用于植入管腔结构中的医疗器械的制造方法与工艺

文档序号:11057188
用于植入管腔结构中的医疗器械的制造方法与工艺
用于植入管腔结构中的医疗器械相关申请本申请是2012年3月7日提交的美国临时申请号61/607,938和2012年7月19日提交的美国临时申请号61/673,359的非临时申请,要求其优先权并通过引用将其并入本文。发明领域本发明涉及支架。特别地,本发明涉及支架的几何设计,其表现出高度的径向强度和柔性。发明背景支架是定位在患病的管道段内以支撑管道壁的架子。在血管成形术过程中,支架用于修复和重建血管。在受损动脉段中放置支架防止弹性回缩和动脉的闭合。支架还防止动脉沿中间层的局部剥离。在生理学上,支架可放置在任何空间的管腔中,例如动脉、静脉、胆管、泌尿道、消化道、气管支气管树、大脑导水管或生殖泌尿系统中。支架还可以放置在非人类动物如灵长类、马、牛、猪和羊的管腔中。通常,存在两种类型的支架:自扩张型和球囊扩张型。自扩张支架一旦释放就会自动扩张并采取展开、扩张的状态。自扩张支架通过将压缩状态下的支架插入到受影响的区域(例如狭窄的区域)中而放置在管道内。支架的压缩或卷缩(crimping)可以使用卷缩设备来实现(参见,http://www.machinesolutions.org/stent_crimpinu.htm,2009年4月)。支架也可以利用其外径小于受影响管道区域的内径的管来压缩。一旦移去压缩力或提高温度,则支架扩张以充满管道的管腔。当支架从管的限制中释放时,支架扩张以恢复其原始形状,在该过程中变为抵靠所述壁而牢固地固定在管道内部。球囊扩张支架使用可充气的气囊导管扩张。球囊扩张支架可通过将未扩张或卷缩状态下的支架安装在导管的气囊段上而植入。在将卷缩的支架放置在导管上之后,将导管穿过管道壁上的刺孔插入并通过管道移动,直到其定位于需要修复的管道部分中。然后通过使朝向管道内壁的气囊导管充气来使支架扩张。具体而言,通过使气囊充气而使支架塑性变形,从而使支架的直径增加,且使支架扩张。通常对许多支架存在功能性限制。这些包括例如处于卷缩和展开状态下的支架相比较而言的刚性,以及有限的柔性,使得难以在狭窄的管道中输送和放置。本发明提供了赋予高度的柔性和显著的径向强度的支架的几何设计。该支架的设计还允许其被插入到具有曲折的脉管解剖形态的小直径管道中。发明概述本文中公开了包含至少一种生物可吸收聚合物和多个圆周元件的支架。彼此相连的圆周元件可以形成通过一个或多个第一连接元件和一个或多个第二连接元件连接的相邻的对。在一些实施方案中,圆周元件可以由具有正弦曲线形状的起伏(undulations)形成。第一和第二连接元件与圆周元件的部分可以形成跨越支架的纵轴的基本螺旋形的图案。在一个实施方案中,第一连接元件可以包括一个或多个不透射线的标记物。在各种实施方案中,在每对圆周元件之间可以有例如三个或六个第一连接元件。第二连接元件可以例如是直线的或曲线的。在一些情况下,每一对中的圆周元件可以彼此同相。在这种情况下,第一连接元件可以使一对圆周元件中一个圆周元件中的一个起伏的波谷与该对圆周元件中第二圆周元件的一个起伏的波峰连接。在一个实施方案中,第二连接元件可以连接两对相邻的圆周元件对,该连接是由第一对中一个圆周元件中一个起伏的波谷至第二相邻对中第二圆周元件中一个起伏的波峰。在一些情况下,支架可以是卷缩的,而在其它情况下,支架可以是扩张的。有时,当支架是卷缩的并且第二连接元件是曲线的时,该第二连接元件可以在该支架扩张后变为基本直线的。当支架扩张时,相邻的圆周元件对之间的距离会增加,并且支架的总体长度会保持基本恒定。此外或或者,根据本发明的支架可以包含多个圆周组件,且各圆周组件可以包含多个多边形。支架的相邻圆周组件可以通过一个或多个第二连接元件连接,从而沿着该支架的纵轴形成基本螺旋形的图案。有时,相邻的圆周组件可以通过三个或更多个第二连接元件连接。在一些情况下,第二连接可以是曲线的,并可以在支架扩张后变为基本直线的。在这种情况下,当相邻的圆周元件对之间的距离增加时,支架的总体长度可以保持基本恒定。同样地,当相邻的圆周元件对之间的距离降低时,支架的总体长度可以保持基本恒定。附图概述在附图的图中通过举例而非限制的方式描述本发明,其中:图1A显示了根据本发明的实施方案的示例性支架的平面图;图1B显示了根据本发明的实施方案的图1A中所示支架的所选区域的放大平面图;图2显示了根据本发明的实施方案的示例性支架的平面图;图3显示了根据本发明的实施方案的示例性支架的三维示意图;图4和5显示了根据本发明的实施方案的突出显示一组连接元件的示例性支架的平面图;图6和7显示了根据本发明的实施方案的具有曲线连接元件的示例性支架的平面图;图8A-8E显示了根据本发明的实施方案的图7中所示支架的所选区域的放大平面图;图9显示了根据本发明的实施方案的具有曲线连接元件的示例性支架的平面图;和图10A-10C显示了根据本发明的实施方案的支架的三维示意图。在所有附图中,除非另行说明,相同的附图标记和符号用于表示所示实施方案的相似的特征、元件、组件或部分。此外,虽然现在参照附图详细描述了本发明,但该描述是与所示的实施方案结合进行的。意图在于可以在不偏离所附权利要求所限定的本发明的真实范围与精神的情况下对所述的实施方案进行变化与修改。发明详述本发明涉及表现出高度的柔性和显著的径向强度的具有几何设计的可扩张支架。本发明的支架包含大致为圆柱形的主体,所述主体具有多个可扩张的第一和第二圆周元件。该支架可以由可生物吸收的聚合物形成并包含多个圆周元件,相邻的圆周元件形成圆周元件对。成对的圆周元件通过至少一个第一连接元件连接,并且相邻的对通过至少一个第二连接元件连接。第一和第二连接元件的部分跨越支架的长轴或纵轴形成基本螺旋形的图案。当支架扩张时,圆周元件形成环状或圈状结构。因此,当扩张时,支架包含双环的堆叠,每个双环由一对扩张的圆周连接元件构成。支架可以进一步包含封盖该支架一端或两端的末端区域。圆周元件具有基本上与主体的柱轴基本共线的柱轴。圆周元件可以是提供一系列交替的波谷与波峰的基本上波状的形式(例如正弦曲线)。或者,圆周元件还可以采取其它形式,如锯齿图案。当向支架施加径向扩张力时,圆周元件径向扩张并周向伸长。相反,当在支架上施加外部压缩力时,圆周元件径向收缩并周向缩短。圆周元件的周长可以在整个支架的主体中是恒定的,或可以改变。圆周元件可以包含多个曲折元件、起伏或多边形。起伏可以采取风格化的(stylized)S、Z、L(l)、M、N、W等形状。起伏还可以采取任何其它合适的构型。起伏可以连接在一起形成图案。当支架卷缩时,图案可以是重复的或不重复的。圆周元件内的起伏可以相同或不同。例如,圆周元件可以包含多个第一起伏和多个第二起伏。圆周元件还可包含多个第一起伏、多个第二起伏和多个第三起伏。本发明涵盖圆周元件内的多种几何类型的起伏。圆周元件中起伏类型的数目可以为1至20、1至15、2至10或2至6。起伏可以连接在一起以形成交替的图案或其它重复图案。重复图案的非限制性实例包括正弦波形、正方形波形、矩形波形、三角波形、棘波波形(spikedwaveform)、梯形波形和锯齿波形。圆周元件中的起伏还可以连接在一起以产生非重复性图案。可用于本发明的图案包括使所述圆周元件能够在向支架施加径向扩张力时扩张或在施加外部压缩力时卷缩的任何适合的图案。起伏可以是具有至少一个幅度的曲折元件。起伏的幅度由该起伏的波谷(或波谷之一)和波峰(或波峰之一)之间的轴向距离来限定。当向支架施加径向扩张力时,起伏在幅度上收缩。相反,当在支架上施加外部压缩力时,起伏在幅度上增加。当圆周元件含有超过一个起伏时,起伏的幅度可以相同或不同。在某些实施方案中,在圆周元件中,各波峰可以与各波谷轴向间隔一类似的距离,使得圆周元件中的起伏具有相同的幅度。或者,圆周元件的起伏的幅度可以变化。起伏可以包含一个或多个节段。节段可以是直线的或曲线的。当节段为曲线时,弯曲程度可以变化。节段可以是凹陷或凸出的。节段可以仅含有连接在一起的直线部分,或仅含有连接在一起的弯曲部分。或者,节段可以含有连接在一起的直线部分与弯曲部分。节段可以包含设置在沿其长度的所选点处的至少一个弯曲。例如,节段可以采取风格化的n、C、U、V等形状。节段还可以具有环的形状,其中该环可以是圆形或半圆形的。节段基本上可以呈现任何适当的构型。起伏的节段的长度、宽度和厚度可以相等或不等。跨越每个圆周组件的每个多边形的两个起伏可以相同或可以变化。圆周元件可以含有形成重复或非重复图案的多个起伏。例如,当卷缩时,圆周元件可以是正弦曲线图案。如上所述,圆周元件可以采取任何合适的构型。在一个实施方案中,圆周元件在扩张时可以包含环状或圈状结构,其中该环或圈基本上处于同一平面;平面是基本正交于支架的柱轴切割的理论二维单元。圆周元件的丝宽度(filamentwidth)可以为约0.05mm至约2.5mm、约0.05mm至约1.3mm、约1mm至约2mm、约1.5mm至约2.5mm、约0.05mm至约1.5mm、约0.05mm至约1mm、约0.05mm至约0.5mm、约0.05mm至约0.3mm、约0.08mm至约0.25mm、约0.1mm至约0.25mm、约0.12mm至约0.2mm、约0.15mm、约0.18mm、约0.20mm或约0.13mm。圆周元件对可以通过至少一个第一连接元件连接,但是第一连接元件的数目可以为2、3、4、5、6、7、8、9至10个连接元件,本发明还涵盖更高数目的连接元件。第一和第二连接元件均可以采取多种不同的构型(本文中所用的术语“支杆”和“连接元件”可以互换使用)。连接元件可以相对于支架的柱轴呈现多种角度,包括0-20°、20-40°和40-60°(相对于支架的柱轴,这些连接元件的角度可以是正值或负值)。连接元件可以是直线的或曲线的。曲线连接元件可以是凹形和凸形,在连接元件的所选部分处存在曲率,所述曲率的大小可以变化。连接元件可以简单地是相邻圆周元件的连接点/区域。在这种情况下,相邻圆周元件直接连接。连接元件可以将圆周元件的波峰连接到相邻圆周元件的波谷。或者,连接元件可以将圆周元件的波峰(或波谷)连接到相邻圆周元件的波峰(或波谷)。但是,相邻圆周元件的任何区域可以通过连接元件连接。连接元件的形式、数目和位置可以调整,以获得期望的支架性质。连接元件可以是任何合适的形状,并可以是曲折的,从而连接元件通过该连接元件的中心线而在长度上变化。例如,连接元件可以是直线形的、弯曲的、V形的、S形的、Z形的、I形的、L形的、M形的、弯曲L形的、锯齿形的,等等。连接元件还可以具有重复或非重复图案的形状。在形成一对的两个圆周元件之间或相邻的圆周元件对之间的连接元件的数目可以改变,以适应支架的柔性。通常,连接元件越少,支架越柔软。当在形成一对的两个圆周元件之间或相邻的圆周元件对之间存在超过一个连接元件时,连接元件可以沿着支架的圆周在径向位置处对称或不对称地定位。如果连接元件对称地定位,则各对连接元件之间的径向距离相等。这里对连接元件所列举的径向位置仅仅用于说明目的,本领域普通技术人员可以在不经过过度试验的情况下在沿着支架圆周的任意点处定位连接元件。例如,可以通过用360°除以n来确定连接元件的定位,其中n是连接元件的数目。当n=3时,连接元件可以围绕支架的圆周以大约120°的间隔对称地定位。当在相邻的圆周元件之间存在两个等间隔的连接元件时,它们相对于彼此以大约180°就位。换句话说,这两个连接元件相对于彼此相反地取向。圆周元件的幅度可以为约0.2mm至约3mm、约0.5mm至约2.5mm、约0.5mm至约2mm、约0.2mm至约2mm、约0.3mm至约1.5mm、约0.3mm至约1mm、约0.5mm至约1mm、约1mm至约2mm、约1mm至约1.5mm、0.81mm、0.83mm或1.47mm。支架可以含有多个多边形。多边形具有n个侧边,其中n是任何正整数。例如,多边形可以具有3至30的侧边数(本发明的设计也涵盖更高阶的多边形),例如3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29和30边多边形,最多n边多边形。多边形的侧边可以相等或不相等。在一些实施方案中,当支架卷缩时,多边形中相对的侧边基本上彼此平行。多边形中相对的侧边还可以彼此相关地采取其它构型。相邻的多边形通过至少一个连接元件连接。多边形可以由通过多个节段连接的多个起伏形成。例如,多边形可以是由通过两个节段连接的两个起伏形成的六边形。六边形可以包含第一起伏和第二起伏,其通过第一节段和第二节段连接。每个六边形中的第一和第二起伏可以具有不同或相同的宽度、长度和厚度。多边形还可以由不具有连接节段的多个起伏形成。例如,多边形可以是由两个起伏组成的四边形。在更高阶的多边形中,例如n=8-30,起伏可以通过多个节段连接。本发明涵盖了多边形的多种不同构型以及代表多边形的侧边的各种节段。例如,代表多边形的侧边的节段可以是直线的或曲线的。在一种多边形中,包含一个起伏的节段的长度可以等于或大于相对的起伏的节段的长度。多边形可以是凸面的(即,所有其内角均小于180°)或非凸面的(即,其含有至少一个大于180°的内角)。多边形可以跨越整个圆周组件(即,形成对的一对圆周元件)形成连续的、互连的结构,其中在一个圆周元件内的多边形共享至少一条侧边(或一条侧边的至少一部分)。圆周组件可以含有不同或基本相同的多边形。不同的圆周组件的多边形可以不同或基本相同。相邻多边形的表面积可以相等或不等。多边形的表面积,即侧边围绕的面积,可以由多边形侧边的长度通过数学方法计算。http://mathworld.wolfram.com/PolygonArea.html,2009年4月。本发明涵盖的支架的各个实施方案在下图中描述。图1A显示了支架的一个实施方案。圆周元件对显示为1-6。各对1-6由如下的两个圆周元件组成:1(7,8)、2(9,10)、3(11,12)、4(13,14)、5(15,16)和6(17,18)。(括号中的数字代表各个单独的圆周元件)。每对1-6可以通过连接元件即第一连接元件19-24连接。该实施方案中显示的连接元件数目为6,但是其可以变化。相邻圆周元件1-6的对通过连接元件即第二连接元件25-27连接。该支架可以含有位于该支架一个末端处的标记物点。图1B显示了图1A中支架的所选区域的放大。对4中的圆周元件13、14通过连接元件29由构成该圆周元件的起伏中的波谷30连接至波峰31。在该图所示的实施方案中,各对1-6中的圆周元件彼此同相。换句话说,两个图案是可重叠的,且形成圆周元件的起伏在沿着径向轴的相同位置处上升和下降。在该实施方案中,跨对的圆周元件也是同相的。但是,在其它实施方案中,圆周图案可以彼此异相,例如异相大于0°至180°,例如30°、45°、60°、90°、120°或180°。相邻圆周元件对3、4通过至少一个连接元件即第二连接元件34由波峰连接到波峰32、33。第一和第二连接元件的部分与圆周元件一起沿着支架的纵轴形成基本螺旋形的图案。这图示在图2中。支架的纵轴显示为35。基本螺旋形的图案显示为36-38。螺旋形图案36如下形成:第一连接元件39、第二连接元件40、圆周元件的部分41、第一连接元件42、第二连接元件43、圆周元件的部分44、第一连接元件45和第二连接元件46。螺旋形图案36-38基本上彼此平行。图1和2中的支架的三维视图显示在图3中。圆周元件标注为47、48和49。一对圆周元件为47、48,并且该对通过多个第一连接元件50连接。支架的纵轴标记为50。相邻的圆周元件对48,49通过第二连接元件52连接。图4显示了支架的部分扩张的平面切开版本,如图4所示,连接元件为支架提供结构支撑。支架的纵轴标记为53。形成圆周元件的圆周元件的部分和第一与第二连接元件沿着支架的纵轴53形成线形支撑结构54、55、56。该线形支撑结构由第一连接元件57、60、63、66,第二连接元件59、62、65以及圆周元件的部分58、61、64形成。图5中显示了由第一和第二连接元件与圆周元件的部分一起形成的基本螺旋形结构的另一视图。支架的纵轴显示为67。基本平行的螺旋形结构显示为68、69和70。螺旋形结构如下构成:第一连接元件71、圆周元件的部分72、第二连接元件73、第一连接元件74、第二连接元件75、圆周元件的部分76、第一连接元件77、圆周元件的部分78、第二连接元件79和第一连接元件80。注意,仅为了...
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