DE69728216T2

DE69728216T2 - Endovaskuläres Implantat mit kontrollierter Porosität

Info

Publication number: DE69728216T2
Application number: DE69728216T
Authority: DE
Inventors: Kenneth S. Fort Lauderdale Solovay
Original assignee: Cordis Corp
Current assignee: Cordis Corp
Priority date: 1996-06-27
Filing date: 1997-06-26
Publication date: 2005-03-10
Anticipated expiration: 2017-06-27
Also published as: US5769884A; CA2207751A1; EP0815806B1; EP0815806A2; DE69728216D1; EP0815806A3; CA2207751C

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Endoprothesen-Implantat mit einer kontrollierten Porosität und genauer eine Stentabdeckung zur Behandlung einer beschädigten oder stenotischen Arterie oder eines solchen Blutgefäßes.
Endoprothesen-Implantate, und insbesondere Stents, werden üblicherweise verwendet, um Restenose von Blutgefäßen oder anderen beschädigten Durchgängen oder Gängen im Körper, wie beispielsweise den Bronchien oder dem Ösophagus, zu behandeln. Diese Vorrichtungen werden oft als Zusatzgeräte für die Ballonangioplastie verwendet, um das Ausmaß des Zurückspringens der Arterie, der erneuten Unterbrechung oder Restenose zu verringern, nachdem der Angioplastieeingriff vorgenommen worden ist. Die verschiedenen Konstruktionen von Stents umfassen mittels eines Ballon expandierte, selbstexpandierte und/oder thermisch expandierte Konstruktionen, die keinen Ballon für die anfängliche Abgabe verwenden. Ein Stent wird in einen stenotischen Bereich eines beschädigten Gefäßes implantiert, so dass seine Länge den beschädigten Abschnitt überbrückt und seine Enden in nicht beschädigtes oder gesundes Gewebe eingreifen. Der Stent expandiert die Öffnung des Gefäßes wieder, wodurch ein verbesserter Blutstrom erlaubt wird.
Abgedeckte Stents und an Stents genähte Gefäßtransplantate können verwendet werden, um die Restenose von arteriosklerotischen Erkrankungen und mit Gerinsel gefüllten Arterien zu behandeln, die nicht erfolgreich mit Angioplastie oder nackten Stents behandelt werden. Da diese Arterien oft eine invasive chirurgische Bypasstransplantation erforderlich machen, die das Überleben eines Patienten gefährden kann, ist ein abgedeckter Stent eine wünschenswerte Alternative. Andere Vaskularerkrankungen können ebenfalls mit abgedeckten Stents behandelt werden, einschließlich Aneurysmen, arterio-venösen (A-V)-Fisteln, Traumata, Dissektionen, Shunts durch die Leber und maligne Stenose von Gallengängen.
Abgedeckte Stentimplantate können aus einem Stent mit einer expandierbaren Rahmenstruktur bestehen, die mit einem Polymermaterial abgedeckt ist, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE). Wenn das Material porös ist, können Zellen, Gewebe und Kapillaren durch die Poren eindringen, wodurch Migration des Endoprothesen-Implantates verhindert und erlaubt wird, dass Blutgefäße erneut mit neuem gesunden Gewebe endothelialisiert werden. Wenn die Stentabdeckung jedoch zu porös ist, kann eine Neigung für erkranktes Gewebe bestehen, in die neu erzeugte Intima einzuwandern und das gesunde Gewebe zu beschädigen. Wenn im Gegensatz die Stentabdeckung oder das Gefäßimplantat nicht porös oder im Wesentlichen nicht porös ist, kann es den Blutstrom von Defekten in der Wand eines Gefäßes abdichten, verhindern, dass ein Gerinnsel oder Gewebe in einen Gefäßhohlraum vorsteht, und einen glatteren Hohlraum für einen besseren Blutstrom bereitstellen. Dies kann jedoch auch das erwünschte Einwachsen von gesundem Gewebe und erneute Endothelialisierung inhibieren oder beschränken. Gefäßtransplantate erlauben üblicherweise nur ein Einwachsen von Endothel von etwa 1 cm von einer Nahtanastomosestelle. Somit kann ein nicht poröser abgedeckter Stent, der länger als etwa 2 cm ist, nicht re-endothelialisieren und entsprechend die Wahrscheinlichkeit für eine Restenose erhöhen.
Die Porosität der Stentabdeckung oder des Gefäßimplantates stellt somit ein Abwägungsproblem dar; eine poröse Abdeckung kann das Einwachsen von gesundem Gewebe erlauben, kann aber auch eine nachteilige Wirkung aufweisen, indem es das unerwünschte Einwachsen von beschädigtem Gewebe erlaubt; und eine nicht-poröse Abdeckung kann das Einwachsen von beschädigtem Gewebe verhindern, wird aber auch das erwünschte Einwachsen von gesundem Gewebe inhibieren.
EP-A-0 716 836 offenbart eine Stentstruktur, die die Merkmale des beigefügten Anspruches 1 umfasst.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein Endoprothesen-Implantat wie in Anspruch 1 definiert zur Verfügung, zur Anwendung bei der Behandlung eines beschädigten oder stenosierten Blutgefäßes, Verringerung von Hyperplasie und dergleichen und Förderung und Kontrollieren von endovaskulärem Einwachsen.
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Endoprothesen-Implantat einen Stent mit einer expandierbaren Rahmenstruktur, wie er im Stand der Technik bekannt ist, und einer polymeren Stentabdeckung. Die Porosität der Stentabdeckung variiert entlang verschiedener Abschnitte davon. Die Bereiche der Stentabdeckung nahe den Enden des Stents weisen Poren auf, um das Einwachsen von gesundem Gewebe und Re-Endothelialisierung zu erlauben. Der mittlere Abschnitt der Stentabdeckung ist im Wesentlichen weniger porös als die Endabschnitte der Stentabdeckung, oder nicht porös, um das beschädigte oder erkrankte Gewebe einzukapseln.
Nach dem Absetzen überbrücken die Enden des Stents den beschädigten oder erkrankten Abschnitt des Blutgefäßes und weisen einen Außendurchmesser auf, der geringfügig größer ist als der Innendurchmesser des Blutgefäßes. Die porösen Abschnitte der Stentabdeckung fördern das Einwachsen von gesundem Gewebe und von Kapillaren nahe den Enden des Stents, was dabei hilft, den Stent vom Wandern abzuhalten und die Re-Endotelialisierung entlang der gesamten Länge des Endoprothesen-Implantates zu fördern. Der weniger poröse oder nicht-poröse Abschnitt der Stentabdeckung hilft dabei, den erkrankten Abschnitt des Gefäßes daran zu hindern, zu der neu ausgebildeten Intima zu wandern, indem er zwischen die Gefäßwand und den Stent eingekapselt wird.
Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Porosität der Stentabdeckung insbesondere aus Fasern oder einer durchgehenden Polymerplatte hergestellt sein. Die Fasern können gestreckt, gewoben oder geflochten sein, um eine erwünschte Porosität nahe den Endbereichen und eine andere Porosität im Mittelbereich der Stentabdeckung zu erreichen. Alternativ können unterschiedliche Porositäten erreicht werden durch Verwendung eines Polymermaterials, in dem Poren durch Techniken wie beispielsweise Laserbohren oder durch Auflösen von Abschnitten der Abdeckung durch die Einwirkung von Chemikalien ausgebildet werden.
Somit wird in einem Aspekt der Erfindung ein Endoprothesen-Implantat bereitgestellt, das einen Stent umfasst mit einer expandierbaren Rahmenstruktur und eine Stentabdeckung, die auf dem Stent angeordnet ist. Die Stentabdeckung umfasst erste und zweite Bereiche mit einer Vielzahl von Poren, die eine erste bzw. zweite Porosität definieren. Die Poren in dem ersten Bereich weisen einen Durchmesser von etwa 30 bis etwa 120 μm auf. Der zweite Bereich, der weniger Poren oder kleinere Poren als der erste Bereich, oder gar keine Poren aufweist, ist im Wesentlichen für den Durchtritt von Gewebeeinwachsung impermeabel. Die Impermeabilität hindert erkranktes Gewebe im Wesentlichen daran, die Endoprothesenstentabdeckung zu durchdringen und möglicherweise das umgebende gesunde Gewebe zu kontaminieren.
Gemäß der Erfindung umfasst die Stentabdeckung eine Vielzahl von gewobenen, geflochtenen oder gestrickten Fasern. In der bevorzugten Ausführungsform weisen die Fasern einen durchschnittlichen Durchmesser auf der größer ist als der durchschnittliche Porendurchmesser der Poren in dem ersten Bereich. Der durchschnittliche Durchmesser der Fasern beträgt bevorzugterweise auch wenigstens etwa das Dreifache des Porendurchmessers der Poren in dem ersten Bereich. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der durchschnittliche Durchmesser der Fasern wenigstens das Dreifache der kürzesten Porenweite. Dies hält Phagozytenzellen im Wesentlichen davon ab, eine Entzündungsreaktion auszulösen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Stentabdeckung eine durchgehende Polymerplatte mit in dem ersten Bereich eingestreuten Poren. Die Poren weisen eine räumliche Trennung auf die wenigstens das Dreifache des durchschnittlichen Porendurchmessers der Poren in dem ersten Bereich beträgt. In dieser Ausführungsform ist der zweite Bereich im Wesentlichen für Körperflüssigkeiten impermeabel. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Poren räumlich mit einer Entfernung voneinander getrennt, die wenigstens das Dreifache der kleinsten Porenweite ist.
Diese und andere Merkmale der Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung alternative Ausführungsformen der Erfindung verstanden werden, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung eines Endoprothesen-Implantates mit einer nicht gleichförmigen Porosität gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn die Stentabdeckung gewoben oder geflochten ist;
1A ist eine Querschnittsansicht des Endoprothesen-Implantates von 1, von der Ebene 1A-1A in 1 aus betrachtet;
2 ist eine schematische Darstellung eines Endoprothesen-Implantates mit ungleichförmiger Porosität gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn die Stentabdeckung eine lasergebohrte oder chemisch behandelte Polymerplatte umfasst;
3 ist eine schematische Darstellung eines Endoprothesen-Implantates mit ungleichförmiger Porosität gemäß der vorliegenden Erfindung, das in ein Blutgefäß implantiert ist;
4 ist eine schematische Darstellung eines Endoprothesen-Implantates mit ungleichförmiger Porosität gemäß der vorliegenden Erfindung, das in ein Blutgefäß implantiert ist, das konzeptionell das Einwachsen von gesundem Gewebe zeigt;
5 ist eine Querschnittsansicht aus der Ebene 5-5 von 1 gesehen, die konzeptionell die unterschiedlichen Porositäten des Endoprothesen-Implantates zeigt, wenn die Stentabdeckung gewoben oder geflochten ist;
5A bis 5E sind Querschnittsansichten, wie sie aus der Ebene 5-5, in 1 zu sehen sind, und zeigen konzeptionell alternative verschiedene Porositäten des Endoprothesen-Implantates, wenn der Stent gewoben oder geflochten ist.
6 ist eine Querschnittsansicht, wie sie aus der Ebene 6-6 in 2 zu sehen ist, und zeigt konzeptionell die verschiedenen Porositäten des Endoprothesen-Implantates, wenn die Stentabdeckung eine lasergebohrte oder chemisch behandelte Polymerplatte umfasst;
6A bis 6E sind Querschnittsansichten, wie sie aus der Ebene 6-6 in 2 zu sehen sind, und zeigen konzeptionell alternative verschiedene Porositäten des Endoprothesen-Implantates, wenn die Stentabdeckung eine lasergebohrte oder chemisch behandelte Polymerplatte umfasst;
7 ist eine schematische Darstellung einer Flechtmaschine, die ein auf einem Dorn geflochtenes Endoprothesen-Implantat zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1 veranschaulicht die Gesamtkonstruktion eines Endoprothesen-Implantates 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Das Endoprothesen-Implantat 10 umfasst einen Stent 20 mit einer expandierbaren Rahmenstruktur 22 und eine Stentabdeckung 30, wobei die Bereiche 12, 13 unterschiedliche Porositäten aufweisen. Die Stentabdeckung 30 kann direkt auf den Stent 20 durch, beispielsweise, Weben oder Flechten des Materials direkt auf die expandierbare Rahmenstruktur 22 oder durch Anbringen einer Polymerplatte auf der Rahmenstruktur 22 (wie in 2 gezeigt) hergestellt werden.
Unter Bezugnahme auf 3 umfasst der Stent 20 Enden 24, die über eine Entfernung räumlich voneinander getrennt sind, die größer ist als die Länge des beschädigten Bereiches 15 des Blutgefäßes 16. In seinem expandierten Zustand ist der Außendurchmesser des Stents 20 und der expandierbaren Rahmenstruktur 22 größer als der Innendurchmesser des Blutgefäßes 16, was zu einem Presssitz 18 zwischen dem Implantat und dem Blutgefäß 16 führt, wodurch die Migration des Endoprothesen-Implantates 10 verhindert wird.
Wie 3 veranschaulicht, ist das Endoprothesen-Implantat 10 in dem Blutgefäß 16 so platziert, dass seine Endabschnitte 12 in gesundes Gewebe 14 eingreifen, und beschädigtes oder erkranktes Gewebe 15 des Blutgefäßes 16 überbrückt. Der mittlere Abschnitt 13 des Endoprothesen-Implantates 10 ist zwischen den Endabschnitten 12 angeordnet und deckt das beschädigte Gewebe 15 ab.
Wie aus 1 bis 4 ersichtlich, weisen die Endabschnitte 12 und der mittlere Abschnitt 13 der Stentabdeckung unterschiedliche Porositäten auf. Eine unterschiedliche Porosität kann durch einen Unterschied in der Porengröße, einen Unterschied in der Porendichte oder beides gekennzeichnet sein. Die 5 und 6 veranschaulichen, wie sich die Porosität gemäß der vorliegenden Erfindung unterscheiden kann. Ein spezieller Bereich 13 kann weniger porös sein als ein anderer Bereich 12, da er kleinere Poren aufweist (wie konzeptionell in 5a und 6a gezeigt), weniger Poren aufweist (wie konzeptionell in den 5b, 5c, 6b und 6c gezeigt) sowohl kleinere als auch weniger Poren (wie konzeptionell in 5d und 6d gezeigt) oder keine Poren aufweist (wie konzeptionell in 5e und 6e gezeigt).
Wie hierin verwendet, bezeichnet der Begriff „Pore" eine Lücke oder eine Öffnung in dem Stentabdeckungsmaterial 30. Eine Pore kann einen direkten Durchgang durch die Stentabdeckung 30 von der äußeren Oberfläche zur inneren Oberfläche umfassen, oder eine Pore kann einen Durchgang oder Durchgänge von einer Öffnung oder einer Lücke in der äußeren Oberfläche der Stentabdeckung 30 zur inneren Oberfläche durch eine Vielzahl von miteinander verbundenen Durchgängen durch den Hohlraum des Stentabdeckungsmaterials 30 aufweisen. In einigen Fällen kann es sogar sein, dass die Poren nicht den ganzen Weg durch die Abdeckung 30 hindurchreichen. Die Form einer Pore kann dramatisch variieren in Abhängigkeit von der Art der Stentabdeckung 30 und wie sie oder die Pore ausgebildet ist. Was wichtig ist, ist dass in den erwünschten Abschnitten der Abdeckung 30 die Poren ein Netzwerk für das Einwachsen von Gewebe bereitstellen, was erlaubt, dass Zellen und Blutgefäße wandern und in und/oder durch die Stentabdeckung wachsen. Als solches ist es die Porosität der Stentabdeckung 30, wie abgesetzt, die wichtig ist, da es der Porenabstand und die Porengrößen, wie abgesetzt, sind, die die Art und Geschwindigkeit des zellulären Einwachsens kontrollieren.
Im Falle der vorliegenden Erfindung sind die wichtigsten Porenparameter der Porendurchmesser, der wie hierin verwendet den durchschnittlichen Durchmesser einer Pore oder einer Öffnung an der äußeren Oberfläche der Abdeckung bezeichnet, der Porenabstand, der der mittlere Abstand zwischen Poren oder Öffnungen auf der Oberfläche der Abdeckung 30 ist, und die kleinste Porenweite, die die kleinste Größe einer gegebenen Öffnung an der Oberfläche der Abdeckung 30 ist. Der Porendurchmesser ist wichtig, wenn die relative Größe von Poren in einem Abschnitt der Abdeckung 30 in Beziehung gesetzt wird verglichen mit den relativen Größen von Poren in einem anderen Abschnitt. Zum Beispiel kann im Durchschnitt der Porendurchmesser der Poren in Abschnitt 12 dadurch gekennzeichnet werden, dass er größer ist als der Porendurchmesser der Poren in Abschnitt 13. Wenn somit ein derartiger Stent charakterisiert wird, kann man sagen, dass der durchschnittliche Porendurchmesser in Abschnitt 12 größer ist als der durchschnittliche Porendurchmesser in Abschnitt 13. Der Porenabstand ist auch wichtig, wenn der relative Umfang der Porosität in verschiedenen Abschnitten der Abdeckung 30 in Beziehung gesetzt wird, da zwei Abschnitte mehr oder weniger porös sein können weil entweder die Poren in einem gegebenen Abschnitt unterschiedliche mittlere Porendurchmesser aufweisen, oder weil die Poren räumlich näher beieinander oder weiter voneinander entfernt sind, oder beides. Die logische Folge davon ist die Porendichte, da, wenn die Poren weiter voneinander entfernt sind in einem gegebenen Bereich der Abdeckung 30 die Porendichte in diesem Abschnitt geringer sein wird und umgekehrt.
Während der Porendurchmesser ein wichtiger Parameter für die Beschreibung der relativen Größe einer Pore in verschiedenen Bereichen der Stentabdeckung 30 ist und im Allgemeinen ausreichen wird, um die erwünschten Größen der meisten im Allgemeinen regelmäßig geformten Poren zu kennzeichnen, z. B. kreisförmig, polygonal etc., ist die geringste Porenweite ein wichtiger Faktor, der bewirkt, wie die Stentabdeckung 30 und die Poren mit der umgebenden physiologischen Umwelt in Wechselwirkung treten. Die Oberflächen des Abdeckmaterials 30, was immer ihre Größe oder Form ist, stellen eine Führung für die Zellen dar, auf der sie wachsen können, und die Poren erzeugen und stellen einen Zugang zu diesen Oberflächen her. In Bereichen jedoch, wo entweder der Porendurchmesser oder die geringste Porenweite größer als etwa 150 μm ist, ist dichtes zelluläres Einwachsen weniger wirksam. Dies beruht darauf, dass die Entfernung zwischen den Zellen oder dem Gewebe im Zentrum der Lücke und der Materialoberfläche zu groß ist und zu weniger reifem Bindegewebe führt, das die Stentabdeckung 30 durchdringt. Im Gegensatz dazu kann in Bereichen, wo entweder der Porendurchmesser oder die geringste Porenweite weniger als etwa 30 μm beträgt, die Lücke zu klein sein, als dass sie das Einwachsen von Zellen erlauben würde. Somit reicht in Bereichen, wo der Stentabschnitt 30 das Einwachsen von Gewebe und Re-Endothelialisierung fördern soll, der Porendurchmesser bevorzugterweise von etwa 30 bis etwa 120 μm. In Poren oder Lücken mit einem Porendurchmesser von mehr als etwa 30 μm ist es auch erwünscht, dass die geringste Porenweite nicht weniger als 30 μm und nicht mehr als 120 μm beträgt. Diese Bereiche liefern die effizienteste und dichteste Gewebeeinwachsung und kapillare Infiltration. Das Einwachsen von Zellen und Bindegewebe in die Poren der Stentabdeckung wird auch dabei helfen, den Stent zu sichern.
Es soll verstanden werden, dass die vorher erwähnten Dimensionen auch innerhalb der Poren, im Volumen der Stentabdeckung 30, wünschenswert sind, dass aber zu Zwecken der Charakterisierung der Poren der Erfindung die Größen an der Oberfläche am leichtesten zu messen und durch bekannte Techniken zu quantifizieren sind, wie beispielsweise durch optische Mikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie (SEM), Wasserpermeabilität oder Blasendrucktechniken. Wenn die Stentabdeckung 30 aus gewobenen oder geflochtenen Fasern oder durch Laserbohrung hergestellt ist, können die Größen und die Form der Poren sowohl an der Oberfläche als auch durch das Volumen der Abdeckung 30 ziemlich regelmäßig sein. Im Falle von ziemlich regelmäßigen Porenformen wird der Porendurchmesser im Allgemeinen ausreichen, um die erwünschte Pore zu charakterisieren. Im Gegensatz dazu können, wenn die Poren durch das Auflösen von Bereichen der Abdeckung 30 unter dem Einfluss von Chemikalien gebildet werden, die Porengrößen und Porenform dazu neigen, signifikanter zu variieren. In diesem Falle wird die geringste Porenweite eine wichtigere Größe werden, da sie beeinflusst, ob Gewebe in die die Poren bildende Lücke einwachsen wird. Der wichtige Aspekt ist der, dass in jenen Bereichen, wo das Einwachsen von gesundem Gewebe erwünscht ist, die Stentabdeckung 30 ein höheres Maß an Porosität aufweist, und die Porendurchmesser und bevorzugterweise auch die geringsten Porenweiten für ein derartiges Wachstum dienlich sind; und in jenen Bereichen, wo das Einwachsen von beschädigtem Gewebe verhindert werden soll, die Stentabdeckung 30 durch ein geringeres Ausmaß an Porosität aufweist und die Porenöffnungen ein derartiges Wachstum inhibieren oder verhindern.
Der Porenabstand oder die durchschnittliche Entfernung zwischen den Poren an der äußeren Oberfläche der Stentabdeckung 30 ist auch wichtig dafür, wie die Stentabdeckung mit der umgebenden physiologischen Umgebung in Wechselwirkung treten wird. Wenn eine Phagozytenzelle eine Oberfläche als verglichen mit ihr selbst sehr groß erkennt, wird sie typischerweise nicht versuchen, das Fremdmaterial zu verschlingen und eine Entzündungsreaktion zu verursachen, sondern wird eher dazu neigen, auf dem Material zu proliferieren. Es ist somit erwünschenswert, dass der Porenabstand groß genug ist, um Phagozyten daran zu hindern, eine Entzündungsantwort auszulösen.
Bevorzugterweise kann der Porenabstand zwischen der Hälfte des durchschnittlichen Porendurchmessers in einem gegebenen Bereich betragen, bis zu dem Fünffachen des durchschnittlichen Porendurchmessers in einem gegebenen Abschnitt der Stentabdeckung 30. Noch bevorzugterer ist der Porenabstand zwischen dem etwa Dreifachen bis etwa Vierfachen des durchschnittlichen Porendurchmessers in einem Abschnitt der Stentabdeckung 30, die das Einwachsen von Gewebe fördern soll. Natürlich kann in jenen Abschnitten der Stentabdeckung 30, die nicht porös sind oder im Wesentlichen nicht porös sein sollen, der Porenabstand unendlich sein. Ein geeigneter Porenabstand kann beispielsweise erhalten werden, indem die Größe und der Abstand der Fasern in einer Stentabdeckung 30 von der Art eines Gewebe kontrolliert werden. Zum Beispiel kann durch, wie in 5 gezeigt, Auswählen des Faserdurchmessers, so dass dieser größer ist als die Abstände zwischen den Fasern, d. h. der Porendurchmesser, ein geeigneter Porenabstand auf der Oberfläche der Stentabdeckung 30 erreicht werden.
Unterschiedliche Porositäten können erhalten werden durch Einbau von mehreren Faserdurchmessern, alternativen Faserformen (wie beispielsweise trilobal), mehreren Garngrößen oder durch Variieren des Abstandes zwischen den Fasern. In ähnlicher Weise können diese erreicht werden durch Laserbohren oder chemische Behandlung von nur jenen Bereichen der Abdeckung, die porös sein sollen. Somit kann ein weniger poröser Abschnitt 13 als impermeabel, nicht porös oder massiv bezeichnet werden, weil dort keine Poren vorhanden sind, oder weil irgendwelche vorhandenen Poren so klein sind und/oder so wenige sind, dass die Stentabdeckung 30 effektiv massiv oder für Körperflüssigkeiten unter Atmosphärendruck, für Gewebeeinwachsung und dergleichen im Bereich 13 impermeabel ist. Zum Beispiel kann eine extrudierte Stentsabdeckung 30 Poren aufweisen, die durch Laserbohren, chemische Einwirkung auf das Material oder dergleichen gebildet sind, und kann einen impermeablen mittleren Bereich 13 aufweisen, da in dieser Region der Abdeckung keine Poren gebildet worden sind (wie konzeptionell in 5e gezeigt). Im Gegensatz dazu kann eine Stentabdeckung 30, die aus gewobenen, gestrickten oder geflochtenen Fasern hergestellt ist, einen weniger porösen mittleren Bereich 13 aufweisen, der für Körperflüssigkeiten oder das Einwachsen von Geweben infolge der Dichte oder Undurchdringlichkeit des Gewebes, des Gestrickten oder Geflochtenen im Wesentlichen impermeabel ist. In einer derartigen Ausführungsform können Poren auf einem mikroskopischen Niveau existieren, die Poren sind aber so klein oder so wenige, dass der mittlere Bereich 13 der Stentabdeckung 30 faktisch für ein signifikantes Einwachsen von Gewebe oder dergleichen impermeabel ist.
3 zeigt ein Endoprothesen-Implantat 10 gemäß der vorliegenden Erfindung, das in ein Blutgefäß 16 implantiert ist. Bevorzugterweise sind die Endabschnitte 12 der Stentabdeckung 30 poröser als der mittlere Bereich 13 der Stentabdeckung 30. Wie in 4 gezeigt, fördern die poröseren Endabschnitte 12 das Einwachsen von gesundem Gewebe 14. Da der mittlere Abschnitt 13 weniger porös ist, inhibiert er das Einwachsen von Geweben.
Die Verwendung einer Stentabdeckung 30 mit einer nicht gleichförmigen Porosität geht mit mehreren Vorteilen einher. Im Unterschied zu Stentabdeckungen mit einer gleichförmigen Porosität kann die Stentabdeckung 30 mit einer nichtgleichförmigen Porosität die Gewebeheilungsantwort kontrollieren und das endovaskuläre Einwachsen optimieren durch spezifisches Anpassen der Platzierung und des Ausmaßes, z. B. Porengröße und/oder Porendichte, der Porosität auf der Stentabdeckung 30. Somit fördert die vorliegende Erfindung die vollständige Re-Endothelialisierung von langen Stents und verringert die Wahrscheinlichkeit einer Intimahyperplasie, was zu einer verbesserten Gefäßdurchgängigkeit führt. Die Porosität der Endbereiche 12 ist angepasst, um gesunden Zellen, Kapillaren und Gewebe 14 zu erlauben, in die Stentabdeckung 30 einzudringen und/oder diese zu durchdringen, was eine gesunde Intima 55 erzeugt und beibehält. Wie in 4 gezeigt, verhindert man, dass das erkrankte Segment 15 des Blutgefäßes 16 zu der neu ausgebildeten Intimaauskleidung 55 wandert, indem es zwischen der Blutgefäßwand 56 und dem weniger porösen Abschnitt 13 der Stentabdeckung 30 eingekapselt wird.
Wie oben erwähnt können die Poren der Stentabdeckung mit einem Material, wie beispielsweise einem Wirkstoff oder Protein, gefüllt sein, um weiter die Art von Gewebe zu kontrollieren, die die Abdeckung 30 durchdringt. Antithrombozyten- und antithrombotische Agenzien, wie beispielsweise Heparin, Aspirin oder Ticlopidin, können in den Poren eingebettet sein. Antisense, Stickoxid und Wachstumsfaktoren und andere Agenzien können ebenso in den Poren eingebettet sein. Die Agenzien können alleine eingebettet sein oder in einem weiteren Medium, wie beispielsweise Collagen, Albumin oder Gelatine, enthalten sein.
Endoprothese-Implantate können auch in anderen, nicht-cardiovaskulären Durchgängen und Gängen im Körper verwendet werden, wie beispielsweise den Bronchien, dem Ösophagus und den Gallengängen. Eine Stentabdeckung 30 mit nichtgleichförmiger Porosität gemäß der Erfindung kann so ausgeführt sein, dass sie in einem jeden Durchgang verwendet werden kann, wo ortspezifisches Einwachsen von Gewebe, Re-Endothelialisierung oder dergleichen erwünscht ist. Zum Beispiel können Verengungen des Gallenganges, die durch einen Tumor verursacht werden, einen Stent verwenden, um die Verengung zu öffnen, aber die Tumorzellen können durch den Stentrahmen wachsen und den Gang okkludieren. In einem derartigen Fall kann eine Stentabdeckung 30 mit einer ungleichförmigen Porosität verwendet werden, wobei der mittlere Abschnitt 30 mit einer minimalen oder fehlenden Porosität den Tumor direkt bekämpft, während die poröseren Enden 12 der Abdeckung 30 durch das Einwachsen von gesundem Gewebe 14 fixiert werden. Auf diesem Wege können die Krebszellen 15 nicht leicht durch die Abdeckung 30 wandern.
Eine Stentabdeckung 30 mit einer ungleichförmigen Porosität kann hergestellt werden aus einem jeglichen biokompatiblen Polymer, das in der Technik bekannt ist, wie beispielsweise PTFE, Polyethylenterephthalat oder Silikon, da, wie in der Technik bekannt ist, sie im Wesentlichen inert, biokompatibel, elastisch sind und Langzeithaltbarkeit und Heilungsverhalten besitzen. Bevorzugte Polymere sind Polycarbonatpolyurethan, wie beispielsweise jene, wie sie von PolyMedica Biomaterials, Inc. unter der Marke ChronoFlex oder von Thermedics, Inc. unter der Marke Carbothane hergestellt werden. Das Polymer kann aus einer extrudierten Röhre, einem durchgehende Polymerblatt, das entlang entgegengesetzten Kanten verbunden ist, oder einer geflochtenen, gewobenen oder gestrickten Faser oder einer anderen Fasermatrix bestehen. Typischerweise bestehen die Polymerfasern aus einem Mehrfadengarn, wobei ein jedes Garn aus etwa 25 bis 100 Fasern zusammengesetzt ist und jede Faser einen Durchmesser von etwa 10 bis 20 μm aufweist. Die Auswahl des Garns wird naturgemäß die sich ergebenden mechanischen Eigenschaften diktieren, wie beispielsweise prozentuale Verlängerung, Ermüdungsfestigkeit, Bruchfestigkeit und Wasserpermeabilität. Die Auswahl geeigneter Materialien für eine gegebene Stentapplikation wird für die Fachleute auf dem Gebiet im Lichte der vorliegenden Erfindung offensichtlich sein.
Die Stentabdeckung 30 kann auf einem jeglichen geeigneten Stent mit einer expandierbaren Rahmenstruktur 22 aufgebracht sein. Die meisten Stents haben entweder eine selbstexpandierende, Ballon-expandierende oder thermisch expandierende Metallrahmenkonstruktion. Ein bevorzugter Stent ist in US-Patent Nr. 5,019,090 von Pinchuk offenbart. Ein weiterer geeigneter wird von Johnson & Johnson Interventional Systems unter der Marke Palmaz hergestellt. Derartige Stents sind in verschiedenen Größen verfügbar. Zum Beispiel können Stentlängen etwa 1,5, 3,0, 5,0, 7,0 oder 10,0 cm sein. Der expandierte Durchmesser eines Stents kann einen Durchmesserbereich von etwa 4 bis 7 mm oder einen Durchmesserbereich von etwa 8 bis 12 mm aufweisen. Im Falle eines Ballon-expandierbaren Stents wird der Stent so hergestellt, dass er einen Anfangsdurchmesser aufweist, der geringer ist als der expandierte Durchmesser, und ein wenig größer ist als der Durchmesser des nichtaufgeblasenen Ballons. Stents können auf einen jeglichen Durchmesser in den offenbarten Bereichen expandiert werden. Typischerweise wird der Stent um etwa 10 bis 20% über den Blutgefäßdurchmesser expandiert. Im Falle von Ballon-expandierbaren Stents wird der expandierte Durchmesser des Stents im Allgemeinen von dem Durchmesser und dem Aufblasdruck des Ballons abhängen.
Eine jegliche im Stand der Technik bekannte Herstellungstechnik kann verwendet werden, um die erwünschten Porositäten zu erreichen und die Abdeckung 30 auf dem Stent anzuordnen. Wenn die Stentabdeckung aus einem Polymerblatt hergestellt ist, kann die Stentabdeckung 30, z. B., Poren aufweisen, die durch Laserbohren oder Auflösen infolge chemischer Wirkung hergestellt sind und, z. B., auf den Stent hitzeaufgeschrumpft werden. Wenn die Stentabdeckung 30 aus faserigem Material hergestellt ist, dann können die Poren hergestellt sein durch Weben, Stricken oder Flechten der Fasern direkt auf dem Stent. Ein gewobenes Material weist Garnsätze auf (entweder Ketten- oder Schussfaden), die im rechten Winkel miteinander vernetzt sind. Das bedeutet ein Garn läuft entlang der Länge des Stents und das andere um den Umfang herum. Gewebe weisen typischerweise eine hohe Längs- und Umfangsstärke auf. Ein gestricktes Material weist Garnsätze auf, die umeinander verschlungen sind. Infolge dieser Struktur sind Gestricke gewöhnlicherweise nicht so stark wie Gewebe und weisen die Neigung auf über die Zeit zu dilatieren. Ein geflochtenes Material weist Garnsätze auf die in verschiedenen Winkeln vernetzt sind. Ein Geflecht verleiht üblicherweise gegenüber Längsdeformation einen geringeren Widerstand. Änderungen in der Winkelneigung zwischen den Garnen beeinflusst die Umfangsstärke und Porosität des Materials. Die Umfangsstärke des Geflechts kann erhöht werden durch Einspannen der Enden des Geflechts.
7 zeigt konzeptionell eine Flechtmaschine 120, die zur Herstellung der Abdeckung 30 verwendet werden kann. Die Abdeckung 30 wird direkt auf den Stent 170 wie hierin im Folgenden beschrieben aufgeflochten. Eine jegliche geeignete Polymerfaser 100, die fadengesponnen und auf eine Spule 110 aufgewickelt ist, kann ausgewählt werden. Sechzehn Spulen 150, 160 sind auf sechzehn Trägern (nicht gezeigt) auf einer Flechtmaschine 120 angeordnet. Die Flechtmaschine 120 weist ein Loch für einen Dorn 140 auf, den die sechzehn Träger in zwei entgegengesetzte Richtungen herumdrehen, acht im Uhrzeigersinn 150 und acht im Gegenuhrzeigersinn 160. Der Stent 170 ist auf den Dorn 140 gekrimmt und wird durch die Mitte der sechzehn sich drehenden Garnträger geführt, während sich die Träger mit einer eingestellten Geschwindigkeit drehen. Der Stent 170 bewegt sich durch die Mitte der sich drehenden Spulen 150, 160, was dazu führt, dass das Geflecht 100 auf den äußeren Durchmesser des Stents 170 aufgeflochten wird. Die Flechtmaschine 120 stellt mehrere Techniken bereit, um die Struktur und Eigenschaften des Geflechts zu kontrollieren, einschließlich des Ausmaßes der Spannung in dem Garn 100, der Neigung des Geflechts und der Anzahl von Überflechtungen. Nachdem das Flechten abgeschlossen ist, kann die Stentabdeckung 30 in einem Ofen bei 110°C getempert werden, um Spannung im Garn 100 zu beheben ebenso wie um die überlappenden Garne 100 zusammenzuschweißen.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Flechten direkt auf dem Dorn 140 durchgeführt. Der Dorn 140 wird mit der erwünschten Anzahl von Schichten aus Polyurethangarn 100 bedeckt, um die Stentabdeckung 30 zu erzeugen. Die Abdeckung 30 wird dann in einem Ofen bei etwa 80°C für etwa fünf Minuten getempert. Die Abdeckung 30 wird vom Dorn 140 heruntergeschoben und auf die erwünschte Länge des Stents 170 geschnitten. Wie in 8 gezeigt, wird die Abdeckung 30 durch eine Drahtaufspannvorrichtung 180 auf einen Durchmesser von etwa 0,2 Zoll expandiert. Der Stent 170 wird innerhalb des inneren Durchmessers der expandierten Abdeckung 30 platziert. Die Drahtaufspannvorrichtung 180 wird dann entfernt, um zu erlauben, dass sich die Abdeckung 30 kontrahiert und auf den Stent 170 zurückspringt.
Während die vorliegende Erfindung mit einem bestimmten Ausmaß an Besonderheiten beschrieben worden ist, ist beabsichtigt, dass die Erfindung alle Modifikationen und Änderungen von der offenbarten Konstruktion umfassen soll, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

Endoprothesen-Implantat (10) umfassend: a) einen Stent (20) mit einer expandierbaren Rahmenstruktur (22); b) eine auf dem Stent (20) angeordnete Stent-Abdeckung (30), welche einen ersten Bereich (12) mit einer Vielzahl von Poren, die eine erste Porosität definieren sowie einen zweiten Bereich (13) mit einer zweiten Porosität, die sich von der ersten Porosität unterscheidet, aufweist, wobei die durch den zweiten Bereich (13) definierte zweite Porosität mindestens eines der folgenden Merkmale, nämlich weniger Poren als der erste Bereich (12), kleinere Poren als der erste Bereich (12) oder gar keine Poren aufweist und wobei die Stent-Abdeckung (30) im wesentlichen zylindrisch ist und einander entgegengesetzte Enden (24) hat, welche den Enden des Stents (20) entsprechen, wobei der erste Bereich (12) Abschnitte der Stent-Abdeckung (30) in der Nähe der einander entgegengesetzten Enden (24) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bereich (13) einen Mittelabschnitt (13) der Stent-Abdeckung (30) umfaßt, der zwischen den ersten Bereichen (12) liegt.
Endoprothese (10) nach Anspruch 1, bei welcher die Poren im ersten Bereich (12) einen Porendurchmeser von etwa 30 Mikrometer bis etwa 120 Mikrometer haben.
Endoprothese (10) nach Anspruch 1, bei welcher zweite Bereich (13) weniger Poren hat als der erste Bereich (12) aufweist.
Endoprothese (10) nach Anspruch 1, bei welcher zweite Bereich (13) kleinere Poren hat als der erste Bereich (12).
Endoprothese (10) nach Anspruch 1, bei welcher zweite Bereich (13) keine Poren hat.
Endoprothese (10) nach Anspruch 1, bei welcher zweite Bereich (13) für den Durchgang von Körper-Fluiden unter Atmosphärendruck im wesentlichen undurchlässig ist.
Endoprothese (10) nach Anspruch 1, bei welcher die Stent-Abdeckung (30) eine Vielzahl von Fasern umfaßt und diese Fasern einen durchschnittlichen Durchmesser haben, der größer ist als der durchschnittliche Porendurchmesser der Poren im ersten Bereich (12).
Endoprothese (10) nach Anspruch 1, bei welcher die Stent-Abdeckung (30) im wesentlichen aus einer durchgehenden Polymerplatte, die mindestens im ersten Bereich (12) mit Poren durchsetzt ist und diese Poren einen durchschnittlichen Porendurchmesser sowie einen durchschnittlichen Porenabstand haben, welcher größer ist als der durchschnittliche Porendurchmesser.
Endoprothese (10) nach Anspruch 8, bei welcher zweite Bereich (13) für den Durchgang von Körper-Fluiden unter Atmosphärendruck im wesentlichen undurchlässig ist.