具有双稳态弹簧结构的斯滕特印模制造技术

本发明专利技术涉及双稳态室及其在装置、尤其是医疗装置例如期滕特印模、夹紧器和阀中的应用。本发明专利技术描述了由多个双稳态室形成的一可膨胀的斯滕特印模。斯滕特印模具有两个或多个稳定构形，包括具有一第一直径的第一稳定构形和具有一第二较大直径的一第二稳定构形。本发明专利技术还公开了一种包括一双稳态室用于避免失禁的阀。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
目前市场上有许多种具有气囊可膨胀或自膨胀功能的斯滕特印模。气囊可膨胀的斯滕特印模通常由一种可以在两个方向容易塑料变形的材料制成。在插入前，斯滕特印模在一导管远端绕此气囊部分放置并一同压缩以减小外部尺寸。当斯滕特印模在适当的轴向位置放入身体中时，斯滕特印模可以膨胀并从而通过抽压气囊而塑性变形。在此最终状态，斯滕特印模处于其最大的直径并应能支撑周围的组织，防止至少局部变成一直径很小的不需要的形状。因此，斯滕特印模需要在径向具有足够的刚度，但当其处于最终状态时还应在轴向具有一些柔性。而且，材料的量应尽可能少并且在内表面斯滕特印模不应阻止液体流过管道(例如血管)或引起太大的湍流。这些斯滕特印模的问题通常如下在将斯滕特印模绕气囊压缩至其最小直径后，斯滕特印模将总是具有一些弹性回到其略大的直径，当导管放入病人身体中时这会产生问题。另外，气囊和斯滕特印模之间的轴向摩擦力会很小以致于斯滕特印模滑出导管。而且，较大尺寸的一斯滕特印模通常是不利的。另一个问题是这些斯滕特印模的所谓的缩回。这意味着在由气囊压力膨胀后，当气囊放气后外径会总是变得略小。这种缩回度可以高至10％，这将引起斯滕特印模徙动。另一种不同类型的斯滕特印模由或多或少的弹性膨胀结构制成，它必须由某种外部装置保持在导管上。这种类型的一个例子是一斯滕特印模由一传送鞘保持在其限定位置上，当斯滕特印模应展开至其自然形状时可去除。这些斯滕特印模中的某一些由形状记忆材料制成，要么具有超弹性特性要么具有温度敏感触发膨胀功能。这些自膨胀斯滕特印模的一个缺点是需要传送鞘，从而产生较大的插入直径。鞘的去除还需要一鞘收缩机构，此机构必须在近端致动。大多数上述两种斯滕特印模还具有在膨胀过程中长度变化相对较大及由于金属导线或支柱而使流体动力特性较差的缺点。一些斯滕特印模的另一个缺点是具有正弹簧系数，这意味着只能通过更大的气囊压力才能取得更一步的膨胀。现有斯滕特印模的结构通常使得在径向作用在斯滕特印模上的外力只在结构的支柱或导线上产生弯力。例如，一由Johnson & Johnson International Systems生产的Palmaz-Schatz斯滕特印模的单元室或由Progressive AngioplastySystems公司生产的ACT One Coronary斯滕特印模在其收缩状态具有一平坦的矩形形状而在其膨胀的状态具有一或多或少的钻石形状，带有几乎直的支柱(Palmaz-Schatz型)或更弯曲的支柱(ACT-One型)。这种斯滕特印模的单元室的形状基本对称，四个支柱中每一个都具有相同的横截面。另外，在轴向上室的载荷基本会使所有的支柱产生一弹性或塑性变形，使单元室在轴向伸长。这些单元室具有一正弹簧刚度。在基于这些单元室的斯滕特印模中抵抗径向压力的稳定性只取决于支柱及其连接的抗弯强度。在本专利申请中描述了一种新型的斯滕特印模，具有一种有负弹簧刚度和双稳态功能的单元室。这种单元室还可以用于其它的医疗应用中。这意味着它具有两种构形，其中它不需要外力保持其形状而可以稳定。单元室使用至少两个不同的区段而形成。一个区段不如另一个柔软并起相对刚性支撑的作用，防止此更柔性的区段在一个方向中形状变化。在另一个方向柔性区段可以变形，但由于来以刚性区段的抗力，柔软或柔性区段的稳定性可以得到很大的增强。在垂直于最柔性区段方向上的外力分布到刚性区段上而且柔性区段的横截面只在压缩状态下承受载荷。这使得结构比现有的斯滕特印模更牢固。在现有的斯滕特印模中，所有的支柱通常具有相同的横截面和机械特性并只用于弯曲模式中。基于此单元室的一种斯滕特印模的结构产生了一种设备，可以容易地用手施加压力而绕气囊压缩。在一特定关键直径之下，本专利技术的斯滕特印模进一步弹至一稳定的、最小的直径，从而将放气的气囊牢固保持在导管的表面上，其中一插入直径尽可能小。不需要额外的鞘，但也可以用来保证更安全。在斯滕特印模在适当的轴向位置放入病人身体中后，气囊可以充气直到斯滕特印模到达其临界弹性平衡直径。略高于此直径之上斯滕特印模自动进一步膨胀至其最终最大的直径，其中它抵抗径向压力到达其最大稳态。此设计可以取得一恒定长度的大的膨胀率，一可靠的可膨胀性和/或一小的表面率。本专利技术的另一个实施例使一种带有一系列稳定直径逐级膨胀的斯滕特印模成为可能。本专利技术的另一部分是一种沿其长度带有几个外径的斯滕特印模，以尽可能适应它放入其中的身体腔室的形状。本专利技术的还一部分是通过热处理修正单元室中的应力应变分布，使此单元室的力位置特性不对称或甚至表现为单稳态而非双稳态功能，其中要么带有膨胀后的直径，要么是最稳定状态的收缩的直径。本专利技术的另一个实施例是修改一些支柱的横截面几何形状，以取得抵抗一单元室位移特性的对称或非对称的双稳态或单稳态力。本专利技术的还一部分是在其它的医疗应用场合例如一膨胀器或环中使用一个或多个单元室，要么将一身体腔室扩张开，要么夹紧或保持一身体部分或某些身体组织。本专利技术还针对将本专利技术的斯滕特印模与本专利技术的膨胀环结合起来使用以将两个脉管连接在一起。本专利技术还针对一种具有一速动的双位置单元室的双稳态阀及其使用，尤其是防止失禁。本专利技术还针对多稳态室及其在医疗装置中的使用。本专利技术的斯滕特印模的结构包括一系列部件，带有一种能以特殊方式稳定的单元室布置。每个单元室具有至少两个不同的机械连结的、机械特性不同的区段。一个区段对较柔性的反作用的区段起一相对刚性支撑的作用。较柔性区段对如果不是全部也是大多数斯滕特印模的膨胀起作用。有许多方法可以制造基于此原理的一斯滕特印模，而且它可以由许多材料制成，像聚合物、复合物、常规的金属或具有超弹性特性或温敏特性的形状记忆合金。它可以由一种线或条带布置方式制成，在特定位置熔接一起。另一种可能性是在基片中将金属沉积在所需的图案中或使用烧结预合金粉末。一种进一步的方法是由一管形的原材料加工斯滕特印模，利用蚀刻，碾磨、切割(例如用激光、水等)、电火花腐蚀加工或任何其它适当的方法在壁上形成条或带的图形。此图形还可以在一平板中形成，然后熔接、铜焊或卷曲成大约为圆柱形或一圆柱形中间部分带有两个直径较大的圆锥端。附图说明图1示出一双稳态结构的原理；图2示出图1结构的力-位移特性；图3示出另一种带有一不对称双稳态的双稳态结构；图4示出图3结构的力-位移特性；图5示出处于稳定的完全收缩构形中的一本专利技术的管状斯滕特印模；图5b示出处于稳定的完全膨胀的构形中的一本专利技术的管状斯滕特印模；图6示出带有一稳定膨胀形状的双稳态单元室的一斯滕特印模的一部分；图7示出图6的斯滕特印模的部分接近其弹性稳定平衡状态；图8示出图6和7的斯滕特印模部分处于其稳定的收缩形状；而图9示出图6和8的斯滕特印模的较大的区段，示出了一些单元室处于收缩形状而一些单元室处于膨胀形状。图10示出由多个较小的本专利技术的斯滕特印模用柔性接头连在一起形成的一本专利技术的斯滕特印模。图11示出具有多于一种双稳态单元室类型的一局部膨胀的本专利技术的斯滕特印模。图12示出沿其长度具有一系列直径的一本专利技术的斯滕特印模；图13示出处于膨胀状态中的一本专利技术的膨胀环；图14示出处于收缩状态中的图13的膨胀环；图15示出将两个脉管连在一起并装有本专利技术膨胀环的一本专利技术的斯滕特印模，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种医疗装置，包括至少一个单元室，单元室至少存在两个不同的部分，一个部分相对为柔性而另一个部分相对为刚性，以一种刚性部分阻止柔性部分在一主方向中变形的方式机械连结，产生一种结构，可以在一第一或多或少稳定的可收缩形状和一第二或多或少稳定的膨胀的形状之间在垂直于第一主方向的其他主方向上中变形。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：佩得鲁斯安东尼厄斯贝塞尔林科，
申请(专利权)人：乔米德有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]