled in the art) or the surface can be microstructured. Suitable methods for surface modification are, for example, plasma polymerization and graft polymerization.
  • the shape memory plastic can be veneered with a suitable X-ray contrast medium (e.g. BaSO 4 ).
  • a suitable X-ray contrast medium e.g. BaSO 4
  • metal threads e.g. stainless steel
  • a third possibility is veneering with metals which, in addition to their high X-ray contrast, also have virostatic, fungicidal or bactericidal properties (for example nano-silver).
  • radiopaque chromophores such as triiodobenzene derivatives into the SMP materials themselves.
  • the SMP can be compounded with inorganic nanoparticles.
  • examples are particles made of magnesium or magnesium alloys or magnetite. Particles made of carbon are also suitable. SMPs functionalized in this way can be heated in an oscillating electric field in order to trigger the shape memory effect.
  • the stent according to the invention can furthermore be loaded with a number of therapeutically active substances which support the healing process, suppress the restenosis of the stent or also prevent secondary diseases.
  • therapeutically active substances e.g. ethacridine lactate
  • Pain-relieving active ingredients e.g. acetylsalicylic acid
  • Antibiotic active ingredients e.g. enoxacin, nitrofurantoin
  • Antithrombic agents for example AAS, clopidogrel, hirudin, lepirudin, desirudin
  • Cytostatic active ingredients for example sirolimus, rapamycin or rapamune
  • Active ingredients to reduce restenosis e.g. taxol, paclitaxel, sirolimus, actinomycin D
  • active ingredients to reduce restenosis e.g. taxol, paclitaxel, sirolimus, actinomycin D
  • the stent according to the invention can be loaded with active substances in different ways.
  • the active ingredients can either be veneered directly with the plastic or applied to the stent as a coating.
  • Such stents can also be used in the field of gene therapy.
  • the active ingredient can either be released in a degradation-controlled or diffusion-controlled manner.
  • the rate of diffusion of the active ingredient from the matrix is slower than the rate of degradation of the polymer.
  • the active ingredient is advantageously either embedded in a degradable coating which surrounds the stent or directly in the polymer material.
  • the rate of diffusion of the active ingredient from the matrix is faster than the rate of degradation of the polymer. The active ingredient is continuously released from the matrix over time.
  • the active ingredient can be introduced into the pores of a porous shape memory plastic.
  • the pores of the material are closed and the stent is brought to the site of action as described above.
  • a suitable external stimulus heat or radiation of light
  • a shape memory plastic in particular suitable, which has two forms in memory; one of the forms is responsible for the change in shape of the stent, the second form of the stent is responsible for the opening of the pores.
  • the active substances are introduced into the material of the stent according to the invention, the active substances are released after the stent has been implanted.
  • the release of the active ingredient is associated with the breakdown of the stent; It should therefore be noted that the rate of diffusion of the active ingredient from the stent must be lower than the rate of degradation of the material of the stent and that the mechanical stability of the stent is not impaired by this degradation.
  • the stent can include multiple SMP materials, e.g. one to ensure the stability / integrity of the stent and one coated on the surface of the stent and containing the active ingredients.
  • stents of the present invention are 10-120 mm long, usually 40-60 mm. Are used in the abdominal area. Two stents are often used because the use of long stents is difficult. However, the stents of the present invention are distinguished by good flexibility and enable very gentle minimally invasive application and removal, so that the stents of the present invention can also be used in lengths which are not considered feasible in the prior art.
  • a high radial strength is required here because of the high elastic loading in the kidney artery, which may require increased mechanical strengthening of the stent.
  • Either the "slotted tube design" is suitable here or the use of conventional stents coated with or embedded in the SMP materials. Both embodiments allow the use of radio-opaque markers. It is also important to ensure that the stent is securely installed on the balloon of the catheter and that it is precisely inserted. Due to the different anatomy of living things, there are adjusted, variable lengths and Diameter necessary. Combination with a distal protection device or a plaque filter is also recommended.
  • a long stent can be used here to avoid the previous technique of combining two stents.
  • Stent must be pressure stable, which may LJ. pressure could be built up from the outside, the stent should not collapse;
  • the "slotted tube design" is more suitable (possibly using a conventional framework), in particular the use of two long stents can also be considered here.
  • stents in various sizes are used.
  • the different pH values of the body fluids and the appearance of germs must be taken into account individually in the stent design.
  • non-vascular stents are mainly used to drain body fluids such as bile, pancreatic juice or urine.
  • a design of a perforated hose is therefore recommended, which on the one hand can safely discharge the liquid to be removed from the cavity, but on the other hand absorbs the liquid over the entire distance.
  • the polymer material used must have a high degree of flexibility in order to ensure wearing comfort.
  • the starting material can be blended with X-ray contrast agents such as barium sulfate or X-ray-opaque chromophores are built into the SMP materials, for example by polymerizing in suitable monomers. If stents are to be used in areas where germs occur, the incorporation of antibiotic active ingredients into the material can make sense.
  • X-ray contrast agents such as barium sulfate or X-ray-opaque chromophores are built into the SMP materials, for example by polymerizing in suitable monomers. If stents are to be used in areas where germs occur, the incorporation of antibiotic active ingredients into the material can make sense.
  • the crusting of the stents which occurs particularly frequently in the uretheral area, can be reduced by suitable coating or surface modification.
  • the fixation of the stent essentially depends on the place of use.
  • the proximal end is in the renal pelvis, the distal end in the bladder or outside the body.
  • the proximal end forms a loop in the kidney pelvis after expansion has been completed, thus ensuring a secure hold.
  • Another possibility for fixing stents is that the stent presses firmly against the surrounding tissue outward via radial forces or contains anchor elements which serve for fixing.
  • atraumatic placement and removal is an essential condition. In particular, it must be ensured when placing that the tissue is not affected by abrasive effects and thus inflammation is caused. Therefore, a stent used in this area has no restraining elements that could injure the tissue. Examples of suitable materials that can be used in the context of the present invention are set out below by way of example:
  • the multiblock copolymer was made from macrodiols based on pentadecalactone (PDL) and D-caprolactone (PCL) and a diisocyanate.
  • PDL pentadecalactone
  • PCL D-caprolactone
  • PCL provides the corresponding information for caprolactone units.
  • Suitable polymeric networks are obtained by copolymerizing a macrodimethacrylate based on glycolide and D-caprolactone units with n-butyl acrylate.
  • the proportion by weight of glycolide in the macrodimethacrylate is 9% by weight (or 11% by weight in Example 13).
  • the molecular weights of the macrodimethacrylates are around 10,000 - 11,000 g / mol.
  • n-butyl acrylate (BA), a cinnamic acid ester (0.1 - 3 mmol) and possibly 2 mmol of hydroxyethyl methacrylate (HEMA) are mixed in a glass flask.
  • the mixture is filled with a syringe into a mold made of two silylated slides, between which there is a Teflon sealing ring with a thickness of 0.5 mm.
  • the mixture is polymerized at 80 ° C. for 18 hours.
  • the form in which networking takes place corresponds to the permanent form.
  • the mixture can also be networked in any other form.
  • the network is released from the mold and covered with 150 mL hexane fraction. Then chloroform is gradually added. This solvent mixture is exchanged several times within 24 hours in order to remove low-molecular and non-crosslinked components. Finally, the network is cleaned with hexane fraction and dried in vacuo at 30 ° C. overnight. The weight of the extracted sample relative to the previous weight corresponds to the gel content.
  • the two tables below show the amounts of the monomers used, the swelling Q of the networks in chloroform and their gel content G.
  • HEMA hydroxyethyl methacrylate
  • IPN n-butyl acrylate is crosslinked with 3% by weight (0.6 mol%) of poly (propylene glycol) dimethacrylate (molecular weight 560 g / mol) in the presence of 0.1% by weight of AiBN as described above.
  • the film is then swollen in THF to remove unused monomer and then dried again.
  • the film is then allowed to swell in a solution of the star-shaped photoreactive macromonomer in THF (10% by weight) and then dried again.
  • the loading of the network with the photoreactive component is then about 30% by weight.
  • Star-shaped poly (ethylene glycol) with 4 arms (molecular weight 2000 g / mol) is dissolved in dry THF and triethylamine. For this, cinnamylidene acetyl chloride dissolved in dry THF is slowly added dropwise. The reaction mixture is stirred for 12 hours at room temperature, then for 3 days at 50 ° C. Precipitated salts are filtered off, the filtrate is concentrated and the product obtained is washed with diethyl ether. H-NMR measurements show a conversion of 85%. UV-spectroscopically, the macromonomer has an absorption maximum at 310 nm before the photoreaction and at 254 nm after the photoreaction.
  • the shape memory properties were determined in cyclic photomechanical experiments. Die-cut, dumbbell-shaped 0.5 mm thick pieces of film with a length of 10 mm and a width of 3 mm were used.

Abstract

The invention relates to stents for non-vascular or vascular use, said stents comprising a shape-memory polymer.

Description

Stents stents
Gegenstand der Erfindung ist ein temporärer Stent aus Shape Memory Polymeren (SMP) zum Einsatz im nicht-vaskulären oder vaskulären Bereich. Der Stent lässt sich durch den Shape-Memory-Effekt verkleinern und kann minimalinvasiv entfernt werden. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Implantation und Entfernung des Stents sowie zur Herstellung und Programmierung des Stents.The invention relates to a temporary stent made of shape memory polymers (SMP) for use in the non-vascular or vascular area. The stent can be reduced in size by the shape memory effect and can be removed in a minimally invasive manner. Another object of the invention is a method for implanting and removing the stent and for producing and programming the stent.
Stand der TechnikState of the art
Zur Behandlung verstopfter oder verengter Hohlorgane oder nach operativen Eingriffen werden tubuläre Gewebestützen (Stents) in das Hohlorgan eingesetzt. Sie dienen dazu, die verengte Stelle aufzuhalten oder die Funktion des verletzten Hohlorgans zu übernehmen um wieder einen normalen Durch- oder Abfluß von Körperflüssigkeiten zu ermöglichen. Auch zur Behandlung verstopfter oder verengter Blutgefäße werden Gefäßstützen (Stents) in das Blutgefäß eingesetzt, die die verengte Stelle aufhalten und wieder einen normalen Blutfluß ermöglichen.Tubular tissue supports (stents) are inserted into the hollow organ for the treatment of blocked or narrowed hollow organs or after surgical interventions. They serve to stop the constricted area or to take over the function of the injured hollow organ in order to enable normal flow or drainage of body fluids again. For the treatment of clogged or narrowed blood vessels, stents are inserted into the blood vessel, which stop the narrowed area and allow normal blood flow again.
Stents sind üblicherweise zylinderförmige Gebilde aus einer Art Maschendraht (wire coil design) oder Röhren, die perforiert oder nicht perforiert sein können (slottet tube design). Gebräuchliche Stents sind zwischen 1 und 12 cm lang und im Durchmesser etwa 1-12 mm groß.Stents are usually cylindrical structures made of a kind of wire mesh (wire coil design) or tubes that can be perforated or not perforated (slottet tube design). Common stents are between 1 and 12 cm long and about 1-12 mm in diameter.
Die mechanischen Anforderungen an einen Stent sind widersprüchlich. Einerseits muß ein Stent hohe radiale Kräfte auf das zu stützende Hohlorgan ausüben. Andererseits ist es erforderlich, dass sich der Stent radial komprimieren lässt um ihn leicht in ein Hohlorgan einführen zu können ohne dabei die Gefäßwand bzw. das umliegende Gewebe zu verletzen.The mechanical requirements for a stent are contradictory. On the one hand, a stent must exert high radial forces on the hollow organ to be supported. On the other hand, it is necessary that the stent can be radially compressed in order to be able to easily insert it into a hollow organ without thereby damaging the vessel wall or the surrounding tissue.
Dieses Problem wurde dadurch gelöst, dass die Stents in komprimierter Form eingesetzt und erst an der richtigen Stelle aufgespannt werden. Im komprimierten Zustand ist der Durchmesser kleiner als im expandierten Zustand. Dieser Vorgang läßt sich prinzipiell auch zur minimalinvasiven Entfernung des Stents nutzen. Ein mögliches Problem ist dabei jedoch, dass die üblicherweise eingesetzten metallischen Werkstoffe sich nicht immer vollständig gleichmäßig aufspannen bzw. wieder zusammenfalten lassen, was ein potentielles Verletzungsrisiko für das angrenzende Gewebe darstellt.This problem was solved by inserting the stents in compressed form and only stretching them in the right place. The diameter is smaller in the compressed state than in the expanded state. In principle, this process can also be used for minimally invasive removal of the stent. One possible problem is however, the fact that the usually used metallic materials cannot always be stretched out completely or folded up again, which represents a potential risk of injury to the adjacent tissue.
Zum minimalinvasiven Einsetzen eines Stents haben sich zwei verschiedeneThere are two different ways to insert a stent minimally invasively
Technologien etabliert (Market report "US peripheral and vascular Stent and AAA Stent graft market" (Frost & Sullivan), 2001 ):Technologies established (Market report "US peripheral and vascular stent and AAA stent graft market" (Frost & Sullivan), 2001):
Ballon expandierbare Stents (System besteht aus Ballon, Katheter, Stent) Selbst-expandierbare Stents (System besteht aus Hülse zum EinführenBalloon expandable stents (system consists of balloon, catheter, stent) Self-expandable stents (system consists of sleeve for insertion
(protective sheeth), Katheter, Stent);(protective sheeth), catheter, stent);
Selbst-expandierende Stents bestehen aus einem Formgedächtnismaterial (SM- Material), wobei metallische SM-Materialien, wie Nitinol im Vordergrund stehen. Der Formgedächtnis-effekt ist ein in den letzten Jahren mit großem Interesse untersuchter Effekt, der eine gezielte Formveränderung durch anlegen eines äußeren Reizes ermöglicht (zu Einzelheiten in dieser Hinsicht wird auf die bereits publizierte Literatur verwiesen, beispielsweise „Shape Memory Alloys", Scientific American, Vol. 281 (1979), Seiten 74 - 82). Die Materialien sind in der Lage bei einer Temperaturerhöhung ihre Form gezielt zu ändern. Der Formgedächtniseffekt wird ausgelöst, um den Durchmesser des Stents „von selbst" zu vergrößern und am Einsatzort zu fixieren.Self-expanding stents consist of a shape memory material (SM material), whereby metallic SM materials such as Nitinol are in the foreground. The shape memory effect is an effect that has been studied with great interest in recent years and enables a targeted change in shape by applying an external stimulus (for details in this regard reference is made to the literature already published, for example “Shape Memory Alloys”, Scientific American, Vol. 281 (1979), pages 74 - 82). The materials are able to change their shape in a targeted manner when the temperature rises. The shape memory effect is triggered in order to enlarge the diameter of the stent "on its own" and to fix it in place.
Problematisch gestaltet sich, wie oben bereits angedeutet die Entfernung expandierter Stents. Wenn der Stent aus einem röhrenförmigen Hohlraum herausgezogen werden muß, besteht die Gefahr, dass dabei das umliegende Gewebe durch Abrasion verletzt wird, weil der Stent zu groß ist und scharfe Kanten aufweist. Der Formgedächtniseffekt wird daher auch angewendet, um den Durchmesser des Stents wieder zu verringern, wenn ein Stent wieder entfernt werden soll. Beispiele für entfernbare Implantate (Stents) aus Formgedächtnis-Metallen sind im Stand der Technik bekannt: US 6413273 „Method and system for temporarily supporting a tubulär organ"; US 6348067 "Method and system with shape memory heating apparatus for temporarily supporting a tubulär organ"; US 5037427 "Method of implanting a Stent within a tubulär organ of a living body and of removing same"; US 5197978 "Removable heat-recoverable tissue supporting device". Nitinol ist nicht einsetzbar bei einer Nickel-Allergie. Das Material ist außerdem sehr teuer und nur durch aufwendige Verfahren programmierbar. Dieses Programmierverfahren benötigt vergleichsweise hohe Temperaturen, so dass eine Programmierung im Körper nicht möglich ist. Das SM-Material wird daher außerhalb des Körpers programmiert, d.h. in seine temporäre Form gebracht. Nach dem Implantieren wird dann der Formgedächtniseffekt ausgelöst und der Stent expandiert, d.h. gewinnt seine permanente Form zurück. Eine Entfernung des Stents durch erneute Ausnutzung des Formgedächtniseffekts ist dann nicht möglich. Ein häufiges Problem bei metallischen Stents nicht nur im vaskulären Bereich ist darüber hinaus das Auftreten einer Restenose.As already indicated above, the removal of expanded stents is problematic. If the stent has to be pulled out of a tubular cavity, there is a risk that the surrounding tissue will be damaged by abrasion because the stent is too large and has sharp edges. The shape memory effect is therefore also used to reduce the diameter of the stent again when a stent is to be removed again. Examples of removable implants (stents) made of shape memory metals are known in the prior art: US 6413273 "Method and system for temporarily supporting a tubular organ"; US 6348067 "Method and system with shape memory heating apparatus for temporarily supporting a tubular organ"; US 5037427 "Method of implanting a stent within a tubular organ of a living body and of removing same"; US 5197978 "Removable heat-recoverable tissue supporting device". Nitinol cannot be used for a nickel allergy. The material is also very expensive and can only be programmed using complex processes. This programming method requires comparatively high temperatures, so that programming in the body is not possible. The SM material is therefore programmed outside the body, ie brought into its temporary form. After the implantation, the shape memory effect is triggered and the stent expands, ie regains its permanent shape. Removal of the stent by reusing the shape memory effect is then not possible. A common problem with metallic stents, not only in the vascular area, is the occurrence of restenosis.
Andere metallische Stents aus SM-Materialien, beispielsweise aus der US 5197978, ermöglichen dagegen auch eine Ausnutzung des Formgedächtniseffekts zur Entfernung des Stents. Allerdings sind diese metallischen Werkstoffe in ihrer Herstellung sehr aufwendig und die Gewebeverträglichkeit ist nicht immer gesichert. Aufgrund der schlecht angepassten mechanischen Eigenschaften der Stents treten immer wieder Entzündungen und Schmerzen auf.In contrast, other metallic stents made of SM materials, for example from US Pat. No. 5,197,978, also allow the shape memory effect to be used to remove the stent. However, these metallic materials are very complex to manufacture and tissue compatibility is not always guaranteed. Due to the poorly adapted mechanical properties of the stents, inflammation and pain occur again and again.
Der in US 5716410 "Temporary stent and method of use" beschriebene temporäre Stent ist eine Spirale aus einem Formgedächtniskunststoff (SMP). Das SMP-Material enthält einen eingebetteten Heizdraht. Der Heizdraht ist über einen Katheter-Schaft an einen elektrischen Kontroller angeschlossen, wobei das Schaftende als hohle Röhre über das eine Ende der Spirale gestülpt ist. Erwärmt man den implantierten Stent, der sich in seiner expandierten, temporären Form befindet, über die Schalttemperatur Ttrans, so verkleinert sich der Durchmesser der Spirale. Hierdurch soll eine einfache Entfernung des Stents ermöglicht werden. Ein Nachteil der spiraligen Struktur besteht darin, dass die radialen Kräfte zu gering sind um röhrenförmige Hohlräume aufzudehnen. Die radialen Kräfte der Spirale verteilen sich nur über eine geringe Kontaktfläche zum Gewebe; es besteht die Gefahr einer lokalen mechanischen Überbelastung durch Druck, evtl. sogar einer Einschneidung ins Gewebe. Außerdem gestaltet sich die Befestigung des Katheter-Schafts (Heizelements) an den Heizdraht der implantierten Spirale als schwierig, weil der Katheter-Schaft erst über das eine Ende der Spirale übergestülpt werden muß. Weitere Beispiele im Stand der Technik betreffen Stents aus Formgedächtnispolymeren, die sich in komprimierter, temporärer Form implantieren lassen, wobei die gewünschte permanente Größe durch den Formgedächtniseffekt am Einsatzort generiert wird (US 4950258, US 6245103, US 6569191 , EP 1033145). Die Entfernung des Stents erfolgt entweder durch einen weiteren chirurgischen Eingriff oder durch den Abbau des Materials im Körper. Ein Nachteil der verwendeten Materialien ist deren Versprödung beim Abbau und die Entstehung von Partikeln, die losgelöst vom Device zu Verstopfungen führen können. Darüber hinaus kann ein Abbau auch die Struktur/Natur eines Implantats so ändern, dass eine Unverträglichkeit mit Blut und/oder Gewebe auftritt.The temporary stent described in US 5716410 "Temporary stent and method of use" is a spiral made of a shape memory plastic (SMP). The SMP material contains an embedded heating wire. The heating wire is connected to an electrical controller via a catheter shaft, the shaft end being placed as a hollow tube over one end of the spiral. If the implanted stent, which is in its expanded, temporary form, is heated above the switching temperature T trans , the diameter of the spiral is reduced. This should make it easy to remove the stent. A disadvantage of the spiral structure is that the radial forces are too small to expand tubular cavities. The radial forces of the spiral are only distributed over a small contact area with the tissue; there is a risk of local mechanical overloading due to pressure, possibly even cutting into the tissue. In addition, the attachment of the catheter shaft (heating element) to the heating wire of the implanted spiral is difficult because the catheter shaft only has to be put over one end of the spiral. Further examples in the prior art relate to stents made of shape memory polymers which can be implanted in compressed, temporary form, the desired permanent size being generated by the shape memory effect at the place of use (US 4950258, US 6245103, US 6569191, EP 1033145). The stent is removed either by another surgical procedure or by breaking down the material in the body. A disadvantage of the materials used is their embrittlement during degradation and the formation of particles that, when detached from the device, can lead to blockages. In addition, degradation can also change the structure / nature of an implant so that there is an incompatibility with blood and / or tissue.
Weitere Probleme die immer wieder auftreten, sind Schmerzen, die durch die unzureichende mechanische Anpassung des Stents an das umliegende Gewebe verursacht werden, sowie das Verrutschen des Stents.Pain that is caused by the inadequate mechanical adaptation of the stent to the surrounding tissue and slipping of the stent are further problems that occur again and again.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Da Stents aber einen immer weiteren Einsatzbereich in der Medizin erobert haben, sind Anstrengungen notwendig, die oben geschilderten Nachteile zu überwinden. Es werden also Stents für den nicht-vaskulären oder vaskulären Einsatz gebraucht, die eine minimalinvasive Implantierung ebenso ermöglichen, wie eine schonende Entfernung. Die Materialien für den Stent sollten darüber hinaus an den jeweiligen Einsatzort anpassbar sein, z.B. im Hinblick auf variierende mechanische Beanspruchungen. Die Materialien sollten bevorzugt noch eine weitere Funktionalisierung des Stents ermöglichen, z.B. durch Einbettung weiterer medizinisch nützlicher Stoffe.However, since stents have conquered an ever wider range of uses in medicine, efforts are necessary to overcome the disadvantages described above. Stents are therefore needed for non-vascular or vascular use, which enable minimally invasive implantation as well as gentle removal. The materials for the stent should also be adaptable to the respective place of use, e.g. with regard to varying mechanical loads. The materials should preferably allow further functionalization of the stent, e.g. by embedding other medically useful substances.
Um die Nachteile des St. d. Techniks zu überwinden wird benötigt: ein einfaches Verfahren welches die minimalinvasive Implantation und Entfernung eines Stents ermöglicht, ein Stent, der sich minimalinvasiv und atraumatisch entfernen lässt, bevorzugt unter Einsatz des Formgedächtniseffekts, ein Stent der bei vasulärem oder nicht-vaskulärem Einsatz nicht in die Gefäßwand einwächst, ein Stent, der eine Oberfläche aufweist, die hämokompatibel ist, ein Stent, der während des Einsatzes eine ausreichende mechanische Festigkeit/Integrität aufweist, so dass die Funktion trotz eines ggf. auftretenden Bioabbaus nicht beeinträchtigt wird, ein Stent, der nicht mit dem zu stützenden Gewebe verwächst, so dass er einfach wieder entfernt werden kann, und der auch die Ausbildung eines Biofilms oder die Einkapselung von Keimen inhibiert, ein Verfahren zur Herstellung und Programmierung eines solchen Stents.To the disadvantages of St. d. Techniques to overcome are required: a simple procedure that enables minimally invasive implantation and removal of a stent, a stent that can be removed minimally invasively and atraumatically, preferably using the shape memory effect, a stent that does not enter the vascular wall during vascular or non-vascular use ingrown, a stent that has a surface that is hemocompatible, a stent that has sufficient mechanical strength / integrity during use so that the function is not impaired despite any biodegradation that may occur, a stent that does not grow together with the tissue to be supported so that it can easily be removed again, and which also inhibits the formation of a biofilm or the encapsulation of germs, a method for producing and programming such a stent.
Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gelöst, so wie er in den Ansprüchen definiert ist. Diese Stents umfassen ein Formgedächtnismaterial (SMP-Material), bevorzugt ein SMP-Material, das einen thermisch induzierten oder Licht induzierten Formgedächtniseffekt zeigt. Die erfindungsgemäß einzusetzenden SMP- Materialien können eine oder zwei Formen im Gedächtnis haben.This object is achieved by the subject matter of the present invention as defined in the claims. These stents comprise a shape memory material (SMP material), preferably an SMP material, which exhibits a thermally induced or light-induced shape memory effect. The SMP materials to be used according to the invention can have one or two forms in mind.
Derartige Stents lösen die oben angesprochenen Probleme, entweder insgesamt oder doch zumindest teilweise. Somit stellt die vorliegende Erfindung Stents zur Verfügung, umfassend ein SMP-Material, die durch Einsatz des Formgedächtniseffekts minimalinvasiv und atraumatisch entfernt werden können, die gewebekompatibel sind und eine ausreichende Festigkeit/Stabilität besitzen, so dass sie nach der gewünschten Einsatzzeit, während derer sie ihre Funktion ohne Verlust an mechanischer Stabilität ausüben, wieder entfernt werden können.Such stents solve the problems mentioned above, either overall or at least partially. Thus, the present invention provides stents comprising an SMP material which can be minimally invasively and atraumatically removed using the shape memory effect, which are tissue compatible and have sufficient strength / stability so that after the desired time of use during which they are used Function without loss of mechanical stability, can be removed again.
Insbesondere zur Verhinderung der Entstehung eines Biofilms und zur Verhinderung des Einwachsens kann der Stent zum nicht-vaskulären Einsatz modifiziert sein, durch eine geeignete Auswahl an Segmenten für das SMP-Materiai, durch eine Oberflächenmodifikation, insbesondere eine Mikrostrukturierung, oder durch geeignete Beschichtungen oder durch Einsatz von desinfizierenden Wirkstoffen, die aus dem Stent nach Implantation freigesetzt werden.In particular to prevent the formation of a biofilm and to prevent ingrowth, the stent can be modified for non-vascular use, by a suitable selection of segments for the SMP material, by a surface modification, in particular a microstructuring, or by suitable coatings or by use of disinfectants that are released from the stent after implantation.
Weiterhin kann der Stent, je nach Einsatzort durch geeignete Modifikationen den jeweiligen Anforderungen angepasst werden, da z.B. unterschiedliche pH-Bedingungen, das Vorliegen von spezifischen Enzymen bzw. allgemein die mikrobielle Umgebung besondere Anforderungen stellen. Durch eine entsprechende Auswahl an Segmenten für die SMP-Materialien kann diesen Anforderungen Rechnung getragen werden.Furthermore, depending on the place of use, the stent can be adapted to the respective requirements by suitable modifications, for example because of different pH conditions, the presence of specific enzymes or generally the microbial environment make special demands. A corresponding selection of segments for the SMP materials can take these requirements into account.
Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures
Figur 1 zeigt schematisch den Größenunterschied zwischen der permanenten und der temporären Form des Stents der Erfindung.Figure 1 shows schematically the size difference between the permanent and the temporary form of the stent of the invention.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der Arbeitsschritte zur Einbringung und zur Entfernung des Stents. Dabei stellt der hellgraue Teil den Stent, der dunkelgraue Teil den Ballon des Katheters und der schwarze Teil den Katheter dar.Figure 2 shows a schematic representation of the steps for inserting and removing the stent. The light gray part represents the stent, the dark gray part the balloon of the catheter and the black part the catheter.
Figur 3 zeigt schematisch das Funktionsprinzip eines Stents mit zwei Formen im Gedächtnis.Figure 3 shows schematically the principle of operation of a stent with two shapes in memory.
Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
In bevorzugten Ausführungsformen wird die Aufgabe durch einen Stent aus SMP gelöst, dadurch gekennzeichnet, dass der Stent in seiner permanenten Form auf einem temperierbaren oder mit einer geeigneten Lichtquelle (insbesondere UV) versehenen Ballonkatheter vormontiert ist, der Durchmesser der temporären Form größer ist als in der permanenten Form (vgl. Figur 1), die temporäre Form als Gewebestütze fungiert, das SMP eine Schalttemperatur von 40 °C und höher bzw. eine Schaltwellenlänge von 260 nm oder mehr besitzt, durch den SM Effekt der implantierte Stent die permanente, komprimierte Form einnimmt, so dass er einfach minimalinvasiv entfernt werden kann.In preferred embodiments, the object is achieved by a stent made of SMP, characterized in that the stent is preassembled in its permanent form on a balloon catheter which can be tempered or provided with a suitable light source (in particular UV), the diameter of the temporary form being larger than in the permanent form (see FIG. 1), the temporary form acts as a tissue support, the SMP has a switching temperature of 40 ° C and higher or a switching wavelength of 260 nm or more, through which the SM effect of the implanted stent takes the permanent, compressed form so that it can be easily removed with minimal invasiveness.
Ein mögliches Verfahren zum minimalinvasiven Einsetzen und Entfernen eines Stents, umfasst die folgenden Schritte (Figur 2):A possible method for minimally invasive insertion and removal of a stent comprises the following steps (FIG. 2):
Einsetzen: 1. der auf einem temperierbaren oder mit einer geeigneten Lichtquelle versehenen Ballonkatheter vormontierte Stent wird in das tubuläre, nicht-vaskuläre Organ minimalinvasiv eingeführt,Deploy: 1. the stent, which is preassembled on a balloon catheter that can be heated or provided with a suitable light source, is inserted minimally invasively into the tubular, non-vascular organ,
2. der platzierte Stent wird ggf. mittels Katheter über seine Ttrans (mindestens 40 0C) erwärmt (Ballon füllt sich mit warmem Wasser oder Gas),2. the stent is placed, if necessary, by means of the catheter about its Ttrans (at least 40 0 C.) (balloon filled with warm water or gas),
3. der Stent wird in die temporäre Form gebracht (gedehnt), indem der Ballonkatheter weiter mit warmem Wasser oder Gas aufgepumpt wird, bis er die erwünschte Form/Ausdehnung erreicht hat; d.h. der Stent wird erst direkt am Implantationsort programmiert,3. The stent is brought into the temporary shape (stretched) by inflating the balloon catheter with warm water or gas until it has reached the desired shape / expansion; i.e. the stent is only programmed directly at the implantation site,
4. der gedehnte Stent wird mittels Katheter unter Ttrans abgekühlt (Ballon füllt sich mit kaltem Wasser oder Gas) oder mit Licht einer Wellenlänge größer als 260 nm bestrahlt um die temporäre Form zu fixieren4. The expanded stent is cooled by means of a catheter under Ttrans (balloon fills with cold water or gas) or irradiated with light of a wavelength greater than 260 nm in order to fix the temporary shape
5. der Ballon wird zusammengezogen bzw. die Bestrahlung abgebrochen und der Ballonkatheter entfernt,5. the balloon is contracted or the radiation is stopped and the balloon catheter is removed,
Entfernen:Remove:
1. zur Entfernung wird der Ballonkatheter in den Stentbereich eingeführt,1. the balloon catheter is inserted into the stent area for removal,
2. der Ballon wird mit Flüssigkeit (Wasser) oder Gas gedehnt um einen direkten Kontakt mit dem Stent herzustellen und den Wärmetransport zu gewährleisten bzw. die Bestrahlung mit Licht zu gewährleisten,2. the balloon is stretched with liquid (water) or gas in order to make direct contact with the stent and to ensure heat transport or to ensure irradiation with light,
3. der Stent wird mittels Katheter über Ttrans erwärmt oder mit Licht einer Wellenlänge kleiner als 260 nm bestrahlt, um den Formgedächtniseffekt auszulösen, um den Stent wieder in seine permanent (kleinere) Form zu bringen,3. the stent is heated by means of a catheter via T trans or irradiated with light of a wavelength of less than 260 nm in order to trigger the shape memory effect in order to bring the stent back into its permanent (smaller) shape,
4. der Ballon wird langsam entspannt (Ablassen von Flüssigkeit (Wasser) oder Gas), wobei der Stent sich zusammenzieht (SM Effekt) und sich automatisch auf dem Ballon festsetzt,4. The balloon is slowly released (discharge of liquid (water) or gas), whereby the stent contracts (SM effect) and automatically attaches itself to the balloon.
5. der komprimierte Stent wird ggf. abgekühlt und zusammen mit dem Ballonkatheter entfernt.5. The compressed stent is cooled if necessary and removed together with the balloon catheter.
Alternativ kann dieses Vorgehen auch wie folgt beschrieben werden:Alternatively, this procedure can also be described as follows:
Einsetzen: I . der auf einem temperierbaren Ballonkatheter vormontierte Stent wird in das tubuläre Organ minimalinvasiv eingeführt,Deploy: I. the stent, pre-assembled on a temperature-controlled balloon catheter, is inserted into the tubular organ in a minimally invasive manner,
6. der platzierte Stent wird mittels Katheter über seine Ttrans (mindestens 40 0C) erwärmt (Ballon füllt sich mit warmem Wasser oder Gas),6. the placed stent is heated by means of a catheter over its Tt rans (at least 40 0 C) (balloon fills with warm water or gas),
7. der Stent wird in die temporäre Form gebracht (gedehnt), indem der Ballonkatheter weiter mit warmem Wasser oder Gas aufgepumpt wird, bis er die erwünschte Form/Ausdehnung erreicht hat; d.h der Stent wird erst direkt am Implantationsort programmiert,7. The stent is brought into the temporary shape (stretched) by inflating the balloon catheter further with warm water or gas until it has reached the desired shape / expansion; i.e. the stent is only programmed directly at the implantation site,
8. der gedehnte Stent wird mittels Katheter unter Ttrans abgekühlt (Ballon füllt sich mit kaltem Wasser oder Gas), um die temporäre Form zu fixieren,8. The stretched stent is cooled by means of a catheter under T tran s (balloon fills with cold water or gas) in order to fix the temporary shape,
9. der Ballon wird zusammengezogen und der Ballonkatheter entfernt. Entfernen:9. The balloon is contracted and the balloon catheter is removed. Remove:
10. zur Entfernung wird der Ballonkatheter in den Stentbereich eingeführt,10. The balloon catheter is inserted into the stent area for removal.
I I . der Ballon wird mit Flüssigkeit (Wasser) oder Gas gedehnt um einen direkten Kontakt mit dem Stent herzustellen und den Wärmetransport zu gewährleisten,I I. the balloon is expanded with liquid (water) or gas in order to make direct contact with the stent and to ensure heat transfer,
12. der Stent wird mittels Katheter über Ttrans erwärmt (Ballon füllt sich mit warmem Wasser oder Gas), um den Formgedächtniseffekt auszulösen, um den Stent wieder in seine permanente (kleinere) Form zu bringen,12. the stent is heated by means of a catheter over tran s (balloon fills with warm water or gas) in order to trigger the shape memory effect in order to bring the stent back into its permanent (smaller) shape,
13. der Ballon wird langsam entspannt (Ablassen von Flüssigkeit (Wasser) oder Gas), wobei der Stent sich zusammenzieht (SM Effekt) und sich automatisch auf dem Ballon festsetzt,13. The balloon is slowly released (discharge of liquid (water) or gas), whereby the stent contracts (SM effect) and automatically attaches itself to the balloon.
14. der komprimierte Stent wird ggf. abgekühlt und zusammen mit dem Ballonkatheter entfernt.14. If necessary, the compressed stent is cooled and removed together with the balloon catheter.
Ein mögliches Verfahren zum minimalinvasiven Einsetzen und Entfernen eines Stents mit Licht induziertem Formgedächtnis umfasst die folgenden Schritte (Figur 2):A possible method for minimally invasive insertion and removal of a stent with light-induced shape memory comprises the following steps (FIG. 2):
Einsetzen:Deploy:
1. der auf einem mit einer geeigneten Lichtquelle versehenen Ballonkatheter vormontierte Stent wird in das tubuläre Organ minimalinvasiv eingeführt,1. the stent preassembled on a balloon catheter provided with a suitable light source is inserted minimally invasively into the tubular organ,
2. der Stent wird in die temporäre Form gebracht (gedehnt), indem der Ballonkatheter weiter mit (warmem) Wasser oder Gas aufgepumpt wird, bis er die erwünschte Form/Ausdehnung erreicht hat; d.h der Stent wird erst direkt am Implantationsort programmiert, 3. der gedehnte Stent wird mit Licht einer Wellenlänge größer als 260 nm bestrahlt, um die temporäre Form zu fixieren,2. The stent is brought into the temporary shape (stretched) by further inflating the balloon catheter with (warm) water or gas until it has reached the desired shape / expansion; ie the stent is only programmed directly at the implantation site, 3. the expanded stent is irradiated with light of a wavelength greater than 260 nm in order to fix the temporary shape,
4. der Ballon wird zusammengezogen bzw. die Bestrahlung abgebrochen und der Ballonkatheter entfernt.4. The balloon is contracted or the radiation is stopped and the balloon catheter is removed.
Entfernen:Remove:
5. zur Entfernung wird der Ballonkatheter in den Stentbereich eingeführt,5. the balloon catheter is inserted into the stent area for removal,
6. der Ballon wird mit Flüssigkeit (Wasser) oder Gas gedehnt um einen direkten Kontakt mit dem Stent herzustellen und die Bestrahlung mit Licht zu gewährleisten,6. the balloon is stretched with liquid (water) or gas in order to make direct contact with the stent and to ensure irradiation with light,
7. der Stent wird mit Licht einer Wellenlänge kleiner als 260 nm bestrahlt, um den Formgedächtniseffekt auszulösen, um den Stent wieder in seine permanente (kleinere) Form zu bringen,7. the stent is irradiated with light of a wavelength of less than 260 nm in order to trigger the shape memory effect in order to bring the stent back into its permanent (smaller) shape,
8. der Ballon wird langsam entspannt (Ablassen von Flüssigkeit (Wasser) oder Gas), wobei der Stent sich zusammenzieht (SM Effekt) und sich automatisch auf dem Ballon festsetzt,8. The balloon is slowly released (discharge of liquid (water) or gas), whereby the stent contracts (SM effect) and automatically attaches itself to the balloon.
9. der komprimierte Stent wird zusammen mit dem Ballonkatheter entfernt.9. The compressed stent is removed along with the balloon catheter.
Besonders bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Stents, die erst am Einsatzort programmiert werden, da sie dann dort in die temporäre Form gebracht werden, schon vor dem Einführen in den Körper außerhalb des Körpers über ihre Übergangstemperaturen erwärmt werden. Da hierbei noch keine Kräfte auf den Stent einwirken, findet noch keine Änderung der Ausdehnung des Stents statt. Jedoch ermöglicht es diese Erwärmung, dass das SMP-Material des Stents elastisch und flexibel wird. So lassen sich die vorerwärmten Stents einfacher und besser einführen, verglichen mit den eher starren Stents vor der Erwärmung. Insbesondere wenn es sich um große Stents handelt und/oder um Stents die durch stark gewundene Gefäße oder ähnliches durchgeschoben werden müssen, bietet diese Vorerwärmung eine deutliche Verbesserung, was das Einführen des Stents angeht.In this context, it is particularly preferred if the stents, which are only programmed at the place of use, since they are then brought into the temporary form there, are heated above their transition temperatures before they are introduced into the body outside the body. Since there are no forces acting on the stent, there is no change in the expansion of the stent. However, this heating allows the stent's SMP material to become elastic and flexible. This makes it easier and easier to insert the preheated stents compared to the more rigid stents before heating. Especially when it comes to large stents and / or stents that have to be pushed through tightly wound vessels or the like, this preheating offers a significant improvement in terms of the insertion of the stent.
Bei vielen Anwendungen, bei denen Stents platziert werden, ist es sehr wichtig, dass die tatsächliche Position des Stents exakt dem gewünschten Einsatzort entspricht. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn zwei Stents hintereinander eingesetzt werden, da dabei eine präzise Platzierung außerordentlich wichtig ist, um den gewünschten Erfolg zu sichern. Bei konventionellen Stents ist eine Korrektur der Platzierung von Stents jedoch nur schwer möglich, da ein erneutes Zusammenfalten des Stents am Einsatzort häufig problematisch ist. Hier bieten die erfindungsgemäßen Stents, die erst direkt am Einsatzort programmiert werden, einen deutlichen Vorteil. Da die erfindungsgemäßen Stents in dieser Ausführungsform in ihrer aufgeweiteten Form im temporären Zustand vorliegen, kann durch das Auslösen des SM-Effekts eine einfache Verkleinerung des Stents erzielt werden, so dass der so wieder verkleinerte Stent erneut platziert werden kann, was einen einfache Korrektur der Platzierung ermöglicht. Nach der Korrektur wird der erfindungsgemäße Stent dann erneut durch die bereits vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte neu programmiert und im temporären Zustand als Gewebestütze zurückgelassen.In many applications in which stents are placed, it is very important that the actual position of the stent corresponds exactly to the desired location. This is particularly important when two stents are used in succession, since precise placement is extremely important to ensure the desired success. With conventional stents, however, it is difficult to correct the placement of stents because the stent has to be folded again at the place of use is often problematic. The stents according to the invention, which are only programmed directly on site, offer a clear advantage here. Since the stents according to the invention are present in their expanded form in the temporary state in this embodiment, a simple downsizing of the stent can be achieved by triggering the SM effect, so that the stent which has been downsized again can be placed again, which means a simple correction of the placement allows. After the correction, the stent according to the invention is then reprogrammed using the method steps already described above and left in the temporary state as a tissue support.
Das Einsetzen mit Korrektur lässt sich dabei durch die folgenden Verfahrensschritte skizzieren:The insertion with correction can be outlined by the following procedural steps:
1. Der auf einem temperierbaren Ballonkatheter vormontierte Stent wird in das tubuläre Organ eingeführt.1. The stent preassembled on a temperature-controllable balloon catheter is inserted into the tubular organ.
2. Der platzierte Stent wird mittels Katheter über die Übergangstemperatur erwärmt.2. The placed stent is heated above the transition temperature by means of a catheter.
3. Der Stent wird in die temporäre Form gebracht (gedehnt), bis er die gewünschte Form (Ausdehnung) erreicht hat.3. The stent is brought into the temporary shape (stretched) until it has reached the desired shape (expansion).
4. Der gedehnte Stent wird mittels Katheter unter die Übergangstemperatur abgekühlt und somit im temporären Zustand fixiert.4. The stretched stent is cooled below the transition temperature by means of a catheter and thus fixed in the temporary state.
Sollte hiernach festgestellt werden, dass der Stent noch nicht korrekt platziert wurde, führt man zusätzlich die nachfolgenden Korrekturschritte durch:If it is subsequently determined that the stent has not yet been placed correctly, the following correction steps are also carried out:
5. Der Stent wird mittels Katheter über die Übergangstemperatur erwärmt, um den Form-Gedächtnis-Effekt auszulösen und um den Stent wieder in seine kleinere Form zu bringen.5. The stent is heated to the transition temperature by means of a catheter in order to trigger the shape-memory effect and to bring the stent back into its smaller shape.
6. Der Ballon wird langsam entspannt, wobei sich der Stent zusammenzieht.6. The balloon is slowly released, causing the stent to contract.
7. Der auf dem Ballon sitzende Stent kann nun korrekt platziert werden. Anschließend werden die Schritte 3. und 4. wiederholt, um den Stent neu zu platzieren. Anschließend wird der Katheter entfernt.7. The stent sitting on the balloon can now be placed correctly. Then steps 3 and 4 are repeated to reposition the stent. The catheter is then removed.
Die hier beschriebene Korrekturmethode kann natürlich in analoger Weise auch mit den Form-Gedächtnis-Materialien durchgeführt werden, die einen lichtinduzierten Form- Gedächtnis-Effekt zeigen.The correction method described here can of course also be carried out in an analogous manner with the shape-memory materials which have a light-induced shape-memory effect.
Stents mit zwei Formen im GedächtnisStents with two forms in memory
Ein zweifach programmierter Stent hat den Vorteil, dass er zunächst in komprimierter Form minimalinvasiv implantiert werden kann und seine Fixierung am Einsatzort durch Erwärmen erfolgt. Dabei wird die erste Formänderung (z.B. Durchmesservergrößerung) vollzogen. Nach der gewünschten Verweildauer am Einsatzort kann der Stent minimalinvasiv entfernt werden, indem er erneut erwärmt wird, um die zweite Formänderung herbeizuführen (z.B. Durchmesserverkleinerung).The advantage of a dual-programmed stent is that it can be implanted in a minimally invasive manner in a compressed form and that it is fixed at the site by heating. The first change in shape (e.g. diameter increase) is carried out. After the desired residence time at the place of use, the stent can be removed minimally invasively by heating it again to bring about the second change in shape (e.g. reduction in diameter).
Stents mit zwei Formen im Gedächtnis lassen sich aus SMP herstellen, die durch kovalente Netzpunkte und zwei Schaltsegmente bzw. zwei Übergangstemperaturen Ttrans gekennzeichnet sind, wobei: Ttrans 1 < Ttrans 2 gilt und beide Schalttemperaturen oberhalb Körpertemperatur liegen. Die kovalenten Netzpunkte bestimmen die permanente Form des Stents, die Schaltsegmente bestimmen jeweils eine temporäre Form.Stents with two shapes in memory can be produced from SMP, which are characterized by covalent network points and two switching segments or two transition temperatures T trans , where: T trans 1 <T trans 2 and both switching temperatures are above body temperature. The covalent network points determine the permanent shape of the stent, the switching segments each determine a temporary shape.
In einer Ausführungsform ist ein Stent in Form eines Röhrchens dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der permanenten Form Dperm klein ist, der Durchmesser der ersten temporären Form Dtemp1 größer als Dperm, und der Durchmesser der zweiten temporären Form Dtemp2 kleiner als DtemP1 ist: Dperm < Dtemp1 > Dtemp2.In one embodiment, a stent in the form of a tube is characterized in that the diameter of the permanent shape D perm is small, the diameter of the first temporary shape D temp 1 is larger than D perm , and the diameter of the second temporary shape D te mp2 is smaller than D te m P 1 is: D pe r m <D temp 1> D temp 2.
Die zweite temporäre Form kann im Durchmesser identisch oder abweichend von der permanenten Form sein: Dperm = Dtemp2 oder Dperm ≠ Dtemp2.The diameter of the second temporary shape can be identical or different from the permanent shape: D pe rm = D te mp2 or D per m ≠ D temp 2.
Die zweifache Programmierung des Stents besteht aus den Verfahrensschritten: 1. Erwärmen des Stents oberhalb Ttrans 2, 2. Expansion des Stents von Dperm auf Dtemp2,Programming the stent twice consists of the following process steps: 1. heating the stent above T tr ans 2, 2. Expansion of the stent from D per m to D temp 2,
3. Abkühlen unterhalb Ttrans2 und oberhalbTtrans1 ,3. cooling below T tra ns2 and above T tran s1,
4. Kompression des Stents auf Dtemp1.4. Compression of the stent to D te mp1.
5. Abkühlen unter Ttrans1 •5. cooling under Tt ran s1 •
Beim Erwärmen des zweifach programmierten Stents über Ttrans1 verändert sich die Form von Dtemp1 nach Dtemp2, d.h. der Durchmesser vergrößert sich. Bei weiterem Erwärmen über Ttrans2 wird DpΘrm eingenommen, d.h. der Durchmesser verringert sich wieder (Figur 3).When the double-programmed stent is heated via T trans 1, the shape changes from D te mp1 to D te mp2, ie the diameter increases. With further heating via T trans 2, D pΘrm is taken, ie the diameter decreases again (FIG. 3).
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung weiter beschrieben.The present invention will be further described below.
Der Stent der vorliegenden Erfindung umfasst ein SMP-Material. Geeignet sind Thermoplasten, Blends und Netzwerke. Auch Komposite aus SMP mit anorganischen Nanopartikeln sind geeignet. Bevorzugt ist in das SMP-Material kein Heizelement eingebettet. Der Formgedächtniseffekt kann thermisch mit Hilfe eines beheizbaren Mediums, durch Anwendung von IR- oder NIR-Strahlung, durch Anlegen eines oszillierenden elektrischen Feldes oder durch UV-Bestrahlung ausgelöst werden.The stent of the present invention comprises an SMP material. Thermoplastics, blends and networks are suitable. Composites made of SMP with inorganic nanoparticles are also suitable. No heating element is preferably embedded in the SMP material. The shape memory effect can be triggered thermally with the aid of a heatable medium, by using IR or NIR radiation, by applying an oscillating electric field or by UV radiation.
Mit der Definition, dass der erfindungsgemäße Stent ein SMP-Material umfasst soll definiert werden, dass der Stent einerseits im wesentlichen aus einem SMP-Material besteht, aber dass andererseits der Stent auch ein konventioneller Stent sein kann, eingebettet bzw. beschichtet mit einem SMP-Material. Diese beiden wesentlichen Konstruktionen bieten die folgenden Vorteile.With the definition that the stent according to the invention comprises an SMP material, it should be defined that the stent on the one hand essentially consists of an SMP material, but that on the other hand the stent can also be a conventional stent, embedded or coated with an SMP material. Material. These two main constructions offer the following advantages.
Stents, die im wesentlichen aus SMP-Materialien bestehen verwenden das SMP- Material, um die mechanischen Eigenschaften des Stents zu bestimmen. Dadurch, dass die im folgenden beschriebenen Materialien dazu eingesetzt werden, wird eine gute Gewebeverträglichkeit gesichert. Weiter können derartige Stents, wie oben beschrieben minimalinvasiv implantiert und wieder entfernt werden. Die SMP-Materialien können weiterhin relativ einfach verarbeitet werden, was die Herstellung erleichtert. Schließlich können die SMP-Materialien noch mit weiteren Stoffen compoundiert oder beschichtet werden, so dass eine weitere Funktionalisierung möglich ist. In diesem Zusammenhang wird auf die folgenden Ausführungen verwiesen. Die zweite prinzipiell mögliche Ausführungsform ist ein Stent, der ein konventionelles Grundgerüst umfasst, wie beispielsweise eine „Maschendrahtkonstruktion" oder eine verformbare Röhre. Diese Grundgerüste sind mit einem SMP-Material beschichtet bzw. in dieses eingebettet. Insbesondere mit Maschendrahtkonstruktionen hat es sich gezeigt, dass die SMP-Materialien eine ausreichend große Kraft ausüben können, um das Grundgerüst zu verformen, wenn der Formgedächtniseffekt ausgelöst wird. Diese Ausführungsform erlaubt es also die positiven Eigenschaften der konventionellen Stents mit den oben geschilderten positiven Effekten der SMP-Materialien zu kombinieren. Insbesondere können so Stents mit einer sehr hohen mechanischen Widerstandsfähigkeit erhalten werden, da dass konventionelle Grundgerüst dazu beiträgt. Daher eignet sich diese Ausführungsform insbesondere für Stents, die starker mechanischer Beanspruchung ausgesetzt werden.Stents that consist essentially of SMP materials use the SMP material to determine the mechanical properties of the stent. The fact that the materials described below are used ensures good tissue compatibility. Furthermore, such stents, as described above, can be implanted minimally invasively and removed again. The SMP materials can still be processed relatively easily, which facilitates their manufacture. Finally, the SMP materials can be compounded or coated with other substances so that further functionalization is possible. In this context, reference is made to the following explanations. The second embodiment which is possible in principle is a stent which comprises a conventional basic structure, such as, for example, a “wire mesh construction” or a deformable tube. These basic structures are coated with or embedded in an SMP material. In particular with wire mesh structures, it has been shown that the SMP materials can exert a sufficiently large force to deform the basic structure when the shape memory effect is triggered, so this embodiment allows the positive properties of the conventional stents to be combined with the positive effects of the SMP materials described above Stents with a very high mechanical resistance can be obtained since this is supported by a conventional basic structure, which is why this embodiment is particularly suitable for stents which are exposed to high mechanical stress.
Die Oberfläche des Stents ist. kompatibel im Hinblick auf die physiologische Umgebung am Einsatzort ausgestaltet, durch geeignete Beschichtung (z.B. Hydrogel-Beschichtung) oder Oberflächenmikrostrukturierung. Beim Stent-Design müssen die Rahmenbedingungen wie pH Wert und Keimzahl je nach Einsatzort: berücksichtigt werden.The surface of the stent is. designed to be compatible with the physiological environment at the place of use, using a suitable coating (e.g. hydrogel coating) or surface microstructuring. With the stent design, the general conditions such as pH value and bacterial count must be taken into account depending on the place of use.
Im folgenden werden geeignete Materialien für die Stents der vorliegenden Erfindung beschrieben.Suitable materials for the stents of the present invention are described below.
SMP-Materialien im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Materialien, die durch ihre chemisch-physikalische Struktur in der Lage sind, gezielte Formänderungen durchzuführen. Die Materialien besitzen neben ihrer eigentlichen permanenten Form eine weitere Form, die dem Material temporär aufgeprägt werden kann. Solche Materialien sind durch zwei strukturelle Merkmale charakterisiert: Netzpunkte (physikalisch oder kovalent) und Schaltsegmente.SMP materials in the sense of the present invention are materials which, due to their chemical-physical structure, are able to carry out targeted changes in shape. In addition to their actual permanent shape, the materials have another shape that can be temporarily imprinted on the material. Such materials are characterized by two structural features: network points (physical or covalent) and switching segments.
SMP mit thermisch induziertem Formgedächtniseffekt besitzen mindestens ein Schaltsegment mit einer Übergangstemperatur als Schalttemperatur. Die Schaltsegmente bilden temporäre Vernetzungsstellen, die sich beim Erwärmen oberhalb der Übergangstemperatur lösen und beim Abkühlen erneut bilden. Die Übergangstemperatur kann eine Glastemperatur T9 amorpher Bereiche oder Schmelztemperatur Tm kristalliner Bereiche sein. Sie wird im folgenden verallgemeinert als Ttrans bezeichnet. Bei dieser Temperatur zeigen die SMP eine Formveränderung.SMPs with a thermally induced shape memory effect have at least one switching segment with a transition temperature as the switching temperature. The switching segments form temporary cross-linking points, which dissolve when heated above the transition temperature and form again when they cool down. The Transition temperature can be a glass temperature T 9 amorphous areas or melting temperature T m crystalline areas. It is generally referred to as T trans in the following. At this temperature, the SMP show a change in shape.
Oberhalb von Ttrans befindet sich das Material im amorphen Zustand und ist elastisch. Wird also eine Probe über die Übergangstemperatur TVans erwärmt, im flexiblen Zustand dann deformiert und wieder unter die Übergangstemperatur abgekühlt, so werden die Kettensegmente durch Einfrieren von Freiheitsgraden im deformierten Zustand fixiert (Programmierung). Es werden temporäre Vernetzungsstellen (nichtkovalent) geformt, so dass die Probe auch ohne äußere Last nicht mehr in ihre ursprüngliche Form zurück kehren kann. Beim erneuten Erwärmen auf eine Temperatur oberhalb der Übergangstemperatur werden diese temporären Vernetzungsstellen wieder aufgelöst und die Probe kehrt zu ihrer ursprünglichen Form zurück. Durch erneutes Programmieren kann die temporäre Form wieder hergestellt werden. Die Genauigkeit, mit der die ursprüngliche Form wieder erhalten wird, wird als Rückstellverhältnis bezeichnet.Above T tr ans the material is in the amorphous state and is elastic. If a sample is heated above the transition temperature TVans, then deformed in the flexible state and cooled again below the transition temperature, the chain segments are fixed in the deformed state by freezing degrees of freedom (programming). Temporary cross-linking points (non-covalent) are formed so that the sample can no longer return to its original shape even without external load. When heated again to a temperature above the transition temperature, these temporary crosslinking points are dissolved again and the sample returns to its original shape. The temporary shape can be restored by programming again. The accuracy with which the original shape is restored is called the recovery ratio.
In photoschaltbaren SMP übernehmen photoreaktive Gruppen, die sich durch Bestrahlung mit Licht reversibel miteinander verknüpfen lassen, die Funktion des Schaltsegments. Die Programmierung einer temporären Form und Wiederherstellung der permanenten Form erfolgt in diesem Fall durch Bestrahlung ohne dass eine Temperaturänderung erforderlich ist.In photo-switchable SMPs, photoreactive groups, which can be reversibly linked by irradiation with light, take over the function of the switching segment. In this case, the programming of a temporary shape and restoration of the permanent shape is carried out by irradiation without a change in temperature being necessary.
Prinzipiell sind alle SMP-Materialien zur Herstellung von Stents einsetzbar. Beispielhaft kann hier auf die Materialien und die Herstellungsverfahren verwiesen werden, die in den folgenden Anmeldungen beschrieben sind, die hier durch Verweis direkt mit zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gehören:In principle, all SMP materials can be used to manufacture stents. By way of example, reference can be made here to the materials and the production processes which are described in the following applications, which by reference directly belong to the content of the present application:
Deutsche Patentanmeldungen: 10208211.1 , 10215858.4, 10217351.4, 10217350.8, 10228120.3, 10253391.1 , 10300271.5, 10316573.8German patent applications: 10208211.1, 10215858.4, 10217351.4, 10217350.8, 10228120.3, 10253391.1, 10300271.5, 10316573.8
Europäische Patentanmeldungen: 99934294.2, 99908402.3 SMP-Materialien mit zwei Formen im Gedächtnis sind im US Patent 6,388,043 beschrieben, das hier durch Verweis mit umfasst ist.European patent applications: 99934294.2, 99908402.3 Two shape memory SMP materials are described in US Patent 6,388,043, which is incorporated herein by reference.
Konventionelle Materialien für Stents, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere in der oben genannten zweiten Ausführungsform mit zum Einsatz kommen können, sind wie folgt:Conventional materials for stents that can be used in the context of the present invention, in particular in the above-mentioned second embodiment, are as follows:
Prinzipiell geeignete biostabile Materialien für den Einsatz im medizinischen Bereich sind Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyethylenterephthalat (PET), PVC, Polycarbonat (PC), Polyamide (PA), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polymethacrylate, Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyhydroxyethylmethacrylat (PHEMA), Polyacrylate, Polyurethane (PUR), Polysiloxane, Polyetheretherketon (PEEK), Polysulfon (PSU), Polyether, Polyolefine, Polystyrol.In principle, suitable biostable materials for use in the medical field are polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), PVC, polycarbonate (PC), polyamides (PA), polytetrafluoroethylene (PTFE), polymethacrylates, polymethyl methacrylate (PMMA), Polyhydroxyethyl methacrylate (PHEMA), polyacrylates, polyurethanes (PUR), polysiloxanes, polyether ether ketone (PEEK), polysulfone (PSU), polyethers, polyolefins, polystyrene.
Bereits etablierte Materialien für den Einsatz im non-vaskulären Bereich sind z.B. Polysiloxane (Katheter -und Schlauchsonden, Blasenprothesen), PHEMA (Harnblasenkatheter) und PA (Katheterschläuche).Established materials for use in the non-vascular area are e.g. Polysiloxanes (catheter and tube probes, bladder prostheses), PHEMA (urinary bladder catheters) and PA (catheter tubes).
Bereits etablierte Materialien für den Einsatz im vaskulären Bereich sind z.B. PUR (künstliche Blutgefäße, Herzklappen), PET (künstliche Blutgefäße, Blutgefäßbeschichtungen), PA (Herzmitralklappen), Polysiloxane (Herzklappen), PTFE (Gefäßimplantate).Already established materials for use in the vascular area are e.g. PUR (artificial blood vessels, heart valves), PET (artificial blood vessels, blood vessel coatings), PA (heart mitral valves), polysiloxanes (heart valves), PTFE (vascular implants).
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Stents können thermoplastische Elastomere verwendet werden. Geeignete thermoplastische Elastomere zeichnen sich durch mindestens zwei Übergangstemperaturen aus. Die höhere Übergangstemperatur kann den physikalischen Netzpunkten, die die permanente Form des Stents bestimmen, zugeordnet werden. Die niedrigere Übergangstemperatur, bei welcher der Formgedächtniseffekt ausgelöst werden kann, kann den Schaltsegmenten zugeordnet werden (Schalttemperatur, Ttrans)- Bei geeigneten thermoplastischen Elastomeren liegt die Schalttemperatur typischerweise etwa 3 bis 20 0C oberhalb der Körpertemperatur.Thermoplastic elastomers can be used to produce the stents according to the invention. Suitable thermoplastic elastomers are characterized by at least two transition temperatures. The higher transition temperature can be assigned to the physical network points that determine the permanent shape of the stent. The lower transition temperature at which the shape memory effect can be triggered can be assigned to the switching segments (switching temperature, T tra ns). With suitable thermoplastic elastomers, the switching temperature is typically about 3 to 20 ° C. above body temperature.
Beispiele für thermoplastische Elastomere sind Multiblockcopolymere. Bevorzugte Multiblockcopolymere sind zusammengesetzt aus den Blöcken (Makrodiolen) bestehend aus α,ω-Diol-Polymeren von Poly(ε-caprolacton) (PCL), Poly(ethylen glycol) (PEG), Poly(pentadecalacton), Poly(ethylenoxid), Poly(propylenoxid), Poly(propylenglycol), Poly(tetrahydrofuran), Poly(dioxaπon), Poly(lactid), Poly(glycolid), Poly(lactid-raπ- glycolid), Polycarbonate und Polyether oder aus α,ω-Diol-Copolymeren der Monomere, auf denen die oben genannten Verbindungen basieren, in einem Molekulargewichtsbereich Mn von 250 bis 500 000 g/mol. Zwei unterschiedliche Makrodiole werden mit Hilfe eines geeigneten bifunktionellen Kopplungsreagenz (im speziellen ein aliphatisches oder aromatisches Diisocyanat oder Disäurechlorid oder Phosgen) zu einem thermoplastischen Elastomer mit Molekulargewichten Mn im Bereich von 500 bis 50 000 000 g/mol verknüpft. In einem phasensegregierten Polymer kann bei jedem der Blöcke des o. g. Polymers unabhängig vom anderen Block eine Phase mit mindestens einem thermischen Übergang (Glas- oder Schmelzübergang) zugeordnet werden.Examples of thermoplastic elastomers are multiblock copolymers. Preferred multiblock copolymers are composed of the blocks (macrodiols) from α, ω-diol polymers of poly (ε-caprolactone) (PCL), poly (ethylene glycol) (PEG), poly (pentadecalactone), poly (ethylene oxide), poly (propylene oxide), poly (propylene glycol), poly ( tetrahydrofuran), poly (dioxaπon), poly (lactide), poly (glycolide), poly (lactide-raπ-glycolide), polycarbonates and polyethers or from α, ω-diol copolymers of the monomers on which the above-mentioned compounds are based, in a molecular weight range M n of 250 to 500,000 g / mol. Two different macrodiols are linked using a suitable bifunctional coupling reagent (in particular an aliphatic or aromatic diisocyanate or diacid chloride or phosgene) to form a thermoplastic elastomer with molecular weights M n in the range from 500 to 50,000,000 g / mol. In a phase-segregated polymer, a phase with at least one thermal transition (glass or melt transition) can be assigned to each of the blocks of the above-mentioned polymer independently of the other block.
Besonders bevorzugt sind Multiblockcopolymere aus Makrodiolen basierend auf Pentadecalacton (PDL) und D-Caprolacton (PCL) und einem Diisocyanat. Die Schalttemperatur - hier eine Schmelztemperatur - kann über die Blocklänge des PCLs im Bereich zwischen ca. 30 und 55 °C eingestellt werden. Die physikalischen Netzpunkte zur Fixierung der permanenten Form des Stents werden von einer zweiten kristallinen Phase mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 87 - 95 0C gebildet. Auch Blends aus Multiblockcopolymeren sind geeignet. Durch das Mischungsverhältnis lassen sich die Übergangstemperaturen gezielt einstellen.Multiblock copolymers of macrodiols based on pentadecalactone (PDL) and D-caprolactone (PCL) and a diisocyanate are particularly preferred. The switching temperature - here a melting temperature - can be set in the range between approx. 30 and 55 ° C via the block length of the PCL. The physical network points for fixing the permanent shape of the stent are of a second crystalline phase having a melting point in the range of 87 - 95 0 C formed. Blends made of multiblock copolymers are also suitable. The transition temperatures can be specifically set using the mixing ratio.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Stents können auch Polymernetzwerke verwendet werden. Geeignete Polymernetzwerke zeichnen sich durch kovalente Netzpunkte und mindestens einem Schaltsegment mit mindestens einer Übergangstemperatur aus. Die kovalenten Netzpunkte bestimmen die permanente Form des Stents. Bei geeigneten Polymernetzwerken liegt die Schalttemperatur, bei welcher der Formgedächtniseffekt ausgelöst werden kann, typischerweise etwa 3 bis 20 0C oberhalb der Körpertemperatur.Polymer networks can also be used to produce the stents according to the invention. Suitable polymer networks are characterized by covalent network points and at least one switching segment with at least one transition temperature. The covalent network points determine the permanent shape of the stent. In suitable polymer networks, the switching temperature at which the shape memory effect can be triggered is typically about 3 to 20 ° C. above the body temperature.
Zur Herstellung eines kovalenten Polymernetzwerks wird eines der im obigen Abschnitt beschriebenen Makrodiole mit Hilfe eines multifunktionellen Kopplungsreagenz vernetzt. Dieses Kopplungsreagenz kann eine mindestens trifunktionelle, niedermolekulare Verbindung oder ein multifunktionales Polymer sein. Im Falle des Polymers kann es sich um ein Sternpolymer mit mindestens drei Armen, ein graft-Polymer mit mindestens zwei Seitenketten, ein hyperverzweigtes Polymer oder um eine dendritische Struktur handeln. Sowohl im Falle der niedermolekularen als auch der polymeren Verbindungen müssen die Endgruppen zur Reaktion mit den Diolen befähigt sein. Im speziellen können hierfür Isocyanatgruppen verwendet werden (Polyurethan-Netzwerke).To produce a covalent polymer network, one of the macrodiols described in the section above is crosslinked using a multifunctional coupling reagent. This coupling reagent can be an at least trifunctional, low molecular weight Compound or a multifunctional polymer. In the case of the polymer, it can be a star polymer with at least three arms, a graft polymer with at least two side chains, a hyperbranched polymer or a dendritic structure. In the case of both the low molecular weight and the polymeric compounds, the end groups must be capable of reacting with the diols. In particular, isocyanate groups can be used for this (polyurethane networks).
Insbesondere bevorzugt sind amorphe Polyurethannetzwerke aus Triolen und/oder Tetrolen und Diisocyanat. Die Darstellung sternförmiger Präpolymere wie Oligo[(rac~ lactat)-co-glykolat]triol oder -tetrol erfolgt durch die ringöffnende Copolymerisation von rac-Dilactid und Diglykolid in der Schmelze der Monomere mit hydroxyfunktionellen Initiatoren unter Zusatz des Katalysators Dibutylzinn(IV)oxid (DBTO). Als Initiatoren der ringöffnenden Polymerisation werden Ethylenglykol, 1 ,1 ,1-Tris(hydroxy-methyl)ethan bzw. Pentaerythrit eingesetzt. Analog werden Oligo(lactat-co-hydroxycaproat)tetrole und Oligo(lactat-hydroxyethoxyacetat)tetrole sowie [Oligo(propylenglycol)-b!ock-oligo(rac- lactat)-co-glycolat)]triole hergestellt. Die erfindungsgemäßen Netzwerke können einfach durch Umsetung der Präpolymere mit Diisocyanat, z.B. einem Isomerengemisch aus 2,2,4- und 2,4,4-Trimethylhexan-1 ,6-diisocyanat (TMDI), in Lösung, z.B. in Dichloromethan, und anschließender Trocknung erhalten werden.Amorphous polyurethane networks made from triols and / or tetrols and diisocyanate are particularly preferred. Star-shaped prepolymers such as oligo [(rac ~ lactate) -co-glycolate] triol or -tetrol are produced by the ring-opening copolymerization of rac-dilactide and diglycolide in the melt of the monomers with hydroxy-functional initiators with the addition of the catalyst dibutyltin (IV) oxide ( DBTO). Ethylene glycol, 1, 1, 1-tris (hydroxymethyl) ethane or pentaerythritol are used as initiators of the ring-opening polymerization. Oligo (lactate-co-hydroxycaproate) tetrols and oligo (lactate-hydroxyethoxyacetate) tetrols and [oligo (propylene glycol) -b! Ock-oligo (rac-lactate) -co-glycolate)] triols are prepared analogously. The networks according to the invention can be obtained simply by reacting the prepolymers with diisocyanate, e.g. a mixture of isomers of 2,2,4- and 2,4,4-trimethylhexane-1,6-diisocyanate (TMDI), in solution, e.g. in dichloromethane, and subsequent drying.
Weiterhin können die im obigen Abschnitt beschriebenen Makrodiole zu entsprechenden α,ω-Divinylverbindungen funktionalisiert werden, die thermisch oder photochemisch vernetzt werden können. Die Funktionalisierung erlaubt bevorzugt eine kovalente Verknüpfung der Makromonomere durch Reaktionen, die keine Nebenprodukte ergeben. Bevorzugt wird diese Funktionalisierung durch ethylenisch ungesättigte Einheiten zur Verfügung gestellt, insbesondere bevorzugt durch Acrylatgruppen und Methacrylatgruppen, wobei letztere insbesondere bevorzugt sind. Hierbei kann im speziellen die Umsetzung zu α.ω-Makrodimethacryiaten, bzw. Makrodiacrylaten durch die Reaktion mit den entsprechenden Säurechloriden in Gegenwart einer geeigneten Base durchgeführt werden. Die Netzwerke werden erhalten durch das Vernetzen der endgruppenfunktionalisierten Makromonomere. Diese Vernetzung kann erreicht werden durch das Bestrahlen der Schmelze, umfassend die endgruppenfunktionalisierte Makromonomerkomponente und ggf. ein niedermolekulares Comonomer, wie nachfolgend erläutert wird. Geeignete Verfahrensbedin&ungen dafür sind das Bestrahlen der Mischung in Schmelze, vorzugsweise bei Temperaturen im Bereich von 40 bisi OO 0C, mit Licht einer Wellenlänge von vorzugsweise 308 nm. Alternativ ist eine Wärmevernetzung möglich wenn ein entsprechendes Initiatorsystem eingesetzt wird.Furthermore, the macrodiols described in the section above can be functionalized to corresponding α, ω-divinyl compounds which can be crosslinked thermally or photochemically. The functionalization preferably allows the macromonomers to be covalently linked by reactions which do not result in any by-products. This functionalization is preferably provided by ethylenically unsaturated units, particularly preferably by acrylate groups and methacrylate groups, the latter being particularly preferred. In particular, the conversion to α.ω-macrodimethacrylates or macrodiacrylates can be carried out by the reaction with the corresponding acid chlorides in the presence of a suitable base. The networks are obtained by cross-linking the end group functionalized macromonomers. This crosslinking can be achieved by irradiating the melt, comprising the end group-functionalized macromonomer component and, if appropriate, a low molecular weight comonomer, as will be explained below. Suitable process conditions for this are Irradiating the mixture in the melt, preferably at temperatures in the range of 40 bisi OO 0 C, with light having a wavelength of preferably 308 nm. Alternatively, a heat crosslinking is possible when an appropriate initiator system is used.
Werden die oben beschriebenen Makromonomere vernetzt, so entstehen Netzwerke mit einer einheitlichen Struktur, wenn lediglich eine Art an Makromonomer eingesetzt wird. Werden zwei Arten an Monomeren eingesetzt, so werden Netzwerke vom AB-Typ erhalten. Solche Netzwerke vom AB-Typ können auch erhalten werden, wenn die funktionalisierten Makromonomere mit geeigneten niedermolekularen oder oligomeren Verbindungen copolymerisiert werden. Sind die Makromonomere mit Acrylatgruppen oder Methacrylatgruppen funktional isiert, so sind geeignete Verbindungen, die copolymersisiert werden können, niedermolekulare Acrylate, Methacrylate, Diacrylate oder Dimethacrylate. Bevorzugte Verbindungen dieser Art sind Acrylate, wie Butylacrylat oder Hexylacrylat, und Methacrylate, wie Methylmethacrylat und Hydroxyethylmethacrylat.If the macromonomers described above are crosslinked, networks are created with a uniform structure if only one type of macromonomer is used. If two types of monomers are used, networks of the AB type are obtained. Such AB-type networks can also be obtained if the functionalized macromonomers are copolymerized with suitable low-molecular or oligomeric compounds. If the macromonomers are functionalized with acrylate groups or methacrylate groups, suitable compounds that can be copolymerized are low molecular weight acrylates, methacrylates, diacrylates or dimethacrylates. Preferred compounds of this type are acrylates, such as butyl acrylate or hexyl acrylate, and methacrylates, such as methyl methacrylate and hydroxyethyl methacrylate.
Diese Verbindungen, die mit den Makromonomeren copolymerisiert werden können, können in einer Menge von 5 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Netzwerk aus Makromonomer und der niedermolekularen Verbindung vorliegen, bevorzugt in einer Menge von 15 bis 60 Gew.-%. Der Einbau von variierenden Mengen der niedermolekularen Verbindung erfolgt durch Zugabe entsprechender Mengen an Verbindung zur zu vernetzenden Mischung. Der Einbau der niedermolekularen Verbindung in das Netzwerk erfolgt in einer Menge, die der in der Vernetzungsmischung enthaltenen Menge entspricht.These compounds, which can be copolymerized with the macromonomers, can be present in an amount of 5 to 70% by weight, based on the network of macromonomer and the low molecular weight compound, preferably in an amount of 15 to 60% by weight. Varying amounts of the low molecular weight compound are incorporated by adding appropriate amounts of the compound to the mixture to be crosslinked. The low molecular weight compound is incorporated into the network in an amount which corresponds to the amount contained in the crosslinking mixture.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Makromonomere werden im folgenden detailliert beschrieben.The macromonomers to be used according to the invention are described in detail below.
Durch Variation des Molgewichtes der Makrodiole lassen sich Netzwerke mit unterschiedlichen Vernetzungsdichten (bzw. Segmentlängen) und mechanischen Eigenschaften erzielen. Die kovalent zu vernetzenden Makromonomere weisen bevorzugt ein Zahlenmittel des Molgewichts, bestimmt durch GPC-Analyse von 2000 bis 30000 g/mol, bevorzugt von 5000 bis 20000 g/mol und insbesondere bevorzugt von 7500 bis 15000 g/mol auf. Die kovalent zu vernetzenden Makromonomere weisen bevorzugt an beiden Enden der Makromonomerkette eine Methacrylatgruppe auf. Eine derartige Funktionalisierung erlaubt die Vernetzung der Makromonomere durch einfache Photoinitiation (Bestrahlung).By varying the molecular weight of the macrodiols, networks with different crosslinking densities (or segment lengths) and mechanical properties can be achieved. The macromonomers to be covalently crosslinked preferably have a number average molecular weight, determined by GPC analysis, from 2,000 to 30,000 g / mol, preferably from 5,000 to 20,000 g / mol and particularly preferably from 7,500 to 15,000 g / mol. The macromonomers to be covalently crosslinked preferably has a methacrylate group at both ends of the macromonomer chain. Such functionalization allows the macromonomers to be cross-linked by simple photoinitiation (irradiation).
Die Makromonomere sind bevorzugt biostabile oder sehr langsam abbaubare Polyestermakromonomere, insbesondere bevorzugt Polyestermakromonomere auf der Basis von D-Caprolacton oder Pentadecalacton. Andere mögliche Polyestermakromonomere basieren auf Lactideinheiten, Glycolideinheiten, p- Dioxanoneinheiten und deren Mischungen und Mischungen mit D-Caprolactoneinheiten, wobei Polyestermakromonomere mit Caprolactoneinheiten oderThe macromonomers are preferably biostable or very slowly degradable polyester macromonomers, particularly preferably polyester macromonomers based on D-caprolactone or pentadecalactone. Other possible polyester macromonomers are based on lactide units, glycolide units, p-dioxanone units and their mixtures and mixtures with D-caprolactone units, polyester macromonomers with caprolactone units or
Pentadecalactoneinheiten insbesondere bevorzugt sind. Bevorzugte Polyestermakromonomere sind weiterhin Poly(caprolacton-co-glycolid) und Poly(caprolacton-co-lactid). Über das Mengenverhältnis der Comonomere lässt sich die Übergangstemperatur einstellen. Besonders bevorzugt sind auch biostabile Makromonomere auf Basis von Polyethem, Polycarbonaten, Polyamiden, Polystyrol, Polybutylenterephthalat und Polyethylenterephthalat.Pentadecalactone units are particularly preferred. Preferred polyester macromonomers are also poly (caprolactone-co-glycolide) and poly (caprolactone-co-lactide). The transition temperature can be set via the quantitative ratio of the comonomers. Biostable macromonomers based on polyethers, polycarbonates, polyamides, polystyrene, polybutylene terephthalate and polyethylene terephthalate are also particularly preferred.
Insbesondere bevorzugt sind die erfindungsgemäß einzusetzenden Makromonomere Polyester, Polyether oder Polycarbonate, umfassend die vernetzbaren Endgruppen. Ein insbesondere bevorzugter, erfindungsgemäß einzusetzenden Polyester ist ein Polyester auf der Basis von D-Caprolacton oder Pentadecalacton, für den die oben aufgeführten Angaben über das Molgewicht gelten. Die Herstellung eines solchen Polyestermakromonomeren, an den Enden funktionalisiert, bevorzugt mit Methacrylatgruppen, kann durch einfache Synthesen, die dem Fachmann bekannt sind hergestellt werden. Diese Netzwerke, ohne Berücksichtigung der weiteren wesentlichen polymeren Komponente der vorliegenden Erfindung, zeigen semikristalline Eigenschaften und weisen einen Schmelzpunkt der Polyesterkomponente auf (bestimmbar durch DSC-Messungen), der abhängig von der Art der eingesetzten Polyesterkomponente ist und darüber somit auch steuerbar ist. Bekanntermaßen liegt diese Temperatur (Tm1 ) für Segmente basierend auf Caprolactoneinheiten zwischen 30 und 60 0C in Abhängigkeit von der Molmasse des Makromonomers.The macromonomers to be used according to the invention are particularly preferably polyesters, polyethers or polycarbonates, comprising the crosslinkable end groups. A particularly preferred polyester to be used according to the invention is a polyester based on D-caprolactone or pentadecalactone, for which the above-mentioned information about the molecular weight applies. The preparation of such a polyester macromonomer, functionalized at the ends, preferably with methacrylate groups, can be prepared by simple syntheses which are known to the person skilled in the art. These networks, without taking into account the further essential polymeric component of the present invention, show semicrystalline properties and have a melting point of the polyester component (can be determined by DSC measurements), which is dependent on the type of polyester component used and is therefore also controllable. It is known that this temperature (T m 1) for segments based on caprolactone between 30 and 60 0 C, depending on the molecular weight of the macromonomer.
Ein bevorzugtes Netzwerk mit einer Schmelztemperatur als Schalttemperatur basiert auf dem Makromonomer Poly(caprolacton-co-glycolid)-dimethacrylat. Das Makromonomer kann als solches umgesetzt oder mit n-Butylacrylat zum AB-Netzwerk copolymerisiert werden. Die permanente Form des Stents wird durch kovalente Netzpunkte bestimmt. Das Netzwerk zeichnet sich durch eine kristalline Phase aus, deren Schmelztemperatur z.B. durch das Comonomerverhältnis von Caprolacton zu Glycolid gezielt im Bereich von 20 bis 57 °C eingestellt werden kann. n-Butylacrylat als Comonomer kann z.B. zur Optimierung der mechanischen Eigenschaften des Stents verwendet werden.A preferred network with a melting temperature as the switching temperature is based on the macromonomer poly (caprolactone-co-glycolide) dimethacrylate. The Macromonomer can be reacted as such or copolymerized with n-butyl acrylate to form the AB network. The permanent shape of the stent is determined by covalent network points. The network is characterized by a crystalline phase, the melting temperature of which can be set in the range from 20 to 57 ° C., for example by the comonomer ratio of caprolactone to glycolide. For example, n-butyl acrylate as a comonomer can be used to optimize the mechanical properties of the stent.
Ein weiteres bevorzugtes Netzwerk mit einer Glastemperatur als Schalttemperatur wird erhalten aus einem ABA Triblockdimethacrylat als Makromonomer, gekennzeichnet durch einen Mittelblock B aus Polypropylenoxid und Endblöcken A aus Poly(rac-Iactid). Die amorphen Netzwerke weisen einen sehr breiten Schalttemperaturbereich auf.Another preferred network with a glass transition temperature is obtained from an ABA triblock dimethacrylate as a macromonomer, characterized by a central block B made of polypropylene oxide and end blocks A made of poly (rac-lactide). The amorphous networks have a very wide switching temperature range.
Zur Herstellung von Stents mit zwei Formen im Gedächtnis sind Netzwerke mit zwei Übergangstemperaturen geeignet, wie beispielsweise interpenetrierende Netzwerke (IPNs). Das kovalente Netzwerk basiert auf Poly(caprolacton)-dimethacrylat als Makromonomer; die interpenetrierende Komponente ist ein Multiblockcopolymer aus Makrodiolen basierend auf Pentadecalacton (PDL) und D-Caprolacton (PCL) und einem Diisocyanat. Die permanente Form des Materials wird durch die kovalenten Netzpunkte bestimmt. Die beiden Übergangstemperaturen - Schmelztemperaturen der kristallinen Phasen - lassen sich als Schalttemperaturen für jeweils eine temporäre Form nutzen. Die untere Schalttemperatur Ttrans 1 kann über die Blocklänge des PCLs im Bereich zwischen ca. 30 und 55 °C eingestellt werden. Die obere Schalttemperatur Ttrans 2 liegt im Bereich von 87 - 95 0C.Networks with two transition temperatures, such as interpenetrating networks (IPNs), are suitable for producing stents with two shapes in memory. The covalent network is based on poly (caprolactone) dimethacrylate as a macromonomer; the interpenetrating component is a multiblock copolymer made from macrodiols based on pentadecalactone (PDL) and D-caprolactone (PCL) and a diisocyanate. The permanent shape of the material is determined by the covalent network points. The two transition temperatures - melting temperatures of the crystalline phases - can be used as switching temperatures for a temporary form. The lower switching temperature T trans 1 can be set in the range between approx. 30 and 55 ° C over the block length of the PCL. The upper switching temperature T trans 2 is in the range from 87 to 95 0 C.
Die oben beschriebenen SMP-Materialien basieren im wesentlichen auf PoIy- oder Oligoestersegmenten. Diese SMP-Materialien zeigen daher teilweise eine unzureichende Stabilität in physiologischer Umgebung, da die Esterbindungen relativ einfach hydrolytisch abgebaut werden können, obwohl die Stabilität für die meisten Anwendungen, insbesondere bei Stents die nicht über einen sehr langen Zeitraum am Einsatzort verbleiben, ausreichend ist. Derartige Probleme lassen sich allerdings dadurch überwinden, dass die SMP-Materialien stattdessen Segmente auf Basis von PoIy- oder Oligoethereinheiten oder PoIy- oder Oligocarbonateinheiten umfassen. Derartige Segmente können beispielsweise auf Poly(ethylenoxid), Poly(propylenoxid) oder Poly(tetramethylenoxid) beruhen.The SMP materials described above are essentially based on poly or oligoester segments. These SMP materials therefore sometimes show inadequate stability in a physiological environment, since the ester bonds can be degraded hydrolytically relatively easily, although the stability is sufficient for most applications, in particular for stents which do not remain at the place of use for a very long period of time. Such problems can, however, be overcome by the SMP materials instead comprising segments based on poly or oligoether units or poly or oligocarbonate units. Such segments can for example be based on poly (ethylene oxide), poly (propylene oxide) or poly (tetramethylene oxide).
Weiterhin können zur Herstellung der erfindungsgemäßen Stents photosensitive Netzwerke verwendet werden. Geeignete photosensitive Netzwerke sind amorph und zeichnen sich durch kovalente Netzpunkte aus, die die permanente Form des Stents bestimmen. Ein weiteres Merkmal ist eine photoreaktive Komponente bzw. eine durch Licht reversibel schaltbare Einheit, die die temporäre Form des Stents bestimmt.Furthermore, photosensitive networks can be used to produce the stents according to the invention. Suitable photosensitive networks are amorphous and are characterized by covalent network points that determine the permanent shape of the stent. Another feature is a photoreactive component or a unit which can be reversibly switched by light and which determines the temporary shape of the stent.
Im Falle der photosensitiven Polymere wird ein geeignetes Netzwerk verwendet, welches entlang der amorphen Kettensegmente photosensitve Substituenten enthält. Bei UV-Bestrahlung sind diese Gruppen fähig, kovalente Bindungen miteinander einzugehen. Deformiert man das Material und bestrahlt es mit Licht einer geeigneten Wellenlänge λ1 , wird das ursprüngliche Netzwerk zusätzlich quervernetzt. Aufgrund der Vernetzung erreicht man eine temporäre Fixierung des Materials im deformierten Zustand (Programmierung). Da die Photovernetzung reversibel ist, lässt sich durch erneutes Bestrahlen mit Licht einer anderen Wellenlänge λ2 die Vernetzung wieder lösen und somit die ursprüngliche Form des Materials wieder abrufen (Wiederherstellung). Ein solcher photomechanischer Zyklus lässt sich beliebig oft wiederholen. Die Basis der photosensitiven Materialien ist ein weitmaschiges Polymernetzwerk, das, wie vorstehend ausgeführt, transparent im Hinblick auf die zur Auslösung der Formveränderung gedachten Strahlung ist, d.h. bevorzugt eine UV- transparente Matrix bildet. Erfindungsgemäß bevorzugt sind Netzwerke der vorliegenden Erfindung basierend auf Grundlage von niedermolekularen Acrylaten und Methacrylaten, die sich radikalisch polymerisieren lassen, insbesondere C1-C6- (Meth)Acrylate und Hydroxyderivate, wobei Hydroxyethylacrylat,In the case of photosensitive polymers, a suitable network is used which contains photosensitive substituents along the amorphous chain segments. When exposed to UV radiation, these groups are able to form covalent bonds with one another. If the material is deformed and irradiated with light of a suitable wavelength λ1, the original network is additionally cross-linked. Due to the networking, the material is temporarily fixed in the deformed state (programming). Since the photocrosslinking is reversible, the crosslinking can be released again by re-irradiation with light of a different wavelength λ2 and the original shape of the material can thus be called up again (restoration). Such a photomechanical cycle can be repeated any number of times. The basis of the photosensitive materials is a wide-meshed polymer network which, as stated above, is transparent with regard to the radiation intended to trigger the change in shape, i.e. preferably forms a UV-transparent matrix. Networks of the present invention based on low molecular weight acrylates and methacrylates which can be polymerized by free radicals, in particular C1-C6- (meth) acrylates and hydroxy derivatives, wherein hydroxyethyl acrylate,
Hydroxypropylmethacrylat, Hydroxypropylacrylat, Poly(ethylenglycol)methacrylat und n- Butylacrylat bevorzugt sind; vorzugsweise werden n-Butylacrylat und Hydroxyethylmethacrylat verwendet.Hydroxypropyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, poly (ethylene glycol) methacrylate and n-butyl acrylate are preferred; n-butyl acrylate and hydroxyethyl methacrylate are preferably used.
Als Comonomer zur Herstellung der polymeren Netzwerke der vorliegenden Erfindung wird eine Komponente eingesetzt, die für die Vernetzung der Segmente verantwortlich ist. Die chemische Natur dieser Komponente hängt natürlich von der Natur der Monomere ab. Für die bevorzugten Netzwerke auf der Basis der oben als bevorzugt beschriebenen Acrylatmonomere sind geeignete Vernetzer bifunktionelle Acrylatverbindungen, die mit den Ausgangsmaterialien für die Kettensegmente geeignet reaktiv sind, so dass sie gemeinsam umgesetzt werden können. Derartige Vernetzer umfassen kurze, bifunktionelle Vernetzer, wie Ethylendiacrylat, niedermolekulare bi- oder polyfunktionelle Vernetzer, oligomere, lineare Diacrylatvernetzer, wie Poly(oxyethylen)diacrylaten oder Poly(oxypropylen)diacrylaten, und verzweigte Oligomere oder Polymere mit Acrylatendgruppen.A component that is responsible for the crosslinking of the segments is used as the comonomer for producing the polymeric networks of the present invention. The chemical nature of this component naturally depends on the nature of the monomers. Suitable crosslinkers for the preferred networks based on the acrylate monomers described above as preferred are bifunctional acrylate compounds which are suitably reactive with the starting materials for the chain segments, so that they can be reacted together. Such crosslinkers include short, bifunctional crosslinkers, such as ethylene diacrylate, low molecular weight bi- or polyfunctional crosslinkers, oligomeric, linear diacrylate crosslinkers, such as poly (oxyethylene) diacrylates or poly (oxypropylene) diacrylates, and branched oligomers or polymers with acrylate end groups.
Als weitere Komponente umfasst das erfindungsgemäße Netzwerk eine photoreaktive Komponente (Gruppe), die für die Auslösung der gezielt steuerbaren Formveränderung mitverantwortlich ist. Diese photoreaktive Gruppe ist eine Einheit, die durch Anregung mit einer geeigneten Lichtstrahlung, bevorzugt UV-Strahlung zu einer reversiblen Reaktion fähig ist (mit einer zweiten photoreaktiven Gruppe), die zur Erzeugung oder Lösung von kovalenten Bindungen führt. Bevorzugte photoreaktive Gruppen sind solche, die zu einer reversiblen Photodimerisierung fähig sind. Als photoreaktive Komponenten in den erfindungsgemäßen photosensitiven Netzwerken dienen bevorzugt verschiedene Zimtsäureester (Cinnamate, CA) und Cinnamylacylsäureester (Cinnamylacylate, CAA).As a further component, the network according to the invention comprises a photoreactive component (group) which is jointly responsible for triggering the specifically controllable shape change. This photoreactive group is a unit which, by excitation with a suitable light radiation, preferably UV radiation, is capable of a reversible reaction (with a second photoreactive group) which leads to the generation or dissolution of covalent bonds. Preferred photoreactive groups are those which are capable of reversible photodimerization. Various cinnamic acid esters (cinnamate, CA) and cinnamic acid esters (cinnamylacylate, CAA) are preferably used as photoreactive components in the photosensitive networks according to the invention.
Es ist bekannt, dass Zimtsäure und ihre Derivate unter UV-Licht von etwa 300 nm unter Ausbildung eines Cyclobutans dimerisieren. Die Dimere lassen sich wieder spalten, wenn mit UV-Licht einer kleineren Wellenlänge von etwa 240 nm bestrahlt wird. Die Absorptionsmaxima lassen sich durch Substituenten am Phenylring verschieben, verbleiben aber stets im UV-Bereich. Weitere Derivate, die sich photodimerisieren lassen, sind 1 ,3-Diphenyl-2-propen-1-on (Chalkon), Cinnamylacylsäure, A- Methylcoumarin, verschiedene ortho-substituierte Zimtsäuren, Cinammyloxysilane (Silylether des Zimtalkohols).It is known that cinnamic acid and its derivatives dimerize under UV light of approximately 300 nm to form a cyclobutane. The dimers can be cleaved again when irradiated with UV light of a smaller wavelength of approximately 240 nm. The absorption maxima can be shifted by substituents on the phenyl ring, but always remain in the UV range. Other derivatives that can be photodimerized are 1, 3-diphenyl-2-propen-1-one (chalcone), cinnamic acyl acid, A-methylcoumarin, various ortho-substituted cinnamic acids, cinammyloxysilanes (silyl ether of cinnamon alcohol).
Bei der Photodimerisierung von Zimtsäure und ähnlichen Derivaten handelt es sich um eine [2+2] Cycloaddition der Doppelbindungen zu einem Cyclobutanderivat. Sowohl die E- als auch Z-Isomere sind in der Lage, diese Reaktion einzugehen. Unter Bestrahlung läuft die E/Z-Isomerisierung in Konkurrenz zur Cycloaddition ab. Im kristallinen Zustand ist die E/Z-Isomerisierung jedoch gehindert. Aufgrund der verschiedenen Anordnungsmöglichkeiten der Isomere zueinander sind theoretisch 11 verschiedene stereoisomere Produkte (Truxillsäuren, Truxinsäuren) möglich. Der für die Reaktion erforderliche Abstand der Doppelbindungen zweier Zimtsäuregruppen beträgt etwa 4 Ä.The photodimerization of cinnamic acid and similar derivatives is a [2 + 2] cycloaddition of the double bonds to a cyclobutane derivative. Both the E and Z isomers are able to undergo this reaction. When irradiated, the E / Z isomerization competes with the cycloaddition. In the crystalline state however, E / Z isomerization is hindered. Due to the different arrangement possibilities of the isomers to one another, 11 different stereoisomeric products (truxillic acids, truxic acids) are theoretically possible. The distance between the double bonds of two cinnamic acid groups required for the reaction is about 4 Å.
Die Netzwerke zeichnen sich durch die folgenden Eigenschaften aus:The networks are characterized by the following properties:
Insgesamt sind die Netzwerke gute SMP-Materialien, mit hohen Rückstellwerten, d.h. die ursprüngliche Form wird auch bei mehrfachem Durchlaufen eines Zyklus an Formänderungen zu einem hohen Prozentsatz, üblicherweise oberhalb von 90%, erneut erhalten. Dabei tritt auch kein nachteiliger Verlust an mechanischen Eigenschaftswerten auf.Overall, the networks are good SMP materials with high reset values, i.e. the original shape is retained again to a high percentage, usually above 90%, even if a cycle of shape changes is carried out several times. There is also no disadvantageous loss of mechanical property values.
Zur Steigerung der Hämokompatabilität kann die chemische Struktur der erfindungsgemäß eingesetzten SMP-Materialien modifiziert werden, z.B. durch den Einbau der oben genannten PoIy- oder Oligoethereinheiten.To increase the hemocompatibility, the chemical structure of the SMP materials used according to the invention can be modified, e.g. by installing the above-mentioned poly or oligoether units.
Verarbeitung der Polymere zu StentsProcessing of the polymers into stents
Zur Verarbeitung von thermoplastischen Elastomeren zu Stents beispielsweise in Form einer Hohlröhre o. ä. (Figur 1 ) können alle üblichen polymertechnischen Methoden wie Spritzguß, Extrusion, Rapid Prototyping u.s.w. angewandt werden, die dem Fachmann bekannt sind, zusätzlich können Fertigungsverfahren wir Laser-Cutting eingesetzt werden. Im Falle der thermoplastischen Elastomere können verschiedene Designs durch ein Ausspinnen in Mono- oder Multifilament-Fäden mit anschließender Verwebung zu einen zylinderförmigen Netz mit Maschen struktur realisiert werden.For processing thermoplastic elastomers into stents, for example in the form of a hollow tube or the like (FIG. 1), all customary polymer-technical methods such as injection molding, extrusion, rapid prototyping, etc. can be used. are used, which are known to the expert, in addition, manufacturing processes such as laser cutting can be used. In the case of thermoplastic elastomers, different designs can be realized by spinning in mono- or multifilament threads with subsequent weaving into a cylindrical network with a mesh structure.
Bei der Herstellung von Stents aus Polymernetzwerken muß beachtet werden, dass die Form in der die Vernetzungsreaktion der Makromonomere erfolgt, der permanenten Form des Stents entspricht (Formgussverfahren mit anschließender Härtung). Speziell die erfindungsgemäßen Netzwerkmaterialen bedürfen daher zur weiteren Verarbeitung spezieller Fräs- und Schneidemethoden. Hierbei empfiehlt sich die Perforation bzw. das Schneiden beispielsweise einer Röhre mit Hilfe von LASER-Licht geeigneter Wellenlänge. Mit Hilfe dieser Technik - im speziellen bei der Kombination von CAD und gepulsten CO2 oder YAG-Lasern - können Formen bis zu einer Größe von 20 μm herab gearbeitet werden, ohne dass das Material einer hohen thermischen Belastung (und damit unerwünschten Nebenreaktionen an der Oberfläche) ausgesetzt wird. Alternativ empfiehlt sich eine spanabhebende Weiterverarbeitung zum einsatzfähigen Stent.When producing stents from polymer networks, it must be noted that the form in which the crosslinking reaction of the macromonomers takes place corresponds to the permanent form of the stent (casting process with subsequent hardening). The network materials according to the invention therefore require special milling and cutting methods for further processing. Perforation or cutting of a tube using LASER light of a suitable wavelength is recommended. With the help of this technology - especially when combining CAD and pulsed CO 2 or YAG lasers - molds can be worked down to a size of 20 μm without exposing the material to high thermal stress (and thus undesirable side reactions on the surface). Alternatively, it is recommended to further process it into an operational stent.
Die zweite Ausführungsform wird erhalten durch Beschichten bzw. Einbetten eines konventionellen Materials (siehe oben) in ein SMP-Material durch ein geeignetes Verfahren.The second embodiment is obtained by coating or embedding a conventional material (see above) in an SMP material by a suitable method.
Die erforderlichen mechanischen Eigenschaften eines Stents hängen vom Einsatzort ab und erfordern ein angepasstes Design. Wird der implantierte Stent starken mechanischen Verformungen ausgesetzt, ist eine sehr hohe Flexibilität erforderlich, ohne dass der Stent bei den Bewegungen kollabiert. Prinzipiell ist hier das „wire coil design" besser geeignet. In anderen Bereichen tiefergelegener Organe, wird der Stent weniger durch Verformungen mechanisch belastet, sondern eher durch einen relativ hohen Außendruck. Ein hierfür geeigneter Stent muß sich durch hohe radiale Kräfte auf das umliegende Gewebe auszeichnen. Hier erscheint das „slotted tube design" besser geeignet. Röhren mit Perforationen ermöglichen den Einstrom von Flüssigkeiten aus dem umliegenden Gewebe in den Stent (Drainage).The required mechanical properties of a stent depend on the place of use and require an adapted design. If the implanted stent is exposed to strong mechanical deformations, a very high degree of flexibility is required without the stent collapsing during the movements. In principle, the "wire coil design" is more suitable here. In other areas of lower organs, the stent is less mechanically stressed by deformations, but rather by a relatively high external pressure. A suitable stent must be characterized by high radial forces on the surrounding tissue The "slotted tube design" seems more suitable here. Tubes with perforations allow liquids to flow from the surrounding tissue into the stent (drainage).
Insbesondere im Stand der Technik gab es immer wieder Probleme bei Blutgefäßen mit kleinen Durchmessern, da die bekannten Stents für solche Gefäße zu wenig flexibel und anpassbar sind. Die Stents der vorliegenden Erfindung jedoch ermöglichen auch einen sicheren Einsatz in solchen Gefäßen, da die überlegenen elastischen Eigenschaften der SMP-Materialien, d.h. hohe Elastizität bei kleinen Auslenkungen und hohe Festigkeit bei großer Ausdehnung, das Gefäß schützt, beispielsweise bei pulsatilen Bewegungen der Arterien.In the prior art, in particular, there have always been problems with blood vessels with small diameters, since the known stents are not sufficiently flexible and adaptable for such vessels. However, the stents of the present invention also allow for safe use in such vessels because the superior elastic properties of the SMP materials, i.e. high elasticity with small deflections and high strength with large expansion, the vessel protects, for example in the case of pulsatile movements of the arteries.
Da bei Stents die im nicht-vaskulären Bereich eingesetzt werden sollen Drainage- Effekte im Vordergrund stehen, bietet sich für derartige Stents insbesondere ein Design mit eingebettetem konventionellen Grundgerüst an, oder ein Design im wesentlichen aus SMP-Material (perforierte Röhre oder Netzkörper), da bei diesen am einfachsten die für die Drainage notwendige Durchlässigkeit für Flüssigkeit gegeben ist, bei gleichzeitig ausreichender mechanischer Festigkeit. Funktionalisierung der StentsSince drainage effects are in the foreground for stents that are to be used in the non-vascular area, a design with an embedded conventional basic structure is particularly suitable for such stents, or a design essentially made of SMP material (perforated tube or mesh body) because the easiest of these is the permeability to liquids required for drainage, while at the same time having sufficient mechanical strength. Functionalization of the stents
Zur leichteren Einführung des Stents kann dieser ggf. mit einem Coating, das die Gleitfähigkeit erhöht, ausgerüstet werden (z.B. Silicone oder Hydrogele).To make the stent easier to insert, it can be equipped with a coating that increases its lubricity (e.g. silicones or hydrogels).
Weitere Möglichkeiten zur Verbesserung der Hämokompatibilität umfassen die Möglichkeit, dass eine Beschichtung vorgesehen wird (die dazu erforderlichen Materialien sind dem Fachmann bekannt) oder es kann eine Mikrostrukturierung der Oberfläche vorgenommen werden. Geeignete Verfahren zur Oberflächenmodifikation sind beispielsweise die Plasmapolymerisation und Pfropfpolymerisation.Further possibilities for improving the hemocompatibility include the possibility that a coating is provided (the materials required for this are known to the person skilled in the art) or the surface can be microstructured. Suitable methods for surface modification are, for example, plasma polymerization and graft polymerization.
Zur leichteren Lokalisierung des Stents durch bildgebende diagnostische Verfahren kann der Formgedächtniskunststoff mit einem geeigneten Röntgen-Kontrastmittel (bspw. BaSO4) verblendet werden. Eine weitere Möglichkeit besteht im Einbau von Metallfäden (bspw. Edelstahl) in den Stent. Diese Metallfäden dienen hierbei nicht zur Stabilisierung (sondern zur Lokalisierung); es ist deren ausschließliche Aufgabe den Röntgenkontrast zu erhöhen. Eine dritte Möglichkeit besteht in der Verblendung mit Metallen, die neben ihres hohen Röntgenkontrasts noch virostatische, fungizide oder bakterizide Eigenschaften (bspw. Nano-Silber) besitzen. Eine weitere Alternative in dieser Hinsicht ist der Einbau von röntgenopaken Chromophoren wie z.B. Trijodbenzol-Derivate in die SMP-Materialien selbst.For easier localization of the stent using imaging diagnostic methods, the shape memory plastic can be veneered with a suitable X-ray contrast medium (e.g. BaSO 4 ). Another possibility is to install metal threads (e.g. stainless steel) in the stent. These metal threads are not used for stabilization (but for localization); it is their exclusive task to increase the x-ray contrast. A third possibility is veneering with metals which, in addition to their high X-ray contrast, also have virostatic, fungicidal or bactericidal properties (for example nano-silver). Another alternative in this regard is the incorporation of radiopaque chromophores such as triiodobenzene derivatives into the SMP materials themselves.
In einer weiteren Ausführungsform kann das SMP mit anorganischen Nanopartikeln compoundiert werden. Beispiele sind Partikel aus Magnesium oder Magnesium- Legierungen oder Magnetit. Geeignet sind auch Partikel aus Carbon. Derartig funktionalisierte SMP können in einem oszillierendem elektrischen Feld aufgeheizt werden, um den Formgedächtniseffekt auszulösen.In a further embodiment, the SMP can be compounded with inorganic nanoparticles. Examples are particles made of magnesium or magnesium alloys or magnetite. Particles made of carbon are also suitable. SMPs functionalized in this way can be heated in an oscillating electric field in order to trigger the shape memory effect.
Der erfindungsgemäße Stent kann weiterhin mit einer Reihe von therapeutisch wirksamen Substanzen beladen sein, welche den Heilungsprozess unterstützen, die Restenose des Stents unterdrücken oder auch Folgeerkrankungen verhindern. Im Speziellen können eingesetzt werden: • Entzündungshemmende Wirkstoffe (bspw. Ethacridinlactat) • Schmerzlindernde Wirkstoffe (bspw. Acetylsalicylsäure)The stent according to the invention can furthermore be loaded with a number of therapeutically active substances which support the healing process, suppress the restenosis of the stent or also prevent secondary diseases. In particular, the following can be used: • Anti-inflammatory agents (e.g. ethacridine lactate) • Pain-relieving active ingredients (e.g. acetylsalicylic acid)
• Antibiotische Wirkstoffe (bspw. Enoxacin, Nitrofurantoin)• Antibiotic active ingredients (e.g. enoxacin, nitrofurantoin)
• Wirkstoffe gegen Viren, Pilze (bspw. Elementares Silber)Active substances against viruses, fungi (for example elemental silver)
• Antithrombische Wirkstoffe (bspw. AAS, Clopidogrel, Hirudin, Lepirudin, Desirudin)• Antithrombic agents (for example AAS, clopidogrel, hirudin, lepirudin, desirudin)
• Cytostatische Wirkstoffe (bspw. Sirolimus, Rapamycin, oder Rapamune)Cytostatic active ingredients (for example sirolimus, rapamycin or rapamune)
• Immunosuppresive Wirkstoffe (bspw. ABT-578)• Immunosuppressive agents (for example ABT-578)
• Wirkstoffe zur Herabsetzung der Restenose (bspw. Taxol, Paclitaxel, Sirolimus, Actinomycin D)• Active ingredients to reduce restenosis (e.g. taxol, paclitaxel, sirolimus, actinomycin D)
Der erfindungsgemäße Stent kann auf unterschiedliche Art und Weise mit Wirkstoffen beladen werden.The stent according to the invention can be loaded with active substances in different ways.
Die Wirkstoffe können entweder direkt mit dem Kunststoff verblendet oder als Coating auf den Stent aufgebracht werden.The active ingredients can either be veneered directly with the plastic or applied to the stent as a coating.
Derartige Stents können auch im Bereich Gentherapie eingesetzt werden.Such stents can also be used in the field of gene therapy.
Wird das Material des Stents direkt mit den Wirkstoffen verblendet, so kann der Wirkstoff entweder abbaukontrolliert oder diffusionskontrolliert freigesetzt werden. Im Falle der abbaukontrollierten Freisetzung ist die Diffusionsgeschwindigkeit des Wirkstoffes aus der Matrix langsamer als die Abbaugeschwindigkeit des Polymeren. Liegt dieser Fall vor, so wird der Wirkstoff vorteilhaft entweder in eine abbaubare Beschichtung, welche den Stent umgibt oder direkt in das Polymermaterial eingebettet. Im Falle der diffusionskontrollierten Freisetzung ist die ist die Diffusionsgeschwindigkeit des Wirkstoffes aus der Matrix schneller als die Abbaugeschwindigkeit des Polymeren. Hierbei wird der Wirkstoff stetig über die Zeit von der Matrix abgegeben.If the material of the stent is veneered directly with the active ingredients, the active ingredient can either be released in a degradation-controlled or diffusion-controlled manner. In the case of degradation-controlled release, the rate of diffusion of the active ingredient from the matrix is slower than the rate of degradation of the polymer. If this is the case, the active ingredient is advantageously either embedded in a degradable coating which surrounds the stent or directly in the polymer material. In the case of diffusion-controlled release, the rate of diffusion of the active ingredient from the matrix is faster than the rate of degradation of the polymer. The active ingredient is continuously released from the matrix over time.
Als dritte Möglichkeit kann der Wirkstoff in die Poren eines porösen Formgedächtniskunststoffs eingebracht werden. Nach Beladung mit dem Wirkstoff, werden die Poren des Materials geschlossen und der Stent wie oben beschrieben an den Wirkort gebracht. Durch einen geeigneten externen Stimulus (Wärme oder Einstrahlung von Licht) werden die Poren geöffnet und der Wirkstoff schlagartig freigesetzt. Für diese Anwendung ist- im Besonderen ein Formgedächtniskunststoff geeignet, welcher zwei Formen im Gedächtnis hat; hierbei ist eine der Formen für die Formänderung des Stents, die zweite Form des Stents für die Öffnung der Poren verantwortlich.As a third possibility, the active ingredient can be introduced into the pores of a porous shape memory plastic. After loading with the active ingredient, the pores of the material are closed and the stent is brought to the site of action as described above. A suitable external stimulus (heat or radiation of light) opens the pores and the active substance is suddenly released. For this application there is a shape memory plastic in particular suitable, which has two forms in memory; one of the forms is responsible for the change in shape of the stent, the second form of the stent is responsible for the opening of the pores.
Werden die Wirkstoffe in das Material des erfindungsgemäßen Stents eingebracht, so erfolgt die Freisetzung der Wirkstoffe nachdem der Stent implantiert wurde. Hierbei geht die Freisetzung des Wirkstoffes mit dem Abbau des Stents einher; daher ist zu beachten, dass die Diffusionsgeschwindigkeit des Wirkstoffes aus dem Stent geringer sein muss als die Abbaugeschwindigkeit des Material des Stents und dass die mechanische Stabilität des Stents durch diesen Abbau nicht beeinträchtigt wird.If the active substances are introduced into the material of the stent according to the invention, the active substances are released after the stent has been implanted. The release of the active ingredient is associated with the breakdown of the stent; It should therefore be noted that the rate of diffusion of the active ingredient from the stent must be lower than the rate of degradation of the material of the stent and that the mechanical stability of the stent is not impaired by this degradation.
In derartigen Ausführungsformen kann beispielsweise der Stent mehrere SMP- Materialien umfassen, z.B. eins zur Sicherung der Stabilität/Integrität des Stents und eins, beschichtet auf der Oberfläche des Stents und enthaltend die Wirkstoffe.In such embodiments, for example, the stent can include multiple SMP materials, e.g. one to ensure the stability / integrity of the stent and one coated on the surface of the stent and containing the active ingredients.
Im speziellen kommen folgende Einsatzgebiete in FrageThe following areas of application come into question in particular
Iliac StentsIliac stents
Diese sind 10-120 mm lang, meist 40-60 mm. Werden im Bauchbereich eingesetzt. Oft werden üblicherweise 2 Stents verwendet, da der Einsatz von langen Stents schwierig ist. Die Stents der vorliegenden Erfindung zeichnen sich jedoch durch eine gute Flexibilität aus und ermöglichen eine sehr schonende minimalinvasive Applikation und Entfernung, so dass die Stents der vorliegenden Erfindung auch in Längen eingesetzt werden können, die im Stand der Technik für nicht machbar gehalten werden.These are 10-120 mm long, usually 40-60 mm. Are used in the abdominal area. Two stents are often used because the use of long stents is difficult. However, the stents of the present invention are distinguished by good flexibility and enable very gentle minimally invasive application and removal, so that the stents of the present invention can also be used in lengths which are not considered feasible in the prior art.
Renal StentsRenal stents
Hier ist eine hohe radiale Stärke erforderlich, wegen hoher elastischer Belastung in der Nieren-Arterie, die gegebenenfalls eine erhöhte mechanische Verstärkung des Stents nötig macht. Hier ist entweder das "slotted tube Design" geeignet oder aber der Einsatz von konventionellen Stents, beschichtet mit oder eingebettet in die SMP-Materialien. Beide Ausführungsformen erlauben die Verwendung von radioopaquen Markern. Hier kommt es weiter darauf an, eine sichere Installation des Stents auf dem Ballon des Katheters und eine Präzision beim Einsetzen zu gewährleisten. Aufgrund unterschiedlicher Anatomie der Lebewesen sind hier angepasste, variable Längen und Durchmesser notwendig. Weiterhin empfiehlt sich die Kombination mit distalem Schutzdevice oder einem Plaque-Filter.A high radial strength is required here because of the high elastic loading in the kidney artery, which may require increased mechanical strengthening of the stent. Either the "slotted tube design" is suitable here or the use of conventional stents coated with or embedded in the SMP materials. Both embodiments allow the use of radio-opaque markers. It is also important to ensure that the stent is securely installed on the balloon of the catheter and that it is precisely inserted. Due to the different anatomy of living things, there are adjusted, variable lengths and Diameter necessary. Combination with a distal protection device or a plaque filter is also recommended.
Karotis-Stents (Halsschlagader)Carotid stents (carotid artery)
• Ein langer Stent kann hier eingestzt werden, um die bisherige Technik der Kombination zweier Stents zu vermeiden.• A long stent can be used here to avoid the previous technique of combining two stents.
• Ist auch an Gefäßgabelungen einsetzbar• Can also be used on vascular crotches
• Optimale Anpassung an verschiedene Durchmesser möglich• Optimal adaptation to different diameters possible
• Netzwerk mit engen Maschen wünschenswert und realisierbar (s.o.), da Filterfunktion u. U. notwendig zur Vermeidung des Eintrags von Blutgerinnsel ins Gehirn (Plaque-Filterfunktion).• Network with tight meshes desirable and feasible (see above), because filter function u. This may be necessary to prevent blood clots from entering the brain (plaque filter function).
• Stent muss druckstabil sein, das u. LJ. von außen Druck aufgebaut werden könnte, dabei soll der Stent nicht kollabieren;• Stent must be pressure stable, which may LJ. pressure could be built up from the outside, the stent should not collapse;
Femoral-poplietal Stents (Hüfte-Knie)Femoral-poplietal stents (hip-knee)
Hier ist eine hohe radiale Stärke wegen hoher elastischer Belastung im Blutgefäß, die gegebenenfalls eine erhöhte mechanische Verstärkung des nötig macht. Hier ist das "slotted tube Design" eher geeignet ( ggf. unter Einsatz eines konventionellen Gerüsts), insbesondere kann hier auch die Verwendung zweier langer Stents angedacht werden.Here is a high radial strength due to high elastic loading in the blood vessel, which may require increased mechanical reinforcement. Here, the "slotted tube design" is more suitable (possibly using a conventional framework), in particular the use of two long stents can also be considered here.
Coronale StentsCoronal stents
• Wire Coil Design.• Wire coil design.
• Atraumatisches Einbringen ohne abrasive Effekte hier eine unerlässliche Bedingung und mit den Stents der vorliegenden Erfindung möglich.• Atraumatic insertion without abrasive effects is an essential condition here and is possible with the stents of the present invention.
Design nichtvaskulärer StentsDesign of non-vascular stents
Die wesentlichen Einsatzgebiete sind der gesamte Magen-Darm-Trakt, Luft- und Speiseröhre, Gallengang, Harnleiter, Harnröhre und Eileiter. Dementsprechend kommen Stents in den unterschiedlichsten Größen zum Einsatz. Die unterschiedlichen pH-Werte der Körperflüssigkeiten und das Auftreten von Keimen müssen im Stent-Design individuell berücksichtigt werden. Unabhängig vom Einsatzort werden nicht-vaskuläre Stents im wesentlichen zur Drainage von Körperflüssigkeiten wie Gallensaft, Bauchspeicheldrüsensaft oder Urin eingesetzt. Daher empfiehlt sich ein Design eines perforierten Schlauchs, der zum einen die aus dem Hohlraum abzutransportierende Flüssigkeit sicher abführen kann, auf der anderen Seite jedoch über die komplette Strecke die Flüssigkeit aufnimmt. Weiterhin muss das verwendete Polymermaterial eine hohe Flexibiltät aufweisen, um einen Tragekomfort sicherzustellen. Zur besseren Identifikation bei röngtenographischen Untersuchungen kann das Ausgangsmaterial mit Röntgenkontrastmitteln wie Bariumsulfat geblendet werden oder es werden röntgenopake Chromophore in die SMP- Materialien eingebaut, z.B. durch Einpolymerisieren geeigneter Monomere. Wenn Stents in Gebieten eingesetzt werden sollen, in denen Keime vorkommen, kann die Einarbeitung von antibiotischen Wirkstoffen in das Material sinnvoll sein.The main areas of application are the entire gastrointestinal tract, trachea and esophagus, bile duct, ureter, urethra and fallopian tube. Accordingly, stents in various sizes are used. The different pH values of the body fluids and the appearance of germs must be taken into account individually in the stent design. Regardless of the place of use, non-vascular stents are mainly used to drain body fluids such as bile, pancreatic juice or urine. A design of a perforated hose is therefore recommended, which on the one hand can safely discharge the liquid to be removed from the cavity, but on the other hand absorbs the liquid over the entire distance. Furthermore, the polymer material used must have a high degree of flexibility in order to ensure wearing comfort. For better identification in X-ray analysis, the starting material can be blended with X-ray contrast agents such as barium sulfate or X-ray-opaque chromophores are built into the SMP materials, for example by polymerizing in suitable monomers. If stents are to be used in areas where germs occur, the incorporation of antibiotic active ingredients into the material can make sense.
Die insbesondere im uretheralen Bereich häufig auftretende Verkrustung der Stents kann durch geeignete Beschichtung oder Oberflächenmodifikation vermindert werden.The crusting of the stents, which occurs particularly frequently in the uretheral area, can be reduced by suitable coating or surface modification.
Die Fixierung des Stents hängt im Wesentlichen vom Einsatzort ab. Im Falle eines urethralen Stents findet sich das proximale Ende im Nierenbecken, das distale in der Harnblase oder auch außerhalb des Körpers. Hierbei formt das proximale Ende des nach Abschluss der Expansion im Nierenbecken eine Schlaufe und so sichert so einen den Halt.The fixation of the stent essentially depends on the place of use. In the case of a urethral stent, the proximal end is in the renal pelvis, the distal end in the bladder or outside the body. The proximal end forms a loop in the kidney pelvis after expansion has been completed, thus ensuring a secure hold.
Eine andere Möglichkeit zur Fixierung von Stents besteht darin, dass der Stent sich über radiale Kräfte nach außen hin fest an das umliegende Gewebe andrückt oder Anker- Elemente enthält, die der Fixierung dienen.Another possibility for fixing stents is that the stent presses firmly against the surrounding tissue outward via radial forces or contains anchor elements which serve for fixing.
Im Falle von Gallen- oder Nierenstents ist eine atraumatische Platzierung und Entfernung eine unerlässliche Bedingung. Insbesondere muss hier bei der Platzierung sichergestellt sein, dass das Gewebe nicht durch abrasive Effekte in Mitleidenschaft gezogen wird und so Entzündungen hervorgerufen werden. Daher besitzt ein Stent, der in diesem Bereich eingesetzt wird, keinerlei zurückhaltende Elemente, die das Gewebe verletzen könnten. Beispiele geeigneter Materialien, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, sind im folgenden exemplarisch dargelegt:In the case of biliary or kidney stents, atraumatic placement and removal is an essential condition. In particular, it must be ensured when placing that the tissue is not affected by abrasive effects and thus inflammation is caused. Therefore, a stent used in this area has no restraining elements that could injure the tissue. Examples of suitable materials that can be used in the context of the present invention are set out below by way of example:
Beispiele für MultiblockcopolvmereExamples of multiblock copolymers
Das Multiblockcopolymer wurde aus Makrodiolen basierend auf Pentadecalacton (PDL) und D-Caprolacton (PCL) und einem Diisocyanat hergestellt. PDL gibt den Anteil an Pentadecalacton im Multiblockcopolymer an (ohne Berücksichtigung der Diisocyanatverbrückungen) sowie das Molgewicht der Polypentadecalactonsegmente. PCL gibt die entsprechenden Angaben für Caprolactoneinheiten an. The multiblock copolymer was made from macrodiols based on pentadecalactone (PDL) and D-caprolactone (PCL) and a diisocyanate. PDL specifies the proportion of pentadecalactone in the multiblock copolymer (without taking diisocyanate bridges into account) and the molecular weight of the polypentadecalactone segments. PCL provides the corresponding information for caprolactone units.
Die mechanische Eigenschaften in Abhängigkeit von der Temperatur für Beispiel 8 sind wie folgt:The mechanical properties depending on the temperature for Example 8 are as follows:
Beispiele für polymere NetzwerkeExamples of polymer networks
Geeignete polymere Netzwerke werden erhalten durch die Copolymerisation eines Makrodimethacrylats, basierend auf Glycolid- und D-Caprolacton-Einheiten, mit n- Butylacrylat. Der Gewichtsanteil an Glycolid im Makrodimethacrylat beträgt 9 Gew.-% (bzw. 11 Gew-% in Beispiel 13). Die Molgewichte der Makrodimethacrylate betragen etwa 10000 - 11000 g/mol.Suitable polymeric networks are obtained by copolymerizing a macrodimethacrylate based on glycolide and D-caprolactone units with n-butyl acrylate. The proportion by weight of glycolide in the macrodimethacrylate is 9% by weight (or 11% by weight in Example 13). The molecular weights of the macrodimethacrylates are around 10,000 - 11,000 g / mol.
Beispiele für amorphe polymere Netzwerke Examples of amorphous polymer networks
Die amorphen Netzwerke wurden aus ABA Triblockdimethacrylaten hergestellt, wobei A für Segmente aus Poly(rac-Iactid) und B für Segmente aus ataktischem Poly(propylenoxid) (Mn = 4000 g/mol) steht.The amorphous networks were made from ABA triblock dimethacrylates, where A stands for segments made of poly (rac-lactide) and B for segments made of atactic poly (propylene oxide) (M n = 4000 g / mol).
PD = PolydispersitätPD = polydispersity
*Probe polymerisierte bei der DSC-Messung* Sample polymerized during DSC measurement
**Werte über 100 sind auf Verunreinigung zurückzuführen** Values above 100 are due to contamination
Die polymeren amorphen Netzwerke wurden im Hinblick auf ihre weiteren thermischen und mechanischen Eigenschaften untersucht. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in den folgenden Tabellen zusammengefasst.The polymeric amorphous networks were examined with regard to their further thermal and mechanical properties. The results of these tests are summarized in the following tables.
Beispiel Tg1 Tg2 E-Modul bei Bruchdehnung Reißspannung (°C) ("C) 22°C (MPa) bei 22°C (%) bei 22 °C (MPa)Example T g 1 T g 2 modulus of elasticity at break elongation tensile stress (° C) ("C) 22 ° C (MPa) at 22 ° C (%) at 22 ° C (MPa)
14 -51 7 1 ,24 128 1 ,4314 -51 7 1, 24 128 1, 43
15 -60 (-43 *) 4 (1 1 *) 2,02 71 0,9415 -60 (-43 * ) 4 (1 1 * ) 2.02 71 0.94
16 -46 n. d. 1 ,38 218 2,1816-46 AD 1, 38 218 2.18
17 -50 15 4,17 334 5,4417 -50 15 4.17 334 5.44
18 -59 (-45 *) 7 (33 *) 4,54 110 1 ,8918 -59 (-45 *) 7 (33 * ) 4.54 110 1.89
19 -62 (-49 *) 29 (43 *) 6,37 210 3,92 bestimmt durch DMTA; n. d. - nicht detektierbar 19 -62 (-49 *) 29 (43 * ) 6.37 210 3.92 determined by DMTA; nd - undetectable
thermischer Übergang bei Tg2 thermal transition at T g 2
Beispiele für photosensitive NetzwerkeExamples of photosensitive networks
10 mmol n-Butylacrylat (BA), ein Zimtsäureester (0,1 - 3 mmol) und ggf. 2 mmol Hydroxyethylmethacrylat (HEMA) werden in einem Glaskolben vermischt. Zur Mischung werden 1 mol% AiBN und 0,3 mol% Poly(propylenglycol)dimethacrylat (Mn = 560) hinzugefügt. Die Mischung wird mit einer Spritze in eine Form aus zwei silylierten Objektträgern, zwischen denen sich ein Teflondichtring einer Dicke von 0,5 mm befindet, gefüllt. Die Polymerisation der Mischung erfolgt 18 Stunden bei 80 0C.10 mmol of n-butyl acrylate (BA), a cinnamic acid ester (0.1 - 3 mmol) and possibly 2 mmol of hydroxyethyl methacrylate (HEMA) are mixed in a glass flask. 1 mol% AiBN and 0.3 mol% poly (propylene glycol) dimethacrylate (M n = 560) are added to the mixture. The mixture is filled with a syringe into a mold made of two silylated slides, between which there is a Teflon sealing ring with a thickness of 0.5 mm. The mixture is polymerized at 80 ° C. for 18 hours.
Die Form in der die Vernetzung erfolgt entspricht der permanenten Form. Die Mischung lässt sich auch in beliebigen anderen Formen vernetzen.The form in which networking takes place corresponds to the permanent form. The mixture can also be networked in any other form.
Nach der Polymerisation wird das Netzwerk aus der Form gelöst und mit 150 mL Hexan- Fraktion bedeckt. Dann wird nach und nach Chloroform zugegeben. Dieses Lösungsmittelgemisch wird innerhalb von 24 Stunden mehrmals ausgetauscht, um niedermolekulare und unvernetzte Bestandteile herauszulösen. Abschließend wird das Netzwerk mit Hexan-Fraktion gereinigt und im Vakuum bei 30 0C über Nacht getrocknet. Das Gewicht der extrahierten Probe relativ zum vorherigen Gewicht entspricht dem Gelgehalt. Die beiden nachfolgenden Tabellen zeigen die Mengen der verwendeten Monomere sowie die Quellung Q der Netzwerke in Chloroform und deren Gelgehalt G. After the polymerization, the network is released from the mold and covered with 150 mL hexane fraction. Then chloroform is gradually added. This solvent mixture is exchanged several times within 24 hours in order to remove low-molecular and non-crosslinked components. Finally, the network is cleaned with hexane fraction and dried in vacuo at 30 ° C. overnight. The weight of the extracted sample relative to the previous weight corresponds to the gel content. The two tables below show the amounts of the monomers used, the swelling Q of the networks in chloroform and their gel content G.
BA = Butylacry at; mts urees er: = mts ure; A = Hydroxyethylmethacrylat; HEA = Hydroxyethylacrylat; HPMA = Hydroxypropylmethacrylat; HPA = Hydroxypropylacrylat; PEGMA = Poly(ethylenglycol)methacrylatBA = butyl acrylate; mts urees er: = mts ure; A = hydroxyethyl methacrylate; HEA = hydroxyethyl acrylate; HPMA = hydroxypropyl methacrylate; HPA = hydroxypropyl acrylate; PEGMA = poly (ethylene glycol) methacrylate
In einer weiteren Serie wird den binären Polymersystemen zusätzlich ein Anteil von 2 mmol Hydroxyethylmethacrylat (HEMA) zugefügt, da durch dieses Comonomer eine weitere Möglichkeit zur Kontrolle der mechanischen Eigenschaften der Polymernetzwerke zu erwarten ist. In a further series, a proportion of 2 mmol of hydroxyethyl methacrylate (HEMA) is additionally added to the binary polymer systems, since a further possibility for controlling the mechanical properties of the polymer networks is to be expected through this comonomer.
Herstellung der interpenetrierenden Netzwerke IPN n-Butylacrylat wird mit 3 Gew.-% (0,6 mol%) Poly(propylenglykol)dimethacrylat (Molgewicht 560 g/mol) in Gegenwart von 0,1 Gew.-% AiBN wie oben beschrieben vernetzt. Der Film wird anschließend in THF gequollen, um unverbrauchtes Monomer herauszulösen, und dann wieder getrocknet. Dann lässt man den Film in einer Lösung des sternförmigen photoreaktiven Makromonomers in THF (10 Gew.-%) aufquellen und anschließend wieder trocknen. Die Beladung des Netzwerks mit der photoreaktiven Komponente beträgt dann etwa 30 Gew.-% . Herstellung der sternförmigen photosensitiven MakromonomerePreparation of the interpenetrating networks IPN n-butyl acrylate is crosslinked with 3% by weight (0.6 mol%) of poly (propylene glycol) dimethacrylate (molecular weight 560 g / mol) in the presence of 0.1% by weight of AiBN as described above. The film is then swollen in THF to remove unused monomer and then dried again. The film is then allowed to swell in a solution of the star-shaped photoreactive macromonomer in THF (10% by weight) and then dried again. The loading of the network with the photoreactive component is then about 30% by weight. Production of the star-shaped photosensitive macromonomers
Sternförmiges Poly(ethylenglycol) mit 4 Armen (Molgewicht 2000 g/mol) wird in trockenem THF und Triethylamin gelöst. Dazu wird langsam in trockenem THF gelöstes Cinnamyliden acetylchlorid getropft. Das Reaktionsgemisch wird für 12 Stunden bei Raumtemperatur, dann für 3 Tage bei 50 °C gerührt. Ausgefallene Salze werden abfiltriert, das Filtrat aufkonzentriert und das erhaltene Produkt mit Diethylether gewaschen. H-NMR Messungen ergeben einen Umsatz von 85 %. UV-spektroskopisch weist das Makromonomer vor der Photoreaktion ein Absorptionsmaximum bei 310 nm, nach der Photoreaktion bei 254 nm auf.Star-shaped poly (ethylene glycol) with 4 arms (molecular weight 2000 g / mol) is dissolved in dry THF and triethylamine. For this, cinnamylidene acetyl chloride dissolved in dry THF is slowly added dropwise. The reaction mixture is stirred for 12 hours at room temperature, then for 3 days at 50 ° C. Precipitated salts are filtered off, the filtrate is concentrated and the product obtained is washed with diethyl ether. H-NMR measurements show a conversion of 85%. UV-spectroscopically, the macromonomer has an absorption maximum at 310 nm before the photoreaction and at 254 nm after the photoreaction.
Die polymeren amorphen Netzwerke wurden im Hinblick auf ihre weiteren thermischen und mechanischen Eigenschaften untersucht. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst.The polymeric amorphous networks were examined with regard to their further thermal and mechanical properties. The results of these tests are summarized in the following table.
* Netzwerk aus n -Butylacrylat; 0,3 mol% Vernetzer; ohne photoreaktive Komponente ** IPN; 0,6 mol% Vernetzer, physikalisch beladen mit photoreaktiver Komponente* Network of n-butyl acrylate; 0.3 mol% crosslinker; without photoreactive component ** IPN; 0.6 mol% crosslinker, physically loaded with photoreactive component
Die Formgedächtniseigenschaften wurden in zyklischen photomechanischen Experimenten bestimmt. Hierzu wurden ausgestanzte, hanteiförmige 0,5 mm dicke Folienstücke mit einer Länge von 10 mm und einer Breite von 3 mm verwendet. The shape memory properties were determined in cyclic photomechanical experiments. Die-cut, dumbbell-shaped 0.5 mm thick pieces of film with a length of 10 mm and a width of 3 mm were used.

Claims

Patentansprüche claims
1. Stent, umfassend ein SMP-Material, zum Einsatz im nicht-vaskulären oder vaskulären Bereich.1. Stent, comprising an SMP material, for use in the non-vascular or vascular area.
2. Stent nach Anspruch 1 , wobei der Stent ein Grundgerüst aus einem Metall aufweist, beschichtet mit dem SMP-Material, bevorzugt ein SMP-Material mit einer oder zwei Formen im Gedächtnis.2. Stent according to claim 1, wherein the stent has a basic structure made of a metal, coated with the SMP material, preferably an SMP material with one or two shapes in memory.
3. Stent nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend zusätzliche Additive, ausgewählt unter Röntgenkontrastmaterialien und medizinisch wirksamen Verbindungen.3. Stent according to one of the preceding claims, further comprising additional additives selected from X-ray contrast materials and medically active compounds.
4. Stent nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das SMP- Material ausgewählt ist unter polymeren Netzwerken, thermoplastischen SMP- Materialien, Kompositmaterialien oder Blends.4. Stent according to at least one of the preceding claims, wherein the SMP material is selected from polymer networks, thermoplastic SMP materials, composite materials or blends.
5. Stent nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das SMP-Material ausgewählt ist unter SMP-Materialien, bei denen der SMP-Effekt thermisch induziert wird, photoinduziert wird und/oder wobei das SMP-Material biokompatibel und/oder hämokompatibel ist.5. Stent according to one of the preceding claims, wherein the SMP material is selected from SMP materials in which the SMP effect is thermally induced, photoinduced and / or wherein the SMP material is biocompatible and / or hemocompatible.
6. Stent nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das SMP-Material Werte für E-Modul von 0,5 bis 50 MPa aufweist und/oder eine Reißdehnung von 100 bis 1200% und/oder eine Rückstellfixierung von mehr als 90%, bevorzugt mehr als 92%, stärker bevorzugt mehr als 95% und insbesondere bevorzugt mehr als 98%, und/oder ein Rückstellverhältnis nach 5 Zyklen im thermomechanischen Experiment von mehr als 90%, bevorzugt mehr als 92%, stärker bevorzugt mehr als 95% und insbesondere bevorzugt mehr als 98%.6. Stent according to one of the preceding claims, wherein the SMP material has values for modulus of elasticity of 0.5 to 50 MPa and / or an elongation at break of 100 to 1200% and / or a retention fixation of more than 90%, preferably more than 92%, more preferably more than 95% and particularly preferably more than 98%, and / or a recovery ratio after 5 cycles in the thermomechanical experiment of more than 90%, preferably more than 92%, more preferably more than 95% and particularly preferred more than 98%.
7. Stent nach Anspruch 5, wobei das Netzwerk Caprolatconeinheiten, Pentadecalactoneinheiten, Ethylenglykoleinheiten, Propylenglykoleinheiten, Milchsäureeinheiten und/oder Glykolsäureeinheiten enthält. 7. The stent according to claim 5, wherein the network contains caprolatcon units, pentadecalactone units, ethylene glycol units, propylene glycol units, lactic acid units and / or glycolic acid units.
8. Stent nach Anspruch 6, wobei das Netzwerk aus vernetzten Caprolactonmakromonomeren besteht.8. The stent of claim 6, wherein the network consists of cross-linked caprolactone macromonomers.
9. Verfahren zur Herstellung eines Stents nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend die Verarbeitung des SMP-Materials zu einem Stent durch Extrusionsverfahren, Beschichtungsverfahren, Formgussverfahren oder Spinn- und Webverfahren.9. A method for producing a stent according to one of the preceding claims, comprising processing the SMP material into a stent by extrusion processes, coating processes, die casting processes or spinning and weaving processes.
10. Kit, umfassend einen Stent nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 und zusätzlich einen temperierbaren Ballonkatheter und/oder einen Ballonkatheter mit einem Lichtleiter.10. Kit comprising a stent according to at least one of claims 1 to 6 and additionally a temperature-controllable balloon catheter and / or a balloon catheter with a light guide.
11. Verfahren zur minimaünvasiven Implantation eines Stents, umfassend die folgenden Schritte:11. A method for minimally invasive stent implantation comprising the following steps:
- Platzieren eines Stents nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auf einen temperierbaren Ballonkatheter oder einen Ballonkatheter mit einem Lichtleiter,Placing a stent according to one of claims 1 to 7 onto a temperature-controllable balloon catheter or a balloon catheter with a light guide,
- Einführen des so platzierten Stents an die gewünschte Stelle,Insertion of the stent placed in this way into the desired location,
- Erwärmen des Stents durch Einführen eines erwärmenden Mediums in den Katheter,Heating the stent by introducing a heating medium into the catheter,
- Dehnen des Stents um so die Programmierung des SMP-Materials vorzunehmen,Stretching the stent to program the SMP material,
- Einführen eines Kühlmediums in den Katheter, um den Stent im gedehnten Zustand zu fixieren, oder Einbringen von Licht (bevorzugt UV-Licht) einer geeigneten Wellenlänge, um den Stent im gedehnten Zustand zu fixieren,Introducing a cooling medium into the catheter in order to fix the stent in the stretched state, or introducing light (preferably UV light) of a suitable wavelength in order to fix the stent in the stretched state,
- Entfernen des Ballonkatheters.- Remove the balloon catheter.
12. Verfahren zur Entfernung eines implantierten Stents nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend die folgenden Schritte, bevorzugt nach der Implantation nach Anspruch 10:12. A method for removing an implanted stent according to one of claims 1 to 7, comprising the following steps, preferably after the implantation according to claim 10:
- Einführen eines Ballonkatheters an den Implantationsort,Insertion of a balloon catheter at the implantation site,
- Einführen eines Wärmemediums in den Ballonkatheter, um den Stent zu erwärmen oder Einbringen von Licht einer geeigneten Wellenlänge, - Auslösen des Form-Gedächtnis-Effekts durch die Erwärmung bzw. die Lichteinwirkung, so dass der Stent aus seiner temporären Form in die permanente Form überführt wird,Introducing a heating medium into the balloon catheter to heat the stent or introducing light of a suitable wavelength, Triggering the shape-memory effect by heating or exposure to light, so that the stent is converted from its temporary shape to the permanent shape,
- ausführen des Ballonkatheters, zusammen mit dem Stent.- Perform the balloon catheter together with the stent.
13. Verfahren nach Anspruch 11 , weiter umfassend die Stufe der Einführung eines Kühlmediums, nach der Einführung des Wärmemediums, um den Stent in der permanenten Form abzukühlen, vor dem Ausführen.13. The method of claim 11, further comprising the step of introducing a cooling medium after the introduction of the heating medium to cool the stent in the permanent form prior to execution.
14. Verfahren zur minimalinvasiven Implantation eines Stents, wobei der Stent ein SMP-Material mit zwei Formen im Gedächtnisist, umfassend die folgenden Schritte:14. A method for minimally invasive implantation of a stent, the stent being an SMP material with two shapes in memory, comprising the following steps:
- Platzieren eines Stents nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auf einen temperierbaren Ballonkatheter oder einen Ballonkatheter mit einem Lichtleiter, wobei das SMP-Material in der ersten temporären Form vorliegt,Placing a stent according to one of claims 1 to 7 on a temperature-controllable balloon catheter or a balloon catheter with a light guide, the SMP material being in the first temporary form,
- Einführen des so platzierten Stents an die gewünschte Stelle,Insertion of the stent placed in this way into the desired location,
- Erwärmen des Stents durch Einführen eines erwärmenden Mediums in den Katheter oder Einbringen von Licht einer geeigneten Wellenlänge, um die zweite temporäre Form zu erhalten,Heating the stent by introducing a heating medium into the catheter or introducing light of a suitable wavelength to obtain the second temporary shape,
- Entfernen des Ballonkatheters.- Remove the balloon catheter.
15. Verfahren zur Entfernung eines implantierten Stents, wobei der Stent ein SMP- Material mit zwei Formen im Gedächtnis umfasst, umfassend die folgenden Schritte, bevorzugt nach der Implantation nach Anspruch 13:15. A method for removing an implanted stent, the stent comprising an SMP material with two shapes in memory, comprising the following steps, preferably after the implantation according to claim 13:
- Einführen eines Ballonkatheters an den Implantationsort,Insertion of a balloon catheter at the implantation site,
- Einführen eines Wärmemediums in den Ballonkatheter, um den Stent zu erwärmen oder Einbringen von Licht einer geeigneten Wellenlänge,Introducing a heating medium into the balloon catheter to heat the stent or introducing light of a suitable wavelength,
- Auslösen des Form-Gedächtnis-Effekts durch die Erwärmung bzw. die Lichteinwirkung, so dass der Stent aus seiner zweiten temporären Form in die permanente Form überführt wird,Triggering the shape-memory effect by heating or exposure to light, so that the stent is converted from its second temporary shape to the permanent shape,
- ausführen des Ballonkatheters, zusammen mit dem Stent. - Perform the balloon catheter together with the stent.
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