DE60115304T2 - Längsflexibler Stent - Google Patents
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- A61F2230/0054—V-shaped
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft Stents im allgemeinen, wobei es sich um Endoprothesen handelt, die in Gefäße innerhalb des Körpers, wie etwa Blutgefäße, implantiert werden, um die Gefäße zu stützen oder offen zu halten, oder um andere Endoprothesen in den Gefäßen zu sichern und zu stützen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Stent, welcher vor und nach Expansion in Längsrichtung flexibel ist.
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Verschiedene Stents sind im Stand der Technik bekannt. Typischerweise haben Stents im allgemeinen die Form eines Rohrs und sind expandierbar von einem relativ kleinen, nicht-expandierten Durchmesser zu einem großen, expandierten Durchmesser. Zur Implantation wird der Stent typischerweise auf das Ende eines Katheters montiert, wobei der Stent in seinem relativ kleinen, nicht-expandierten Durchmesser auf dem Katheter gehalten wird. Durch den Katheter wird der nicht-expandierte Stent durch das Lumen zum beabsichtigten Implantationsort geleitet. Wenn der Stent am beabsichtigten Implantationsort ist, wird er expandiert, typischerweise entweder durch eine innere Kraft, z. B. durch Aufblasen eines Ballons auf der Innenseite des Stents, oder durch Zulassen einer Selbstexpansion des Stents, z. B. durch Beseitigung einer Hülle um den selbst-expandierbaren Stent herum, wobei zugelassen wird, daß der Stent nach außen hin expandiert. In jedem Fall widersteht der expandierte Stent der Neigung des Gefäßes, sich zu verengen, wodurch das Offensein des Gefäßes beibehalten wird.
- Das US-Patent 5,733,303 von Israel et al. („'303") zeigt einen speziellen, aus einem Rohr gebildeten Stent mit einer gemusterten Form, welcher erste und zweite Mäandermuster aufweist mit Achsen, die sich in ersten und zweiten Richtungen erstrecken. Die zweiten Mäandermuster sind mit den ersten Mäandermustern verschlungen, um flexible Zellen zu bilden. Stents wie diese sind sehr flexibel in ihrem nicht- expandierten Zustand, so daß sie leicht durch gewundene Lumen hindurchgeführt werden können. Nach Expansion gewährleisten diese Stents exzellente radiale Stützung bzw. Abstützung, Stabilität und Abdeckung der Gefäßwand. Diese Stents sind außerdem anpassungsfähig derart, daß sie sich der Form der Gefäßwand während der Implantation anpassen.
- Eine Eigenschaft von Stents mit einer zellularen Gitterstruktur wie dieser ist jedoch, daß sie nach Expansion eine begrenzte Flexibilität in Längsrichtung haben, was in besonderen Anwendungen ein Nachteil sein kann. Diese begrenzte Flexibilität in Längsrichtung kann am Ende des Stents und entlang des Stents Spannungspunkte verursachen. Herkömmliche Gitter-Stents wie der im US-Patent 4,733,665 gezeigte, kann auch einfach keine Flexibilität in Längsrichtung aufweisen, wie in
1 , einem schematischen Diagramm eines herkömmlichen Stents202 in einem gebogenen Gefäß204 , dargestellt ist. - Um einen Stent zu implantieren, kann dieser mittels eines Ballonkatheters zum gewünschten Ort befördert werden, wenn der Stent in einem nicht-expandierten Zustand ist. Der Ballonkatheter wird dann aufgeblasen, um den Stent zu expandieren, wodurch der Stent an Ort und Stelle befestigt wird. Aufgrund der hohen Aufblasdrücke des Ballons – bis zu 20 atm – bewirkt der Ballon, daß das gebogene Gefäß
204 und sogar ein in Längsrichtung flexibler Stent sich streckt, wenn dieser aufgeblasen wird. Wenn der Stent aufgrund der Konfiguration seines Gitters nach der Expansion relativ fest ist oder wird, dann bleibt der Stent nach der Deflation des Ballons in derselben oder im wesentlichen in derselben Form, oder er neigt dazu. Die Arterie versucht jedoch zu ihrer natürlichen Biegung (zeigt durch gestrichelte Linien) in1 mit Bezug auf einen herkömmlichen Gitter-Stent zurückzukehren. Die fehlende Übereinstimmung zwischen der natürlichen Biegung der Arterie und dem mit einem Stent gerade ausgerichteten Bereich der Arterie kann Spannungskonzentrationspunkte206 an den Enden des Stents hervorrufen, und Spannung entlang der gesamten Stentlänge. Das Herzgefäßsystem kann zusätzliche Spannung auf Stents aufbringen, da das Herzgefäßsystem sich mit jedem Herzschlag um relativ erhebliche Beträge bewegt. Zum Zwecke der Illustration ist die Differenz zwischen der Biegung des Gefäßes und dem gerade ausgerichteten Stent in1 übertrieben dargestellt. - US-Patent Nr. 5,807,404 von Richter, welches ausdrücklich durch Referenz miteinbezogen wird, zeigt einen weiteren Stent, welcher besonders geeignet ist zur Implantation in gebogenen Arterienbereichen oder Mündungsbereichen. Dieser Stent kann, angrenzend an das Ende des Stents, Bereiche mit einer größeren Biegungsflexibilität aufweisen als die verbleibende axiale Länge des Stents. Diese Modifikation verhindert zwar am Ende des Stents die Spannung an den Endpunkten, beseitigt aber nicht die Spannung entlang der gesamten Länge des Stents.
- Verschiedene Stents sind bekannt, die nach Expansion Flexibilität in Längsrichtung beibehalten. Z. B. zeigen die US-Patente 4,886,062 und 5,133,732 von Wiktor („die Wiktor '062 und '732 Patente") verschiedene aus Draht gebildete Stents, wobei der Draht ursprünglich in ein Band von Zick-Zacks, welche Serpentinenmuster bilden, ausgeformt wird, und das Zick-Zack-Band dann in einen schraubenförmigen Stent gewickelt wird. Die Stents werden expandiert durch eine innere Kraft, z. B. durch Aufblasen eines Ballons.
- Die gewickelten Zick-Zack-Stents, die in
1 bis6 der Wiktor '062- und '732-Patente dargestellt sind, sind sowohl in expandiertem als auch in nicht-expandiertem Zustand in Längsrichtung flexibel, so daß sie leicht in gewundene Lumen hineingeführt werden können, und so daß sie relativ eng in Übereinstimmung sind mit der Nachgiebigkeit des Gefäßes nach der Stentplazierung. Diese Stents sind zwar flexibel, weisen aber nach Expansion auch eine relativ instabile Abstützung auf. Weiter lassen diese Stents große Bereiche der Gefäßwand unbedeckt zurück, wobei zugelassen wird, daß Gewebe und Plaque in das Lumen des Gefäßes vorfallen. - Die WO-A-98 35 634 (
8 und10 ) zeigt Stents, welche in Umfangsrichtung angeordnete Netzmuster haben, welche durch Verbindungselemente verbunden sind, welche in ein und dieselbe Richtung gebogen sind und eine ausreichende, gleichförmige Flexibilität und radiale Stützung nicht bieten können. - Die US-A-5 733 303 offenbart einen Stent, dessen vertikale Mäandermuster durch Verbindungsschlaufen in Längsrichtung des Stents verbunden sind, welche alternativ nach oben oder unten öffnen.
- Deshalb ist es wünschenswert, einen Stent zu haben, welcher vor Expansion Flexibilität in Längsrichtung derart aufweist, daß er leicht entlang gewundenen Lumen geführt werden kann, und Flexibilität in Längsrichtung nach Expansion derart aufweist, daß er der natürlichen Flexibilität und Krümmung des Gefäßes entsprechen kann, während er immer noch eine kontinuierliche, stabile Bedeckung einer Gefäßwand bietet, die ein Durchsacken von Gewebe in das Lumen minimiert.
- ZIELE UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, einen Stent vorzusehen, der vor Expansion in Längsrichtung derart flexibel ist, daß er leicht durch gewundene Gefäße hindurchgeführt werden kann und nach Expansion in Längsrichtung derart flexibel bleibt, daß er jegliche Spannungspunkte durch Entsprechen der Flexibilität des Gefäßes und Annehmen der natürlichen Krümmung des Gefäßes im wesentlichen beseitigt. Der Stent soll nach Zuführung in Längsrichtung derart flexibel sein, daß er sich während der Zyklen des Herzschlages biegt, um zyklische Spannung an den Enden des Stents und entlang des Stents zu reduzieren. Ferner soll der Stent ein geschlossenes Zellmuster derart bereitstellen, daß er gute Abdeckung und Stützung bzw. Abstützung für die Gefäßwand nach Expansion bietet.
- Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind für Fachleute offensichtlich.
- Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch einen Stent mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- In Übereinstimmung mit diesen Zielen bzw. der Aufgabe ist ein Stent der vorliegenden Erfindung als ein Rohr mit einer gemusterten Form ausgestaltet, welche erste und zweite Mäandermuster aufweist mit Achsen, die sich in eine erste und zweite Richtung erstrecken, wobei die zweiten Mäandermuster mit den ersten Mäandermustern verschlungen sind. Die verschlungenen Mäandermuster bilden Zellen, welche drei Punkte aufweisen, an welchen sich die ersten und zweiten Mäandermuster treffen, und welche in diesem Sinne trianguläre bzw. dreieckige Zellen genannt werden können. Diese Zellen sind, nach Expansion, um die longitudinale Achse bzw. Längsachse des Stents flexibel. Diese triangulären Zellen bieten eine vergleichbare Abstützung und radiale Festigkeit zu der von durch verschlungenen Mäandermuster gebildeten Zellen, welche vier Punkte aufweisen, an welchen sich erste und zweite Mäandermuster treffen, und welche in diesem Sinne viereckige Zellen genannt werden können.
- In einer weiteren Ausführungsform, die nicht Teil der Erfindung ist, sind Bänder aus Zellen entlang der Länge eines Stents vorgesehen. Die Bänder aus Zellen alternieren zwischen Zellen, die vorwiegend angepaßt bzw. ausgestaltet sind, um die radiale Stützung zu verstärken, und Zellen, die vorwiegend angepaßt bzw. ausgestaltet sind, um nach Expansion die Flexibilität in Längsrichtung zu verstärken.
- In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die ersten Mäandermuster angepaßt, um jegliches „endseitiges Aufweiten" der Schlaufen der ersten Mäandermuster während des Vorschiebens des Stents zu verhindern.
- Ein Stent gemäß der Erfindung behält die Flexibilität in Längsrichtung, die mit dem zellularen '303-Stent in seinem nicht-expandierten Zustand in Verbindung gebracht wird, bei, und weist im expandierten Zustand eine erhöhte Flexibilität in Längsrichtung auf. Der Stent gewährleistet dies ohne Abdeckung – d. h. eine Bedeckung der Gefäßwand – oder radiale Stützung einzubüßen.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt eine schematisches Darstellung eines herkömmlichen steifen Stents, eingesetzt in ein gekrümmtes Lumen; -
2 zeigt eine schematisches Darstellung eines erfindungsgemäßen Stents, eingesetzt in eine gekrümmtes Lumen; -
3 zeigt ein Muster für einen erfindungsgemäßen Stent; -
4 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer Zelle des Musters aus3 ; -
5 zeigt ein Muster für einen erfindungsgemäßen Stent; -
6 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer Zelle des Musters aus5 ; -
7 zeigt ein Muster für einen nicht erfindungsgemäßen Stent; -
8 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer Zelle, die im Muster aus7 verwendet wird; -
9 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer weiteren Zelle, die in7 verwendet wird; -
10 zeigt einen schematischen Vergleich einer viereckigen oder „rechteckigen Zelle" mit einer dreieckigen oder „triangulären" Zelle der vorliegenden Erfindung; -
11 zeigt ein Muster für einen Stent, der gemäß den Prinzipien der Erfindung konstruiert wurde, welcher entlang seiner Länge eine variable Geometrie aufweist; -
12 zeigt ein weiteres Muster für einen Stent, der gemäß den Prinzipien der Erfindung konstruiert wurde; -
13 zeigt ein weiteres Muster für einen Stent, der gemäß den Prinzipien der Erfindung konstruiert wurde; -
14 zeigt die Verlängerung eines Abschnitts eines aus NiTi hergestellten horizontalen Mäandermusters. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
2 zeigt eine schematische Darstellung eines in Längsrichtung flexiblen Stents208 der vorliegenden Erfindung. Der Stent208 kann zu einem gekrümmten Gefäß210 mittels eines Ballonkatheters zugeführt und in der Arterie durch Aufblasen des Ballons implantiert werden. Wie oben beschrieben, verursacht der Ballon, daß sich die Arterie beim Aufblasen des Ballons streckt bzw. gerade wird. Bei der Deflation des Ballons nimmt der Stent208 jedoch die natürliche Krümmung des Gefäßes210 an, da er flexibel ist und nach der Expansion in Längsrichtung bleibt. Dies reduziert jegliche potentielle Spannungspunkte an den Enden des Stents und entlang der Länge des Stents. Da der Stent nach der Expansion in Längsrichtung flexibel ist, wird der Stent mit dem Gefäß während der durch den Herzschlag verursachten Zyklen in Längsrichtung nachgeben. Auch dies reduziert jegliche zyklische Spannung an den Enden des Stents und entlang der Länge des Stents. -
3 zeigt ein Muster eines Stents gemäß der vorliegenden Erfindung. Dieses Muster kann aus bekannten Materialien hergestellt werden, wie z. B. aus rostfreiem Stahl, aber es ist besonders geeignet, um aus NiTi hergestellt zu werden. Das Muster kann dadurch ausgestaltet werden, daß das gezeigte Muster in ein flaches Blech aus NiTi geäzt wird. Das flache Blech zu einem Stent ausgeformt durch Rollen des geätzten Blechs in einen Stent in die Form eines Rohrs, und durch Zusammenschweißen der Ränder des Blechs um einen rohrförmigen Stent zu bilden. Die Einzelheiten dieses Verfahrens zum Ausgestalten eines Stents, welches gewisse Vorteile aufweist, sind in den US- Patenten 5,836,964 und 5,997,973 offenbart. Andere, in Fachkreisen bekannte Verfahren, wie Laserbearbeitung eines Rohrs oder Ätzen eines Rohrs, können ebenfalls verwendet werden, um einen Stent auszugestalten, welcher von der vorliegenden Erfindung Gebrauch macht. Nach Ausgestaltung in Form eines Rohrs wird der NiTi-Stent wärmebehandelt, wie dies in Fachkreisen bekannt ist, um Nutzen aus den Shape-Memory- Eigenschaften von NiTi und seiner Superelastizität zu ziehen. - Das Muster
300 wird aus einer Vielzahl von zwei jeweils rechtwinkeligen Mäandermustern ausgestaltet, wobei diese Muster miteinander verschlungen sind. Der Begriff „Mäandermuster" wird hier verwendet, um ein periodisches Muster um eine Mittellinie zu beschreiben, und „orthogonales Mäandermuster" sind Muster, deren Mittellinie orthogonal zueinander sind. Ein Mäandermuster301 ist eine vertikale Sinuskurve mit einer vertikalen Mittellinie302 . Ein Mäandermuster301 hat zwei Schlaufen304 und306 pro Periode, wobei Schlaufen304 nach rechts öffnen, während die Schlaufen306 nach links öffnen. Schlaufen304 und306 teilen gemeinsame Elemente308 und310 , wobei Elemente308 eine Schlaufe304 mit ihrer folgenden Schlaufe306 verbinden, und Element308 eine Schlaufe306 mit ihrer folgenden Schlaufe304 verbindet. - Zwei Arten von Mäandermustern können in dem Stent nach Anspruch 1 gesehen werden:
Ein Mäandermuster312 (zwei von ihnen sind zur Bezugnahme schattiert worden) ist ein horizontales Muster mit einer horizontalen Mittellinie314 . Ein horizontales Mäandermuster312 weist ebenfalls mit316 ,318 ,320 ,322 indizierte Schlaufen auf, und zwischen den Schlaufen einer Periode ist ein mit324 indizierter Bereich. - Das vertikale Mäandermuster
301 ist in ungeraden und geraden (o und e) Versionen vorgesehen, welche 180° außer Phase zueinander sind. So liegt jeder nach links öffnenden Schlaufe306 des Mäandermusters301o eine nach rechts öffnende Schlaufe304 des Mäandermusters301e gegenüber, und eine nach rechts öffnenden Schlaufe304 des Mäandermusters301o liegt eine nach links öffnenden Schlaufe306 des Mäandermusters301e gegenüber. - Das horizontale Mäandermuster
312 ist ebenfalls in ungeraden und geraden Formen vorgesehen. Die geraden Abschnitte324 des horizontalen Mäandermusters312e kreuzen mit jedem dritten gemeinsamen Element310 des geraden vertikalen Mäandermusters301e . Die geraden Abschnitte324 des horizontalen Mäandermusters312o kreuzen ebenfalls mit jedem dritten gemeinsamen Element310 des ungeraden vertikalen Mäandermusters301 . - Bei der Expansion des Stents öffnen sich die Schlaufen des vertikalen Mäandermusters
301 in der vertikalen Richtung. Dies verursacht, daß sie sich in horizontaler Richtung verkürzen. Die Schlaufen im horizontalen Mäandermuster312 öffnen sich sowohl in vertikaler Richtung als auch in horizontaler Richtung, wodurch die Verkürzung der Schlaufen der vertikalen Mäandermuster kompensiert wird. - Es soll darauf hingewiesen werden, daß das horizontale Mäandermuster
312 in der vorliegenden Erfindung bei einem selbst expandierenden Stent in besonders effektiver Weise eine Verkürzung vermeidet. Wegen der Konfiguration des horizontalen Mäandermusters312 schrumpft natürlich, wie in14 gezeigt, die Länge des horizontalen Mäandermusters, wenn der Stent von einer expandierten Position auf eine gecrimpte Position komprimiert wird. Wenn der Stent expandiert, verlängert sich folglich das horizontale Mäandermuster und kompensiert die Verkürzung des vertikalen Mäandermusters wenn das vertikale Mäandermuster expandiert. Im Gegensatz hierzu wird ein horizontales Mäandermuster mit Formen wie N-Formen natürlich nicht in Längsrichtung bei der Komprimierung schrumpfen. - Ein Stent, welcher aus dem Muster von
3 gebildet und aus Ni-Ti hergestellt ist, ist besonders gut geeignet zur Verwendung in der Halsschlagader oder anderen Lumen, die einem äußeren Druck unterliegen. Ein Grund ist, daß er rückprallfähig ist, da der Stent aus NiTi gebildet ist, was eine wünschenswerte Eigenschaft für Stents ist, die in der Halsschlagader plaziert sind. Der andere Grund ist, daß der Stent nach3 eine exzellente Abdeckung bietet, welche in der Halsschlagader besonders wichtig ist. Die Abdeckung ist besonders wichtig in der Halsschlagader, da losgerissene Partikel in der Arterie Embolien bewirken und einen Schlaganfall hervorrufen können. -
4 ist eine vergrößerte Ansicht einer flexiblen Zelle500 des Musters nach3 . Jede flexible Zelle500 beinhaltet: ein erstes Element501 mit einem ersten Ende502 und einem zweiten Ende503 ; ein zweites Element504 mit einem ersten Ende505 und einem zweiten Ende506 ; ein drittes Element507 mit einem ersten Ende508 und einem zweiten Ende509 ; und ein viertes Element510 mit einem ersten Ende511 und einem zweiten Ende512 . Das erste Ende502 des ersten Elements501 ist mit dem ersten Ende505 des zweiten Elements504 durch ein erstes gekrümmtes Element535 verbunden, um eine erste Schlaufe550 zu bilden, das zweite Ende506 des zweiten Elements504 ist mit dem zweiten Ende509 des dritten Elements508 durch ein zweites gekrümmtes Element536 verbunden, und das erste Ende508 des dritten Elements507 ist mit dem ersten Ende511 des vierten Elements510 durch ein drittes gekrümmtes Element537 verbunden, um eine zweite Schlaufe531 zu bilden. Die erste Schlaufe530 definiert einen ersten Winkel543 . Die zweite Schlaufe531 definiert einen zweiten Winkel544 . Jede Zelle500 beinhaltet außerdem ein fünftes Element513 mit einem ersten Ende514 und einem zweiten Ende515 ; ein sechstes Element516 mit einem ersten Ende517 und einem zweiten Ende518 ; ein siebtes Element519 mit einem ersten Ende520 und einem zweiten Ende521 ; ein achtes Element522 mit einem ersten Ende523 und einem zweiten Ende524 ; ein neuntes Element525 mit einem ersten Ende526 und einem zweiten Ende527 ; und ein zehntes Element mit einem ersten Ende529 und einem zweiten Ende530 . Das erste Ende514 des fünften Elements513 ist mit dem zweiten Ende503 des ersten Elements501 an einem zweiten Verbindungspunkt542 verbunden, das zweite Ende515 des fünften Elements513 ist mit dem zweiten Ende518 des sechsten Elements durch ein gekrümmtes Element539 verbunden, um eine dritte Schlaufe532 zu bilden, das erste Ende517 des sechsten Elements516 ist mit dem ersten Ende520 des siebten Elements519 durch ein fünftes gekrümmtes Element548 verbunden, das zweite Ende521 des siebten Elements519 ist mit dem zweiten Ende524 des achten Elements522 an einem dritten Verbindungspunkt540 verbunden, um eine vierte Schlaufe533 zu bilden, das erste Ende523 des achten Elements522 ist mit dem ersten Ende526 des neunten Elements525 durch ein sechstes gekrümmtes Element549 verbunden, das zweite Ende526 des neunten Elements525 ist mit dem zweiten Ende530 des zehnten Elements528 durch ein siebtes gebogenes Element541 verbunden, um eine fünfte Schlaufe534 zu bilden, und das erste Ende529 des zehnten Elements528 ist mit dem zweiten Ende512 des vierten Elements510 verbunden. Die dritte Schlaufe532 definiert einen dritten Winkel545 . Die vierte Schlaufe533 definiert einen vierten Winkel546 . Die fünfte Schlaufe534 definiert einen fünften Winkel547 . - In der in
4 gezeigten Ausführungsform haben das erste Element501 , das dritte Element507 , das sechste Element516 , das achte Element522 und das zehnte Element528 im wesentlichen dieselbe Winkelausrichtung gegenüber der longitudinalen Achse des Stents, und das zweite Element504 , das vierte Element510 , das fünfte Element513 , das siebte Element519 , und das neunte Element512 haben im wesentlichen dieselbe Winkelausrichtung gegenüber der longitudinalen Achse des Stents. In der in4 gezeigten Ausführungsform sind die Längen der ersten, zweiten, dritten und vierten Elemente501 ,504 ,507 ,510 im wesentlichen gleich. Die Längen der fünften, sechsten, siebten, achten, neunten und zehnten Elemente513 ,516 ,519 ,522 ,525 ,528 sind ebenfalls im wesentlichen gleich. Das letztgenannte Merkmal ist nicht in Übereinstimmung mit4 . Andere Ausführungsformen, bei welchen die Längen der individuellen Elemente maßgeschneidert sind für besondere Anwendungen, Konstruktionsmaterialien oder Zuführmethoden sind ebenfalls möglich und können für diese zu bevorzugen sein. - Vorzugsweise haben die ersten, zweiten, dritten und vierten Elemente
501 ,504 ,507 ,510 eine Breite, die größer ist als die Breite der fünften, sechsten, siebten, achten, neunten und zehnten Elemente513 ,516 ,519 ,522 ,525 ,528 in dieser Zelle. Die verschiedenen Breiten der ersten, zweiten, dritten und vierten Elemente und der fünften, sechsten, siebten, achten, neunten und zehnten Elemente in Bezug zueinander tragen bei zu der gesamten Flexibilität und dem Widerstand gegenüber radialer Kompression der Zelle. Die Breiten der verschiedenen Elemente können für spezielle Anwendungen maßgeschneidert werden. Vorzugsweise sind die fünften, sechsten, siebten, achten, neunten und zehnten Elemente vorwiegend optimiert, um Flexibilität in Längsrichtung vor und nach Expansion zu ermöglichen, während die ersten, zweiten, dritten und vierten Elemente vorwiegend optimiert sind, um ausreichenden Widerstand gegenüber radialer Kompression zu ermöglichen, um ein Gefäß offen zu halten. Obgleich besondere Ele mente optimiert sind, um vorwiegend eine gewünschte Eigenschaft zu ermöglichen, kooperieren alle Bereiche der Zelle interaktiv und tragen zu den Charakteristika des Stents bei. -
5 und6 zeigen ein Muster und eine vergrößerte Ansicht einer Zelle einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche speziell angepaßt ist für einen aus rostfreiem Stahl hergestellten Stent. Das Muster ist ähnlich den Mustern von3 und4 , und die selben Bezugszeichen werden verwendet, um die sich im wesentlichen entsprechenden Teile zu bezeichnen. - In dieser Ausführungsform der Erfindung sind z. B. die zweiten Schlaufen
531 verstärkt durch Verkürzung der dritten und vierten Elemente507 ,510 . Dies hilft zu gewährleisten, daß die zweiten Schlaufen nicht während der Zuführung des Stents durch eine gewundene Anatomie „endseitig aufweiten". Dieses endseitige „Aufweiten" ist nicht von Belang bei NiTi-Stents, welche während der Zuführung durch eine Hülle bedeckt sind. - Weiter kann die Länge der Elemente in dieser Ausführungsform kürzer sein als die Länge der entsprechenden Elemente in der in den
3 und4 dargestellten Ausführungsform. Typischerweise kann die in einem selbstexpandierbaren NiTi-Stent zulässige Größe der Belastung um 10% betragen. Bei einem Stent aus rostfreiem Stahl kann die zulässige Größe der Belastung typischerweise 20% oder mehr betragen. Um es daher zu vereinfachen, daß aus NiTi hergestellte Stents und aus rostfreiem Stahl hergestellte Stents auf vergleichbare Durchmesser expandieren, können die Elemente des NiTi-Stents länger sein als die Elemente des Stents aus rostfreiem Stahl. -
7 illustriert einen weiteren Stent. Der Stent nach7 ist ebenfalls aus orthogonalen Mäandermustern301 ,302 konstruiert. Die Mäandermuster formen eine Reihe von miteinander verbundenen Zellen50 ,700 von zwei Typen. Der erste Zellen-Typ50 wird durch das US-Patent 5,733,303 gelehrt. Diese Zellen sind so angeordnet, daß sie alternierende Bänder704 des ersten Zellen-Typs50 und Bänder706 des zweiten Zellen-Typs700 bilden. - Wie in
8 und insbesondere mit Bezug auf die Zelle, die zur Erleichterung der Beschreibung gekennzeichnet ist, dargestellt ist, hat jede der '303-Zellen50 eine erste longitudinale Spitze100 und ein zweites longitudinales Ende78 . Jede Zelle50 ist außerdem mit einem ersten longitudinalen Ende77 und einer zweiten longitudinalen Spitze104 , welche am zweiten longitudinalen Ende78 angeordnet ist, vorgesehen. Jede Zelle50 beinhaltet außerdem ein erstes Element51 mit einer longitudinalen Komponente mit einem ersten Ende52 und einem zweiten Ende53 ; ein zweites Element54 mit einer longitudinalen Komponente mit einem ersten Ende55 und einem zweiten Ende56 ; ein drittes Element57 mit einer longitudinalen Komponente mit einem ersten Ende58 und einem zweiten Ende59 ; und ein viertes Element60 mit einer longitudinalen Komponente mit einem ersten Ende61 und einem zweiten Ende62 . Der Stent beinhaltet außerdem eine erste Schlaufe oder ein gekrümmtes Element63 , welches einen ersten Winkel64 definiert, der zwischen dem ersten Ende52 des ersten Elements51 und dem ersten Ende55 des zweiten Elements54 angeordnet ist. Eine zweite Schlaufe oder ein gekrümmtes Element65 , welches einen zweiten Winkel66 definiert, ist zwischen dem zweiten Ende59 des dritten Elements57 und dem zweiten Ende62 des vierten Ele-ments60 angeordnet und ist im allgemeinen gegenüber der ersten Schlaufe63 angeordnet. Ein erstes flexibles Kompensierungselement (oder ein Bereich eines longitudinalen Mäandermusters)67 mit einem gekrümmten Bereich und zwei Beinen mit einem ersten Ende68 und einem zweiten Ende69 ist zwischen dem ersten Element51 und dem dritten Element57 angeordnet, wobei das erste Ende68 des ersten flexiblen Kompensierungselements67 mit dem zweiten Ende53 des ersten Elements51 verbunden ist und kommuniziert, und das zweite Ende69 des ersten flexiblen Kompensierungselements67 mit dem ersten Ende58 des dritten Elements57 verbunden ist und kommuniziert. Das erste Ende68 und das zweite Ende69 sind mit einer variablen longitudinalen Distanz70 zueinander angeordnet. Ein zweites flexibles Kompensierungselement (oder ein Bereich eines longitudinalen Mäandermusters)71 mit einem ersten Ende72 und einem zweiten Ende73 ist zwischen dem zweiten Element54 und dem vierten Element60 angeordnet. Das erste Ende72 des zweiten flexiblen Kompensierungselements71 ist verbunden und kommuniziert mit dem zweiten Ende56 des zweiten Elements54 , und das zweite Ende73 des zweiten flexiblen Kompensierungselements71 ist verbunden und kommuniziert mit dem ersten Ende61 des vierten Elements60 . Das erste Ende72 und das zweite Ende73 sind mit einer variablen longitudinalen Distanz74 zueinander angeordnet. In dieser Ausführungsform sind die ersten und zweiten flexiblen Kompensierungselemente67 und71 und besonders die gebogenen Bereiche davon gekrümmt. - Der zweite Zellen-Typ
700 ist in9 dargestellt und dieselben Bezugszeichen werden verwendet, um im allgemeinen entsprechende Bereiche der Zelle zu bezeichnen. Die Spitzen100 ,104 des zweiten Zellentyps700 sind in Umfangsrichtung versetzt. Außerdem beinhaltet jedes flexible Kompensierungselement67 ,71 : einen ersten Abschnitt oder Schenkel79 mit einem ersten Ende80 und einem zweiten Ende81 ; einen zweiten Abschnitt oder Schenkel82 mit einem ersten Ende83 und einem zweiten Ende84 ; und einen dritten Abschnitt oder Schenkel85 mit einem ersten Ende86 und einem zweiten Ende87 , wobei das zweite Ende81 und das zweite Ende84 durch ein gekrümmtes Element verbunden sind, und das erste Ende83 und das erste Ende86 durch ein gekrummtes Element verbunden sind. Das erste Ende eines flexiblen Kompensierungselements67 ,71 ist dasselbe wie das erste Ende80 des ersten Abschnittes79 , und das zweite Ende eines flexiblen Kompensierungselements67 ,71 ist dasselbe wie das zweite Ende87 des dritten Abschnitts85 . Ein erster Biegungsbereich88 ist zwischen dem zweiten Ende81 des ersten Abschnittes79 und dem zweiten Ende84 des zweiten Abschnittes82 angeordnet, wo der gekrümmte, diese verbindende Abschnitt liegt. Ein zweiter Biegungsbereich89 ist zwischen dem ersten Ende83 des zweiten Abschnittes82 und dem ersten Ende86 des dritten Abschnittes85 angeordnet, wo der gekrümmte, diese verbindende Bereich liegt. - Während
7 ein Muster von alternierenden Zellenbändern illustriert, kann der Stent optimiert werden für eine besondere Verwendung durch Maßschneiderung der Konfiguration der Bänder. Z. B. kann das Mittelband des zweiten Zellen-Typs700 statt dessen aus Zellen50 gebildet werden oder umgekehrt. Der zweite Zellen-Typ in7 kann außerdem die Zellen-Konfigurationen verwenden, die in Bezug auf4 und6 beschrieben wurden. Die Zellen-Konfigurationen von4 und6 bieten den Vorteil, daß sie kein Drehmoment bzw. eines Verdrehung eines Abschnitts einer Zelle relativ zu einem anderen Abschnitt einer Zelle um die longitudinale Achse bei der Expansion hervorruft, was passieren kann, wenn der zweite Zellen-Typ700 expandiert, wobei ein solches Drehmoment eine Deformierung und ein Herausstechen eines Stents hervorrufen könnte. - Wie in
7 illustriert, sind alle der flexiblen Kompensierungselemente so angeordnet, daß sich der Weg der flexiblen Kompensierungselemente von links nach rechts in einer im allgemeinen abwärts gerichteten Richtung erstreckt. Die Zellen700 können außerdem so angeordnet sein, daß die flexiblen Kompensierungselemente in einem Band in einer im allgemeinen aufwärts gerichteten Richtung angeordnet sind, und die flexiblen Kompensierungselemente in einem angrenzenden Band in einer im allgemeinen abwärts gerichteten Richtung angeordnet sind. Ein Fachmann kann diese Modifikationen leicht durchführen. -
10 ist eine schematische Darstellung, welche die Zellen804 der vorliegenden Erfindung zeigt, welche drei Punkte, in welchen sich die verschlungenen ersten und zweiten Mäandermuster treffen und in diesem Sinne dreieckige oder trianguläre Zellen sind, mit den Zellen802 des '303-Stents vergleicht, welche vier Punkte aufweisen, in welchen sich die verschlungenen ersten und zweiten Mäandermuster treffen und in diesem Sinne viereckige oder rechteckige Zellen sind. Insbesondere ist auf der linken Seite von10 ein Paar von vertikalen Mäandermustern806 ,826 durch Elemente808 ,810 ,812 (welche Bereiche des longitudinalen Mäandermusters sind) verbunden, um eine Vielzahl von dreieckigen oder triangulären Zellen804 zu bilden. Mit triangulären Zellen ist gemeint, daß dort drei Bereiche bzw. Abschnitte810 ,812 ,814 vorhanden sind, wobei jeder Bereich Schlaufen-Abschnitte und drei zugeordnete Punkte816 ,818 ,820 ihrer Verbindung aufweist, welche jede Zelle bilden. - Auf der rechten Seite von
10 ist ein Paar von vertikalen Mäandermustern822 ,824 miteinander durch Kompensierungselemente828 ,830 ,832 ,834 (welche Bereiche eines longitudinalen Mäanders sind) verbunden, um eine Vielzahl von rechteckigen Zellen804 zu bilden. Mit rechteckigen Zellen ist gemeint, daß vier Bereiche vorhanden sind, wobei jeder Bereich Schlaufen aufweist und vier zugeordnete Punkte von deren Verbindung, welche jede Zelle bilden. Z. B. wird die schattierte Zelle802 gebildet aus vier Bereichen832 ,836 ,830 ,838 mit vier zugeordneten Punkten ihrer Verbindung840 ,842 ,844 ,846 . - Sowohl die rechteckigen Zellen als auch die triangulären Zellen haben zwei Arten von Bereichen mit Schlaufen. Die erste Art eines eine Schlaufe enthaltenden Bereichs wird gebildet aus einem vertikalen Mäandermuster und ist vorwiegend optimiert, um radiale Abstützung zu ermöglichen. Die zweite Art eines eine Schlaufe enthaltenden Bereichs ist vorwiegend optimiert, um Flexibilität entlang der longitudinalen Achse der Stents zu ermöglichen. Obgleich jeder eine Schlaufe enthaltende Bereich vorwiegend optimiert ist, um eine gewünschte Eigenschaft des Stents zu ermöglichen, sind die Bereiche miteinander verbunden und kooperieren, um die Eigenschaften des Stents zu bestimmen. Deshalb trägt die erste Art eines wenigstens eine Schlaufe enthaltenden Bereichs zu der longitudinalen Flexibilität des Stents bei, und die zweite Art eines eine Schlaufe enthaltenden Bereichs trägt zu der radialen Abstützung des Stents bei.
- In der rechteckigen Zelle
802 kann gesehen werden, daß die zweite Art von Schlaufen enthaltenden Bereichen830 ,832 jeweils ein Biegungspunkt848 ,850 aufweisen. In den triangulären Zellen weisen die wenigstens Schlaufen enthaltenden Bereiche810 ,812 jeweils zwei Biegungspunkt-Bereiche852 ,854 ,856 ,858 auf. Die höhere Anzahl von Biegungspunkten erlaubt mehr Freiheit, um nach Expansion des Stents zu deformieren, und verteilt die Deformation über einen längeren Bereich, so daß die maximale Spannung entlang dieser wenigstens Schlaufen enthaltenden Bereiche reduziert wird. - Weiter kann gesehen werden, daß sich eine rechteckige Zelle
802 entlang der longitudinalen Achse des Stents im allgemeinen weiter erstreckt als eine trianguläre Zelle804 , welche sich im wesentlichen entlang dem Umfang des Stents erstreckt. Dies trägt ebenfalls zu einer größeren Flexibilität nach Expansion bei. - Falls die ersten Mäandermuster
806 ,822 ,824 ,826 beider Zellen-Typen identisch konstruiert und um denselben Betrag beabstandet sind, ist der Bereich einer triangulären Zelle804 derselbe wie bei einer rechteckigen Zelle802 . Dies kann leichter verstanden werden unter Bezugnahme auf ein Zellen-Band um den Umfang eines Stents. Jedes Band schließt denselben Bereich ein, und jedes Band hat dieselbe Anzahl an Zellen. Dementsprechend ist der Bereich jeder Zelle in einem aus rechteckigen Zellen gebildeten Band derselbe wie der Bereich jeder Zelle in einem anderen aus triangulären Zellen gebildeten Band. - Obgleich die Flächen der Zellen gleich sind, ist der Umfang der triangulären Zelle größer als der Umfang der rechteckigen Zelle. Deshalb bietet eine trianguläre Zelle im Vergleich zu einer rechteckigen Zelle eine Abdeckung einer Gefäßwand.
- In den besonderen oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Stent im wesentlichen gleichförmig über seine gesamte Länge. Jedoch sind auch andere Anwendungen möglich, bei welchen Abschnitte des Stents angepasst sind, um verschiedene Charakteristika vorzusehen. Wie z. B. in
11 gezeigt ist, kann ein Band von Zellen850 konstruiert werden, um andere Flexibilitätseigenschaften oder verschiedene radiale Kompressionseigenschaften vorzusehen als die verbleibenden Zellen-Bänder durch Alternierung der Breiten und Längen der Elemente, aus denen das Band hergestellt ist. Oder, der Stent kann angepasst werden, um einen erhöhten Zugang zu einem Seitenastlumen vorzusehen durch Vorsehen von wenigstens einer Zelle852 , welche größer ist als die verbleibenden Zellen, oder durch Vorsehen eines gesamten Bandes von Zellen854 , welche größer sind als die anderen Zellen-Bänder. Oder, der Stent kann konstruiert werden, entlang der Länge des Stents um auf verschiedene Durchmesser zu expandieren. Der Stent kann außerdem nach der Bildung des Stents behandelt werden durch Beschichtung des Stents mit Medikamenten, durch Beschichten des Stents mit einem schützenden Material, durch Plattieren des Stents mit einem Röntgenstrahlen- undurchlässigen Material oder durch Beschichten bzw. Bedecken des Stents mit einem Material. -
12 und13 zeigen alternative Muster für einen Stent, der entsprechend den Prinzipien der vorliegenden Erfindung konstruiert ist. Der in12 gezeigte Stent hat zwei Zellen-Bänder856 , die jeweils am proximalen Ende860 und am distalen Ende862 angeordnet sind. Die Zellen, welche die Zellen-Bänder856 bilden, die an den Enden des Stents angeordnet sind, sind '303-Typ-Zellen. Die verbleibenden Zellen im Stent sind dieselben wie beschrieben in Bezug auf die Zellen500 , welche in6 dargestellt sind. Der in13 gezeigte Stent hat alternierende Zellen- Bänder864 ,866 ,868 . Der erste Typ von Zellen-Bändern864 ist zusammengesetzt aus '303-Typ-Zellen. Die zweiten und dritten Typen von Zellen-Bändern866 ,868 sind aus den Zellen ausgestaltet, welche mit Bezug auf die Zellen500 , dargestellt in4 , beschrieben sind. Selbstverständlich kann jede verschiedene Kombination von Zellen in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. - Was beschrieben ist, ist daher ein longitudinal flexibler Stent, der eine geschlossene Zellstruktur verwendet, um eine exzellente Abdeckung der Gefäßwand zu schaffen. Die hier beschriebenen allgemeinen Konzepte können verwendet werden, um Stents zu bilden mit anderen Konfigurationen als die hier besonders beschriebenen Ausführungsformen. Z. B. können die allgemeinen Konzepte verwendet werden, um aufzweigende Stents zu bilden. Es wird von Fachleuten erkannt, daß die vorliegende Erfindung nicht beschränkt ist auf das, was besonders gezeigt und oben beschrieben worden ist. Vielmehr ist der Umfang der vorliegenden Erfindung definiert durch die folgenden Ansprüche.
Claims (19)
- Stent (
208 ;300 ), der aus einer Vielzahl von triangulären Zellen (500 ;804 ) ausgestaltet ist, mit drei Bereichen (814 ,812 ,810 ), die jeweils einen Schlaufenabschnitt und drei zugehörige Verbindungen (820 ,816 ,818 ) aufweisen, aus denen jede Zelle gebildet ist, wobei jede trianguläre Zelle folgendes aufweist: einen ersten Schlaufen aufweisenden Bereich (814 ), der im wesentlichen in Umfangsrichtung angeordnet ist; einen zweiten Schlaufen aufweisenden Bereich (812 ), der an einer ersten Verbindung (538 ;820 ) mit dem ersten Schlaufen aufweisenden Bereich (814 ) zusammengefügt ist; einen dritten Schlaufen aufweisenden Bereich (810 ), der an einer zweiten Verbindung (542 ;816 ) mit dem ersten Schlaufen aufweisenden Bereich (810 ) zusammengefügt ist, und der an einer dritten Verbindung (540 ;818 ) mit dem zweiten Schlaufen aufweisenden Bereich (812 ) zusammengefügt ist; wobei der erste Schlaufen aufweisende Bereich (814 ) aus einem Abschnitt mit einem ersten Mäandermuster (301 ;806 ) ausgestaltet ist, und der zweite und der dritte Schlaufen aufweisende Bereich (812 ;810 ) aus Abschnitten von einem oder mehreren zweiten Mäandermustern (808 ) gebildet sind, wobei die Mäandermuster Elemente (501 ;504 ) aufweisen, die durch gekrümmte Elemente (535 ;536 ) zusammengefügt werden, und das erste Mäandermuster (806 ) breitere Elemente aufweist als das zweite Mäandermuster (812 ;810 ), wobei das erste und das zweite Mäandermuster (301 ,806 ,808 ) sich wiederholen und sich aufeinanderfolgend entlang der Längsachse des Stents (208 ;300 ) abwechseln, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, oder der zweite und der dritte Schlaufen aufweisende Bereich (814 ;812 ;810 ) Elemente (504 ,507 ,510 ,513a ,516a ,519a ,522a ,525a ,528a ) aufweisen, wobei eines der Elemente (507 ,516a ,525a ) kürzer ist als mindestens ein anderes Element im selben Schlaufen aufweisenden Bereich. - Stent (
208 ;300 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schlaufen aufweisende Bereich (814 ) relativ angepasst ist, um eine radiale Abstützung zu ermöglichen, und der zweite und der dritte Schlaufen aufweisende Bereich (812 ,810 ) relativ angepasst sind, um longitudinale Flexibilität zu ermöglichen. - Stent (
208 ;300 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schlaufen aufweisende Bereich (814 ) zwei Schlaufen (550 ;531 ) aufweist. - Stent (
208 ;300 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schlaufen aufweisende Bereich (812 ) zwei Schlaufen (533 ;534 ) aufweist. - Stent (
208 ;300 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Schlaufen aufweisende Bereich (810 ) zwei Schlaufen (532 ;533 ) aufweist. - Stent (
208 ;300 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stent aus Edelstahl gefertigt ist. - Stent (
208 ;300 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Schenkel (507 ,510 ) einer Schlaufe des ersten Schlaufen aufweisenden Bereichs (814 ) kürzer ist als andere Schenkel (501 ,504 ) einer Schlaufe des ersten Schlaufen aufweisenden Bereichs (814 ). - Stent (
208 ;300 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Verbindungen (538 ,542 ,816 ,820 ) in Umfangsrichtung ausgerichtet sind. - Stent (
208 ;300 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zelle (500 ;804 ) in dem Stent (208 ;300 ) den gleichen Flächeninhalt umschließt. - Stent (
208 ;300 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle (500 ;804 ;852 ) derart angeordnet ist, daß eine Länge der Zelle im expandierten Zustand in einer Umfangsrichtung des Stents größer ist als eine Länge der Zelle entlang der Längsachse des Stents. - Stent (
208 ;300 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stent (208 ;300 ) aus NiTi gefertigt ist. - Stent (
208 ;300 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zelle (500 ;804 ;852 ) des Stents (208 ;300 ) zu einer Linie, die parallel zur Längsachse des Stents verläuft, symmetrisch ist. - Stent (
208 ;300 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Zelle (852 ) von größerer Abmessung vorgesehen ist, um Zugang zu einem Seitenzweiglumen zu ermöglichen. - Stent (
208 ;300 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen (852 ) in einer Vielzahl von Bändern (850 ,854 ) angeordnet sind, und daß die Zellen in einem Band (854 ) größer sind als die Zellen in dem verbleibenden Band (850 ), um Zugang zu einem Seitenzweig in einem Gefäß zu ermöglichen. - Stent (
208 ;300 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen (852 ) in einer Vielzahl von Bändern (850 ,854 ) angeordnet sind und die Zellen in mindestens einem Band (850 ) so ausgelegt sind, daß sie eine andere radiale Kraft aufweisen als die Zellen in den übrigen Bändern. - Stent (
208 ;300 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen (852 ) in einer Vielzahl von Bändern (850 ,854 ) angeordnet sind, und die Zellen in mindestens einem Band (850 ) so angepasst sind, daß sie eine andere longitudinale Elastizität aufweisen als die Zellen in den verbleibenden Bändern. - Stent (
208 ;300 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen (852 ) in einer Vielzahl von Bändern (850 ,854 ) angeordnet sind, und die Zellen in mindestens einem Band (854 ) so angepasst sind, daß bei Expansion des Stents das Band (854 ) sich auf einen Durchmesser ausdehnt, der sich von dem Durchmesser der verbleibenden Abschnitte des Stents unterscheidet. - Stent (
208 ;300 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen (852 ) in einer Vielzahl von Bändern (850 ,854 ) angeordnet sind, und die Anzahl der Zellen in mindestens einem Band (850 ) sich von der Anzahl der Zellen in einem anderen Band (854 ) unterscheidet. - Stent (
208 ;300 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Stent (208 ;300 ) auf eine der folgenden Weisen fertiggestellt ist: Überziehen mit einem strahlenundurchlässigen Material, Überziehen mit einem schützenden Material, Einbetten von Medikament oder Beschichten mit einem Material.
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