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CN105451691B - 具有偏转连接器的支架 - Google Patents

具有偏转连接器的支架 Download PDF

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CN105451691B CN201480045319.4A CN201480045319A CN105451691B CN 105451691 B CN105451691 B CN 105451691B CN 201480045319 A CN201480045319 A CN 201480045319A CN 105451691 B CN105451691 B CN 105451691B
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Abstract

本发明主要涉及气管中使用的支架。该支架具有标称布置状态、轴向延伸状态和轴向压缩状态。该支架具有长度。轴向延伸状态的长度要比标称布置状态的长度大至少20％。

Description

具有偏转连接器的支架
交叉引用
本申请要求2013年6月21提出的、申请号为61/837,770美国临时申请的权益和优先权，其全部内容通过引用并入到本文中。
背景技术
支架为一种导入到体腔的医疗装置。支架通常以未扩张的状态递送到体腔内所需的位置，接着通过内径向力扩张。下文统称为支架的支架、移植物、支架移植物、腔静脉滤器、可扩张框架以及类似的植入医疗装置，为径向可扩张假体，所述假体通常为能够经腔植入的血管内植入物。
为了解决各种医疗问题，已经将支架引入到气管中：术后为气管本身和或周围组织提供另外的支撑，为防止气道因肿瘤生长而收缩，为缓解狭窄等。
气管支架要面对独特的使用环境，其中之一是布置的支架在呼吸的过程中必须扩张和收缩，并且还要能够给气管提供支撑。
当提到气管支架时，可移除性和柔性是医师在提到大支架时所经常谈论的两件事情。可移除性允许医师在可治疗的恶性情况下以及良性情况下有信心地选择放置支架，而不会存在留下植入物所产生的危险。支架的柔性转化为病人的舒适性，例如不迫使管腔成为伸直路径的支架减小了刺激。本发明将描述几何形状上具有这两个特性的支架。
发明内容
如上所述，本发明涉及支架以及对柔性和可移除性进行改进的支架的几何形状。一些实施例涉及用在哺乳动物气管的支架。
如上所述，本文所公开的支架的实施例具有这样的几何形状，其给支架提供所需的气管柔性以及允许支架在短期或长期布置后易于从气管移除。
可移除性：这样设计支架的几何形状，使得其允许轴向延伸和压缩以模拟解剖环境的极端情况。本文所公开的实施例的连接器被配置，彼此之间具有张力并且提供最小的直径位移、直接的拉力平移和增加的耐用性。这些特征是在已知支架上所进行的改进，如果有明显的将支架锚固到解剖组织的组织生长，已知现有的支架会断裂并扯断；这是由于支架单元的扭曲超出了设计意图并且诱发了高应力区域。在本文示出和描述的支架连接器的布置中，应力集中在矫直偏转的连接器，允许更大的力来移位而不发生断裂。
柔性：很多时候在现有的支架中，柔性和可移除性之间的权衡使得两个属性中的一个性能降低。为了达到柔性的需要水平，支架应当具有允许内弦长和外弦长变化的支架几何形状。为了使这种情况发生，通常减弱单元设计，允许扭曲或者偏转来自于单元几何形状中的改变。在本文所公开的实施例中，支架连接器具有偏移设计，这使得其允许这些扭曲被直接取代而不显著影响单元的几何形状。这提供了许多的有益效果：它允许径向力和压力在整个偏转中保持一致，在允许很大柔性的同时保持高压力，防止偏转过程中的扭结/椭圆化并且它也维持了支架被移除的能力。
本文所描述的支架的实施例具有将支架的标称布置长度轴向延伸或者压缩至少20％以上而不显著改变支架的布置直径或不使其遭受永久变形的能力。在一些实施例中，本文所描述的支架的实施例具有将支架的标称布置长度轴向延伸或者压缩高达40％以上而不显著改变支架的布置直径或使其遭受永久变形的能力。
在一些实施例中，气管支架包括可扩张的管形件，所述可扩张的管形件包括近端、远端、延伸穿过近端和远端的纵轴线、内表面和外表面。支架包括多个支柱列和至少一个在各支柱列之间延伸的连接器。所述至少一个连接器的端部彼此纵向和周向偏移。在一些实施例中，所述至少一个连接器从一个支柱列的支柱对的峰延伸到周向相邻的支柱列的支柱对的谷。
在一些实施例中，所述至少一个连接器包括第一轴向段和和第二轴向段，所述第一轴向段从周向段的第一端延伸，而所述第二轴向段从周向段的第二端延伸。在一些实施例中，气管支架具有标称状态和轴向延伸状态。在至少一个实施例中，气管支架具有轴向缩短或压缩状态。
在标称状态，第一轴向段和周向段界定了大约90度到大约115度的标称角度。在轴向延伸状态，第一轴向段和周向段所界定的角度大于它们所界定的标称角度。在轴向缩短状态，第一轴向段和周向段所界定的角度小于它们所界定的标称角度。
在至少一个实施例中，在轴向延伸状态，第一轴向段和周向段界定了大约125度到大约180度的角度。
在标称状态，第二轴向段和周向段界定了大约90度到大约115度的标称角度。在轴向延伸状态，第二轴向段和周向段所界定的角度大于它们所界定的标称角度。在轴向缩短状态，第二轴向段和周向段所界定的角度小于它们所界定的标称角度。
在至少一个实施例中，在轴向延伸状态，第二轴向段和周向段界定了大约125度到大约180度的角度。
在本文所描述的各种实施例中，气管支架具有长度。轴向延伸状态的支架长度要比标称状态的支架长度大20％。在一些实施例中，当支架处在轴向延伸状态时，轴向延伸状态的支架长度比标称状态的支架长度大高达40％。
附图说明
图1为根据一个实施例的处在标称状态的支架一部分的平面图；
图2为根据一个实施例的图1所示的支架部分处在轴向延伸状态的平面图；
图3为图1所示支架的连接器和相邻支柱列的带注释的特写图，其中注释线描绘了根据一个实施例，连接器处在轴向压缩状态和轴向延伸状态的形态的例子。
图4示出了根据一个实施例的，实验室设置中的图1所描绘的整个支架，所述支架处在轴向延伸状态；以及
图5为支架另一个实施例的部分平面视图。
具体实施方式
为了公开的目的，附图中相同的附图标记表示相同的特征，除非另有说明。
图1为支架10的部分视图。在示出的实施例中，描绘了标称布置状态的支架10。在使用环境中，支架10的标称布置状态或延伸状态为支架的外表面与病人的气管(未示出)接触的状态，所述气管为静止的(在吸气和呼气之间)。或者，可以将标称布置状态定义为支架10扩张到其所设定的形状记忆布置直径的状态。
如附图1-5中所示，支架10包括多个支柱列20。每个支柱列包括一系列互连的支柱22，这些支柱22形成交替的峰24和谷26。相邻的支柱列20通过一个以上的连接器30连接。
每个连接器包括周向段32以及第一轴向段34和第二轴向段36，所示第一轴向段34和第二轴向段36以基本上相反的方向从周向段32相反的两端延伸。
在图1-4中示出的实施例中，每个连接器30的第一端(或者近端)33从第一(或者近侧)支柱列20a的峰24延伸。每个连接器30的第二端(或者远端)35从第二(或者远侧)支柱列20b的谷26延伸。在一些实施例中，连接器30可以从第一支柱列20a的谷26延伸并且例如以图5中所描绘的方式接合第二支柱列20b的峰24。
在本文所描述的各个实施例中，周向段32的长度导致第一轴向段34和第二轴向段36标称状态下的彼此周向偏移。周向段32的长度要能够沿周向方向延伸横跨第一支柱列20a的至少一个谷26以及第二支柱列20b的至少一个峰24。周向段32的长度能够大幅变化。例如，在图5示出的替代实施例中，周向段32的长度足以跨越第一支柱列20a的六个峰24以及第二支柱列20b的五个谷26。能够对连接器30进行设置，使其能够跨越各种其他长度和形态的峰和谷。
在示出的标称延伸状态中，第一轴向段34和周向段32界定了大约90度到大约115度的标称角40，如图3中所示。类似地，第二轴向段36和周向段32界定了大约90度到大约115度的标称角42。在一些实施例中，角40和42界定了内错角。
当在气管内布置时，配置支架使其能够从图1中所示的标称布置状态延伸到图2和4中所示的轴向延伸状态。在轴向延伸状态，支架可以具有比标称布置状态下的支架10的长度大20％的轴向长度。如图2中所示，当支架10扩张到轴向延伸状态，连接器30的偏转允许支架10轴向伸长，使得大多数的轴向伸长产生于连接器30的偏转而不是支柱列20的扭曲。
在轴向延伸状态，第一轴向段34和周向段32所界定的角度40'大于它们所界定的标称角度40。在至少一个实施例中，在轴向延伸状态第一轴向段34和周向段32界定了大约125度到大约180度的角40'。同样地，在轴向延伸状态，第二轴向段36和周向段32所界定的角度42'大于它们所界定的标称角度42。在至少一个实施例中，在轴向延伸状态第二轴向段36和周向段32界定了大约125度到大约180度的角42'。在一些实施例中，角度40'和42'界定了内错角。
除了能够在吸气过程中轴向延伸，也可以配置支架10的实施例以适应呼气，在所述呼气中气管可以沿轴向方向压缩。连接器30从标称布置状态到轴向延伸状态能够“延伸”的程度的例子通过注释线50示出，并且连接器30从标称布置状态到轴向压缩状态能够压缩的程度的例子通过注释线52示出。
当支架10从标称布置状态(气管静止)延伸到轴向延伸状态(吸气)时，连接器30(正如图3中注释线50所表示的)将偏转，使得相邻的支柱列会轴向彼此分离(例如轴向延伸)而不显著影响支架10的布置直径。当支架10从标称布置直径(气管静止)压缩(呼气)到轴向压缩状态时，连接器30(正如图3中注释线52所表示的)将偏转，使得相邻的支柱列能够朝着彼此轴向移动(例如轴向压缩)而不显著影响支架10的布置直径。
在本文所示出和描述的各种实施例中，当支架10处在轴向压缩或缩短状态(正如图3中注释线52所表示的)时，第一轴向段34和周向段32所界定的角度40"小于它们所界定的标称角度40。同样地，在轴向压缩状态，第二轴向段36和周向段32所界定的角度42"小于它们所界定的标称角度42。在一些实施例中，角度40"和42"界定了内错角。
支架10的独特的几何形状为其提供了轴向延伸或压缩20％以上标称布置长度而不显著改变支架布置直径或者不使支架遭受显著的永久变形的能力。在一些实施例中，支架10能够轴向延伸或压缩高达40％以上标称布置长度而不显著改变支架布置直径或者不使支架遭受显著的永久变形。
在一些实施例中，将支架的长度从标称长度变到轴向延伸长度所需要的力小于大约0.5lbs。在至少一个实施例中，将支架的长度从标称长度变到轴向延伸长度所需要的力为大约0.472lbs。在一些实施例中，将支架的长度从标称长度变到轴向延伸长度所需要的力为大约0.2lbs到大约0.25lbs。
除了上述内容以外，应当认识到，本支架10的任何实施例可以设置具有均匀的直径，可以部分地或者沿支架的整个长度渐缩，可以包括具有相同或不同宽度和/或厚度的支柱20和/或连接器30。
可以使用任何适当的支架制造技术来制造各实施例的支架10。制造支架的适当的方法可以包括激光切割、化学刻蚀或者管子冲压。支架也可以通过激光切割、化学刻蚀、冲压平板、卷起平板和焊接平板，或者通过电极放电加工，或者通过所需的设计模制支架来制造。
在本发明支架10的制造中可以使用任何适当的支架材料。这些材料的例子可以包括聚合物材料，金属，陶瓷和复合材料。适当的聚合物材料包括热致液晶聚合物(LCP's)。在支架10由金属制造的情况下，金属可以是不锈钢、钴铬合金(例如埃尔吉洛伊非磁性合金)、钽或者其他塑性变形金属。其他适合的金属包括形状记忆金属(例如通常称为“镍钛诺”的镍钛合金)、铂/钨合金和钛合金、不锈钢、钽和埃尔吉洛伊非磁性合金(elgiloy)。本发明还考虑了在支架10的制造中使用多于一种的材料。例如，第一支柱列20a和第二支柱列20b可以由不同的材料制成。可选择地，连接器30可以由与支柱列20不同的材料制成。
实施例的支架10是自扩张的。然而在一些实施例中，支架10可以被设置成机械扩张的形式、自扩张的形式或者自扩张和机械扩张混合的形式。根据本发明，可以使用任何适合的机械装置来扩张机械扩张支架。
实施例的支架10可以包括适合的不透射线涂层。例如，支架可以涂有金属或其他贵金属或者用钽或其它金属溅射。为了避免使用不透射线涂层，支架也可以直接由不透射线材料制成或者可以由具有不透射线内芯的材料制成。可以使用的其他不透射线金属包括铂、铂-钨、钯、铂-铱、铑、钽或者这些金属的合金或复合物。
实施例的支架10可以具有各种生物相容的涂层以提高支架的各种属性。例如，支架可以具有润滑涂层。支架也可以具有包含药物的涂层，该涂层随时间释放药物。
实施例的支架10可以也可以用作移植物、套管、覆盖物或者涂层(在支架的全部或者部分表面上)的框架。适合的涂层包括但不限于尼龙、胶原质、PTFE和膨体PTFE、聚对苯二甲酸乙二醇酯和KEVLAR。更为一般地，可以使用任何已知的移植物材料，包括天然或合成的聚合物，例如硅酮、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯(或氨基甲酸酯)、聚乙醇酸、聚酯、聚酰胺、它们的混合物、共混物、共聚物、混合物、共混物和共聚物。
支架和输送导管一些实施例的描述包含在一个以上下列编号的陈述中：
陈述1.一种支架，具有标称布置状态、轴向延伸状态和轴向压缩状态，所述支架具有长度，所述支架的所述轴向延伸状态的长度比所述标称布置状态的长度大至少20％。
陈述2.如陈述1所述的支架，其中所述支架为气管支架。
陈述3.如前述陈述任一所述的支架，其中所述支架由形状记忆金属形成。
陈述4.如前述陈述任一所述的支架，其中所述支架是自扩张的。
陈述5.如前述陈述任一所述的支架，其中所述支架是球囊可扩张式。
陈述6.如前述陈述任一所述的支架，进一步包括不透射线涂层。
陈述7.如前述陈述任一所述的支架，进一步包括多个支柱列。
陈述8.如陈述7所述的支架，其中支柱列包括由交替的峰和谷相互连接的列状支柱。
陈述9.如陈述8所述的支架，进一步包括连接器列，所述连接器列包括在相邻的支柱列之间以峰到谷形态延伸的连接器支柱。
陈述10.如陈述9所述的支架，其中：
所述连接器支柱包括第一轴向段、第二轴向段和周向段，所述第一轴向段和所述第二轴向段从所述周向段延伸，所述周向段布置在所述第一和第二轴向段之间；
所述第一轴向段和所述周向段在它们之间界定了第一角，而所述第二轴向段和所述周向段在它们之间界定了第二角，其中：
当所述支架在所述标称布置状态时，所述第一角在90和115度之间，并且所述第二角在90和115度之间；
当所述支架在所述轴向延伸状态时，所述第一角在125和180度之间，并且所述第二角在125和180度之间；并且
当所述支架在所述轴向压缩状态时，所述第一角和第二角小于所述支架在所述标称布置状态时的第一角和第二角。
陈述11.如权利要求7-10任一所述的支架，其中所述多个支柱列中至少一个支柱列所用材料与其他支柱列中的至少一个不同。
陈述12.如陈述10所述的支架，其中所述多个支柱列包括第一支柱列和第二支柱列，所述第一和第二支柱列包括交替的峰和谷；
所述周向段沿周向方向延伸，横跨所述第一支柱列的至少一个谷和所述第二支柱列的至少一个峰。
陈述13.如陈述12所述的支架，其中所述周向段沿周向方向延伸，横跨所述第一支柱列的至少一个谷和所述第二支柱列的至少两个峰。
陈述14.如前述陈述任一所述的支架，其中，所述轴向延伸状态的长度比所述标称布置状态的长度大高达40％。
陈述15.如前述陈述任一所述的支架，其中所述支架的至少一部分由镍钛合金形成。
陈述16.如前述陈述任一所述的支架，其中所述支架为激光切割。
陈述17.如前述陈述9、10、12和13任一所述的支架，其中当所述支架在所述轴向延伸状态和轴向压缩状态时，所述连接器支柱偏转。
上述公开的内容描述了支架10在气管内的使用。然而，本发明可以用在涉及脉管扩张(或者脉管壁支撑)的任何应用中，在这些脉管中，例如在胆管和十二指肠中，需要支架外表面上的流动路径。
上述公开的内容意在说明而不是穷举。对于本领域的普通技术人员，该描述暗示了许多变形和替代。所有这些替代和变形意在为权利要求的范围所包括，在这些权利要求中，术语“包括”意思为“包括但不限于”。那些熟悉本领域的人可以认识到，与本文所描述的具体实施例等同的其他等同技术方案也意在为本权利要求所涵盖。

Claims (35)

1.一种支架，具有标称布置状态、轴向延伸状态和轴向压缩状态，所述标称布置状态具有布置直径和标称布置长度，所述轴向延伸状态具有比所述标称布置长度大的轴向延伸长度，并且所述轴向压缩状态具有比所述标称布置长度小的轴向压缩长度，其中所述轴向延伸长度比所述标称布置长度大至少20％，并且其中所述支架构造成在所述轴向压缩状态和所述轴向延伸状态之间移动，而不显著影响所述布置直径。
2.如权利要求1所述的支架，其中所述支架为气管支架。
3.如前述权利要求任一所述的支架，其中所述支架由形状记忆金属形成。
4.如权利要求1或2所述的支架，其中所述支架是自扩张的。
5.如权利要求1或2所述的支架，其中所述支架是球囊扩张的。
6.如权利要求1或2所述的支架，进一步包括不透射线涂层。
7.如权利要求1或2所述的支架，进一步包括多个支柱列。
8.如权利要求7所述的支架，其中所述多个支柱列包括由交替的峰和谷相互连接的列状支柱。
9.如权利要求8所述的支架，进一步包括连接器列，所述连接器列包括在相邻的支柱列之间以峰到谷形态延伸的连接器支柱。
10.如权利要求9所述的支架，其中：
所述连接器支柱包括第一轴向段、第二轴向段和周向段，所述第一轴向段和所述第二轴向段从所述周向段延伸，所述周向段布置在所述第一轴向段和第二轴向段之间；
所述第一轴向段和所述周向段在它们之间界定了第一角，并且所述第二轴向段和所述周向段在它们之间界定了第二角，其中：
当所述支架在所述标称布置状态时，所述第一角在90和115度之间，并且所述第二角在90和115度之间；
当所述支架在所述轴向延伸状态时，所述第一角在125和180度之间，并且所述第二角在125和180度之间；并且
当所述支架在所述轴向压缩状态时，所述第一角和第二角小于所述支架在所述标称布置状态时的第一角和第二角。
11.如权利要求10所述的支架，其中所述多个支柱列中至少一个支柱列所用材料与其他支柱列中的至少一个支柱列不同。
12.如权利要求10所述的支架，其中所述多个支柱列包括第一支柱列和第二支柱列，所述第一支柱列和第二支柱列包括交替的峰和谷；所述周向段沿周向方向延伸，横跨所述第一支柱列的至少一个谷和所述第二支柱列的至少一个峰。
13.如权利要求12所述的支架，其中所述周向段沿周向方向延伸，横跨所述第一支柱列的至少一个谷和所述第二支柱列的至少两个峰。
14.如权利要求1或2所述的支架，其中，所述轴向延伸状态的长度比所述标称布置状态的长度大高达40％。
15.如权利要求1或2所述的支架，其中所述支架为激光切割。
16.一种支架，具有标称布置状态、轴向延伸状态和轴向压缩状态，所述标称布置状态具有布置直径和标称布置长度，所述轴向延伸状态具有轴向延伸长度，并且所述轴向压缩状态具有轴向压缩长度，其中在所述轴向延伸状态，所述支架的轴向延伸长度比标称布置长度大至少20％，并且在所述轴向压缩状态，所述支架的轴向压缩长度比标称布置长度小至少20％，其中所述支架构造成在所述轴向压缩状态和所述轴向延伸状态之间移动，而不显著影响所述布置直径。
17.如权利要求16所述的支架，其中所述支架包括支柱列和连接器列，所述支柱列和所述支柱列沿所述支架长度交替，其中所述支柱列包括由交替的峰和谷相互连接的列状支柱。
18.一种支架，具有标称布置状态、轴向延伸状态和轴向压缩状态，所述标称布置状态具有布置直径，所述支架具有长度，所述支架的所述轴向延伸状态的长度比所述标称布置状态的长度大高达40％，其中所述支架构造成在所述轴向压缩状态和所述轴向延伸状态之间移动，而不显著影响所述布置直径。
19.如权利要求18所述的支架，其中所述支架为激光切割。
20.如权利要求18所述的支架，其中所述支架包括支柱列和连接器列，所述连接器列和所述支柱列交替。
21.一种支架，具有带布置直径的标称布置状态、轴向延伸状态和轴向压缩状态，所述支架包括：
多个支柱列和连接相邻支柱列的多个连接器列，所述连接器列包括连接器支柱，所述连接器支柱包括第一轴向段、第二轴向段和周向段，所述第一轴向段和所述第二轴向段从所述周向段延伸，所述周向段布置在所述第一轴向段和第二轴向段之间；
所述第一轴向段和所述周向段在它们之间界定了第一角，并且所述第二轴向段和所述周向段在它们之间界定了第二角，其中：
当所述支架在所述标称布置状态时，所述第一角在90和115度之间，并且所述第二角在90和115度之间；
当所述支架在所述轴向延伸状态时，所述第一角在125和180度之间，并且所述第二角在125和180度之间；并且
当所述支架在所述轴向压缩状态时，所述第一角和第二角小于所述支架在所述标称布置状态时的第一角和第二角；并且
其中所述支架构造成在所述轴向压缩状态和所述轴向延伸状态之间移动，而不显著影响所述布置直径。
22.如权利要求21所述的支架，其中所述多个支柱列包括由交替的峰和谷相互连接的列状支柱。
23.如权利要求22所述的支架，其中所述连接器支柱在相邻的支柱列之间以峰到谷形态延伸。
24.如权利要求21所述的支架，其中所述支架为气管支架。
25.如权利要求21所述的支架，其具有长度，其中所述轴向延伸状态的长度比所述标称布置状态的长度大至少20％。
26.如权利要求21所述的支架，其具有长度，其中所述轴向延伸状态的长度比所述标称布置状态的长度大至少40％。
27.如权利要求21所述的支架，其中所述支架由形状记忆金属形成。
28.如权利要求21所述的支架，其中所述多个支柱列中至少一个支柱列所用材料与其他支柱列中的至少一个不同。
29.如权利要求21所述的支架，其中所述支架是自扩张的。
30.如权利要求21所述的支架，其中所述支架是球囊扩张的。
31.如权利要求21所述的支架，进一步包括不透射线涂层。
32.如权利要求21所述的支架，其中所述支架为激光切割。
33.如权利要求21所述的支架，其中当所述支架在所述轴向延伸状态和轴向压缩状态时，所述连接器支柱偏转。
34.如权利要求21所述的支架，其中所述支柱列包括第一支柱列和第二支柱列，所述第一支柱列和第二支柱列包括交替的峰和谷；
所述周向段沿周向方向延伸，横跨所述第一支柱列的至少一个谷和所述第二支柱列的至少一个峰。
35.如权利要求34所述的支架，其中所述周向段沿周向方向延伸，横跨所述第一支柱列的至少一个谷和所述第二支柱列的至少两个峰。
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