Результат интеллектуальной деятельности: САМОРАСШИРЯЮЩИЙСЯ ЭНДОВАСКУЛЯРНЫЙ СТЕНТ (ЕГО ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к медицинской технике, а именно устройствам, применяющимся в рентгенэндоваскулярной хирургии для восстановления измененных участков просвета кровеносных сосудов или других полых трубчатых органов. Для восстановления и поддержания просвета полых органов при стенозах и окклюзии сосудов, при механическом сдавливании и опухолевой обструкции полых органов находят применение саморасширяющиеся эндоваскулярные стенты, выполненные из металлической проволоки.

Известен самовосстанавливающийся стент для сосудов и полых органов, выполненный из нитиноловой проволоки в форме сетчатой цилиндрической поверхности с ячейками ромбической формы, при этом ячейки выполнены в форме неравностороннего ромба, большая диагональ ромба расположена вдоль продольной оси стента, и все элементы ячейки образуют минимальные углы с осью кровотока, что сохраняет ламинарное течение крови в сосуде {патент Российской Федерации №2121317, МКИ⁶ A 61 F 2/06, опубликован 10.11.98}. На концах стента выполнены рентгеноконтрастные метки, поскольку сплав нитинол обладает низкой рентгеноконтрастностью. Стент, выполненный из нитиноловой проволоки круглого сечения, обладает хорошей биологической совместимостью и минимальной травматичностью. Однако жесткость нитиноловой проволоки недостаточна для эффективного выполнения функции восстановления и поддержания просвета сосуда или полого органа. Кроме того, нитинол - дорогостоящий сплав, что отражается на стоимости изготовленных стентов.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому стенту является саморасширяющийся эндоваскулярный стент, выполненный из зигзагообразно изогнутой металлической проволоки в форме цилиндрического полого тела (патент США №5800456, МКИ⁶ А 61 М 29/00, опубликованный 01.09.98). Стент выполнен из проволки круглого сечения, изготовленной из нержавеющей стали. На вершинах зигзагов сформированы круглые “глазки”, часть которых запаяна с образованием колечка. Зигзагообразная заготовка свернута в трубку по спирали; через “глазки” продернута нить, соединяющая конструкцию. Нить также размещена по спирали. Длина прямых участков в зигзагах, расположенных на концах стента меняется от 9 до 17 мм. Эта постепенно возрастающая длина прямых участков приводит к тому, что сечения стента на концах перпендикулярны его оси несмотря на спиральное расположение заготовки. Стент может быть сжат по оси и самостоятельно расширяется после установки в кровеносном сосуде или другом полом органе, причем ему присуща однородная расширяющая “жесткость” по длине.

Однако постоянная жесткость по длине не всегда является преимуществом стента, особенно в случаях помещения стента в органы, имеющие изгиб. Кроме того, проволока, изготовленная из нержавеющей стали, имеет сравнительно низкую коррозионную стойкость и невысокий показатель биосовместимости.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении биологической совместимости стента и изготовлении стента с переменной жесткостью по длине, что обеспечивает максимальную адаптацию стента к стенкам кровеносного сосуда или другого полого органа.

Указанная техническая задача решается тем, что саморасширяющийся эндоваскулярный стент, выполненный из металлической зигзагообразно изогнутой проволоки, образующей цилиндрическую поверхность, выполнен из проволоки, изготовленной из кобальтожелезохромоникелевого сплава (Пластокрист-08) и имеющей прямоугольное со сглаженными углами сечение, причем стент имеет форму по крайней мере одной цилиндрической секции, в которой зигзаги проволоки направлены вдоль продольной оси стента и имеют прогиб внутрь стента (первый вариант).

Количество секций цилиндрической формы, слегка вогнутых внутрь, в стенте может быть от 1 до 10.

В том случае, когда секций в стенте больше одной, секции скреплены по крайней мере одним креплением, представляющим собой прямолинейную, с прямоугольным сечением со сглаженными углами полоску, выполненную из “Пластокриста-08”, ребристую с наружной стороны стента.

Количество V - периодов в одной цилиндрической секции стента может быть 6-8.

За счет прогиба зигзагов внутрь стента продольный профиль секции имеет форму, близкую к трапецеидальной.

Поставленная техническая задача решается также тем, что саморасширяющийся эндоваскулярный стент, выполненный из металлической зигзагообразно изогнутой проволоки, образующей цилиндрическое тело, выполнен из проволоки, изготовленной из кобальтожелезохромоникелевого сплава “Пластокрист-08” и имеющей прямоугольное со сглаженными углами сечение, а зигзаги выполнены в виде элементов ромбической формы со сглаженными углами, причем большая диагональ ромба направлена под углом 0-90° к продольной оси стента (второй вариант).

Для изготовления стента по первому варианту заготовку из зигзагообразно изогнутой проволоки оборачивают вокруг оправки, концы соединяют и полученную секцию слегка прогибают внутрь. Для изготовления многосекционного стента секции соединяют одной - двумя прямолинейными полосками, ребристыми с наружной стороны стента.

Стент по второму варианту формируется непрерывной намоткой изогнутой в элементы ромбической формы проволоки на оправку.

Сплав “Пластокрист-08” содержит 30,0-32,0 мас.% кобальта, 26,4-32,9 мас.% железа, 20,0-22,0 мас.% хрома, 17,0-19,0 мас.% никеля, а также до 0,05 мас.% марганца, до 0,4 мас.% углерода, до 0,05 мас.% алюминия, не более 0,05 мас.% кремния и не более 0,05 мас.% титана (патент Украины №24523, МКИ⁶ А 61 К 6/04, опубликован 30.10.98, Бюллетень №5). Он использовался для изготовления цельнолитых несъемных и съемных конструкций зубных протезов.

Для изготовления саморасширяющихся эндоваскулярных стентов сплав “Пластокрист-08” до сих пор не использовался.

Нами были проведены сравнительные испытания проволоки диаметром 0,3 мм, изготовленной из “Пластокриста-08” и проволоки такого же диаметра, изготовленной из нержавеющей стали марки 316Z и из сплава нитинол. Результаты испытаний представлены в таблице.

Как видно из таблицы, “Пластокрист-0,8” обладает при высоких физико-механических свойствах высокой коррозионностойкостью, биосовместимостью и рентгенконтрастностью.

Толщина проволоки, из которой изготавливались заявляемые стенты, может быть в пределах от 30 до 200 мкм (0,03 - 0,20 мм); ширина - в пределах от 75 до 390 мкм (0,075 - 0,390 мм).

Диаметр стентов в расширенном состоянии может быть от 5 до 25 мм. Для установки внутри полых органов с помощью доставляющего устройства заявляемые стенты могут быть сжаты до диаметра, не превышающего в 6-7 раз ширину проволоки для первого варианта и в 4-5 раз - для второго варианта.

Длина стента по первому варианту может составлять 3-60 мм. Минимальная длина стента по второму варианту ограничена величиной малой диагонали элемента ромбической формы; стент по второму варианту можно изготовить сколь угодно длинным.

Заявляемые стенты могут быть покрыты оболочкой, выполненной из тонкой двуосноориентированной пленки из политетрафторэтилена или сополимеров тетрафторэтилена с гексафторпропиленом или тетрафторэтилена с перфторвинилпропиловым эфиром с содержанием сомономера не более 2%. Пленку получают так, как это описано в патенте РФ №2117459, МКИ⁶ A 61 F 2/02, опубликованном 20.08.2002, Бюллетень №23.

Оболочка может охватывать наружную или наружную и внутреннюю поверхности стента. Оболочка, охватывающая внутреннюю поверхность стента, может быть выполнена из 1-3 слоев полимерного материала. Оболочка, охватывающая наружную поверхность стента, может быть выполнена из 1-6 слоев полимерного материала.

Политетрафторэтиленовая пленка имеет структуру, характеризуемую двумя связанными взаимопроникающими матрицами: матрицей полимера в виде узлов, соединенных фибриллами, и матрицей пространства пустот, причем эти элементы образуют трехмерную сеть. Оболочки могут быть выполнены из материала, имеющего объемную долю пространства пустот от 1 до 35%, удельную поверхность пространства пустот от 0,5 до 20 мкм²/мкм³, среднее расстояние между пустотами в объеме от 0,5 до 15 мкм и среднюю хорду объемную от 0,1 до 10 мкм, или из материала, имеющего объемную долю пространства пустот от 25 до 94%, удельную поверхность пространства пустот от 0,1 до 9,0 мкм²/мкм³, среднее расстояние между пустотами в объеме от 1,5 до 50 мкм и среднюю хорду объемную от 0,4 до 30 мкм. Наилучший результат показывает оболочка, выполненная из материала, имеющего объемную долю пространства пустот от 45 до 94%, удельную поверхность пространства пустот от 0,1 до 0,6 мкм²/мкм³, среднее расстояние между пустотами в объеме от 5 до 45 мкм и среднюю хорду объемную от 5 до 30 мкм.

Указанный полимерный материал в виде пленки толщиной от 0,005 мм до 0,25 мм формируют в виде единого чехла, охватывающего стент. В случае, когда стент имеет и внутреннюю и наружную оболочки, они спечены вместе в пространствах между изгибами проволоки, образующей стенки.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-16.

На фиг.1 представлена заготовка из зигзагообразно изогнутой проволоки.

На фиг.2 представлено поперечное сечение проволоки, из которой сформированы заявляемые стенты.

На фиг.3 представлена цилиндрическая секция стента, изготовленная из заготовки, показанной на фиг.1.

На фиг.4 представлен стент, состоящий из нескольких цилиндрических секций.

На фиг.5 представлена прямолинейная полоска прямоугольного сечения с одной ребристой поверхностью, используемая как крепление многосекционного стента, представленного на фиг.4.

На фиг.6 представлена заготовка из зигзагообразно изогнутой в элементы ромбического типа проволоки (направление зигзагов вдоль от оси стента).

На фиг.7 представлен фрагмент фронтального элемента ромбического типа.

На фиг.8 представлен профиль фрагмента фронтального элемента, представленного на фиг.7.

На фиг.9 представлена заготовка зигзагообразно изогнутой в элементы ромбического типа проволоки с направлением зигзагов под углом 90° к оси стента.

На фиг.10 представлена заготовка зигзагообразно изогнутой в элементы ромбического типа проволоки с направлением зигзагов к оси стента под углом α, равным 0°<α<90°.

На фиг.11 представлен стент, сформированный из заготовки, показанной на фиг.6.

На фиг.12 представлен стент, сформированный из заготовки, представленной на фиг.9.

На фиг.13 представлен стент, сформированный из заготовки, показанной на фиг.10.

На фиг.14 представлен стент, имеющий наружную оболочку из политетрафторэтилена.

На фиг.15 представлен стент, имеющий наружную и внутреннюю оболочки из политетрафторэтилена.

На фиг.16 а) б) представлены фрагменты наружной и внутренней оболочек из политетрафторэтилена, спеченных вокруг элементов стентов, выполненных из проволоки круглого сечения (а) и заявляемого сечения (б).

Из зигзагообразно изогнутой проволоки (фиг.1), выполненной из “Пластокриста-0,8”, имеющей прямоугольное со сглаженными углами поперечное сечение (фиг.2) формируется цилиндрическая секция (фиг.3). Зигзаги проволоки направлены вдоль оси стента и имеют прогиб внутрь стента, как это показано на фиг.3. Прогиб придает фронтальному профилю стента трапециидальную форму. Стент может включать 1-10 секций. В том случае, когда стент включает две и более секций, они скреплены прямолинейными полосками, выполненными из сплава “Пластокрист-0,8”. На фиг.4 представлен стент, включающий 6 секций из зигзагообразно изогнутой проволоки 1. Секции скреплены двумя креплениями, выполненными в форме прямолинейных полос, ребристых с одной стороны (фиг.5). Крайние секции стента (фиг.4) имеют переменную радиальную жесткость с понижением ее к концам стента (первый вариант саморасширяющегося эндоваскулярного стента).

По второму варианту заявляемого стента проволока из сплава “Пластокрист-08”, имеющая прямоугольное со сглаженными углами сечение (фиг.2), изогнута в зигзаги в виде элементов ромбической формы со сглаженными углами (фиг.6, 7, 8). Стент в форме цилиндрического тела (фиг.11-13) формируется из зигзагообразно изогнутой проволоки. При этом большая диагональ ромба может быть направлена вдоль продольной оси стента, поперек продольной оси стента или под острым углом к продольной оси стента (угол наклона 0°-90°).

Если большая диагональ ромбического элемента направлена вдоль оси стента (фиг.6), сформированный стент имеет вид, представленный на фиг.11. Этот стент имеет максимальную продольную жесткость и минимальную жесткость на кручение.

В случае, когда большая диагональ ромбического элемента направлена под углом 90° к продольной оси стента, как это показано на фиг.9, формируется стент, представленный на фиг.12. Этот стент имеет максимальную жесткость на сжатие и минимальную жесткость вдоль оси.

Если большая диагональ ромбического элемента направлена под острым углом к продольной оси стента, как это показано на фиг.10, сформированный стент имеет вид, представленный на фиг.13. Такой стент имеет наиболее гибкую конструкцию и легко изгибается в разных плоскостях.

На фиг.14 представлен стент 1, покрытый снаружи оболочкой 2, сформированной из 1-6 слоев двуосноорентированной пленки из политетрафторэтилена или сополимера тетрафторэтилена с гексафторпропиленом или с перфторвинилпропиловым эфиром, содержащего не более 2% сомономера. Оболочка имеет структуру, характеризующуюся двумя связанными взаимопроникающими матрицами, матрицей полимера в виде узлов, соединенных фибриллами, и матрицей пространства пустот, причем эти две матрицы соединены в трехмерную сеть.

На фиг.15 стент 1 снабжен наружной оболочкой 2 и внутренней оболочкой 3, выполненной из 1-3 слоев двуосноориентированной пленки из того же полимера. В этом случае наружная оболочка 2 спечена с внутренней оболочкой 3 в пространствах между изгибами проволоки.

На фиг.16 показано, что при прямоугольном сечении проволоки, формирующей заявляемый стент (фиг.16б), площадь контакта наружной и внутренней полимерных оболочек больше, чем была бы площадь контакта, если бы стент был сформирован из проволоки круглого сечения (фиг.16а), диаметр которой равен ширине проволоки, из которой сформирован заявляемый стент. Увеличение площади контакта оболочек препятствует их нежелательному расслоению в процессе эксплуатации.

Прямоугольный профиль проволоки, из которой изготовлен заявляемый стент, кроме того, позволяет увеличить внутренний диаметр стента при том же внешнем диаметре, что способствует нормализации кровотока. Переменная жесткость по длине стента способствует его адаптации к стенкам кровеносного сосуда, что снижает вероятность нарушения гемодинамики.

Кроме того, высокий модуль упругости сплава “Пластокрист-08” обеспечивает прочность конструкции; его высокие коррозионостойкость и биосовместимость.

Рентгенконтрастность большая, чем у нитинола, позволяет использование стентов без дополнительных рентгенконтрастных меток.

Заявляемый стент (оба варианта) прошел клинические испытания в Центре сердечно-сосудистой хирургии Центрального военно-клинического госпиталя им. А.А.Вишневского при ренгенэндоваскулярном протезировании в лечении аневризмы брюшной аорты.

Заявляемые эндоваскулярные стенты были имплантированы 6 больным пациентам в возрасте от 73 до 82 лет артериологическим способом через бедренную артерию под местной анестезией. При этом использовалась проводниковая система (интродьюсер) диаметром 24F. У четырех больных были инфраренальные аневризмы брюшной аорты II типа; у одного больного, оперированного пятью годами ранее по поводу аневризмы брюшной аорты II типа, наблюдалась ложная аневризма проксимального анастомоза линейного аортального эксплантата; еще у одного больного наблюдалась несостоятельность проксимального конуса нитинолового стента, установленного тремя годами ранее.

При установке заявляемых стентов не наблюдалось интраоперационных осложнений. В послеоперационном периоде (наблюдения от 4 месяцев до 2 лет) осложнений также не наблюдалось.