上海医疗器械博览会了解到，在心血管介入治疗领域，支架输送系统的性能直接影响手术成功率与患者长期预后。传统支架输送技术面临“灵活性与径向强度难以兼顾”的核心痛点——过于刚性的支架难以通过迂曲血管，而柔性过强的支架又无法为血管提供稳定支撑。
2017年6月, 美敦力公司（Medtronic）公开了一项专利，涉及一种创新性的螺旋扭曲球囊设计与支架结构优化技术。
专利基础信息：
| 信息类别 | 具体详情 |
| 专利名称 | 带动态部署功能的支架输送系统及其制造方法（STENT DELIVERY SYSTEM HAVING DYNAMIC DEPLOYMENT AND METHODS OF MANUFACTURING SAME） |
| 专利号 | US 9,668,898 B2 |
| 授权日期 | 2017年6月 |
| 申请日期 | 2014年7月 |
| 申请人/专利权人 | 美敦力血管公司（Medtronic Vascular, Inc.），美国加利福尼亚州圣罗莎市 |
本文字数约为3500，预计15-20分钟
01
螺旋扭曲球囊设计与制造
图1A：展示导管轴、导丝轴的同心布置结构，明确两者的空间位置关系，确保充气腔与导丝腔互不干扰，保障充气效率与导丝操作灵活性。
·导管轴（shaft component 104）：连接近端接口（hub 101）与球囊，内部设有充气腔（inflation lumen 111）和导丝腔（guidewire lumen 113），分别用于球囊充气和导丝穿行；
·近端接口（hub 101）：含充气端口（inflation port 107），可连接充气设备，为球囊充气提供通道；
·导丝轴（guidewire shaft 106）：贯穿球囊，远端延伸至导管尖端（distal tip 109），保障导丝顺畅滑动，实现系统精准定位；
·支架（stent 120）：呈压缩状态压握在螺旋扭曲的球囊表面，等待通过充气实现动态部署。
图 3A：球囊充气扩张构型, 展示球囊（balloon 108）充气后的完全扩张状态，呈现均匀的圆柱形结构；
图 3B：球囊未充气未扭曲构型. 展示球囊未充气时的自然状态，呈松弛的管状，无扭曲结构；
图 3C：球囊未充气螺旋扭曲构型, 展示支架输送前的球囊预设构型 —— 沿导管纵轴（longitudinal axis L_A）扭转形成的螺旋结构（右手螺旋）；加工逻辑：通过手动或机械扭转，将球囊固定为螺旋形态，再通过真空或热处理定型；扭转方向与支架螺旋图案一致，确保部署时的力传导效率；关键作用：该构型是实现支架动态部署的核心，充气时球囊的 “解扭运动” 会为支架施加扭转力。
02
连续正弦波支架结构
图1B: 该图为从输送系统中取出的支架（stent 120），呈压缩（crimped）的输送构型，为便于观察，将其纵向切开并平铺展示。
支架由单根连续金属丝加工而成，保持正弦波形（sinusoidal waveform）的基本结构，冠部（crowns 124）与支柱（struts 126）交替连接，且所有冠部在压缩状态下尺寸、形状均一;
相邻螺旋圈的选定冠部通过连接点（connections 130，虚线圆圈标注）固定，形成初步的管状结构，为后续动态部署奠定基础；
图 2A：展示支架的基础成型单元 —— 正弦波形（sinusoidal waveform 122），由连续金属丝弯曲而成，包含均匀分布的冠部（crowns 124）和支柱（struts 126）。正弦波形是支架柔性与扩张性的基础，均匀的冠部设计确保压缩与扩张过程中的受力均衡。
图 2B: 展示正弦波形金属丝围绕芯轴（mandrel 123）的螺旋缠绕过程，形成右手或左手螺旋结构。缠绕过程中控制螺旋角度（helical angle），相邻缠绕圈（turn 128）的间距与角度决定了支架的最终长度、直径等关键尺寸。
图 2C：支架自然成型状态展开示意图，
该图是支架（stent 120）在 “自然成型状态”下，经纵向切开并平铺后的直观呈现，用于清晰展示支架的整体结构布局、螺旋缠绕特征及冠部连接规律，是理解支架 “长段 / 短段交替” 设计的核心附图。
支架成型基础：支架由单根连续金属丝（121）加工而成，金属丝先被制成正弦波形（122），再围绕芯轴（123）缠绕为螺旋图案（helical pattern），形成圆柱形管状结构，图中每一圈完整的螺旋缠绕定义为一个 “缠绕圈”（turn 128）。缠绕圈与螺旋角度：相邻缠绕圈（如 128a、128b、128c）沿支架纵轴（longitudinal axis LA）依次排列，每个缠绕圈与纵轴形成特定 “螺旋角度 A”（helical angle A）。该角度由支架的目标直径、长度及金属丝尺寸决定，直接影响支架的柔性与扩张性能。冠部连接方式：相邻缠绕圈通过 “选定冠部的连接点”（connections 130，图中以虚线圆圈标注）固定，连接方式包括激光熔接（fusing）、钎焊（brazing）或锡焊（soldering），确保支架结构完整性。连接点的位置经过精准设计，以最大化支架的灵活性与贴合性。长段与短段交替结构：缠绕圈上相邻两个连接点之间的区域定义为一个 “段”（segment），这些段呈 “长段（long segments）+ 短段（short segments）” 交替排列的规律；长段包含更多数量的支柱（struts 126）和 “自由冠部”（unconnected/free crowns 124，未被连接的冠部）；短段包含较少数量的支柱和自由冠部；详见图2CC。
该交替结构是后续动态部署时，冠部形成差异化角度的核心结构基础。
图 2CC：图 2C 中 “区域 C” 的放大细节图
该图是图 2C 中 “区域 C”（一个典型的长段与短段衔接区域）的放大视图，用于精准呈现长段与短段的具体组成差异、支柱与冠部的数量配比，以及连接点的具体位置关系。长段（S1）的具体构成：长段S1是缠绕圈 128a 上连接 130a 与 130b 之间的区域，包含5 根支柱（126）和 4 个自由冠部（124），支柱与冠部交替连接，保持完整的正弦波形特征。
短段（S2）的具体构成：短段S2是缠绕圈 128a 上连接130b 与 130c 之间的区域，包含3 根支柱（126）和 2 个自由冠部（124）。
连接点的跨圈连接逻辑：
连接点 130a：连接缠绕圈128a 的一个冠部与相邻缠绕圈 128b 的对应冠部；
连接点 130b：连接缠绕圈128a 的另一个冠部与相邻缠绕圈 128c 的对应冠部（128c 位于 128a 的另一侧，与128b 相对）；
连接点 130c：连接缠绕圈128a 的下一个冠部与缠绕圈 128b 的对应冠部；
图中清晰显示，长段（S1、S3）的长度一致，短段（S2、S4）的长度一致，且长段长度显著大于短段长度，这种 “跨圈交错连接” 的方式，配合长段 /短段的尺寸差异，确保支架在扩张时能产生差异化的形变。
03
动态部署及支架与球囊的适配
图 4：支架压缩状态（输送构型）
展示支架（stent 120）压握在螺旋扭曲球囊上的状态，标注有平行于支架纵轴的参考线（RL）；
关键特征：支架紧密贴合球囊的螺旋表面，冠部保持均匀形状，整体轮廓紧凑，便于通过血管到达治疗部位。
图 4A：支架动态部署状态
展示球囊充气后，支架完成动态部署的状态；
关键变化：参考线（RL）不再平行于纵轴，而是部分缠绕纵轴，直观体现支架受到的扭转力；支架在径向扩张的同时发生扭转，短段冠部被拉伸为钝角，长段冠部保持锐角，实现 “刚性支撑段 + 柔性适配段” 的复合结构。
图5: 动态部署后的展开示意图
将动态部署后的支架纵向切开平铺，清晰展示冠部的差异化部署角度与受力方向；
图中通过标注关键力学参数与结构特征，清晰展示了支架的 “差异化形变”。
关键标注：
A. 动态部署力（FD）标注力的来源：图中以对角线标注的 FD，代表球囊充气时 “解扭运动” 施加给支架的扭转力（torque），是支架发生动态形变的核心驱动力。
力的方向：FD与支架纵轴（longitudinal axis LA）呈锐角（acute angle AA），并非传统球囊的纯径向力，而是 “径向扩张力 + 扭转力” 的复合作用力。
B. 部署角度差异化特征
锐角部署角度（DAN），
分布位置：仅出现在支架的 “长段”（long segments，如S1、S3），含更多支柱和自由冠部的区域；]
角度范围：大于等于70° 且小于 90°（acute angle，70°≤θ<90°）；结构状态：冠部未被过度拉伸，保留了原始的正弦波形特征；功能作用：维持支架的柔性（flexibility）与贴合性（conformability），适配血管迂曲形态，减少对血管内皮的机械刺激。钝角部署角度（DAL），仅出现在支架的 “短段”（short segments，如S2、S4），含较少支柱和自由冠部的区域；角度范围：大于 90° 且小于等于 180°（obtuse angle，90°<θ≤180°）；结构状态：该区域冠部被扭转力充分拉伸，正弦波形趋于平直；功能作用：提供高环向强度（high hoop strength），为血管病变核心区提供稳定的径向支撑，抑制血管弹性回缩。
C. 功能分区与波形状态：高柔性适配区：由多个对齐的 “长段” 组成，长段因锐角部署保留正弦波形，形成柔性适配结构；高支撑强度区：由多个对齐的 “短段” 组成，短段因钝角部署而趋于平直，形成连续的刚性支撑结构；
D. 与其他附图的关联逻辑：图 5 是支架动态部署的 “最终效果呈现”，其结构特征直接源于前文附图的设计：短段与长段的划分：对应图 2C、图 2CC 中 “交替长段 / 短段” 的支架结构设计；扭转力的作用效果：对应图 4 与图 4A 中 “参考线 RL 缠绕纵轴” 的形变趋势，直观验证了扭转力对支架的作用机制；与球囊构型的关联：呼应图 3C 中 “螺旋扭曲球囊” 的设计，证明球囊解扭产生的扭转力是实现该差异化部署的唯一驱动力。
04
专利独权
该专利共有三项独立权利要求，为专利技术的核心保护范围：
独权1：
独权2：
独权3：
文章来源：CardioTecho
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