PL227552B1 - Biodegradowalny, anizotropowy stent strukturalny - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest biodegradowalny, anizotropowy stent strukturalny stosowany w medycynie, zwłaszcza w kardiologii interwencyjnej, przy leczeniu choroby niedokrwiennej serca.

Stent i sposób wytwarzania stentu znany jest z polskiego opisu patentowego nr 184105. Rurka udrażniająca stentu ma oryginalny płaski wzór i punkty łączenia, w których łączy się boki płaskiego wzoru. W ramach sposobu wycina się wzór rurki udrażniającej w płaskim kawałku metalu, w wyniku czego wytwarza się metalowy wzór, odkształca się metalowy wzór tak, że doprowadza się do spotkania się przeciwległych boków ze sobą, łączy się dwa przeciwległe boki co najmniej w jednym punkcie. W zasadzie żadna część rurki udrażniającej nie wystaje do prześwitu rurki udrażniającej, kiedy rurka udrażniająca jest rozszerzana ku wewnętrznej ściance naczynia krwionośnego.

Stent znany z polskiego opisu patentowego nr 184769 ma rurkowaty korpus z wzdłużnymi prętami, połączonymi wieloczłonowymi łącznikami. Pręty uniemożliwiają skrócenie korpusu, zaś względny obrót pomiędzy łącznikami umożliwia promieniowe poszerzenie stentu. Łączniki są odkształcalne plastycznie, podczas gdy są one poszerzane w celu zachowania średnicy uzyskanej w wyniku poszerzenia.

Stent wewnątrznaczyniowy znany z polskiego opisu patentowego nr 183920 obejmuje elastyczny, rurkowaty korpus z osią wzdłużną, którego ścianka jest utworzona przez wzajemnie połączone, zamknięte komórki szkieletu, przy czym co najmniej dwie komórki przylegają do siebie w kierunku obwodowym. Materiał szkieletowy w postaci włókien, zdolny do przenoszenia sił ściskających w kierunku osiowym włókna, rozciąga się w sposób ciągły od jednej komórki szkieletu bezpośrednio do następnej komórki szkieletu kolejno w kierunku wzdłużnym. Stent może być poszerzony od stanu ściśniętego promieniowo do stanu o większej średnicy. W poszerzonym stanie stentu, materiał szkieletowy przenoszący naciski wielu komórkom szkieletu nadaje kształt serca lub grotu strzały, z dwoma połączonymi krótszymi bokami komórki usytuowanymi naprzeciw i połączonymi z dwoma wzajemnie zbiegającymi się dłuższymi bokami komórki.

Stent wieńcowy wewnątrznaczyniowy znany z polskiego zgłoszenia patentowego nr 376038 wykonany jest w postaci z rurki, która posiada powtarzający się segmentami symetryczny wzór wycięty na bocznej powierzchni. W rurce z ciągłego materiału są wykonane wycięcia tworzące wzór linii falistych, przy czym linie faliste usytuowane wzdłuż osi stentu stanowią linie faliste segmentu równoległego i są połączone z dwiema liniami falistymi segmentu poprzecznego, które leżą na obwodzie stentu, ponadto linie faliste segmentu poprzecznego są połączone naprzemiennie łącznikami.

Inny stent wieńcowy wewnątrznaczyniowy znany jest z polskiego zgłoszenia patentowego nr 376039. Stent posiada powtarzający się segmentami symetryczny wzór wycięty na bocznej powierzchni, charakteryzuje się tym, że w rurce z ciągłego materiału są wykonane wycięcia tworzące wzór pasków, przy czym paski usytuowane wzdłuż osi stentu są połączone zakolami i stanowią paski esowate segmentu równoległego, zaś pomiędzy dwoma paskami esowatymi segmentu równoległego są usytuowane paski segmentu poprzecznego, które łączą zakola dwóch sąsiednich pasków esowatych segmentów równoległych, ponadto paski segmentu poprzecznego są ułożone po obwodzie tak, że przypominają literę V, której ramiona połączone są łagodnym łukiem, ponadto wzdłuż stentu kolejny segment poprzeczny jest ułożony przeciwstawnie do poprzedniego segmentu poprzecznego.

Podstawową metodą leczenia różnego rodzaju zwężeń naczyń są zabiegi polegające na zabezpieczeniu ściany naczynia przed jego krytycznym zwężeniem oraz powstaniem dyssekcji za pomocą specjalnego „rusztowania” - stentu. Mimo coraz doskonalszej techniki, poważnym ograniczeniem stosowania stentu jest występowanie jej odległych powikłań, jakimi są restenoza czy powstawanie skrzepów na powierzchni implantu. W przypadku restenozy, badania angiograficzne potwierdzają zmniejszenie średnicy naczynia, o co najmniej 50% w stosunku do wartości uzyskanych w wyniku zabiegu rewaskularyzacji, wywołane niekontrolowanym namnażaniem się komórek nabłonka na powierzchni stentu. W przypadku angioplastyk planowych stosowane są stenty powlekane lekami, co znacznie ogranicza odsetek ponownych zwężeń, nie zapobiega jednak zupełnie ich występowaniu. Ze względu na wyższe ryzyko późnej zakrzepicy, stenty pokrywane warstwą z dodatkiem leku nie mogą być powszechnie stosowane w ostrych zespołach, np. wieńcowych. Brak jest też pełnej oceny bezpieczeństwa stosowania u pacjentów stentów powlekanych w okresie powyżej 10 lat. Skłania to do stosowania w konstrukcji stentów wieńcowych, materiałów biodegradowalnych. Zastosowanie implantu, który po spełnieniu swojej roli, czyli mechanicznego rusztowania naczynia, stabilizacji zdysekowanej blaszki miażdżycowej, ulega całkowitej biodegradacji, pozwoli na eliminację wielu późnych powikłań związanych z implantacją stentu. Idealny materiał biodegradowalny w środowisku żywego organizmu

PL 227 552 B1 jest rozkładany do substancji fizjologicznych występujących w ustroju lub do takich, które są dla organizmu nieszkodliwe. Do tej pory prowadzono próby zastosowania stentów z korodujących metali (żelazo, magnez), które rozkładały się do jonów fizjologicznie występujących w osoczu, znane są też stenty ze stopu magnezu z domieszką cyrkonu oraz z resorbowalnych polimerów.

Istota biodegradowalnego stentu polega na tym, że ma postać rurki wykonanej z plecionej ażurowej siatki z biodegradowalnych włókien polimerowych, przypominającej tkaninę z osnową i wątkiem, które usytuowane są pod kątem od 45° do 90° do osi stentu oraz zgodnie z kątami nachylenia elementów strukturalnych budujących ścianę naczynia oraz trajektoriami kierunków naprężeń głównych w ścianie naczynia. Oba końce rurki zakończone są elementami sprężystymi w postaci pierścieni o przebiegu falistym stabilizujących stent w naczyniu, natomiast włókna polimerowe osnowy i wątku oparte są w zagłębieniach pierścieni. Osnowa i/lub wątek i/lub sprężyste elementy wykonane są z materiałów biodegradowalnych obejmujących grupę związków polimerowych, takich jak polilaktyd, poli(l-laktyd), poliglikolid, polikaprolakton, polidioxanon, poliuretan i kopolimery, ewentualnie z dodatkiem włókien i/lub proszków posiadających zdolność biodegradacji lub z biodegradowalnych metali, takich jak żelazo, magnez ewentualnie z dodatkiem włókien i/lub proszków posiadających zdolność biodegradacji.

Korzystnie, na wewnętrznej stronie pierścienia opierają się włókna osnowy posiadające zdolność rozpierania pierścienia w naczyniu, zaś na zewnętrznej stronie pierścienia opierają się włókna wątku.

Korzystnie, przekroje poprzeczne osnowy i/lub wątku i/lub elementów sprężystych mają taki sam kształt, najkorzystniej kołowy i/lub trapezowy.

Korzystnie, powierzchnia przekroju poprzecznego osnowy jest równa powierzchni przekroju poprzecznego wątku.

Korzystnie, kąt nachylenia włókna osnowy jest równy kątowi nachylenia włókna wątku.

Korzystnie, dodatkami w postaci włókien i/lub proszków posiadających zdolność biodegradacji są włókna i/lub proszki wykonane z polimeru bazowego i/lub włókna alginianowego i/lub sproszkowanego alginianu sodu.

Korzystnie, średnica włókien i/lub proszków dodatków jest mniejsza od średnic osnowy i/lub wątku i/lub sprężystych elementów.

Korzystnie, sprężysty element jest pierścieniem o przebiegu falistym, wykonanym, z co najmniej jednego włókna pierścienia.

Biodegradowalny, anizotropowy stent strukturalny pozwala na eliminację problemów, takich jak restenoza i uszkodzenie ściany naczynia obserwowane dla stentów metalicznych, a także rozwiązuje problemy związane z wysoką temperaturą implantacji, zbyt dużą sztywnością bądź niską wytrzymałością stosowanych implantów polimerowych. Stent jest w pełni biodegradowalny, co pozwala uniknąć długoterminowych skutków ubocznych związanych z jego obecnością w naczyniu, posiada też zdolność do poszerzenia światła naczynia oraz dopasowania się do jego pracy poprzez zastosowanie struktury zbliżonej do struktury ściany naczyniowej. Do czasu zakończenia biodegradacji, konstrukcja stentu dopasowującego się do ściany naczynia, redukuje wywierane na naczynie naciski, sprzyjając szybszej regeneracji tkanki oraz zapobiegając nadmiernemu przerostowi komórek śródbłonka i mięśni gładkich. Efekt ten uzyskano dzięki zastosowaniu przebiegu włókien budujących stent zbliżonego do przebiegu włókien budujących strukturę naczynia, przez co uzyskuje się jednorodność odkształceniową implantu z tkanka, a zatem ograniczenie obszarów podwyższonych naprężeń oddziałujących na ścianę naczynia, powodujących jego uszkodzenie i stymulujących komórki budujące ścianę do nadmiernego rozrostu. Obecność stentu w naczyniu pozwala na mechaniczne podtrzymanie ścian naczynia, co stwarza optymalne warunki do jego regeneracji, jednocześnie redukuje ryzyko restenozy oraz skutki długoterminowego przebywania w organizmie materiału obcego, a jednocześnie stent charakteryzuje się dobrą wytrzymałością na siły wywierane przez naczynie i otaczające je tkanki, a degradacja użytych polimerów jest ograniczona w czasie. Ze względu na niskie naciski wywierane przez implant na ścianę naczynia, stent posiada końcowe elementy w postaci falistych pierścieni, zapewniające niezmienność jego położenia w naczyniu podczas przepływu krwi, a zastosowanie rożnych kształtów przekrojów włókien budujących stent pozwala na dopasowanie właściwości implantu do właściwości naczynia i utworzenie typoszeregu o średnicach przed rozprężeniem 2, 3 i 4 mm oraz średnicach po rozprężeniu 3, 4, 6, 7 i 8 mm oraz o grubościach włókna od 0,2 do 0,5 mm. Ponadto stent może zawierać dodatek szerokiego spektrum substancji leczniczych, takich jak leki antytrombogenne, antyproliferacyjne lub immunosupresyjne do macierzy polimerowej i ich stopniowe uwalnianie podczas degradacji.

PL 227 552 B1

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji uwidoczniony jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok z boku biodegradowalnego, anizotropowego stentu strukturalnego wykonanego z jednego rodzaju włókien polimerowych, fig. 2 - widok z boku stentu wykonanego z dwóch rodzajów włókien polimerowych, fig. 3 - biodegradowalny, anizotropowy stent strukturalny w ujęciu schematycznym z zaznaczoną jego częścią środkową, a fig. 4 - przekroje włókien o kształcie kołowym i trapezowym.

Przykład 1

Biodegradowalny, anizotropowy stent strukturalny ma postać rurki w kształcie litery I, wykonanej z plecionej ażurowej siatki z biodegradowalnych włókien polimerowych 1, 2, 3, przypominającej tkaninę z osnową 1 i wątkiem 2. Oba końce rurki zakończone są elementami sprężystymi 3 zapewniającymi stabilizację implantu w naczyniu, w postaci pierścieni o przebiegu falistym stabilizujących stent w naczyniu. Sprężysty element 3 jest pierścieniem o przebiegu falistym, wykonanym z dwóch włókien. Włókna polimerowe osnowy 1 i wątku 2 oparte są w zagłębieniach 4 tych pierścieni. Na wewnętrznej stronie pierścienia opierają się włókna osnowy 1 tworzące szkielet stentu, a na zewnętrznej stronie pierścienia opierają się włókna wątku 2. Stent po rozprężeniu ma średnicę 4 mm i grubości ściany 0,5 mm. Włókna polimerowe osnowy 1, wątku 2 i elementy sprężyste 3 wykonane są z jednego rodzaju włókien poli(l-laktydu) o przekroju kołowym. Włókna polimerowe osnowy 1 i wątku 2 usytuowane są pod kątem od 45° do osi stentu 5, zgodnie z kątami nachylenia elementów strukturalnych budujących ścianę naczynia oraz trajektoriami kierunków naprężeń głównych w ścianie naczynia.

Przykład 2

Biodegradowalny, anizotropowy stent strukturalny wykonany jak w przykładzie pierwszym z tą różnicą, że jest stentem siatkowym w kształcie litery „I” wykonany z poli(l-laktydu) z dodatkiem włókien z poli(l-laktydu), który po rozprężeniu ma średnicę 4 mm i grubość ściany 0,5 mm. Stent ten, wykonany jest z dwóch rodzajów włókien osnowy 1 i wątku 2 o przekroju kołowym i o rożnych powierzchniach, biegnących w przeciwnych kierunkach pod kątem 45° do osi stentu 5, przekroju, przy czym pole przekroju osnowy 1 jest większe od pola przekroju wątku 2. Sprężysty element 3 jest pierścieniem o przebiegu falistym, wykonanym z dwóch włókien.

Przykład 3

Biodegradowalny, anizotropowy stent strukturalny wykonany jak w przykładzie pierwszym albo drugim z tą różnicą, że przekroje poprzeczne osnowy 1, wątku 2 i elementu sprężystego 3 są trapezowe, a włókna osnowy 1 usytuowane są pod kątem 50° do osi stentu 5, zaś włókna wątku 2 usytuowane są pod kątem 90° do osi stentu 5.

Włókna polimerowe 1, 2, 3 są wykonane są z materiałów biodegradowalnych obejmujących grupę związków polimerowych, takich jak polilaktyd, poli(l-laktyd), poliglikolid, polikaprolakton, polidioxanon, poliuretan i kopolimery, ewentualnie z dodatkiem włókien i/lub proszków posiadających zdolność biodegradacji, czy też wykonane są z biodegradowalnych metali, takich jak żelazo, magnez ewentualnie z dodatkiem włókien i/lub proszków posiadających zdolność biodegradacji. Ponadto włókna polimerowe 1, 2, 3 są materiałami kompozytowymi, z dodatkiem włókien lub proszków posiadających zdolność biodegradacji w postaci włókien i/lub proszków posiadających zdolność biodegradacji wykonanych z polimeru bazowego i/lub włókna alginianowego i/lub sproszkowanego alginianu sodu.

Claims (2)

1. Biodegradowalny, anizotropowy stent strukturalny, znamienny tym, że ma postać rurki wykonanej z plecionej ażurowej siatki z biodegradowalnych włókien, przypominającej tkaninę z osnową (1) i wątkiem (2), które usytuowane są pod kątem od 45° do 90° do osi stentu (5) oraz zgodnie z kątami nachylenia elementów strukturalnych budujących ścianę naczynia oraz trajektoriami kierunków naprężeń głównych w ścianie naczynia, przy czym oba końce rurki zakończone są elementami sprężystymi (3) w postaci pierścieni o przebiegu falistym stabilizujących stent w naczyniu, natomiast włókna polimerowe osnowy (1) i wątku (2) oparte są w zagłębieniach (4) pierścieni, przy czym osnowa (1) i/lub wątek (2) i/lub sprężyste elementy (3) wykonane są z materiałów biodegradowalnych obejmujących grupę związków polimerowych, takich jak polilaktyd, poli(l-laktyd), poliglikolid, polikaprolakton, polidioxanon, poliuretan i kopolimery, ewentualnie z dodatkiem włókien i/lub proszków posiadających zdolność

PL 227 552 B1 biodegradacji albo z biodegradowalnych metali, takich jak żelazo, magnez ewentualnie z dodatkiem włókien i/lub proszków posiadających zdolność biodegradacji.

Stent, według zastrz. 1, znamienny tym, że na wewnętrznej stronie pierścienia opierają się włókna osnowy (1) posiadające zdolność rozpierania pierścienia w naczyniu, zaś na zewnętrznej stronie pierścienia opierają się włókna wątku (2).

Stent, według zastrz. 1, znamienny tym, że przekroje poprzeczne osnowy (1), wątku (2) i elementów sprężystych (3) mają taki sam kształt.

Stent, według zastrz.

2, znamienny tym, że przekrój poprzeczny osnowy (1) jest kołowy. Stent, według zastrz. 2, znamienny tym, że przekrój poprzeczny osnowy (1) jest trapezowy. Stent, według zastrz. 2, znamienny tym, że przekrój poprzeczny wątku (2) jest kołowy. Stent, według zastrz. 2, znamienny tym, że przekrój poprzeczny wątku (2) jest trapezowy. Stent, według zastrz. 2, znamienny tym, że przekrój poprzeczny elementu sprężystego (3) jest kołowy.

Stent, według zastrz. 2, znamienny tym, że przekrój poprzeczny elementu sprężystego (3) jest trapezowy.

Stent, według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnia przekroju poprzecznego osnowy (1) jest równa powierzchni przekroju poprzecznego wątku (2).

Stent, według zastrz. 1, znamienny tym, że kąt nachylenia włókna osnowy (1) jest równy kątowi nachylenia włókna wątku (2).

Stent według zastrz. 1, znamienny tym, że dodatkami w postaci włókien i/lub proszków posiadających zdolność biodegradacji są włókna i/lub proszki wykonane z polimeru bazowego i/lub włókna alginianowego i/lub sproszkowanego alginianu sodu.

Stent według zastrz. 1, znamienny tym, że średnica włókien i/lub proszków dodatków jest mniejsza od średnic osnowy (1) i/lub wątku (2) i/lub sprężystych elementów (3).

Stent, według zastrz. 1, znamienny tym, że sprężysty element (3) jest pierścieniem o przebiegu falistym, wykonanym z co najmniej jednego włókna pierścienia.