WO2003082149A2 - Stent - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a stent for a re-canalizing treatment of a stenosis-containing vessel, in particular an artery, with a basic cylindrical-tubular jacket that has a lattice or mesh structure that enables radial and axial changes in shape of the stent in a defined correlation, and with the further generic features mentioned in the preamble of patent claim 1.
  • Stents of the aforementioned type are manufactured, inter alia, from Nitinol, a nickel-titanium alloy which, below a transition temperature T Af, is in a super-elastic phase with a martensitic structure in which the stent is very easily deformable, in particular into an elongated one with a small diameter Can be brought into a configuration in which it can be relatively easily brought into its position in the vessel required for treatment by means of a guidewire of a catheter, and is present at an elevated temperature "above” the transition temperature in an austenitic phase in which the material has a "shape memory "in that the stent has a form elasticity after the transition temperature has been exceeded in such a way that it resumes the shape given before the cold deformation.
  • the transition temperature T Af depends significantly on the ratio of the alloy components Ni and Ti and is set by specifying the alloy ratio in such a way that the transition temperature is somewhat lower than the body temperature, so that the stent is based on the body temperature and the shape memory property of the nitinol " by itself "in its configuration suitable for therapy.
  • this is achieved by suitably specifying the length of the webs delimiting the grid openings which are connected in pairs in free corners of an overall zigzag-shaped edge region which penetrate somewhat into the vessel wall and, as it were, when the stent moves in alternative directions erect and penetrate deeper into the vessel wall, which ensures that the stent is securely anchored.
  • this type of stent anchoring has the disadvantage that the free end tips, in which the terminal lattice webs converge, can cause punctures of a pulsating artery.
  • the known stent can therefore itself pose a danger to the vessel lined with.
  • This object is achieved, according to the basic idea of the invention, by designing the stent in such a way that a part of the stent forming an anchoring section of the stent with a predetermined radial expansion, which it unfolds when inserted into the vessel to be treated, in the sense of taking back its embossed shape develops a significantly higher restoring force than the subsequent lining section of the Stents, which, however, "remember" the same diameter and strive to expand.
  • a major advantage of the stent according to the invention is that it is securely anchored immediately after its insertion into the vessel to be treated and that its lining section, due to its weaker restoring force, only "slowly" - later in time - to its intended target Widened diameter, generated only moderate expansion force in the lining area, under the effect of which the original stenosis, eg. B. stenosis due to fat deposits tending to calcification.
  • the anchoring section can in turn be designed as a cylindrical tube, so that the risk of injury to the vessel can be largely excluded.
  • the stent according to the invention is not only suitable for providing effective recanalization of a stenosis-afflicted area of an artery or another vessel, but also in cases in which the end positions in the vessel wall can gradually recede due to the moderate application of force. also suitable to bring about a cure in the sense of eliminating the dangers cause.
  • an anchoring section is sufficient for a sufficiently secure fixation of the stent according to the invention.
  • Orientation errors can be excluded from the outset by designing the stent such that its lining section is arranged between two terminal anchoring sections, between which the stenosis-afflicted part of the artery is arranged when the stent is inserted.
  • the lining covering Cut the same be designed for a particularly low form restoring force, which is favorable for a "slow" breakdown of the stenosis and counteracts the risk that relatively large embedding particles get into the vascular canal across the stent ends and can cause thrombosis ,
  • relatively increased restoring forces of a stent in the region of the respective anchoring section can be achieved in that the lattice structure of the Stents forming stents have a smaller material cross section in the area of the lining section than in the adjacent anchoring section (s).
  • the aforementioned property can also be achieved in that the lining section and the anchoring section (s) of the stent have different alloy ratios, with the differently alloyed stent sections being expediently connected to one another welded, preferably joined together in a laser welding process.
  • the features of claim 6 indicate a procedure according to which the desired stent properties can be achieved essentially solely by thermal treatment of stent sections at different times, preferably by cooling the anchoring sections more quickly are arranged as a support section of the stent adjacent to such a stent section or between such stent sections, which can be achieved in a simple manner in that during the cooling of the stent the extension adjacent to an anchoring section thereof clothing section is further heated in such a way that its cooling rate is lower than that of the more rapidly cooled anchoring section, in addition to the fact that the anchoring section (s) of the stent is / are quenched with a high cooling rate to a temperature which is significantly lower than the transition temperature T Af , whereby significant differences in the elastic properties of the anchoring sections and the respective lining section of the stent can be achieved.
  • a stent according to the invention can be created according to the features of claim 11 by a sequence of tempering processes, by means of which the desired shape memory behavior is achieved successively, which would not be achievable in a single tempering and cooling process.
  • a tempering device suitable for the production of stents according to the invention and corresponding to the features of claim 12, by means of which various sections of a stent can extract heat with a different rate of temperature decrease, such that a temperature profile with an upper and a one is seen over the length of the stent results in the lower extreme value, is realized in a preferred embodiment in such a way that at least one section of the stent can be supplied with heat while another section is being cooled, these functions being able to be implemented in a simple manner according to the features of claims 14 and 15.
  • the heating or cooling thermal treatment is promoted by an outer shape enveloping the outside of the stent, the multi-part design of the outer shape according to claim 17 being particularly advantageous if a section of the stent to be cooled is e.g. B. to be cooled by means of a cooling gas stream.
  • the multi-part design also enables the core according to claim 18 to have a particularly efficient thermal treatment of the stent.
  • FIGS. 1a-1c a temperature control device suitable for the thermal pretreatment of stents according to FIGS. 1a-1c, in a representation corresponding to FIGS. 1a to 1c
  • a total of 10 each denotes a stent which can be inserted into an artery 12 in the sense of minimally invasive therapy for preventing and removing a vascular occlusion threatened by a stenosis 11.
  • the stent 10 is inserted into the area 12/1 of the artery 12 which is affected by the stenosis by means of a catheter device (not shown) with a guide wire and guide tube which guides the stent 12 and which is connected to an artery which runs close to the surface, e.g. B.
  • a catheter device not shown
  • a guide wire and guide tube which guides the stent 12 and which is connected to an artery which runs close to the surface, e.g. B.
  • one of the inguinal arteries is inserted into the vascular system and can be advanced to the area to be treated.
  • the relevant - minimally invasive - surgical technique is generally known and is not itself the subject of the invention.
  • stent 10 essentially consists of inserting the stent 10 in a state of minimal diameter into the stenotic region of the artery 12 and bringing it there in an expanded state in which it is anchored sufficiently securely on the one hand and on the other hand to ensure that a defined one Lumen of the blood vessel 12 remains open.
  • the expansion of the stent required for this takes place, depending on the material from which it is made, with the aid of an inflatable balloon and / or due to a shape elasticity of the stent, which leads to a self-expansion of the stent to the required dimensions after an outer shell has been peeled off, which had previously kept it in the state of minimal diameter.
  • the stent 10 shown in FIGS. 1a to 1c in its state inserted into the artery 12 has a "central" lining section 10/1 and anchoring sections 10/2 and 10/3 arranged on both sides thereof, each of which is in one piece in the exemplary embodiment according to FIGS. 1a to 1c are executed with the lining section 10/1.
  • the stent 10 is assumed to be cylindrical-tubular or tubular, with its jacket having a lattice structure with diamond-shaped lattice openings which are bordered by thin webs 13 which are formed contiguously at intersection points 14.
  • the structure of the stent sheath corresponds in principle to that of an expanded metal.
  • the stent 10 it is further assumed that it consists of a nickel / titanium alloy (Nitinol) which develops a "shape memory” (memory effect), in that a Nitinol part that is cold at a temperature below a transition temperature has been deformed, when the temperature rises above the transformation temperature, it returns to the shape that existed before the cold working.
  • Nitinol nickel / titanium alloy
  • shape memory memory effect
  • the transformation temperature T Af can be specified by a precise specification of the alloy ratio, defined as the proportion of nickel as the base material and the titanium as an addition to the alloy, whereby, according to the purpose of the stent, this transition temperature is selected to be slightly lower than that usually given in the field of use of the stent Body temperature, so that the stent can be reminded of a shape previously impressed on it by warming it up to the body temperature.
  • the memory capacity understood as the restoring force which the stent is able to develop after deformation below the transition temperature after the temperature has risen above the transition temperature, can be achieved by thermal pretreatment of the stent and influenced by the choice of the treatment boundary conditions, in that the stent is brought into its desired shape at an elevated temperature, and the stent is then rapidly cooled to a temperature below the transition temperature.
  • the stamping of the stent shape is usually carried out in that it is expanded with radial expansion onto a core determining its inner shape and then at a temperature which is substantially higher than the transition temperature T Af , for. B. is annealed at a temperature around 560 ° C until its nitinol material has completely reached an austenitic phase in which the shape that it will later "remember” - should “approach” again - "breathed in” - is impressed.
  • the stent is rapidly reduced to a temperature below the transition temperature in the assumed example of use.
  • B cooled to a temperature which is significantly below the transition temperature and the stent material is in a martensitic phase in which it is "cold” elastic deformable and the stent "axially” is stretchable to the extent that a diameter reduction can be achieved in which the stent is placed in a blood vessel can be introduced.
  • a predetermined nominal diameter suitable for its use which essentially corresponds to the required lumen of a vessel to be expanded, it may be necessary to carry out several tempering processes in which the stent is successively attached to it the shape required for vascular therapy is approximated and brought into it.
  • the shape-memory capacity impressed on the stent 10 by the tempering and subsequent cooling under a predetermined shape has an effect, of course within predetermined limits, in such a way that the stent, even if in its martensitic state, has been given a shape which it martensitic Phase would be retained, after heating to or above the transition temperature "remembers" the shape impressed by thermal pretreatment and tries to take it again - elastic in shape.
  • the stent 10 is designed in such a way that the end sections of the stent forming the anchoring sections 10/210/3 have a significantly higher restoring force in the sense of the return to the one impressed at high temperature given the radial deformation
  • the shape of the stent unfolds as the lining section 10/1, so that after the stent has been brought into an arrangement penetrating into the stenotic region 12/1 of the artery 12, it has a much weaker restoring force in terms of shape memory than the anchoring sections 10/2 and 10/3, which are accordingly much faster than the lining section 10/1 of the stent, as it were spontaneously, reach their largest diameter in particular in such a way that the anchoring sections 10/2 and 10/3 reach their maximum inside diameter D / i just a few seconds or minutes after the conversion is exceeded reach temperature Taf, but the lining section 10/1 much later, e.g. B. only after days or weeks.
  • a stenosis 11 can therefore, as by the Figures
  • the characteristic feature of the stent 10 is that the anchoring sections 10/2 and 10/3, compared to the lining section 10/1, develop higher "form-elastic" restoring forces at values higher than the transition temperature and therefore also develop in a short time
  • the diameter required for anchoring them in the artery 12 can be implemented in such a way that, given the thickness of the grid webs 13, the lengths of the webs measured between adjacent crossing points in the lining section 10/1 are greater than in the anchoring sections 10/2 and 10/3.
  • the desired effect can also be achieved in that, as shown schematically in FIG. 1b, the webs 13 of the stent jacket in the anchoring sections 10/2 and 10/3 are thicker than the webs 13 of the anchoring section 10/1, but the lattice structure is the same in all stent sections.
  • the stent shapes represented by FIGS. 1a and 1b can be achieved by suitably specifying the lengths and widths of longitudinal slots which are cut in a laser cutting process into a nitinol tube provided as a blank for manufacturing the stent.
  • Different restoring properties of the lining section and the anchoring sections can also be achieved by thermally different treatments of the lining section 10/1 and the anchoring sections 10/2, given the uniform design of the lattice structure of the stent sheath as seen in the length of the stent 10, as shown in FIG. 1c and 10/3 can be achieved because the shape-memory of the Nitinol material can be influenced by its thermal pretreatment.
  • thermal pretreatment are at least the following:
  • the shape-memory of nitinol is more pronounced the more perfect and complete the austenitic phase of nitinol is before the material is cooled.
  • the tempering of the stent at high temperature serves to meet this requirement.
  • the shape memory is also more pronounced the faster the cooling from the austenitic to the martensitic phase of the nithinol has taken place, so that a different elastic recovery force can be implemented by a different rate of cooling.
  • the properties of the stents corresponding to the concept of the invention, which have been shaken up to now essentially with reference to FIGS. 1a and 1b, can therefore also in the case of stents which, as shown in FIG Pretreatment of their functional sections - the lining section and the anchoring section (s) - can be implemented, in particular by the fact that their anchoring sections 10/2 and 10/3 are cooled more rapidly than the lining section 10/1 arranged therebetween at high temperature.
  • FIG. 2 denotes a tempering device, which can be used to carry out the last shaping phase of the stent, by means of which the stent has its final shape and also Shape memory is impressed.
  • the stent 10 is mounted on an essentially cylindrical-tubular core 10, on the conical core pieces 21/1 and 22/2 in the from FIG. 2nd apparent arrangement are set that facilitate the mounting of the stent 10 on the core to increase the diameter.
  • the core 21 consists of a thermally highly conductive, chemically inert stainless steel material that does not react with the stent material or enables diffusion processes that could have a significant influence on the stent material.
  • An electric resistance heater represented by a heating coil 22 is installed in the core 21, the heating power of which can be controlled.
  • the heat given off by the heating coil 22 is transferred to the stent 10 by heat conduction.
  • rod-shaped radiation heating elements 24 are provided in the outer region of the central stent section, the length of which corresponds to that of the lining section of the stent in the outer region of the central stent section, the length of which corresponds to that of the lining section of the stent.
  • rod-shaped radiation heating elements 24 are provided in axially symmetrical grouping with respect to the central longitudinal axis 23 of the core 21, by means of which the stent 10 can be heated "from the outside" by heat radiation.
  • a pair of semi-cylindrical outer mold halves 26/1 and 26/2 or 26/3 and 26/4 are arranged on both sides of the central arrangement of the rod-shaped heating elements are from an open configuration shown in the left part of FIG. 2, in which they are located at a large radial distance from the respective end section 10/2 or 10/3 of the stent 10, which is intended to form an anchoring section of the stent 10, into which the right part of FIG. 2 indicated closed position are displaceable, in which they enclose the respective end section, form-fitting and are in good thermal contact with this.
  • the outer mold halves 26/1 to 26/4 are provided with cooling systems schematically indicated by cooling coils 27, by means of which they can be cooled to temperatures far below the conversion temperature T Af , by passing a precooled heat transport medium stream through these cooling coils 27.
  • the outer mold halves 26/1 to 26/4 are expediently designed in such a way that their overall heat capacity is substantially - e.g. B. 5 times - larger than that of the core and the stent, taken together, so that their temperature after the stent heating has been switched off and the mold halves have been brought into thermal contact with the stent, at most to 1/5 of the temperature that the stent 10 had before the mold halves were closed.
  • the total heat capacity of the outer shape used for cooling and the temperature to which the stent is to be quenched, at least in the area of its anchoring sections, can be easily coordinated with one another and with that of the stent and core so that water is used as the coolant can, d. H. whose boiling point is not reached even if it does not circulate in the cooling coils 27.
  • the rod-shaped heating elements can be integrated into an outer mold divided into two mold halves, the mold halves for cooling the stent, for. B. by introducing cooling gas into a previously evacuated chamber in which the tempering device is located, apart.
  • the core carrying the stent can be formed in several parts, for. B. in that the end portions of the stent supporting core parts are removable and the end portions of the stent are exposed to a coolant flow on the inside.
  • the core and / or an outer shape of the stent can also be designed such that liquid nitrogen can be used as the coolant.

Abstract

Disclosed is a stent (10) used for a recanalizing treatment of a stenosis-affected vessel, particularly an artery, comprising a shell that has the basic shape of a tubular cylinder and is provided with a grid structure or mesh structure which makes it possible to radially and axially modify the form of the stent at a defined correlation. Said stent is made of a nitinol material which is superelastic or elastic in a form-maintaining manner depending on the ambient temperature, i.e. said material develops restoring forces resulting in the stent returning to a form that had been impressed thereupon at an elevated temperature after being deformed in the superelastic range of temperature. The inventive stent comprises at least one anchoring section, the hub of which achieves a force-fitting or force-form-fitting fixing of the stent in the treated vessel, and a lining section used for recanalizing the stenosis. The part of the stent (10) forming the anchoring section (10/2, 10/3) develops a significantly higher restoring force than the lining section (10/1) at a given radial deformation, i.e. the stent returns to the form that has been impressed thereupon at a high temperature.

Description

Stentstent
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft einen Stent für eine rekanalisierende Behandlung eines stenosebehafteten Gefäßes, insbesondere einer Arterie, mit einem der Grundform nach zylindrisch-rohrförmigen Mantel, die eine Gitter- oder Maschenstruktur hat, die in definierter Korrelation radiale und axiale Formänderungen des Stents ermöglicht, und mit den weiteren, im Oberbegriff des Pa- tentsanspruchs 1 genannten, gattungsbestimmenden Merkmalen.The invention relates to a stent for a re-canalizing treatment of a stenosis-containing vessel, in particular an artery, with a basic cylindrical-tubular jacket that has a lattice or mesh structure that enables radial and axial changes in shape of the stent in a defined correlation, and with the further generic features mentioned in the preamble of patent claim 1.
Stents der vorgenannten Art werden unter anderem aus Nitinol gefertigt, einer Nickel-Titan-Legierung, die unterhalb einer Umwandlungstemperatur TAf in einer superelastischen Phase mit martensitischer Struktur hervorliegt, in der der Stents sehr leicht deformierbar, insbesondere in eine gestreckte, mit geringem Durchmesser behaftete Konfiguration gebracht werden kann, in der er mittels eines Führungsdrahtes eines Katheters relativ einfach in seine für die Behandlung erforderliche Lage im Gefäß gebracht werden kann, und bei erhöhter Temperatur "oberhalb" der Umwandlungstemperatur in einer austhenitischen Phase vorliegt, in der das Material ein "Formgedächtnis" dahingehend entfaltet, dass der Stents nach einem überschreiten der Umwandlungstemperatur eine Formelastizität derart hat, dass er wieder die vor der Kaltverformung gegebene Form wieder annimmt. Die Umwandlungstemperatur TAf hängt signifikant vom Verhältnis der Legierungsbestandteile Ni und Ti ab und wird durch Vorgabe des Legierungs-Verhältnisses so eingestellt, dass die Umwandlungstemperatur etwas niedriger ist als die Körpertemperatur, so dass der Stent aufgrund der Körpertemperatur sowie der Formgedächtnis- Eigenschaft des Nitinols "von selber" in seine für die Therapie geeignete Konfiguration gelangen kann.Stents of the aforementioned type are manufactured, inter alia, from Nitinol, a nickel-titanium alloy which, below a transition temperature T Af, is in a super-elastic phase with a martensitic structure in which the stent is very easily deformable, in particular into an elongated one with a small diameter Can be brought into a configuration in which it can be relatively easily brought into its position in the vessel required for treatment by means of a guidewire of a catheter, and is present at an elevated temperature "above" the transition temperature in an austenitic phase in which the material has a "shape memory "in that the stent has a form elasticity after the transition temperature has been exceeded in such a way that it resumes the shape given before the cold deformation. The transition temperature T Af depends significantly on the ratio of the alloy components Ni and Ti and is set by specifying the alloy ratio in such a way that the transition temperature is somewhat lower than the body temperature, so that the stent is based on the body temperature and the shape memory property of the nitinol " by itself "in its configuration suitable for therapy.
Die für einen dauerhaften Therapieerfolg wichtige zuverlässige Verankerung des Stents an der Behandlungsstelle wird bei einem durch die DE 44 18 336 A1 bekannten Stent durch eine Gestaltung von Endabschnitten des Stents dahingehend erreicht, dass diese in radial expandierten - durch das Formerinnerungsvermögen des Materials erzielten Zustand - einen größeren Durchmesser haben als der sich zwischen; ihnen erstreckende Ausklei- dungsabschnitt, der im wesentlichen der Rekanalisierung der Stenose zugeordnet ist. Dies wird bei dem bekannten Stent durch geeignete Vorgabe der Länge die entständigen Gitteröffnungen begrenzender Stege erreicht, die jeweils paarweise in freien Ecken eines insgesamt zickzackförmig verlaufenden Randbereiches zusammenhängen, die in die Gefäßwand etwas eindrin- gen und bei einer Verrückung des Stents in alternativen Richtungen sich gleichsam aufstellen und tiefer in die Gefäßwand eindringen können, wodurch die sichere Verankerung des Stents erzielt wird.The reliable anchoring of the stent at the treatment site, which is important for long-term therapeutic success, is described in DE 44 18 336 A1 known stent achieved by designing end sections of the stent such that these in the radially expanded state achieved by the shape-memory of the material have a larger diameter than that between; lining section which extends to them and which is essentially associated with the recanalization of the stenosis. In the known stent, this is achieved by suitably specifying the length of the webs delimiting the grid openings which are connected in pairs in free corners of an overall zigzag-shaped edge region which penetrate somewhat into the vessel wall and, as it were, when the stent moves in alternative directions erect and penetrate deeper into the vessel wall, which ensures that the stent is securely anchored.
Diese Art der Stent-Verankerung hat allerdings den Nachteil, dass die freien End-Spitzen, in denen die endständigen Gitterstege zusammenlaufen, punk- tuelle Traumatisierungen einer pulsierenden Arterie verursachen können. Der bekannte Stent kann daher selbst eine Gefahr für das durch in ausgekleidete Gefäß darstellen.However, this type of stent anchoring has the disadvantage that the free end tips, in which the terminal lattice webs converge, can cause punctures of a pulsating artery. The known stent can therefore itself pose a danger to the vessel lined with.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Stent der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass bei gleichwohl guter Verankerung in dem zu rekanalisierenden Gefäß eine weitgehende Sicherheit gegen eine Trau- matisierung des Gefäßes erzielt wird und eine Gefahr einer Thrombose weitgehend ausgeschlossen wird.It is therefore the object of the invention to improve a stent of the type mentioned at the outset in such a way that with good anchoring in the vessel to be recanalized, extensive security against traumatization of the vessel is achieved and a risk of thrombosis is largely ruled out.
Dies Aufgabe wird, dem Grundgedanken der Erfindung nach, durch eine Gestaltung des Stents dahingehend gelöst, dass ein einen Verankerungsabschnitt des Stents bildender Teil desselben bei vorgegebener radialer Aufweitung, die er beim Einsetzen in das zu behandelnde Gefäß entfaltet, im Sinne einer Widereinnahme seiner eingeprägten Form eine signifikant höhere Rückstellkraft entfaltet als der anschließende Auskleidungsabschnitts des Stents, der sich jedoch an denselben Durchmesser "erinnert" und aufzuweiten bestrebt ist.This object is achieved, according to the basic idea of the invention, by designing the stent in such a way that a part of the stent forming an anchoring section of the stent with a predetermined radial expansion, which it unfolds when inserted into the vessel to be treated, in the sense of taking back its embossed shape develops a significantly higher restoring force than the subsequent lining section of the Stents, which, however, "remember" the same diameter and strive to expand.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Stents ist darin zu sehen, dass er unmittelbar nach seinem Einsetzen in das zu behandelnde Gefäß sicher verankert ist und dadurch, dass sein Auskleidungsabschnitt aufgrund seiner schwächeren Rückstellkraft sich gleichsam nur "langsam" - zeitlich später - auf seinen angestrebten Soll-Durchmesser aufweitet, im Auskleidungsbereich eine nur mäßige Aufweitungskraft erzeugt, unter deren Wir- kung sich die ursprüngliche Stenose, z. B. durch zur Verkalkung neigende Fetteinlagerungen bedingte Stenose, zurückbilden kann. Der Verankerungsabschnitt kann seinerseits zylindrisch rohrförmig gestaltet sein, so dass die Gefahr einer Verletzung des Gefäßes weitestgehend ausschließbar ist. Der erfindungsgemäße Stents ist nicht nur geeignet, eine wirksame Rekanalisie- rung eines Stenose-behafteten Bereiches einer Arterie oder auch eines anderen Gefäßes zu vermitteln, sondern in Fällen, in denen die Endlagerungen in der Gefäßwand sich durch eine mäßige Kraft-Einwirkung allmählich zurückbilden können, auch geeignet, eine Heilung im Sinne einer Beseitigung der Gefahren Ursache zu bewirken.A major advantage of the stent according to the invention is that it is securely anchored immediately after its insertion into the vessel to be treated and that its lining section, due to its weaker restoring force, only "slowly" - later in time - to its intended target Widened diameter, generated only moderate expansion force in the lining area, under the effect of which the original stenosis, eg. B. stenosis due to fat deposits tending to calcification. The anchoring section can in turn be designed as a cylindrical tube, so that the risk of injury to the vessel can be largely excluded. The stent according to the invention is not only suitable for providing effective recanalization of a stenosis-afflicted area of an artery or another vessel, but also in cases in which the end positions in the vessel wall can gradually recede due to the moderate application of force. also suitable to bring about a cure in the sense of eliminating the dangers cause.
Für eine hinreichend sichere Fixierung des erfindungsgemäßen Stents genügt im Prinzip ein Verankerungsabschnitt. Es kann dann allerdings erforderlich sein, den Stent mit einer definierten Orientierung in das zu rekanalisierende Gefäß z. B. eine Arterie, einzuführen, zweckmäßigerweise so, dass der Verankungsabschnitt stromab von dem Auskleidungsabschnitt angeordnet ist.In principle, an anchoring section is sufficient for a sufficiently secure fixation of the stent according to the invention. However, it may then be necessary to position the stent with a defined orientation in the vessel to be recanalized, e.g. B. to introduce an artery, expediently so that the anchoring section is arranged downstream of the lining section.
Orientierungsfehler lassen sich von vornherein dadurch ausschließen, dass der Stent so ausgebildet ist, dass sein Auskleidungsabschnitt zwischen zwei endständigen Verankerungsabschnitten angeordnet ist, zwischen denen im eingesetzen Zustand des Stents der Stenose-behaftete Teil der Arterie angeordnet ist. Bei dieser Gestaltung des Stents kann der Auskleidungsab- schnitt des selben auf eine besonders niedrige Form-Rückstellkraft ausgelegt sein, die für einen "langsamen" Abbau der Stenose günstig ist und der Gefahr entgegenwirkt, dass relativ große Einlagerungspartikel über die Stent- Enden hinweg in den Gefäßkanal gelangen und eine Thrombose verursa- chen können.Orientation errors can be excluded from the outset by designing the stent such that its lining section is arranged between two terminal anchoring sections, between which the stenosis-afflicted part of the artery is arranged when the stent is inserted. With this design of the stent, the lining covering Cut the same be designed for a particularly low form restoring force, which is favorable for a "slow" breakdown of the stenosis and counteracts the risk that relatively large embedding particles get into the vascular canal across the stent ends and can cause thrombosis ,
Im Sinne des Erfindungsgedankens relativ erhöhte Rückstellkräfte eines Stents im Bereich des jeweiligen Verankerungsabschnitts sind, unabhängig davon ob der Stent einem Nitinol-Material mit "Formerinnerungsvermögen" besteht, oder aus einem anderen geeigneten, biologisch verträglichen Material hergestellt ist, dadurch erzielbar, dass die Gitterstruktur des Stentmantels bildende Stege im Bereich des Auskleidungsabschnitts einen geringeren Materialquerschnitt haben als in dem/den benachbarten Verankerungsab- schnitt(en).Within the meaning of the inventive concept, relatively increased restoring forces of a stent in the region of the respective anchoring section, regardless of whether the stent is made of a Nitinol material with "shape memory" or is made of another suitable, biologically compatible material, can be achieved in that the lattice structure of the Stents forming stents have a smaller material cross section in the area of the lining section than in the adjacent anchoring section (s).
Im Falle einer Realisierung eines erfindungsgemäßen Stents auf der Basis eines Nitinol-Materials ist die vorgenannte Eigenschaft auch dadurch erreichbar, dass der Auskleidungsabschnitt und der/die Verankerungsab- schnitt(e) des Stents unterschiedliche Legierungsverhältnisse haben, wobei zweckmäßigerweise die unterschiedlich legierten Stent-Abschnitte miteinander verschweißt, vorzugsweise in einem Laser-Schweißvefahren miteinander gefügt sind.In the case of a stent according to the invention based on a nitinol material, the aforementioned property can also be achieved in that the lining section and the anchoring section (s) of the stent have different alloy ratios, with the differently alloyed stent sections being expediently connected to one another welded, preferably joined together in a laser welding process.
Für eine Herstellung des erfindungsgemäßen Stents aus einem Nitinol- Material ist durch die Merkmale des Anspruchs 6 eine Verfahrensweise angegeben, gemäß derer sich die erwünschten Stent-Eigenschaften im wesentlichen allein durch zeitlich unterschiedliche thermische Behandlung von Stentabschnitten erzielen lassen, vorzugsweise dadurch, dass Verankerungsabschnitte rascher abgekühlt werden als ein einem solchen benachbart oder zwischen solchen Stentabschnitten angeordneter Stützabschnitt des Stents, was auf einfache Weise dadurch erreichbar ist, dass während der Abkühlung des Stents der einem Verankerungsabschnitt desselben benachbarte Aus- kleidungsabschnitt weiter beheizt wird, derart, dass seine Abkühlungsrate geringer ist als diejenige des rascher gekühlten Verankerungsabschnitts, ergänzend dadurch, dass der/die Verankerungsabschnitt(e) des Stents mit hohe Abkühlungsrate auf eine Temperatur abgeschreckt wird/werden, die signi- fikant niedriger ist als die Umwandlungstemperatur TAf, wodurch sich signifikante Unterschiede der elastischen Eigenschaften der Verankerungsabschnitte und des jeweiligen Auskleidungsabschnitts des Stents erzielen lassen.For a production of the stent according to the invention from a nitinol material, the features of claim 6 indicate a procedure according to which the desired stent properties can be achieved essentially solely by thermal treatment of stent sections at different times, preferably by cooling the anchoring sections more quickly are arranged as a support section of the stent adjacent to such a stent section or between such stent sections, which can be achieved in a simple manner in that during the cooling of the stent the extension adjacent to an anchoring section thereof clothing section is further heated in such a way that its cooling rate is lower than that of the more rapidly cooled anchoring section, in addition to the fact that the anchoring section (s) of the stent is / are quenched with a high cooling rate to a temperature which is significantly lower than the transition temperature T Af , whereby significant differences in the elastic properties of the anchoring sections and the respective lining section of the stent can be achieved.
Die gilt insbesondere dann, wenn die Abkühlungsphase beendet wird, sobald die Temperatur des Auskleidungsabschnitt die Umwandlungstemperatur JAf "soeben" unterschritten hat, so dass dessen "eingeprägte" Rückstellkraft nur einem minimalen Wert entspricht und eine günstige Verlängerung der Zeitspanne erzielt wird, die der Stent, nachdem er der Körpertemperatur des be- handelten Patienten ausgesetzt ist, benötigt, bis er seine eingeprägte Form angenommen hat.This applies in particular when the cooling phase is ended as soon as the temperature of the lining section has "just" fallen below the transition temperature J Af , so that its "impressed" restoring force corresponds to only a minimal value and a favorable extension of the period of time that the stent is achieved after being exposed to the body temperature of the treated patient, it takes until it has taken on its impressed shape.
Ein erfindungsgemäßer Stent kann gemäß den Merkmalen des Anspruchs 11 durch eine Folge von Temper-Prozessen geschaffen werden, durch die erst sukzessive das gewünschte Formerinnerungsverhalten desselben erzielt wird, das in einem einzigen Temper- und Abkühlprozess nicht erreichbar wäre.A stent according to the invention can be created according to the features of claim 11 by a sequence of tempering processes, by means of which the desired shape memory behavior is achieved successively, which would not be achievable in a single tempering and cooling process.
Eine zur Fertigung erfindungsgemäßer Stents geeignete, den Merkmalen des Anspruchs 12 entsprechende Temper-Einrichtung, mittels derer verschiedenen Abschnitten eines Stents Wärme mit unterschiedlicher Temperatur- Absenkungsrate entziehbar ist, derart, dass sich über die Länge des Stents hinweg gesehen ein Temperaturprofil mit einem oberen und einem unteren Extremwert ergibt, ist in bevorzugter Gestaltung so realisiert, dass mindes- tens einem Abschnitt des Stents Wärme zuführbar ist, während ein anderer Abschnitt gekühlt wird, wobei diese Funktionen auf einfache Weise gemäß den Merkmalen der Ansprüche 14 und 15 implementierbar sind. In Kombination hiermit wird durch eine den Stent außenseitig umhüllende Aussenform dessen beheizende oder kühlende thermische Behandlung gefördert, wobei die mehrteilige Ausbildung der Außenform gemäß Anspruch 17 besonders vorteilhaft ist, wenn ein zu kühlender Abschnitt des Stents z. B. mittels eines kühlenden Gasstromes gekühlt werden soll. In Verbindung hiermit ist durch die mehrteilige Ausbildung auch dem Kern gemäß Anspruch 18 eine besonders effiziente thermische Behandlung des Stents möglich.A tempering device suitable for the production of stents according to the invention and corresponding to the features of claim 12, by means of which various sections of a stent can extract heat with a different rate of temperature decrease, such that a temperature profile with an upper and a one is seen over the length of the stent results in the lower extreme value, is realized in a preferred embodiment in such a way that at least one section of the stent can be supplied with heat while another section is being cooled, these functions being able to be implemented in a simple manner according to the features of claims 14 and 15. In combination with this, the heating or cooling thermal treatment is promoted by an outer shape enveloping the outside of the stent, the multi-part design of the outer shape according to claim 17 being particularly advantageous if a section of the stent to be cooled is e.g. B. to be cooled by means of a cooling gas stream. In connection with this, the multi-part design also enables the core according to claim 18 to have a particularly efficient thermal treatment of the stent.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus deren nachfolgenden Beschreibungen anhand der Zeichnung. Es zeigenFurther details of the invention will become apparent from the following descriptions thereof with reference to the drawing. Show it
Fig. 1a bis 1c Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Stent, eingesetzt als Endoprothesen zur Stenose-Therapie einer Ar- terie, in schematisch vereinfachter Teildarstellung und1a to 1c embodiments of the stent according to the invention, used as endoprostheses for stenosis therapy of an artery, in a schematically simplified partial representation and
Fig. 2 ein zur thermischen Vorbehandlung von Stents gemäß den Fig. 1a-1c geeignete Temperiereinrichtung, in einer den Fig. 1a bis 1c entsprechenden Darstellung2 a temperature control device suitable for the thermal pretreatment of stents according to FIGS. 1a-1c, in a representation corresponding to FIGS. 1a to 1c
In den Figuren 1a, 1b und 1c ist insgesamt jeweils mit 10 ein Stent bezeichnet, der im Sinne einer minimal-invasiven Therapie zur Verhinderung und Beseitigung eines durch eine Stenose 11 drohenden Gefäßverschlusses in eine Arterie 12 einsetzbar ist.In FIGS. 1a, 1b and 1c, a total of 10 each denotes a stent which can be inserted into an artery 12 in the sense of minimally invasive therapy for preventing and removing a vascular occlusion threatened by a stenosis 11.
Das Einsetzen des Stents 10 in den mit der Stenose behafteten Bereich 12/1 der Arterie 12 erfolgt mittels eines nicht dargestelllten Kathetergeräts mit einem den Stent 12 führenden Leitdraht und Führungsschlauch, der an einer nahe der Oberfläche verlaufenden Arterie z. B. einer der Leisten-Arterien in das Gefäßsystem eingeführt wird und bis zu der zu behandelnden Stelle vorgeschoben werden kann. Die diesbezügliche - minimal invasive - Operationstechnik ist allgemein bekannt und nicht selbst Gegenstand der Erfindung. Sie besteht im wesentlichen darin, den Stent 10 in einem Zustand minimalen Durchmessers in den stenosebehafteten Bereich der Arterie 12 einzuführen und ihn dort in einem aufgeweiteten Zustand zu bringen, in dem er zum einen hinreichend sicher verankert ist und zum anderen gewährleisten soll, dass ein definiertes Lumen des Blutgefäßes 12 offen gehalten bleibt. Die hierfür erforderliche Aufweitung des Stents erfolgt, je nach dem Material, aus dem dieser gefertigt ist, mit Hilfe eines aufblasbaren Ballons und/oder aufgrund einer Form-Elastizität des Stents, die zu einer Selbst-Aufweitung des Stents auf die erforderlichen Dimensionen führt, nachdem eine äußere Hülle abgezogen ist, die ihm zuvor im Zustand minimalen Durchmessers gehalten hatte.The stent 10 is inserted into the area 12/1 of the artery 12 which is affected by the stenosis by means of a catheter device (not shown) with a guide wire and guide tube which guides the stent 12 and which is connected to an artery which runs close to the surface, e.g. B. one of the inguinal arteries is inserted into the vascular system and can be advanced to the area to be treated. The relevant - minimally invasive - surgical technique is generally known and is not itself the subject of the invention. It essentially consists of inserting the stent 10 in a state of minimal diameter into the stenotic region of the artery 12 and bringing it there in an expanded state in which it is anchored sufficiently securely on the one hand and on the other hand to ensure that a defined one Lumen of the blood vessel 12 remains open. The expansion of the stent required for this takes place, depending on the material from which it is made, with the aid of an inflatable balloon and / or due to a shape elasticity of the stent, which leads to a self-expansion of the stent to the required dimensions after an outer shell has been peeled off, which had previously kept it in the state of minimal diameter.
Der in Figuren 1a bis 1c in seinem in die Arterie 12 eingesetzten Zustand dargestellte Stent 10 hat einen "mittleren" Auskleidungsabschnitt 10/1 und beidseits desselben angeordnete Verankerungsabschnitte 10/2 und 10/3, die dem Ausführungsbeispieleh gemäß den Figuren 1a bis 1c jeweils einstückig mit dem Auskleidungsabschnitt 10/1 ausgeführt sind.The stent 10 shown in FIGS. 1a to 1c in its state inserted into the artery 12 has a "central" lining section 10/1 and anchoring sections 10/2 and 10/3 arranged on both sides thereof, each of which is in one piece in the exemplary embodiment according to FIGS. 1a to 1c are executed with the lining section 10/1.
Der Stent 10 ist zum Zweck der Erläuterung der Grundform nach als zylind- risch-rohrförmig bzw. schlauchförmig vorausgesetzt, wobei sein Mantel eine Gitterstruktur mit rautenförmigen Gitteröffnungen hat, die durch dünne Stege 13 berandet sind, die an Kreuzungsstellen 14 zusammenhängend ausgebildet sind. Die Struktur des Stentmantels entspricht im Prinzip derjenigen eines Rippenstreckmetalls.For the purpose of explaining the basic shape, the stent 10 is assumed to be cylindrical-tubular or tubular, with its jacket having a lattice structure with diamond-shaped lattice openings which are bordered by thin webs 13 which are formed contiguously at intersection points 14. The structure of the stent sheath corresponds in principle to that of an expanded metal.
Für den Stent 10 ist des weiteren vorausgesetzt, dass er aus einer Nickel/Titan-Legierung (Nitinol) besteht die ein "Formgedächtnis" (Memory- Effekt) entfaltet, dahingehend, dass ein Nitinol-Teil, das bei einer Temperatur unterhalb einer Umwandlungstemperatur kalt verformt worden ist, bei einem Anheben der Temperatur über die Umwandlungstemperatur hinaus wieder diejenige Form annimmt, die vor der Kaltverformung vorgelegen hatte. Die Umwandlungstemperatur TAf kann durch eine genaue Vorgabe des Legierungsverhältnisses, definiert als Anteil des Nickels als Grundmaterial und des Titans als Zusatz der Legierung vorgegeben werden, wobei, entsprechend dem Zweck des Stents, diese Umwandlungstemperatur geringfügig niedriger gewählt wird als die im Einsatzbereich des Stents üblicherweise gegebene Körpertemperatur, so dass der Stent durch seine Erwärmung auf die Körpertemperatur an eine ihm zuvor eingeprägte Form gleichsam erinnert werden kann.For the stent 10, it is further assumed that it consists of a nickel / titanium alloy (Nitinol) which develops a "shape memory" (memory effect), in that a Nitinol part that is cold at a temperature below a transition temperature has been deformed, when the temperature rises above the transformation temperature, it returns to the shape that existed before the cold working. The The transformation temperature T Af can be specified by a precise specification of the alloy ratio, defined as the proportion of nickel as the base material and the titanium as an addition to the alloy, whereby, according to the purpose of the stent, this transition temperature is selected to be slightly lower than that usually given in the field of use of the stent Body temperature, so that the stent can be reminded of a shape previously impressed on it by warming it up to the body temperature.
Das Erinnerungsvermögen, verstanden als Rückstellkraft, die der Stent nach einer Verformung unterhalb der Umwandlungstemperatur zu entfalten vermag, nachdem die Temperatur über die Umwandlungstemperatur hinaus erhöht ist, ist durch eine thermische Vorbehandlung des Stents erzielbar und durch Wahl der Behandlungs-Randbedingungen beeinflussbar, dahingehend, dass der Stent bei erhöhter Temperatur in seine gewünschte Form gebracht wird und der Stents so dann rasch auf eine Temperatur unterhalb der Umwandlungstemperatur abgekühlt wird.The memory capacity, understood as the restoring force which the stent is able to develop after deformation below the transition temperature after the temperature has risen above the transition temperature, can be achieved by thermal pretreatment of the stent and influenced by the choice of the treatment boundary conditions, in that the stent is brought into its desired shape at an elevated temperature, and the stent is then rapidly cooled to a temperature below the transition temperature.
Das Aufprägen der Stent-Form erfolgt überlicherweise dadurch, dass dieser unter radialer Aufweitung auf einen seine Innenform bestimmenden Kern aufgezogen wird und sodann bei einer Temperatur, die wesentlich höher ist als die Umwandlungstemperatur TAf, z. B. bei einer Temperatur um 560 °C Grad so lange getempert wird bis sein Nitinol-Material vollkommen in eine austenitische Phase gelangt ist, in der ihm die Form an die er sich später "erinnern" - wieder annähern-soll, "eingehaucht" - eingeprägt wird.The stamping of the stent shape is usually carried out in that it is expanded with radial expansion onto a core determining its inner shape and then at a temperature which is substantially higher than the transition temperature T Af , for. B. is annealed at a temperature around 560 ° C until its nitinol material has completely reached an austenitic phase in which the shape that it will later "remember" - should "approach" again - "breathed in" - is impressed.
Danach wird der Stent rasch auf eine Temperatur unterhalb der Umwandlungstemperatur im angenommenen Einsatzbeispiel z. B. auf eine Temperatur abgekühlt, die signifikant unterhalb der Umwandlungstemperatur liegt und das Stent-Material in einer martensitischen Phase vorliegt, in der es "kalt "e- lastisch verformbar ist und der Stent "axial" soweit dehnbar ist, dass sich eine Durchmesserverringerung erzielen lässt, in der der Stent in ein Blutgefäß eingeführt werden kann. Um den Stent auf einen vorgegebenen, für seinen Einsatz geeigneten Soll-Durchmesser zu bringen, der im wesentlichen dem erforderlichen Lumen eines aufzuweitenden Gefäßes entspricht, kann es erforderlich sein, dass mehrere Temper-Prozesse durchgeführt werden, in de- nen der Stent sukzessive an seine für die Gefäßtherapie erforderliche Form angenähert und in diese gebracht wird.Then the stent is rapidly reduced to a temperature below the transition temperature in the assumed example of use. B. cooled to a temperature which is significantly below the transition temperature and the stent material is in a martensitic phase in which it is "cold" elastic deformable and the stent "axially" is stretchable to the extent that a diameter reduction can be achieved in which the stent is placed in a blood vessel can be introduced. In order to bring the stent to a predetermined nominal diameter suitable for its use, which essentially corresponds to the required lumen of a vessel to be expanded, it may be necessary to carry out several tempering processes in which the stent is successively attached to it the shape required for vascular therapy is approximated and brought into it.
Das dem Stent 10 durch die Temperung und anschließende Abkühlung unter vorgegebener Form eingeprägte Form-Erinnerungsvermögen wirkt sich, selbstverständlich innerhalb vorgegebener Grenzen, dahingehend aus, dass der Stent, auch wenn ihm in seinem martensitischen Zustand eine Form gegeben worden ist, die er in der martensitischen Phase beibehalten würde, sich nach einer Erwärmung auf oder über die Umwandlungstemperatur hinaus wieder an die ihm durch thermische Vorbehandlung eingeprägte Form "erinnert" und diese wieder - formelastisch - einzunehmen sucht.The shape-memory capacity impressed on the stent 10 by the tempering and subsequent cooling under a predetermined shape has an effect, of course within predetermined limits, in such a way that the stent, even if in its martensitic state, has been given a shape which it martensitic Phase would be retained, after heating to or above the transition temperature "remembers" the shape impressed by thermal pretreatment and tries to take it again - elastic in shape.
Unter Ausnutzung dieser vorab erläuterten Eigenschaften des Stent- Materials ist der Stent 10 dahingehend ausgelegt, dass die die Verankerungsabschnitte 10/210/3 bildenden Endabschnitte des Stents bei vorgege- bener radialer Deformation eine signifikant höhere Rückstellkraft im Sinne der Rückkehr zu der bei hoher Temperatur aufgeprägten Form des Stents entfalten als der Auskleidungsabschnitt 10/1, so dass dieser, nachdem der Stent in eine in den stenosebehafteten Bereich 12/1 der Arterie 12 durchsetzende Anordnung gebracht worden ist, eine wesentlich schwächere Rück- stellkraft im Sinne des Form-Erinnerungsvermögens entfaltet als die Verankerungsabschnitte 10/2 und 10/3, die demgemäß sehr viel rascher als der Auskleidungsabschnitt 10/1 des Stents, gleichsam spontan, ihren größten Durchmesser erreichen insbesondere so, dass die Verankerungsabschnitte 10/2 und 10/3 ihren maximalen Innendurchmesser D/i schon wenige Sekun- den oder Minuten nach dem Überschreiten der Umwandlungstemperatur Taf erreichen, der Auskleidungsabschnitt 10/1 jedoch erst viel später, z. B. erst nach Tagen oder Wochen. Eine Stenose 11 kann sich daher, wie durch die Figuren 1a bis 1c veranschaulicht, langsam und für die Arterie 12 schonend abbauen. Die Gefahr einer Thrombosebildung wird erheblich reduziert.Utilizing these previously explained properties of the stent material, the stent 10 is designed in such a way that the end sections of the stent forming the anchoring sections 10/210/3 have a significantly higher restoring force in the sense of the return to the one impressed at high temperature given the radial deformation The shape of the stent unfolds as the lining section 10/1, so that after the stent has been brought into an arrangement penetrating into the stenotic region 12/1 of the artery 12, it has a much weaker restoring force in terms of shape memory than the anchoring sections 10/2 and 10/3, which are accordingly much faster than the lining section 10/1 of the stent, as it were spontaneously, reach their largest diameter in particular in such a way that the anchoring sections 10/2 and 10/3 reach their maximum inside diameter D / i just a few seconds or minutes after the conversion is exceeded reach temperature Taf, but the lining section 10/1 much later, e.g. B. only after days or weeks. A stenosis 11 can therefore, as by the Figures 1a to 1c illustrated, slowly and gently break down for the artery 12. The risk of thrombosis formation is considerably reduced.
Die für den Stent 10 charakteristische Eigenschaft, dass die Verankerungs- abschnitte 10/2 und 10/3, verglichen mit dem Auskleidungsabschnitt 10/1, bei höheren Werten als der Umwandlungstemperatur höhere "formelastische" Rückstellkräfte entfalten und daher auch in kurzer Zeit sich auf den für ihre Verankerung in der Arterie 12 erforderlichen Durchmesser aufweiten, ist, wie in der Figur 1a schematisch dargestellt, dadurch implementierbar, dass bei vorgegebener Dicke der Gitterstege 13 die zwischen benachbarten Kreuzungsstellen gemessenen Längen der Stege beim Auskleidungsabschnitt 10/1 größer sind als bei den Verankerungsabschnitten 10/2 und 10/3.The characteristic feature of the stent 10 is that the anchoring sections 10/2 and 10/3, compared to the lining section 10/1, develop higher "form-elastic" restoring forces at values higher than the transition temperature and therefore also develop in a short time As shown schematically in FIG. 1 a, the diameter required for anchoring them in the artery 12 can be implemented in such a way that, given the thickness of the grid webs 13, the lengths of the webs measured between adjacent crossing points in the lining section 10/1 are greater than in the anchoring sections 10/2 and 10/3.
Die erwünschte Wirkung kann auch dadurch erzielt werden, dass, wie in der Fig. 1b schematisch dargestellt, die Stege 13 des Stentmantels in den Verankerungsabschnitten 10/2 und 10/3 dicker sind als die Stege 13 des Verankerungsabschnitts 10/1, die Gitterstruktur jedoch in allen Stentabschnitten dieselbe ist.The desired effect can also be achieved in that, as shown schematically in FIG. 1b, the webs 13 of the stent jacket in the anchoring sections 10/2 and 10/3 are thicker than the webs 13 of the anchoring section 10/1, but the lattice structure is the same in all stent sections.
Die durch die Fig. 1a und 1b repräsentierten Stent-Formen sind durch geeignete Vorgabe der Längen und Weiten von Längsschlitzen erzielbar, die in einem Laser-Schneideverfahren in ein zur Fertigung des Stents als Rohling vorgesehenes Nitinol-Röhrchen eingeschnitten werden.The stent shapes represented by FIGS. 1a and 1b can be achieved by suitably specifying the lengths and widths of longitudinal slots which are cut in a laser cutting process into a nitinol tube provided as a blank for manufacturing the stent.
Unterschiedliche Rückstell-Eigenschaften des Auskleidungsabschnittes und der Verankerungsabschnitte können bei über die Länge des Stents 10 hinweg gesehen einheitlicher Gestaltung der Gitterstruktur des Stentmantels, wie in der Fig. 1c dargestellt, auch durch thermisch verschiedene Behandlungen des Auskleidungsabschnitts 10/1 und der Verankerungsabschnitte 10/2 und 10/3 erzielt werden, da das Form-Erinnerungsvermögen des Nitinol- Materials durch seine thermische Vorbehandlung beeinflussbar ist. Für die thermische Vorbehandlung zu beachtende Gesichtspunkte sind zumindest die folgenden:Different restoring properties of the lining section and the anchoring sections can also be achieved by thermally different treatments of the lining section 10/1 and the anchoring sections 10/2, given the uniform design of the lattice structure of the stent sheath as seen in the length of the stent 10, as shown in FIG. 1c and 10/3 can be achieved because the shape-memory of the Nitinol material can be influenced by its thermal pretreatment. Aspects to be considered for thermal pretreatment are at least the following:
Das Form-Erinnerungsvermögen des Nitinols ist umso ausgeprägter, je per- fekter und vollständiger die austenitische Phase des Nitinols ist, bevor das Material abgekühlt wird. Der Erfüllung dieser Vorraussetzung dient das Tempern des Stents bei hoher Temperatur.The shape-memory of nitinol is more pronounced the more perfect and complete the austenitic phase of nitinol is before the material is cooled. The tempering of the stent at high temperature serves to meet this requirement.
Das Form-Erinnerungsvermögen ist auch umso ausprägter, je rascher die Abkühlung aus der austenitischen in die martensitische Phase des Nithinols erfolgt ist, so dass durch eine unterschiedliche Rate der Abkühlung auch entsprechend verschiedene formelastische Rückstellkräfte implementierbar sind.The shape memory is also more pronounced the faster the cooling from the austenitic to the martensitic phase of the nithinol has taken place, so that a different elastic recovery force can be implemented by a different rate of cooling.
Die bislang im wesentlichen mit Bezug auf die Figuren 1a und 1b geschütter- ten Eigenschaften dem Erfindungsgedanken entsprechender Stents können daher auch bei Stents die, wie in der Fig. 1c dargestellt, über ihre gesamte Länge hinweg dieselbe Gitterstruktur ihres Mantels haben, durch eine unterschiedliche thermische Vorbehandlung ihrer Funktionsabschnitte - Ausklei- dungsabschnitt und Verankerungsabschnitt (e) - implementiert werden, insbesondere dadurch, dass ihre Verankerungsabschnitte 10/2 und 10/3 nach dem Tempern bei hoher Temperatur rascher abgekühlt werden als der dazwischen angeordnete Auskleidungsabschnitt 10/1.The properties of the stents corresponding to the concept of the invention, which have been shaken up to now essentially with reference to FIGS. 1a and 1b, can therefore also in the case of stents which, as shown in FIG Pretreatment of their functional sections - the lining section and the anchoring section (s) - can be implemented, in particular by the fact that their anchoring sections 10/2 and 10/3 are cooled more rapidly than the lining section 10/1 arranged therebetween at high temperature.
Zu einer beispielhaften Erläuterung diesbezüglich möglicher Verfahrensweisen sei nunmehr auf die Fig. 2 Bezug genommen, in der insgesamt mit 20 eine Temper-Einrichtung bezeichnet ist, die zur Durchführung der letzten Formgebungsphase des Stents benutzbar ist, durch die dem Stent seine endgütlige Form und auch sein Formerinnerungsvermögen eingeprägt wird.For an exemplary explanation of possible procedures in this regard, reference is now made to FIG. 2, in which 20 denotes a tempering device, which can be used to carry out the last shaping phase of the stent, by means of which the stent has its final shape and also Shape memory is impressed.
Der Stent 10 ist auf einen im wesentlichen zylindrisch-rohrförmigen Kern 10 aufgezogen, an den konische Kernstücke 21/1 und 22/2 in der aus der Fig. 2 ersichtlichen Anordnung angesetzt sind, die das Aufziehen des Stents 10 auf den Kern zur Durchmesservergrößerung erleichtern.The stent 10 is mounted on an essentially cylindrical-tubular core 10, on the conical core pieces 21/1 and 22/2 in the from FIG. 2nd apparent arrangement are set that facilitate the mounting of the stent 10 on the core to increase the diameter.
Der Kern 21 besteht aus einem thermisch gut leitenden, chemisch inerten Edelstahl-Material, das mit dem Stent-Material nicht reagiert oder Diffusions- Vorgänge ermöglicht, die das Stent-Material nennenswert beeinflussen könnten.The core 21 consists of a thermally highly conductive, chemically inert stainless steel material that does not react with the stent material or enables diffusion processes that could have a significant influence on the stent material.
In dem Kern 21 ist eine elektrische Widerstands-Heizung repräsentiert durch eine Heizwendel 22, eingebaut, deren Heizleistung steuerbar ist. Die von der Heizwendel 22 abgegebene Wärme wird durch Wärmeleitung auf den Stent 10 übertragen. Im Außenbereich des mittleren Stentabschnitts, dessen Länge derjenigen des Auskleidungsabschnitts des Stents entspricht, sind in bezüglich der zentralen Längsachse 23 des Kern 21 axialsymmetrischer Grupppierung stabförmige Strahlungs-Heizelemente 24 vorgesehen, mittels derer der Stent 10 "von außen" durch Wärmestrahlung erwärmbar ist.An electric resistance heater represented by a heating coil 22 is installed in the core 21, the heating power of which can be controlled. The heat given off by the heating coil 22 is transferred to the stent 10 by heat conduction. In the outer region of the central stent section, the length of which corresponds to that of the lining section of the stent, rod-shaped radiation heating elements 24 are provided in axially symmetrical grouping with respect to the central longitudinal axis 23 of the core 21, by means of which the stent 10 can be heated "from the outside" by heat radiation.
In Richtung der zentralen Längsachse 23 des Kern 21 bzw. des Stents 10 gesehen sind beidseits der zentralen Anordnung der stabförmigen Heizele- mente je ein Paar von halbzylindrischen Außenformhälften 26/1 und 26/2 bzw. 26/3 und 26/4 angeordnet, die sich aus einer im linken Teil der Figur 2 dargestellten offenen Konfiguration, in der sie sich in großem radialem Abstand von dem jeweiligen Endabschnitt 10/2 bzw. 10/3 des Stents 10 befinden, der einen Verankerungsabschnitt des Stents 10 bilden soll, in die im rechten Teil der Fig. 2 angedeutete geschlossene Position verschiebbar sind, in der sie den jeweiligen Endabschnitt, formschlüssig umschließen und mit diesem in gutem Wärmeleitungskontakt stehen.Viewed in the direction of the central longitudinal axis 23 of the core 21 or the stent 10, a pair of semi-cylindrical outer mold halves 26/1 and 26/2 or 26/3 and 26/4 are arranged on both sides of the central arrangement of the rod-shaped heating elements are from an open configuration shown in the left part of FIG. 2, in which they are located at a large radial distance from the respective end section 10/2 or 10/3 of the stent 10, which is intended to form an anchoring section of the stent 10, into which the right part of FIG. 2 indicated closed position are displaceable, in which they enclose the respective end section, form-fitting and are in good thermal contact with this.
Die dafür erforderlichen Schließ- und Öffnungs-Antriebe, die in gängiger Technik realisierbar sind, sind, der Einfachheit halber, nicht dargestellt. Die Außenformhälften 26/1 bis 26/4 sind mit durch Kühlschlangen 27 schematisch angedeuteten Kühlsystemen versehen, mittels derer sie auf Temperaturen weit unterhalb der Umwandlungstemperatur TAf abkühlbar sind, indem durch diese Kühlschlangen 27 ein vorgekühlter Wärmetransportmit- telstrom geleitet wird.For the sake of simplicity, the closing and opening drives required for this, which can be implemented using conventional technology, are not shown. The outer mold halves 26/1 to 26/4 are provided with cooling systems schematically indicated by cooling coils 27, by means of which they can be cooled to temperatures far below the conversion temperature T Af , by passing a precooled heat transport medium stream through these cooling coils 27.
Die Außenformhälften 26/1 bis 26/4 sind zweckmäßigerweise dahingehend ausgelegt, dass ihre Wärmekapazität insgesamt wesentlich - z. B. 5 mal - größer als diejenige des Kern und des Stents, zusammengenommen, so dass sich ihre Temperatur nachdem die Beheizung des Stents abgeschaltet worden ist und die Formhälften in thermischen Kontakt mit dem Stent gebracht worden sind, allenfalls auf 1/5 der Temperatur erhöhen kann, die der Stent 10 vor dem Schließen der Formhälften hatte.The outer mold halves 26/1 to 26/4 are expediently designed in such a way that their overall heat capacity is substantially - e.g. B. 5 times - larger than that of the core and the stent, taken together, so that their temperature after the stent heating has been switched off and the mold halves have been brought into thermal contact with the stent, at most to 1/5 of the temperature that the stent 10 had before the mold halves were closed.
Die Gesamt-Wärme-Kapazität der zur Kühlung genutzten Aussenform und die Temperatur, auf die der Stent zumindest im Bereich seiner Verankerungsabschnitte abgeschreckt werden soll, können ohne weiteres so aufeinander und mit derjenigen des Stents und des Kerns abgestimmt werden, dass als Kühlmittel Wasser verwendet werden kann, d. h. dessen Siedepunkt auch dann nicht erreicht wird, wenn es in den Kühlschlangen 27 nicht zirkuliert.The total heat capacity of the outer shape used for cooling and the temperature to which the stent is to be quenched, at least in the area of its anchoring sections, can be easily coordinated with one another and with that of the stent and core so that water is used as the coolant can, d. H. whose boiling point is not reached even if it does not circulate in the cooling coils 27.
Zweckmäßige Abwandlungen der Tempereinrichtung 20 oder zu dieser alternative Gestaltungen, die der Einfachheit halber nicht eigens dargestellt sind, können die folgenden sein:Appropriate modifications of the tempering device 20 or alternative designs to it, which are not shown for the sake of simplicity, can be the following:
Die stabförmigen Heizelemente können in eine in zwei Formhälften unterteilte Außenform integriert sein, deren Formhälften zum Kühlen des Stents z. B. durch Einleiten von Kühlgas in eine zuvor evakuierte Kammer, in der sich die Temper-Einrichtung befindet, auseinandergerückt werden. Auch der den Stent tragende Kern kann mehrteilig ausgebildet sein, z. B. dahingehend, dass die Endabschnitte des Stents stützende Kernteile entfernbar sind und die Endabschnitte des Stents auch an ihrer Innenseite einen Kühlmittelstrom aussetzbar sind.The rod-shaped heating elements can be integrated into an outer mold divided into two mold halves, the mold halves for cooling the stent, for. B. by introducing cooling gas into a previously evacuated chamber in which the tempering device is located, apart. The core carrying the stent can be formed in several parts, for. B. in that the end portions of the stent supporting core parts are removable and the end portions of the stent are exposed to a coolant flow on the inside.
Der Kern und/oder eine Außenform des Stents können auch dahingehend ausgebildet sein, dass als Kühlmittel flüssiger Stickstoff verwendbar ist.The core and / or an outer shape of the stent can also be designed such that liquid nitrogen can be used as the coolant.
Weitere dem Zweck, verschiedene Funktionsabschnitte des Stents mit unter- schiedlichen Raten abkühlen zu können, dienende Gestaltungen der Temper-Einrichtung, insbesondere auch die Realisierung einer elektronischen Steuereinheit zur Steuern, des Temper-Vorganges sind bei Kenntnis des Zweckes durch einen Fachmann, ohne weiteres realisierbar und werden nicht in Einzelheiten als erläuterungsbedürftig angesehen. Further, the purpose of being able to cool different functional sections of the stent at different rates, serving tempering device designs, in particular also the realization of an electronic control unit for controlling the tempering process, can be easily realized by a person skilled in the art if the purpose is known and are not considered in detail to require explanation.

Claims

Patentansprüche claims
1. Stent für eine rekanalisierende Behandlung eines stenosebehafteten Gefäßes, insbesondere einer Arterie, mit einem der Grundform nach zy- lindrisch - rohförmigen Mantel, der eine Gitter- oder Maschenstruktur hat, die in definierter Korrelation radiale und axiale Formänderungen des Stents ermöglicht, wobei der Stent aus einer Metalllegierung besteht, die je nach der Umgebungstemperatur superelastisch oder formerhaltend elastisch im Sinne der Entfaltung von Rückstellkräften ist, die nach einer Verformung des Stents im superelastischen Temperaturbereich zur Wiedereinnahme einer Form führen, die dem Stent bei erhöhter Temperatur aufgeprägt worden war, wobei der Stent mindestens einen Verankerungsabschnitt hat, durch dessen Aufweitung eine Kraft- oder Kraftformschlussige Fixierung des Stents in dem behandel- ten Gefäß erzielbar ist, sowie einen Auskleidungsabschnitt, der der Rekanalisierung der Stenose dient, dadurch gekennzeichnet, dass der den Verankerungsabschnitt (10/2, 10/3) bildende Teil des Stents (10) bei vorgegebener radialer Deformation eine signifikant höhere Rückstellkraft im Sinne der Rückkehr zu der bei hoher Temperatur aufge- prägten Form des Stents entfaltet als der Auskleidungsabschnitt (10/1).1. Stent for a re-canalizing treatment of a vessel with stenosis, in particular an artery, with a basic shape according to the cylindrical-raw shell, which has a lattice or mesh structure that allows radial and axial changes in shape of the stent in a defined correlation, the stent consists of a metal alloy which, depending on the ambient temperature, is super-elastic or shape-retaining elastic in the sense of the development of restoring forces which, after deformation of the stent in the super-elastic temperature range, lead to the taking back of a shape which had been impressed on the stent at elevated temperature, the stent has at least one anchoring section, the widening of which enables the stent to be fixed in the treated vessel in a force-locking or force-locking manner, and a lining section which serves to recanalize the stenosis, characterized in that the anchoring section (10/2, 1 0/3) forming part of the stent (10) with a given radial deformation develops a significantly higher restoring force in the sense of the return to the shape of the stent imprinted at high temperature than the lining section (10/1).
2. Stent nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stent (10) zwei Verankerungsabschnitte (10/2 und 10/3) hat, zwischen denen sich ein Auskleidungsabschnitt erstreckt.2. Stent according to claim 1, characterized in that the stent (10) has two anchoring sections (10/2 and 10/3), between which a lining section extends.
3. Stent nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur des Stentmantels bildende Stege (13) im Bereich des Auskleidungsabschnitts einen geringeren Materialquerschnitt haben als in dem/den benachbarten Verankerungsabschnitt(en) (10/2 bzw. 10/3). 3. Stent according to claim 1 or claim 2, characterized in that the lattice structure of the stent casing-forming webs (13) in the region of the lining section have a smaller material cross section than in the adjacent anchoring section (s) (10/2 or 10/3 ).
4. Stent nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Auskleidungsabschnitt (10/1) und der/die Verankerungsab- schnitt(e) (10/2, 10/3) des Stents aus Nitinol-Material unterschiedlichen Legierungsverhältnisses bestehen.4. Stent according to one of claims 1 to 3, characterized in that the lining section (10/1) and the anchoring section (s) (10/2, 10/3) of the stent consist of nitinol material of different alloy ratios ,
5. Stent nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlich legierten Stentabschnitte miteinander verschweißt, vorzugsweise in einem Laser-Schweißverfahren miteinander gefügt sind.5. Stent according to claim 4, characterized in that the differently alloyed stent sections are welded to one another, preferably joined to one another in a laser welding process.
6. Verfahren zur Herstellung eines Stents aus einem Nitinol (Ni (i-0,X) Ti 0,x) - Material, das durch Tempern bei einer Temperatur, die signifikant höher ist als eine Umwandlungstemperatur TAf in eine austenitische Phase gebracht wird, in der der Stent (10) in eine für seinen Gebrauchszweck vorgesehene Form gebracht wird, und nach Abkühlen unter die Um- Wandlungstemperatur TAf in eine martensitische Phase gelangt, in der der Stent in einer auf minimalen Durchmesser zusammengedrückten Konfiguration in die für seinen Einsatz vorgesehene Position bringbar ist, in der er bei wiederum erhöhter Temperatur T (T>TAf) eine formelastische Rückstellkraft zur Wiedereinnahme der beim Tempern oberhalb der Temperatur TAf eingeprägten Form entfaltet, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Funktionen zugeordneten Stentabschnitte (10/1 bzw. 10/2 und 10/3) mit signifikant verschiedenen Temperatur-Absenkungsraten auf die Temperatur unterhalb der Umwandlungstemperatur TAf abgekühlt werden.6. A process for producing a stent from a nitinol (Ni (i- 0 , X ) Ti 0 , x) material, which is brought into an austenitic phase by annealing at a temperature which is significantly higher than a transition temperature T Af , in which the stent (10) is brought into a form intended for its intended use, and after cooling below the transformation temperature T Af enters a martensitic phase in which the stent is compressed to the minimum diameter in the configuration intended for its use Can be brought into a position in which, at a further increased temperature T (T> T Af ), it develops an elastic restoring force for resuming the shape impressed during tempering above the temperature T Af , characterized in that the stent sections (10/1 or 10/2 and 10/3) with significantly different rates of temperature reduction to the temperature below the transition temperature T Af be held.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Verankerungsabschnitte (10/2 und 10/3) rascher abgekühlt werden als ein einem solchen benachbart oder zwischen solchen Sentabschnitten angeordneter Auskleidungsabschnitt des Stents (10).7. The method according to claim 6, characterized in that anchoring sections (10/2 and 10/3) are cooled more rapidly than a lining section of the stent (10) arranged adjacent to or between such sending sections.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass während der Abkühlung des Stents der einem Verankerungsabschnitt desselben benachbarte Auskleidungsabschnitt weiter beheizt wird, derart, dass seine Abkühlungsrate geringer ist als diejenige des rascher gekühlten Verankerungsabschnitts.8. The method according to claim 7, characterized in that during the cooling of the stent of the same anchoring section adjacent liner section is further heated such that its cooling rate is less than that of the faster cooled anchoring section.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der/die Verankerungsabschnitt(e) des Stents mit hoher Abkühlungsrate auf eine Temperatur abgeschreckt wird/werden, die signifikant niedriger ist als die Umwandlungstemperatur TAf.9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the anchoring portion (s) of the stent is / are quenched with a high cooling rate to a temperature which is significantly lower than the transition temperature T Af .
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlungsphase beendet wird, sobald die Temperatur des Auskleidungsabschnitts die Umwandlungstemperatur TAf unterschreitet.10. The method according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the cooling phase is ended as soon as the temperature of the lining section falls below the transition temperature T Af .
11. Verfahren gemäß einer der Ansprüche 7-10, gekennzeichnet durch einer Folge von Kaltverformungs-, Temper-und Abkühlphasen umfassenden Behandlungszyklen des Stents (10), zur schrittweisen Aufweitung aus seiner Gebrauchsform.11. The method according to any one of claims 7-10, characterized by a sequence of treatment cycles of the stent (10) comprising cold forming, tempering and cooling phases, for gradual expansion from its use form.
12. Einrichtung für die thermische Behandlung eines Stents gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 sowie unter Anwendung der Verfahrensweisen gemäß mindestens einem der Ansprüche 6 bis 10, mit einer Temper- Einrichtung, in der der Stent zum einen bei Temperaturen, die signifikant höher sind als die Umwandlungstemperatur TAf temperbar ist und zum anderen auf eine Temperatur unterhalb der Umwandlungstemperatur TAf abkühlbar ist, wobei der Stent auf einen Kern (24) aufgezogen ist, durch dessen Außenform die Form vorgegeben ist, die dem Stent durch die thermische Behandlung aufprägbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlvorrichtung (26/1-4, 27) vorgesehen ist, mittels derer verschiedenen Abschnitten des Stents Wärme mit unterschiedlicher Temperatur-Absenkungsrate entziehbar ist, derart, dass sich über die Länge des Stents 10 hinweg gesehen ein Temperaturprofil mit einem oberen und einem unteren Extremwert ergibt.12. Device for the thermal treatment of a stent according to one of claims 1 to 5 and using the procedures according to at least one of claims 6 to 10, with a tempering device, in which the stent on the one hand at temperatures that are significantly higher than the transition temperature T Af can be tempered and, on the other hand, can be cooled to a temperature below the transition temperature T Af , the stent being pulled onto a core (24), the shape of which is predetermined by the outer shape and which can be impressed on the stent by the thermal treatment, characterized in that a cooling device (26 / 1-4, 27) is provided, by means of which different sections of the stent can remove heat at a different rate of temperature decrease, such that over seen the length of the stent 10 results in a temperature profile with an upper and a lower extreme value.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Tempereinrichtung eine Heizeinrichtung umfasst mittels derer, dass mindestens einem Abschnitt (10/1) des Stents (10) Wärme zuführbar ist, während ein anderer Abschnitt (10/2, 3) gekühlt wird.13. Device according to claim 12, characterized in that the tempering device comprises a heating device by means of which heat can be supplied to at least one section (10/1) of the stent (10), while another section (10/2, 3) is cooled ,
14. Einrichtung nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch gekenn- zeichnet, dass der den Stent tragende Kern (21) mittels einer Strahlungsheizung, vorzugsweise einer elektrischen Widerstandsheizung (22) mit steuerbarer Heizleistung beheizbar ist.14. Device according to claim 12 or claim 13, characterized in that the core (21) carrying the stent can be heated by means of a radiant heater, preferably an electrical resistance heater (22) with controllable heating power.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass min- destens ein Endabschnitt des Stents mittels eines Kühlmedium-Stroms, kühlbar ist.15. Device according to claim 14, characterized in that at least one end section of the stent can be cooled by means of a cooling medium flow.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Stent außenseitig umhüllende und mit diesem in thermisch leitendem Kontakt stehende Außenform vorgesehen ist, die abschnittsweise beheizbar und abschnittsweise kühlbar ist.16. Device according to one of claims 12 to 15, characterized in that an outer shape is provided which surrounds the stent and is in thermally conductive contact therewith, which can be heated in sections and cooled in sections.
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenform mehrteilig ausgebildet ist, derart, dass ein den kühlbaren Abschnitt umhüllender Teil der Außenform in der Kühlphase von dem zu kühlendem Abschnitt des Stents abnehmbar ist.17. The device according to claim 16, characterized in that the outer shape is formed in several parts, such that a part of the outer shape enveloping the coolable section is removable in the cooling phase from the section of the stent to be cooled.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der den Stent tragende Kern mehrteilig ausgebildet ist, ist, derart, dass ein einen kühlbaren Abschnitt des Stents tragender Teil des Kerns aus dem Stent ausrückbar ist. 18. Device according to one of claims 12 to 17, characterized in that the core carrying the stent is constructed in several parts, such that a part of the core carrying a coolable section of the stent can be disengaged from the stent.
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