DE102011102986A1

DE102011102986A1 - Miteinander verbundene verschiedenartige Materialien und Verfahren

Info

Publication number: DE102011102986A1
Application number: DE102011102986A
Authority: DE
Inventors: Heiko Specht; Andreas Reisinger; Goran Pavlovic; Jacob E. Markham; Stichter Kelly; Laurent Bataillard
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: Heraeus Medevio and Co Kg GmbH
Priority date: 2010-06-11
Filing date: 2011-05-23
Publication date: 2011-12-15
Anticipated expiration: 2031-05-24
Also published as: DE102011102986B4; US20130299038A1; US20110306949A1; US8487210B2

Abstract

Ein Draht enthält einen ersten Drahtabschnitt, der aus einem ersten Material besteht, und einen zweiten Drahtabschnitt, der aus einem zweiten Material besteht, welches sich von dem ersten Material unterscheidet. Ein Verbindungsabschnitt ist sowohl dem ersten als auch dem zweiten Drahtabschnitt benachbart angeordnet, wobei der Verbindungsabschnitt ein erstes Ende und ein zweites Ende umfasst. Das erste Ende des Verbindungsabschnitts besteht aus einem Material, das mit dem ersten Material des ersten Drahtabschnitts verträglich ist, und das zweite Ende des Verbindungsabschnitts besteht aus einem Material, das mit dem zweiten Material des zweiten Drahtabschnitts verträglich ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft miteinander verbundene verschiedenartige Materialien.
Bei einer Ausgestaltung bilden die miteinander verbundenen Materialien einen für den intravaskulären Gebrauch ausgelegten Führungsdraht. Intravaskuläre Führungsdrähte werden beispielsweise in Verbindung mit intravaskulären Vorrichtungen, wie z. B. Kathetern, verwendet, um ein Navigieren durch das Gefäßsystem eines Patienten zu ermöglichen. Der Durchmesser derartiger Führungsdrähte ist typischerweise sehr klein. Bei manchen Anwendungen kann ein Führungsdraht mehrere Abschnitte aufweisen, die miteinander verbunden sind, um einen einzigen Draht zu bilden. Des Miteinanderverbinden von Abschnitten eines derartigen Drahtes mit kleinem Durchmesser kann mit Problemen verbunden sein, insbesondere wenn die miteinander zu verbindenden Abschnitte aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Da viele gegenwärtige Vorgehensweisen Einschränkungen aufweisen, besteht eine Nachfrage nach der vorliegenden Erfindung.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile beim miteinander Verbinden von Abschnitten eines derartigen Drahtes zu überwinden.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden ein Draht und ein Verfahren für die Ausbildung eines Drahts vorgeschlagen, mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, welche einzeln oder in Kombination realisierbar sind, sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt. Merkmale und Details, die in Zusammenhang mit dem Draht beschrieben werden, gelten dabei auch in Zusammenhang mit den jeweiligen Verfahren und jeweils umgekehrt.
Zusammenfassend werden folgende Ausführungsformen im Rahmen der vorliegenden Erfindung als besonders bevorzugt vorgeschlagen:
Ausführungsform 1: Draht, umfassend: einen ersten Drahtabschnitt, der ein erstes Material umfasst; einen zweiten Drahtabschnitt, der ein zweites Material umfasst, welches sich von dem ersten Material unterscheidet, und einen Verbindungsabschnitt, der sowohl dem ersten als auch dem zweiten Drahtabschnitt benachbart angeordnet ist, wobei der Verbindungsabschnitt ein erstes Ende und ein zweites Ende umfasst, wobei das erste Ende des Verbindungsabschnitts ein Material umfasst, das mit dem ersten Material des ersten Drahtabschnitts verträglich ist und wobei das zweite Ende des Verbindungsabschnitts ein Material umfasst, das mit dem zweiten Material des zweiten Drahtabschnitts verträglich ist, und der Verbindungsabschnitt ein Merkmal umfasst, das dazu ausgelegt ist, das erste Material an dem zweiten Material zu halten.
Ausführungsform 2: Draht nach der ersten Ausführungsform, wobei das Merkmal eine Fügestelle zwischen dem ersten und dem zweiten Material umfasst, die sich senkrecht in Relation zu dem ersten und dem zweiten Ende des Verbindungsabschnitts erstreckt.
Ausführungsform 3: Draht nach der ersten Ausführungsform, wobei das Merkmal einen Stecker umfasst, der das erste Material umfasst und innerhalb des zweiten Materials des Verbindungsabschnitts ausgebildet ist.
Ausführungsform 4: Draht nach der ersten Ausführungsform, wobei das erste Material Edelstahl, Nickel-Chrom-Legierung, Nickel-Chrom-Eisen-Legierung oder Kobaltlegierung umfasst und wobei das zweite Material Nickel-Titan umfasst.
Ausführungsform 5: Draht nach der ersten Ausführungsform, wobei das erste Ende des Verbindungsabschnitts das erste Material umfasst und das zweite Ende des Verbindungsabschnitts das zweite Material umfasst.
Ausführungsform 6: Draht nach der ersten Ausführungsform, wobei der Verbindungsabschnitt mit Hilfe eines Verfahrens aus der Gruppe, die elektrolytische Metallabscheidung, dreidimensionalen Druck, dreidimensionalen Siebdruck, LIGA, Lithographie- und Stapelungsprozesse umfasst, hergestellt wird.
Ausführungsform 7: Draht nach der ersten Ausführungsform, wobei die Materialien des Verbindungsabschnitts eine Steigerung umfassen, die von dem ersten Material zu dem zweiten Material fortschreitet.
Ausführungsform 8: Draht nach der ersten Ausführungsform, wobei der Verbindungsabschnitt ein zylinderförmiges Koppelelement ist, das getrennt von dem ersten und dem zweiten Drahtabschnitt ist und mit dem der erste und der zweite Abschnitt jeweils verschweißt werden.
Ausführungsform 9: Draht nach der ersten Ausführungsform, wobei das erste Ende des Verbindungsabschnitts mit dem ersten Drahtabschnitt verschweißt wird und das zweite Ende des Verbindungsabschnitts mit dem zweiten Drahtabschnitt verschweißt wird.
Ausführungsform 10: Draht nach der ersten Ausführungsform, wobei der Außendurchmesser des Drahts zwischen 0,005 und ca. 0,02 Inches liegt.
Ausführungsform 11: Verfahren für die Ausbildung eines Drahts, umfassend:
Bereitstellen eines ersten Drahtabschnitts, der ein erstes Material umfasst,
Bereitstellen eines zweiten Drahtabschnitts, der ein zweites Material umfasst, welches sich von dem ersten Material unterscheidet,
Ausbilden eines Verbindungsabschnitts, der ein erstes Ende und ein zweites Ende hat, derart, dass das erste Ende des Verbindungsabschnitts ein Material umfasst, das mit dem ersten Material verträglich ist, und derart, dass das zweite Ende des Verbindungsabschnitts ein Material umfasst, das verträglich mit dem zweiten Material ist, und
Verschweißen des ersten Drahtabschnitts mit dem ersten Ende des Verbindungsabschnitts mittel Laser und Verschweißen des zweiten Drahtabschnitts mit dem zweiten Ende des Verbindungsabschnitts mittels Laser,
wobei das Ausbilden des Verbindungsabschnitts die Ausbildung des Verbindungsabschnitts mit Hilfe eines Prozesses aus einer Gruppe umfasst, die elektrolytische Metallabscheidung, dreidimensionalen Druck, dreidimensionalen Siebdruck, LIGA, Lithographie- und Stapelungsprozesse umfasst.
Ausführungsform 12: Verfahren für die Ausbildung eines Drahts nach der ersten ein Verfahren betreffenden Ausführungsform, wobei das erste Material Edelstahl, Nickel-Chrom-Legierung, Nickel-Chrom-Eisen-Legierung oder Kobaltlegierung umfasst und wobei das zweite Material Nickel-Titan umfasst.
Ausführungsform 13: Verfahren für die Ausbildung eines Drahts nach der ersten ein Verfahren betreffenden Ausführungsform, wobei das erste Ende des Verbindungsabschnitts das erste Material umfasst und das zweite Ende des Verbindungsabschnitts das zweite Material umfasst.
Ausführungsform 14: Verfahren für die Ausbildung eines Drahts nach der ersten ein Verfahren betreffenden Ausführungsform, wobei das Ausbilden des Verbindungsabschnitts ferner die elektrolytische Abscheidung eines ersten Abschnitts des Verbindungsabschnitts mit dem ersten Material, wodurch das erste Ende festgelegt wird, und die elektrolytische Abscheidung eines zweiten Abschnitts des Verbindungsabschnitts mit dem zweiten Material umfasst, wodurch das zweite Ende festgelegt wird, und wobei die elektrolytische Abscheidung des ersten und des zweiten Abschnitts ferner die Ausbildung eines Merkmals umfasst, mit welchem der erste und der zweite Abschnitt aneinander gekoppelt werden.
Ausführungsform 15: Verfahren für die Ausbildung eines Drahts nach der ersten ein Verfahren betreffenden Ausführungsform, wobei das Ausbilden des Verbindungsabschnitts ferner einen dreidimensionalen Siebdruck des Verbindungsabschnitts derart umfasst, dass der Verbindungsabschnitt eine Steigerung umfasst, die von dem ersten Material zu dem zweiten Material fortschreitet.
Ausführungsform 16: Verfahren für die Ausbildung eines Drahts nach der vorherigen ein Verfahren betreffenden Ausführungsform, wobei der dreidimensionale Siebdruck des Verbindungsabschnitts das Drucken von mindestens drei oder mehr Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung umfasst.
Ausführungsform 17: Verfahren für die Ausbildung eines Drahts nach der ersten ein Verfahren betreffenden Ausführungsform, wobei das Ausbilden des Verbindungsabschnitts ferner die Anwendung eines Lithographie- oder Stapelprozesses umfasst, um den Verbindungsabschnitt aufzubauen, und zwar derart, dass der Verbindungsabschnitt ein Merkmal umfasst, mit dem das erste und das zweite Material aneinander gekoppelt werden.
Ausführungsform 18: Verfahren für die Ausbildung eines Drahts nach der ersten ein Verfahren betreffenden Ausführungsform, wobei das Ausbilden des Drahts eine Ausbildung derart umfasst, dass der Außendurchmesser des Drahts zwischen 0,005 und ca. 0.02 Inches liegt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1A und 1B veranschaulichen miteinander verbundene verschiedenartige Materialien nach einer Ausgestaltung in Querschnittsansicht.
2 veranschaulicht einen Verbindungsabschnitt nach einer Ausgestaltung in Querschnittsansicht.
3 veranschaulicht eine Tabelle, welche den Materialanteil von Schichten eines Verbindungsabschnitts nach einer Ausgestaltung veranschaulicht.
4 veranschaulicht einen Verbindungsabschnitt nach einer Ausgestaltung in Querschnittsansicht.
5A bis 5C veranschaulichen das Ausbilden eines Verbindungsabschnitts nach einer Ausgestaltung.
6 veranschaulicht einen Verbindungsabschnitt nach einer Ausgestaltung in Querschnittsansicht.
7 veranschaulicht einen Verbindungsabschnitt nach einer Ausgestaltung in Querschnittsansicht.
8 veranschaulicht einen Verbindungsabschnitt nach einer Ausgestaltung in perspektivischer Ansicht, teilweise als Geisterbild.
9 veranschaulicht einen Verbindungsabschnitt nach einer Ausgestaltung in perspektivischer Ansicht, teilweise als Geisterbild.
10 veranschaulicht einen Verbindungsabschnitt nach einer Ausgestaltung in perspektivischer Ansicht, teilweise als Geisterbild.
11 veranschaulicht einen Verbindungsabschnitt nach einer Ausgestaltung in perspektivischer Ansicht, teilweise als Geisterbild.
Detaillierte Beschreibung
In der nachfolgenden detaillierten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen, die einen Teil des vorliegenden Dokuments bilden und in denen in bildlicher Darstellung spezifische Ausgestaltungen, in denen die Erfindung ausgeführt sein kann, gezeigt werden. Dabei wird eine richtungsweisende Terminologie, wie beispielsweise „oben”, „unten”, „vorne” „hinten”, „vordere/r”, „hintere/r” usw., unter Bezugnahme auf die Ausrichtung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung in einer Reihe unterschiedlicher Ausrichtungen positioniert sein können, wird die richtungsweisende Terminologie zum Zwecke der bildlichen Darstellung verwendet und ist in keinster Weise einschränkend. Es versteht sich von selbst, dass Gebrauch von anderen Ausgestaltungen gemacht werden kann und bauliche oder logische Veränderungen vorgenommen werden können, ohne dass der Umfang der vorliegenden Erfindung verlassen wird. Die nachfolgende detaillierte Beschreibung ist daher nicht in einschränkendem Sinne zu verstehen, und der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die im Anhang aufgeführten Ansprüche festgelegt.
1 zeigt einen Führungsdraht 10 nach einer Ausgestaltung. Bei einer Ausgestaltung weist der Führungsdraht 10 einen proximalen Abschnitt 12, einen distalen Abschnitt 14 und einen Verbindungsabschnitt 16 auf. In einem Fall bestehen der proximale, der distale und der Verbindungsabschnitt 12, 14 und 16 jeweils aus getrennten Drahtsegmenten, die an der Fügestelle 16 miteinander verbunden sind. Bei einigen Ausgestaltungen sind der proximale und der distale Abschnitt 12 und 14 mit unterschiedlichen Durchmesserbereichen ausgelegt, sind so ausgelegt und angeordnet, dass sie einen Wechsel in der Steifigkeit erhalten, und verfügen über eine Solleigenschaft in Bezug auf ihre Flexibilität. In 1 ist der Führungsdraht 10 mit abgeschnittenen Enden abgebildet, da seine Länge je nach den jeweiligen Anwendungen variieren kann.
In der hier gewählten Verwendung können sich der proximale Abschnitt 12 und der distale Abschnitt 14 gattungsgemäß auf zwei benachbarte Drahtabschnitte entlang eines beliebigen Teilbereichs des Führungsdrahts 10 beziehen. Außerdem können die Drahtsegmente bei nahezu jeder beliebigen intravaskulären Vorrichtung Verwendung finden, auch wenn sie hier unter besonderer Bezugnahme auf Führungsdrähte erörtert werden. Beispielsweise können sie bei Hypotube-Schäften für intravaskuläre Katheter (z. B. Schnellaustausch-Ballonkatheter, Stentapplikationskatheter usw.) oder bei Antriebsschäften für intravaskuläre Drehvorrichtungen (Atherektomiekatheter, IVUS-Katheter usw.) Verwendung finden.
Bei einem Beispiel kann der proximale Abschnitt 12 aus einem relativ steifen Material, wie beispielsweise Edelstahldraht, bestehen. Alternativ kann der proximale Abschnitt 12 aus einem Metall oder einer Metalllegierung, wie beispielsweise einer Nickel-Titan-Legierung, einer Nickel-Chrom-Legierung, einer Nickel-Chrom-Eisen-Legierung, einer Kobalt-Legierung, oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Im Allgemeinen kann das Material, das für die Gestaltung des proximalen Abschnitts 12 verwendet wird, so gewählt werden, dass es zum Zwecke der Schiebbarkeit und Verdrillbarkeit relativ steif ist.
Außerdem kann bei einigen Ausgestaltungen der distale Abschnitt 14 aus einem relativ flexiblen Material, wie beispielsweise einer überelastischen oder linear-elastischen Legierung, aus Draht, wie beispielsweise linear-elastischem Nickel-Titan (NiTi), oder alternativ aus einem Polymermaterial, wie beispielsweise einem Hochleistungspolymer, bestehen. Alternativ kann der distale Abschnitt 14 aus einem Metall oder einer Metalllegierung, wie beispielsweise Edelstahl, einer Nickel-Chrom-Legierung, einer Nickel-Chrom-Eisen-Legierung, einer Kobalt-Legierung, oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Im Allgemeinen kann das Material, das für die Auslegung des distalen Abschnitts 14 verwendet wird, so gewählt werden, dass es zum Zwecke der Nachführbarkeit relativ flexibel ist.
Bei einer Ausgestaltung ist der Führungsdraht 10 für intravaskuläre Verwendung ausgelegt und kann in Verbindung mit intravaskularen Vorrichtungen, wie beispielsweise Kathetern, verwendet werden, um ein Navigieren durch das Gefäßsystem eines Patienten zu ermöglichen. Der Führungsdraht 10 ist in verschiedenen Größen ausgelegt, und bei einer Ausgestaltung liegt sein Außendurchmesser in einem Bereich von ca. 0,005 bis ca. 0,02 Inches.
1B veranschaulicht einen Führungsdraht 10 nach einer Ausgestaltung in einer Explosionsansicht. Der Verbindungsabschnitt 16 besteht aus zwei unterschiedlichen Materialien. Beispielsweise besteht der Verbindungsabschnitt 16 an einem dem proximalen Abschnitt 12 unmittelbar benachbarten ersten Ende 16a aus einem Material, das mit dem Material, aus welchem der proximale Abschnitt 12 besteht, verträglich ist. Als solcher kann der proximale Abschnitt 12 wegen der verträglichen Materialien schnell und einfach mit dem ersten Ende 16a des Verbindungsabschnitts 16 verschweißt werden. Ferner besteht der Verbindungsabschnitt an einem dem distalen Abschnitt 14 unmittelbar benachbarten zweiten Ende 16b aus einem Material, das mit dem Material, aus welchem der distale Abschnitt 14 besteht, verträglich ist. Als solcher kann der distale Abschnitt 14 wegen der verträglichen Materialien schnell und einfach mit dem zweiten Ende 16b des Verbindungsabschnitts 16 verschweißt werden.
Bei einer Ausgestaltung besteht das erste Ende 16a des Verbindungsabschnitts 16 aus Edelstahl und der proximale Abschnitt 12 besteht ebenfalls aus Edelstahl. Außerdem besteht das zweite Ende 16b des Verbindungsabschnitts 16 aus Nickel-Titan (NiTi) und der distale Abschnitt 14 besteht ebenfalls aus Nickel-Titan. Auf diese Weise kann das erste Ende 16a leicht mit dem proximalen Abschnitt 12 verschweißt werden und das zweite Ende 16b kann leicht mit dem distalen Abschnitt 14 verschweißt werden.
Bei einer Ausgestaltung besteht das erste Ende 16a des Verbindungsabschnitts 16 aus Metall oder einer Metalllegierung, wie beispielsweise einer Nickel-Chrom-Legierung, einer Nickel-Chrom-Eisen-Legierung, einer Kobalt-Legierung oder einem anderen ähnlichen Material, und der proximale Abschnitt 12 besteht aus einem sehr ähnlichen Material. Außerdem besteht das zweite Ende 16b des Verbindungsabschnitts 16 aus einem relativ flexiblen Material, wie beispielsweise einer überelastischen oder linear-elastischen Legierung, und der distale Abschnitt 14 besteht aus einem sehr ähnlichen Material. Auf diese Weise kann das erste Ende 16a leicht mit dem proximalen Abschnitt 12 verschweißt werden und das zweite Ende 16b kann leicht mit dem distalen Abschnitt 14 verschweißt werden. Das Ausbilden des Verbindungsabschnitts 16, der aus zwei unterschiedlichen Materialien besteht, kann auf vielerlei Arten erfolgen, die in Einklang mit den Ausführungsbeispielen stehen.
veranschaulicht den Verbindungsabschnitt 16 in einer Ausgestaltung, in der er mit Hilfe von Schichtabschnitten ausgebildet ist. Bei einer Ausgestaltung besteht der Verbindungsabschnitt 16 aus einer Vielzahl von Schichtabschnitten, bei einem Beispiel aus den Schichten 20–30. Bei einer Ausgestaltung wechselt das Material in jeder der Schichten 20–30 von einer Schicht zur nächsten. Beispielsweise besteht bei einem Beispiel die Schicht 20 des Verbindungsabschnitts 16 vollständig aus Edelstahl, und die Schicht 21 besteht zum größten Teil aus Edelstahl, enthält aber auch eine geringe Menge an Nickel-Titan. Die Schichten 22–29 enthalten dann jeweils fortlaufend zunehmende Mengen an Nickel-Titan und abnehmende Mengen an Edelstahl. Die Schicht 30 besteht vollständig aus Nickel-Titan. Als solche kann die Schicht 20 leicht mit dem aus Edelstahl bestehenden proximalen Abschnitt 12 verschweißt werden und die Schicht 30 kann leicht mit einem aus Nickel-Titan bestehenden distalen Abschnitt 14 verschweißt werden.
3 veranschaulicht den Materialanteil für jede der Schichten des Verbindungsabschnitts 16 als Prozentzahl in einem Beispiel. Als solche besteht die Schicht 20 zu 100% aus Edelstahl und zu 0% aus Nickel-Titan; die Schicht 21 besteht zu 90% aus Edelstahl und zu 10% aus Nickel-Titan; die Schicht 22 besteht zu 80% aus Edelstahl und zu 20% aus Nickel-Titan; die Schicht 23 besteht zu 70% aus Edelstahl und zu 30% aus Nickel-Titan und so weiter bis zur Schicht 30, die zu 0% aus Edelstahl und zu 100% aus Nickel-Titan besteht.
Bei anderen Ausgestaltungen können mehr oder weniger Schichten verwendet werden, um den Materialanteil des Verbindungsabschnitts 16 von seinem einen Ende zu seinem anderen Ende allmählicher oder abrupter zu verändern. In der bildlichen Darstellung sind 11 Schichten gezeigt, es können je nach verschiedenen Ausgestaltungen jedoch auch mehr oder weniger Schichten verwendet werden. Außerdem können verschiedene andere Prozentzahlen für die Materialänderungen angewendet werden: Die bildlichen Darstellungen zeigen die Prozentzahlen für die Materialänderungen von einer Schicht zur nächsten in 10er Schritten, es können aber je nach verschiedenen Ausgestaltungen auch größere oder kleinere Schritte angewendet werden.
Bei einer Ausgestaltung sind die Schichtabschnitte des Verbindungsabschnitts 16 mittels dreidimensionalem Siebdruck oder Direct Typing Process (DTP) ausgebildet. Dreidimensionaler Siebdruck oder DTP ist ein bekanntes Verfahren für die Herstellung von dreidimensional geformten Objekten mit Hilfe eines Schichtungsprozesses. Beim dreidimensionalen Siebdruck wird durch Aufdrucken einer verflüssigten Metallpulvermischung auf ein Substrat ein Grünling ausgebildet; dies wird anschließend Schicht für Schicht wiederholt, bis der Grünling entstanden und der Formling zu einem Metall gesintert ist.
Bei einer Ausgestaltung wird ein Grünling ausgebildet, um den Verbindungsabschnitt 16 auszubilden. Zunächst wird eine metallhaltige Paste gemischt und anschließend durch ein Sieb oder eine Maske gepresst. Bei einer Ausgestaltung enthält die Paste außerdem ein organisches Bindemittel und eine Trägerflüssigkeit, beispielsweise Wasser. Eine erste Schicht, wie beispielsweise die Schicht 20, wird gedruckt, indem die Paste in einem ersten Druck durch ein Sieb gedrückt wird. Bei dem ersten Siebdruck enthält die metallhaltige Paste ein erstes Metallmaterial und keinerlei zweites Metallmaterial. Anschließend lässt man die erste Schicht trocknen. Danach wird auf der ersten getrockneten Schicht eine zweite Schicht gedruckt. Zwischen dem Drucken der ersten und der zweiten Schicht wird jedoch die Zusammensetzung der Paste so verändert, dass die Menge des ersten Metallmaterials verringert und die Menge des zweiten Metallmaterials von Null an vergrößert wird.
Jede nachfolgende Schicht wird dann über die getrocknete vorhergehende Schicht gedruckt, wobei die Zusammensetzung der metallhaltigen Paste zwischen jedem Druckvorgang allmählich derart eingestellt wird, dass in dem Grünling eine Steigerung, die von dem ersten Material zu dem zweiten Material fortschreitet, erzeugt wird. Anschließend wird der Grünling entbindert und gesintert, wodurch man einen Verbindungsabschnitt, wie beispielsweise den Verbindungsabschnitt 16 von 2, erhält.
Bei einer Ausgestaltung liegen die einzelnen gedruckten Schichten des Grünlings in der Größenordnung von 10–40 μm. Als solche können bei einem Beispiel zwei oder mehr Schichten gedruckt werden, bevor die Zusammensetzung der Paste verändert wird. Auf diese Weise wird zwar immer noch eine Steigerung, die von dem ersten Material zu dem zweiten Material fortschreitet, erzeugt, aber jede in 2 veranschaulichte Schicht kann in Wirklichkeit zwei oder mehr tatsächlich gedruckte Schichten darstellen.
Bei einer Ausgestaltung handelt es sich bei dem ersten Material bei dem oben beschriebenen dreidimensionalen Siebdruck oder DTP um Edelstahl und bei dem zweiten Material um Nickel-Titan. Bei einer anderen Ausgestaltung handelt es sich bei dem ersten Material um Nickel-Titan und bei dem zweiten Material um Edelstahl. Bei anderen Ausgestaltungen können noch weitere Materialien Verwendung finden, so dass jedes Ende des Verbindungsabschnitts 16 eine Materialzusammensetzung hat, die mit dem angrenzenden Stück, mit dem es verbunden oder verschweißt wird, verträglich ist.
4 veranschaulicht eine Ausgestaltung des Verbindungsabschnitts 16, die mit Hilfe eines Galvanisierungs- oder elektrolytischen Metallabscheidungsprozesses ausgebildet ist. Bei einer Ausgestaltung enthält der Verbindungsabschnitt 16 einen ersten Abschnitt 40 und einen zweiten Abschnitt 42 derart, dass sich das erste Ende 16a des Verbindungsabschnitts 16 auf dem ersten Abschnitt 40 befindet und sich das zweite Ende 16b des Verbindungsabschnitts 16 auf dem zweiten Abschnitt 42 befindet. Jeder der Abschnitte 40 und 42 besteht aus unterschiedlichen Materialien, und bei einem Beispiel besteht der erste Abschnitt 40 aus Edelstahl und der zweite Abschnitt 42 besteht aus Nickel-Titan (NiTi). Auf diese Weise kann das erste Ende 16a leicht mit dem proximalen Abschnitt 12 verschweißt werden und das zweite Ende 16b kann leicht mit dem distalen Abschnitt 14 verschweißt werden, wie in 1A gezeigt.
Bei einer Ausgestaltung besteht der erste Abschnitt 40 aus Metall, wie beispielsweise einer Metalllegierung, aus Edelstahl, Nickel, Eisen, einer Nickel-Chrom-Legierung, einer Nickel-Chrom-Eisen-Legierung, einer Kobaltlegierung oder einem anderen ähnlichen Material, und der proximale Abschnitt 12 besteht aus einem ähnlichen Material. Außerdem besteht bei einer Ausgestaltung der zweite Abschnitt 42 aus einem relativ flexiblen Material, wie beispielsweise einer überelastischen oder linear-elastischen Legierung, und der distale Abschnitt 14 besteht aus einem ähnlichen Material. Auf diese Weise kann das erste Ende 16a des ersten Abschnitts 40 leicht mit dem proximalen Abschnitt 12 verschweißt werden und das zweite Ende 16b des zweiten Abschnitts 42 kann leicht mit dem distalen Abschnitt 14 verschweißt werden.
5A–5C veranschaulichen eine Ausgestaltung eines Prozesses der elektrolytischen Metallabscheidung für den Verbindungsabschnitt 16. In 5A wird eine Maske 52 auf ein leitfähiges Substrat 50 abgeschieden. Die Maske 52 legt eine Öffnung über dem leitfähigen Substrat 50 fest, die so geformt ist, dass sie zu dem für den Verbindungsabschnitt 16 gewünschten Profil passt, bei einem Beispiel zylinderförmig.
5B veranschaulicht einen elektrolytischen Metallabscheidungsprozess, bei dem der erste Abschnitt 40 innerhalb der offenen Maske 52 geformt wird, indem das leitfähige Substrat 50 unter Spannung gesetzt wird. Bei einem Beispiel wird die Abscheidung des ersten Abschnitts 40 durch Anlegen einer negativen Ladung an das leitfähige Substrat 50 und Eintauchen des leitfähigen Substrats 50 und der Maske 52 in eine erste Elektrolytlösung erreicht, welche ein Salz des Metalls enthält, das als erster Abschnitt 40 abgeschieden werden soll. Das heißt, dass das leitfähige Substrat 50 aus der Kathode einer elektrolytischen Zelle hergestellt ist. The Metallionen des Salzes sind negativ geladen und werden somit von dem leitfähigen Substrat 50 angezogen. Sobald sie das negativ geladene leitfähige Substrat 50 erreichen, liefert es Elektronen, um die positiv geladenen Ionen auf eine metallische Form zu reduzieren.
Besteht bei einer Ausgestaltung der erste Abschnitt 40 aus Metall, wie beispielsweise einer Metalllegierung, aus Edelstahl, Nickel, Eisen, einer Nickel-Chrom-Legierung, einer Nickel-Chrom-Eisen-Legierung, einer Kobaltlegierung oder einem anderen ähnlichen Material, wird eines dieser Materialien in der Elektrolytlösung als positive geladene Ionen gelöst.
5C veranschaulicht die Ausbildung des zweiten Abschnitts 42, welcher auf dem ersten Abschnitt 40 aufgebaut wird. Ionen des Materials, aus dem der zweite Abschnitt 42 besteht, sind dann in einer zweiten Elektrolytlösung enthalten, in welche die Maske 52 und das leitfähige Substrat 50 eingetaucht sind, und sobald das leitfähige Substrat 50 unter Spannung gesetzt wird, wird der zweite Abschnitt 42 innerhalb der Maske 52 gegen den ersten Abschnitt 40 unter der Einwirkung der Kraft des unter Spannung gesetzten leitfähigen Substrats 50 ausgebildet.
Besteht bei einer Ausgestaltung der Abschnitt 42 aus einem relativ flexiblen Material, wie beispielsweise Nickel-Titan (NiTi) oder einer überelastischen oder linear-elastischen Legierung, wird eines dieser Materialien in der Elektrolytlösung als positiv geladene Ionen gelöst.
Bei einer anderen Ausgestaltung kann der erste Abschnitt 40 durch andere Mittel ausgebildet und anschließend innerhalb der Maske 52 auf ein leitfähiges Substrat 50 platziert werden. Danach kann der zweite Abschnitt 42 über dem ersten Abschnitt 42 innerhalb der Maske 52 mit Hilfe eines elektrolytischen Metallabscheidungsprozesses und unter Verwendung des leitfähigen Substrats 50 wie oben beschrieben ausgebildet werden.
6 und 7 veranschaulichen weitere Ausgestaltungen des Verbindungsabschnitts 16, die mittels eines elektrolytischen Metallabscheidungsprozesses ausgebildet sind. Bei einem Beispiel enthält der Verbindungsabschnitt 16 einen ersten Abschnitt 60 und einen zweiten Abschnitt 62. Der erste und der zweite Abschnitt 60 und 62 werden wie oben erklärt mittels eines elektrolytischen Metallabscheidungsprozesses ausgebildet. Es werden ein leitfähiges Substrat 50 und eine Maske, die der Form des ersten und des zweiten Abschnitts 60 und 62 entspricht, verwendet, um einen oder beide des ersten und des zweiten Abschnitts 60 und 62 elektrolytisch abzuscheiden.
Bei einer Ausgestaltung enthält der erste Abschnitt 60 einen ersten verlängerten Teilbereich 60a und der zweite Abschnitt 62 enthält einen zweiten verlängerten Teilbereich 62a, die sich entlang der Fügestellte 65 überlappen. Wie bei den oben beschriebenen Ausgestaltungen kann entweder der erste oder der zweite Abschnitt 60 oder 62 zuerst galvanisiert (oder anderweitig ausgebildet) werden, und anschließend wird der andere Abschnitt auf dem bereits ausgebildeten Abschnitt galvanisiert. Die Fügestelle 65 steht senkrecht auf dem ersten und dem zweiten Ende 16a und 16b des Verbindungsabschnitts 16. Bei einem Beispiel, kann ein Merkmal, wie beispielsweise die Fügestelle 65, die senkrecht zu den Enden 16a und 16b verläuft, eine erhöhte Haltekraft zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 60 und 62 aufbringen, wenn auf den proximalen Abschnitt 12 und den distalen Abschnitt 14, die jeweils an die Eden 16a und 16b gekoppelt sind, eine signifikante Zug- oder Drehkraft ausgeübt wird.
Bei einem Beispiel enthält der Verbindungsabschnitt 16 einen ersten Abschnitt 70 und einen zweiten Abschnitt 72. Der erste und der zweite Abschnitt 70 und 72 werden wie oben erklärt ausgebildet. Es werden ein leitfähiges Substrat 50 und eine Maske, die der Form des ersten und des zweiten Abschnitts 70 und 72 entspricht, verwendet, um einen oder beide des ersten und des zweiten Abschnitts 70 und 72 elektrolytisch abzuscheiden.
Bei einer Ausgestaltung enthält der erste Abschnitt 70 einen steckerförmigen Teilbereich 70a und ein zweiter Abschnitt 72 ist so ausgebildet, dass er den steckerförmigen Teilbereich 70a aufnimmt. Wie bei den oben beschriebenen Ausgestaltungen kann entweder der erste oder der zweite Abschnitt 70 oder 72 zuerst galvanisiert (oder anderweitig ausgebildet) werden, und anschließend wird der andere Abschnitt auf dem bereits ausgebildeten Abschnitt galvanisiert. Bei einem Beispiel, kann ein Merkmal, wie beispielsweise ein Stecker 70a, der in einem aufnehmenden Hohlraum des zweiten Abschnitts 72 ausgebildet ist, eine erhöhte Haltekraft zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 70 und 72 aufbringen, wenn auf den proximalen Abschnitt 12 und den distalen Abschnitt 14, die jeweils an die Enden 16a und 16b gekoppelt sind, eine ausreichende Zug- oder Drehkraft ausgeübt wird.
Es sind auch weitere Ausbildungen des Verbindungsabschnitts 16 nach weiteren Ausgestaltungen und weiteren galvanoformenden Verfahren möglich. Bei einer Ausgestaltung kann der Verbindungsabschnitt 16 mit Hilfe von LIGA- oder Lithographie- und Galvanoformungsverfahren hergestellt werden. In einem Fall umfasst das LIGA-Verfahren Röntgentiefenlithographie, Galvanoformung und Formpressung.
Bei der Röntgentiefenlithographie wird eine Polymerschicht (Fotoresist), die empfindlich auf Röntgenstrahlung reagiert, mittels des Schattens, den eine Röntgenmaske wirft, mit Röntgenstrahlung beaufschlagt, wodurch auf den Fotoresist ein exaktes Abbild der Absorberstrukturen auf der Maske übertragen wird. Die beaufschlagten Bereiche werden gezielt durch nasschemische Verfahren gelöst. Mit Hilfe von Lithographieverfahren sind komplexe oder aufwändige Ausbildungen möglich. Werden diese Polymerstrukturen auf einer metallenen Ausgangsschicht hergestellt, können die Strukturbereiche, die nach dem Entwicklungsvorgang beaufschlagt werden, mittels elektrolytischer Metallabscheidung mit verschiedenen Materialien aufgefüllt werden. Sobald das Metall aufgebaut ist, wird der restliche Fotoresist entfernt, so dass nur die Metallstrukturen an Ort und Stelle verbleiben.
Bei anderen Ausgestaltungen wird die EFAB^®-Technologie angewendet, um den Verbindungsabschnitt 16 herzustellen. Bei der EFAB^®-Technologie handelte sich um einen bekannten Vorgang für das Ausbilden von Mikrostrukturen, indem ein Satz dünner Metallschichten aufeinander gestapelt wird, in etwa wie bei den schnellen Prototyptechnologien. Der EFAB^®-Prozess wird durch eine dreidimensionale CAD-Konstruktion der endgültigen Vorrichtung gesteuert. Die Herstellung beginnt mit einem Blindsubstrat und baut dann die Vorrichtung schichtenweise durch Abscheiden und exaktes Planarisieren von Metallen auf. Bei einem Beispiel werden zwei Metalle abgeschieden (beispielsweise eines für den ersten Abschnitt und eines für den zweiten Abschnitt eines Verbindungsabschnitts). Bei Anwendung von EFAB^®-Prozessen sind einigermaßen komplexe oder aufwändige Ausbildungen möglich.
8–11 veranschaulichen Ausgestaltungen des Verbindungsabschnitts 16, die mit Hilfe eines Galvanoformungsverfahrens, wie beispielsweise der elektrolytischen Metallabscheidung, eines EFAB^®-Prozesses oder eines Lithographieprozesses, ausgebildet sind. Bei den Ausgestaltungen von 8–11 enthält der Abschnitt 16 jeweils einen ersten Abschnitt 80, 90, 100 und 110 sowie einen zweiten Abschnitt 82, 92, 102 und 112. Der erste und der zweite Abschnitt 80, 90, 100, 110 und 82, 92, 102, 112 werden mit Hilfe Galvanoformungsverfahrens, wie beispielsweise der elektrolytischen Metallabscheidung, eines EFAB^®-Prozesses oder eines Lithographieprozesses, ausgebildet.
Bei einer in 8 veranschaulichten Ausgestaltung enthält der erste Abschnitt 80 einen ersten und einen zweiten steckerförmigen Teilbereich 80a und 80b, und der zweite Abschnitt 82 ist so ausgelegt, dass er den ersten und den zweiten steckerförmigen Teilbereich 80a und b aufnimmt. In der bildlichen Darstellung sind der zweite Abschnitt 82 als Geisterbild und der erste und der zweite steckerförmige Teilbereich 80a und b mit gestrichelten Linien dargestellt. Wie bei dem ersten und dem zweiten Abschnitt 80 und 82 können der erste und der zweite steckerförmige Abschnitt 80a und 80b mit Hilfe von Galvanoform ungsprozessen, wie beispielsweise elektrolytischer Metallabscheidung, eines EFAB^®-Prozesses oder eines Lithographieprozesses, ausgebildet werden. Bei einem Beispiel, kann ein Merkmal, wie beispielsweise die steckerförmigen Teilbereiche 80a und 80b, die in einem aufnehmenden Hohlraum des zweiten Abschnitts 82 ausgebildet sind, eine erhöhte Haltekraft zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 80 und 82 aufbringen, wenn auf den proximalen Abschnitt 12 und den distalen Abschnitt 14, die jeweils an die Enden 16a und 16b gekoppelt sind, eine signifikante Zug- oder Drehkraft ausgeübt wird.
Bei einer in 9 veranschaulichten Ausgestaltung enthält der erste Abschnitt 90 einen steckerförmigen Teilbereich 90a, und der zweite Abschnitt 92 ist so ausgelegt, dass er den steckerförmigen Teilbereich 90a aufnimmt. In der bildlichen Darstellung sind der zweite Abschnitt 92 als Geisterbild und der steckerförmige Teilbereich 90a mit gestrichelten Linien dargestellt. Wie bei dem ersten und dem zweiten Abschnitt 90 und 92 kann der steckerförmige Abschnitt 90a mit Hilfe von Galvanoformungsprozessen, wie beispielsweise elektrolytischer Metallabscheidung, eines EFAB^®-Prozesses oder eines Lithographieprozesses, ausgebildet werden. Bei einem Beispiel, kann ein Merkmal, wie beispielsweise der steckerförmige Teilbereich 90a, der in einem aufnehmenden Hohlraum des zweiten Abschnitts 92 ausgebildet ist, eine erhöhte Haltekraft zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 90 und 92 aufbringen, wenn auf den proximalen Abschnitt 12 und den distalen Abschnitt 14, die jeweils an die Enden 16a und 16b gekoppelt sind, eine signifikante Zug- oder Drehkraft ausgeübt wird.
Bei einer in 10 veranschaulichten Ausgestaltung enthält der erste Abschnitt 100 einen steckerförmigen Teilbereich 100a, und der zweite Abschnitt 102 ist so ausgelegt, dass er den steckerförmigen Teilbereich 100a aufnimmt. In der bildlichen Darstellung sind der zweite Abschnitt 102 als Geisterbild und der steckerförmige Teilbereich 100a mit gestrichelten Linien dargestellt. Wie bei dem ersten und dem zweiten Abschnitt 100 und 102 kann der steckerförmige Abschnitt 100a mit Hilfe von Galvanoformungsprozessen, wie beispielsweise elektrolytischer Metallabscheidung, eines EFAB^®-Prozesses oder eines Lithographieprozesses, ausgebildet werden. Bei einem Beispiel, kann ein Merkmal, wie beispielsweise der steckerförmige Teilbereich 100a, der in einem aufnehmenden Hohlraum des zweiten Abschnitts 102 ausgebildet ist, eine erhöhte Haltekraft zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 100 und 102 aufbringen, wenn auf den proximalen Abschnitt 12 und den distalen Abschnitt 14, die jeweils an die Enden 16a und 16b gekoppelt sind, eine signifikante Zug- oder Drehkraft ausgeübt wird.
Bei einer in 11 veranschaulichten Ausgestaltung enthält der erste Abschnitt 110 einen ersten und einen zweiten steckerförmigen Teilbereich 110a und 110b, und der zweite Abschnitt 112 ist so ausgelegt, dass er den ersten und den zweiten steckerförmigen Teilbereich 110a und b aufnimmt. In der bildlichen Darstellung sind der zweite Abschnitt 112 als Geisterbild und der erste und der zweite steckerförmige Teilbereich 110a und b mit gestrichelten Linien dargestellt. Wie bei dem ersten und zweiten Abschnitt 110 und 112 können der erste und zweite steckerförmige Abschnitt 110a und 110b mit Hilfe von Galvanoformungsprozessen, wie beispielsweise elektrolytischer Metallabscheidung, eines EFAB^®-Prozesses oder eines Lithographieprozesses, ausgebildet werden. Bei einem Beispiel, kann ein Merkmal, wie beispielsweise die steckerförmigen Teilbereiche 110a und 110b, die in einem aufnehmenden Hohlraum des zweiten Abschnitts 112 ausgebildet sind, eine erhöhte Haltekraft zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 110 und 112 aufbringen, wenn auf den proximalen Abschnitt 12 und den distalen Abschnitt 14, die jeweils an die Enden 16a und 16b gekoppelt sind, eine signifikante Zug- oder Drehkraft ausgeübt wird.
Durch Anwendung der oben beschriebenen Prozesse, wie beispielsweise elektrolytische Metallabscheidung, dreidimensionaler Druck, dreidimensionaler Siebdruck, LIGA, Lithographie- oder Stapelungsprozesse, können Merkmale, wie beispielsweise die Fügestelle 65, der Stecker 70a, die steckerförmigen Teilbereiche 80a und 80b, 90a, 100a, 110a und 110b, hergestellt werden, selbst wenn die Drahtgröße ziemlich klein ist. Beispielsweise erlauben diese Prozesse sogar bei einem Außendurchmesser des Drahts in einem Bereich von 0,005 bis ca. 0,02 Inches die Herstellung des Merkmals in dem Verbindungsabschnitt, wodurch das erste und das zweite Material zusammengehalten werden.
Obwohl hier spezielle Ausgestaltungen veranschaulicht und beschrieben wurden, ist es für Fachleute offensichtlich, dass die gezeigten und beschriebenen speziellen Ausgestaltungen durch eine Vielzahl von alternativen und/oder gleichwertigen Ausführungen ersetzt werden können, ohne dass der Umfang der vorliegenden Erfindung verlassen wird. Die Absicht dieser Anmeldung ist es, alle beliebigen Anpassungen oder Abwandlungen der hier erörterten speziellen Ausgestaltungen abzudecken. Aus diesem Grund soll diese Erfindung nur durch die Ansprüche und deren Äquivalente beschränkt sein.

Claims

Draht, umfassend: einen ersten Drahtabschnitt, der ein erstes Material umfasst; einen zweiten Drahtabschnitt, der ein zweites Material umfasst, welches sich von dem ersten Material unterscheidet, und einen Verbindungsabschnitt, der sowohl dem ersten als auch dem zweiten Drahtabschnitt benachbart angeordnet ist, wobei der Verbindungsabschnitt ein erstes Ende und ein zweites Ende umfasst, wobei das erste Ende des Verbindungsabschnitts ein Material umfasst, das mit dem ersten Material des ersten Drahtabschnitts verträglich ist und wobei das zweite Ende des Verbindungsabschnitts ein Material umfasst, das mit dem zweiten Material des zweiten Drahtabschnitts verträglich ist, und der Verbindungsabschnitt ein Merkmal umfasst, das dazu ausgelegt ist, das erste Material an dem zweiten Material zu halten.
Draht nach Anspruch 1, wobei das Merkmal eine Fügestelle zwischen dem ersten und dem zweiten Material umfasst, die sich senkrecht in Relation zu dem ersten und dem zweiten Ende des Verbindungsabschnitts erstreckt.
Draht nach Anspruch 1, wobei das Merkmal einen Stecker umfasst, der das erste Material umfasst und innerhalb des zweiten Materials des Verbindungsabschnitts ausgebildet ist.
Draht nach Anspruch 1, wobei das erste Ende des Verbindungsabschnitts das erste Material umfasst und das zweite Ende des Verbindungsabschnitts das zweite Material umfasst.
Draht nach Anspruch 1, wobei die Materialien des Verbindungsabschnitts eine Steigerung umfassen, die von dem ersten Material zu dem zweiten Material fortschreitet.
Draht nach Anspruch 1, wobei der Verbindungsabschnitt ein zylinderförmiges Koppelelement ist, das getrennt von dem ersten und dem zweiten Drahtabschnitt ist und mit dem der erste und der zweite Abschnitt jeweils verschweißt werden.
Verfahren für die Ausbildung eines Drahts, umfassend: Bereitstellen eines ersten Drahtabschnitts, der ein erstes Material umfasst, Bereitstellen eines zweiten Drahtabschnitts, der ein zweites Material umfasst, welches sich von dem ersten Material unterscheidet, Ausbilden eines Verbindungsabschnitts, der ein erstes Ende und ein zweites Ende hat, derart, dass das erste Ende des Verbindungsabschnitts ein Material umfasst, das mit dem ersten Material verträglich ist, und derart, dass das zweite Ende des Verbindungsabschnitts ein Material umfasst, das verträglich mit dem zweiten Material ist, und Verschweißen des ersten Drahtabschnitts mit dem ersten Ende des Verbindungsabschnitts mittel Laser und Verschweißen des zweiten Drahtabschnitts mit dem zweiten Ende des Verbindungsabschnitts mittels Laser, wobei das Ausbilden des Verbindungsabschnitts die Ausbildung des Verbindungsabschnitts mit Hilfe eines Prozesses aus einer Gruppe umfasst, die elektrolytische Metallabscheidung, dreidimensionalen Druck, dreidimensionalen Siebdruck, LIGA, Lithographie- und Stapelungsprozesse umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das erste Ende des Verbindungsabschnitts das erste Material umfasst und das zweite Ende des Verbindungsabschnitts das zweite Material umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Ausbilden des Verbindungsabschnitts ferner die elektrolytische Abscheidung eines ersten Abschnitts des Verbindungsabschnitts mit dem ersten Material, wodurch das erste Ende festgelegt wird, und die elektrolytische Abscheidung eines zweiten Abschnitts des Verbindungsabschnitts mit dem zweiten Material umfasst, wodurch das zweite Ende festgelegt wird, und wobei die elektrolytische Abscheidung des ersten und des zweiten Abschnitts ferner die Ausbildung eines Merkmals umfasst, mit welchem der erste und der zweite Abschnitt aneinander gekoppelt werden.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Ausbilden des Verbindungsabschnitts ferner einen dreidimensionalen Siebdruck des Verbindungsabschnitts derart umfasst, dass der Verbindungsabschnitt eine Steigerung umfasst, die von dem ersten Material zu dem zweiten Material fortschreitet.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Ausbilden des Verbindungsabschnitts ferner die Anwendung eines Lithographie- oder Stapelprozesses umfasst, um den Verbindungsabschnitt aufzubauen, und zwar derart, dass der Verbindungsabschnitt ein Merkmal umfasst, mit dem das erste und das zweite Material aneinander gekoppelt werden.