KR20230007343A - 디바이스를 강성화하기 위한 적층된 벽 - Google Patents
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Abstract
강성화 디바이스는 세장형 가요성 튜브, 세장형 가요성 튜브의 반경방향 외향으로 위치 설정된 강화층, 세장형 가요성 튜브 및 강화층 위의 외부층, 및 세장형 가요성 튜브와 외부층 사이에 있고 진공 또는 압력 소스에 부착하도록 구성된 진공 또는 압력 입구를 포함한다. 세장형 가요성 튜브는 제1 보강 요소 및 제2 보강 요소를 포함한다. 제2 보강 요소는 제1 보강 요소에 대해 반대로 권취되어 있다. 강성화 디바이스는, 입구를 통해 진공 또는 압력이 인가될 때 강성 구성 및 입구를 통해 진공 또는 압력이 인가되지 않을 때 가요성 구성을 갖도록 구성된다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2020년 3월 30일자로 출원되었고 명칭이 "COIL WOUND TUBES FOR RIGIDIZING DEVICES"인 미국 특허 가출원 제63/002,202호, 및 2020년 5월 26일자로 출원되었고 명칭이 "LAYERED WALLS FOR RIGIDIZING DEVICES"인 미국 특허 가출원 제63/030,235호에 대한 우선권을 주장하고, 이들 출원의 전체는 본 명세서에 참조로 포함된다.
본 출원은 또한 2019년 7월 19일자로 출원되었고 명칭이 "DYNAMICALLY RIGIDIZING COMPOSITE MEDICAL STRUCTURES"이며 제WO 2020/018934호로서 공개된 국제 특허 출원 제PCT/US2019/042650호, 및/또는 2020년 1월 16일자로 출원되었고 명칭이 "DYNAMICALLY RIGIDIZING COMPOSITE MEDICAL STRUCTURES"인 국제 특허 출원 제PCT/US2020/013937호에 관한 것일 수 있으며, 이들 특허의 전체는 본 명세서에 참조로 포함된다.
참조에 의한 포함
본 명세서에 언급된 모든 간행물 및 특허 출원은, 각각의 개별 간행물 또는 특허 출원이 참조로 포함되는 것으로 구체적이고 개별적으로 표시된 것처럼, 동일한 정도로 참조로 본 명세서에 포함된다.
의료 시술 동안, 중재 의료 디바이스는 해부구조를 통해 만곡되거나 루핑되어, 의료 디바이스의 전진을 어렵게 만들 수 있다.
위장관의 과도한 만곡 또는 루핑으로 인해 내시경이 더 이상 전진할 수 없을 때 유발되는 위장 루핑은 내시경 검사에 대해 특히 널리 알려진 임상 과제이다. 실제로, 한 연구에 따르면 결장 내시경 검사를 받는 환자 100명 중 91명에서 루핑이 발생한 것으로 밝혀졌다[Shah 등, "Magnetic Imaging of Colonoscopy: An Audit of Looping, Accuracy and Ancillary maneuvers." Gastrointest Endosc 2000; 52: 1-8]. 위장 루핑은 혈관 벽과 장간막을 신장시킬 수 있기 때문에 시술을 연장시키고 환자에게 통증을 유발할 수 있다. 더욱이, 위장 루핑은 천공의 발생률을 증가시킨다. 위장 루핑이 심한 경우, 루핑이 결장의 길이를 신장시키고 결장 내시경이 끝까지 도달할 만큼 충분히 길지 않기 때문에 완전한 결장 내시경 검사가 불가능하다. 위장 루핑은 정확한 팁 제어를 방해하여, 사용자가 갈망하는 핸들과 내시경 팁 사이의 일대일 운동 관계를 거부한다. 그러한 문제는 일반적으로 결장 내시경 검사, 식도위 십이지장 내시경 검사(esophagogastroduodenoscopy)(EGD), 소장 내시경 검사, 내시경 역행 담췌관 조영술(endoscopic retrograde cholangiopancreatography)(ERCP), 중재 내시경 검사 시술(ESD(Endoscopic Submucosal Dissection) 및 EMR (Endoscopic Mucosal Resection)을 포함), 로봇 유연 내시경 검사, 경구강 로봇 수술(trans-oral robotic surgery)(TORS), 변경된 해부구조 사례(Roux-en-Y를 포함), 및 NOTES(Natural Orifice Transluminal Endoscopic Surgery) 시술 동안을 비롯하여 광범위한 내시경 시술에 걸쳐 발생한다. 따라서, 위장관에 대한 보다 성공적인 접근을 제공하기 위해 위장 루핑을 방지하는 데 도움이 되는 디바이스가 요구된다.
예를 들어, 폐, 신장, 뇌, 심장 공간, 및 기타 해부학적 위치에서의 중재 시술 동안 의료 기구를 전진시키는 데에 있어서 유사한 어려움이 발생할 수 있다. 따라서, 달리 도달하기 어려운 해부학적 위치에 안전하고 효율적이며 정밀한 접근을 제공할 수 있는 디바이스가 요구된다.
일반적으로, 일 실시예에서, 강성화 디바이스는 세장형 가요성 튜브, 세장형 가요성 튜브의 반경방향 외향으로 위치 설정된 강화층, 세장형 가요성 튜브 및 강화층 위의 외부층, 및 세장형 가요성 튜브와 외부층 사이에 있고 진공 또는 압력 소스에 부착하도록 구성된 진공 또는 압력 입구를 포함한다. 세장형 가요성 튜브는 제1 보강 요소 및 제2 보강 요소를 포함한다. 제2 보강 요소는 제1 보강 요소에 대해 반대로 권취되어 있다. 강성화 디바이스는, 입구를 통해 진공 또는 압력이 인가될 때 강성 구성 및 입구를 통해 진공 또는 압력이 인가되지 않을 때 가요성 구성을 갖도록 구성된다.
이 실시예 및 임의의 다른 실시예는 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 강화층은 브레이드층일 수 있다. 강성화 디바이스는 제1 보강 요소와 제2 보강 요소 사이에 결합층을 더 포함할 수 있다. 결합층은 접착제를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 보강 요소는 매트릭스 내에 임베딩될 수 있다. 결합층은 매트릭스와 동일한 재료를 포함할 수 있다. 제1 보강 요소는 양의 방향으로 일정 각도로 권취될 수 있고, 제2 보강 각도는 음의 방향으로 동일한 각도로 권취될 수 있다. 제1 보강 요소 또는 제2 보강 요소는 강성화 디바이스의 길이방향 축에 대해 60도보다 크고 90도보다 작은 각도로 권취될 수 있다. 제1 보강 요소는 제2 보강 요소의 반경방향 외향으로 위치 설정될 수 있다. 강성화 디바이스는 제1 보강 요소와 제2 보강 요소 사이에 분리층을 더 포함할 수 있다. 제1 및 제2 보강 요소는 함께 직조될 수 있다.
일반적으로, 일 실시예에서, 강성화 디바이스는 세장형 가요성 튜브, 세장형 가요성 튜브의 반경방향 외향으로 위치 설정된 강화층, 세장형 가요성 튜브 및 강화층 위의 외부층, 및 세장형 가요성 튜브와 외부층 사이에 있고 진공 또는 압력 소스에 부착하도록 구성된 진공 또는 압력 입구를 포함한다. 세장형 가요성 튜브는 제1 하위층 및 제2 하위층을 포함한다. 제1 하위층은 강성화 디바이스의 길이방향 축 둘레에 제1 나선을 형성하는 제1 보강 요소를 포함한다. 제2 하위층은 길이방향 축 둘레에 제2 나선을 형성하는 제2 보강 요소를 포함한다. 제2 나선은 제1 나선 사이의 공간 위에 위치 설정된다. 강성화 디바이스는, 입구를 통해 진공 또는 압력이 인가될 때 강성 구성 및 입구를 통해 진공 또는 압력이 인가되지 않을 때 가요성 구성을 갖도록 구성된다.
이 실시예 및 임의의 다른 실시예는 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 강화층은 브레이드층일 수 있다. 강성화 디바이스는 제1 하위층과 제2 하위층 사이에 결합층을 더 포함할 수 있다. 결합층은 접착제를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 보강 요소는 매트릭스 내에 임베딩될 수 있다. 결합층은 매트릭스와 동일한 재료를 포함할 수 있다. 제1 보강 요소는 제2 보강 요소와 동일한 방향 및 동일한 피치로 권취될 수 있다. 제1 보강 요소 및 제2 보강 요소는 강성화 디바이스의 길이방향 축에 대해 60도보다 크고 90도보다 작은 각도로 각각 권취될 수 있다. 제2 보강 요소는 제1 보강 요소의 적어도 일부와 반경방향으로 중첩될 수 있다. 제2 보강 요소는 제1 나선 사이의 공간 폭의 1.5-4배인 폭을 가질 수 있다. 제2 보강 요소는 제1 보강 요소의 폭보다 작은 폭을 가질 수 있다.
일반적으로, 일 실시예에서, 강성화 디바이스는 세장형 가요성 튜브, 세장형 가요성 튜브의 반경방향 외향으로 위치 설정된 강화층, 세장형 가요성 튜브 및 강화층 위의 외부층, 및 세장형 가요성 튜브와 외부층 사이에 있고 진공 또는 압력 소스에 부착하도록 구성된 진공 또는 압력 입구를 포함한다. 세장형 가요성 튜브는 디바이스의 길이방향 축을 중심으로 나선형으로 이루어진 보강 요소를 포함한다. 나선의 이웃한 권선은 반경방향으로 중첩된다. 강성화 디바이스는, 입구를 통해 진공 또는 압력이 인가될 때 강성 구성 및 입구를 통해 진공 또는 압력이 인가되지 않을 때 가요성 구성을 갖도록 구성된다.
이 실시예 및 임의의 다른 실시예는 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 강화층은 브레이드층일 수 있다. 보강 요소는 일정 각도로 틸트될 수 있다. 보강 요소의 폭은 나선의 피치보다 클 수 있다. 보강 요소는 매트릭스 내에 임베딩될 수 있다. 보강 요소는 강성화 디바이스의 길이방향 축에 대해 60도보다 크고 90도보다 작은 각도로 권취될 수 있다.
본 발명의 신규한 특징은 다음 청구범위에 구체적으로 기재되어 있다. 본 발명의 특징 및 이점에 대한 더 나은 이해는 본 발명의 원리가 이용되는 예시적인 실시예를 기재하는 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면을 참조하여 획득될 것이고, 도면에서:
도 1은 강성화 디바이스를 도시한다.
도 2는 강성화 디바이스의 보강층을 도시한다.
도 3은 강성화 디바이스의 다른 보강층을 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 2개의 반대로 권취된 보강 요소를 갖는 보강층을 도시한다.
도 5는 적층된 보강 요소가 서로 평행하게 연장되는 보강층을 도시한다.
도 6은 연속적인 권선으로 중첩하도록 틸트된 보강 요소를 갖는 보강층을 도시한다.
도 7은 다단식 보강 요소를 갖는 보강층을 도시한다.
도 8은 축방향 연장 커버가 있는 보강 요소를 갖는 보강층을 도시한다.
도 9는 보강 요소의 평탄한 권선 및 틸트된 권선이 교대로 있는 보강층을 도시한다.
도 10a 내지 도 10f는 강성화 디바이스의 층을 위한 상이한 코일 설계를 도시한다.
도 11a 및 도 11b는 강성화 디바이스의 층을 위한 물결형 보강 요소를 도시한다.
도 12a 내지 도 12e는 강성화 디바이스의 층을 위한 노치 및 포켓 보강 요소를 도시한다.
도 13a 내지 도 13c는 강성화 디바이스의 층을 위한 절단된 배관 보강 요소를 도시한다.
도 14는 중첩 보강 요소를 갖는 보강층 요소를 도시한다.
도 15a 내지 도 15c는 강성화 디바이스를 위한 비틀림 층을 도시한다.
도 16은 예시적인 보강층의 단면도이다.
도 17a 및 도 17b는 다양한 강성화된 형상의 강성화 디바이스를 도시한다.
도 18a 내지 도 18d는 예시적인 진공 강성화 디바이스를 도시한다.
도 19a 및 도 19b는 예시적인 압력 강성화 디바이스를 도시한다.
도 20은 강성화 디바이스에 대한 굽힘 강도 대 압력의 그래프이다.
도 21a 내지 도 21e는 예시적인 브레이드 형성을 도시한다.
도 22a 및 도 22b는 예시적인 브레이드 형성을 도시한다.
도 23a 내지 도 23c는 예시적인 브레이드 형성을 도시한다.
도 1은 강성화 디바이스를 도시한다.
도 2는 강성화 디바이스의 보강층을 도시한다.
도 3은 강성화 디바이스의 다른 보강층을 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 2개의 반대로 권취된 보강 요소를 갖는 보강층을 도시한다.
도 5는 적층된 보강 요소가 서로 평행하게 연장되는 보강층을 도시한다.
도 6은 연속적인 권선으로 중첩하도록 틸트된 보강 요소를 갖는 보강층을 도시한다.
도 7은 다단식 보강 요소를 갖는 보강층을 도시한다.
도 8은 축방향 연장 커버가 있는 보강 요소를 갖는 보강층을 도시한다.
도 9는 보강 요소의 평탄한 권선 및 틸트된 권선이 교대로 있는 보강층을 도시한다.
도 10a 내지 도 10f는 강성화 디바이스의 층을 위한 상이한 코일 설계를 도시한다.
도 11a 및 도 11b는 강성화 디바이스의 층을 위한 물결형 보강 요소를 도시한다.
도 12a 내지 도 12e는 강성화 디바이스의 층을 위한 노치 및 포켓 보강 요소를 도시한다.
도 13a 내지 도 13c는 강성화 디바이스의 층을 위한 절단된 배관 보강 요소를 도시한다.
도 14는 중첩 보강 요소를 갖는 보강층 요소를 도시한다.
도 15a 내지 도 15c는 강성화 디바이스를 위한 비틀림 층을 도시한다.
도 16은 예시적인 보강층의 단면도이다.
도 17a 및 도 17b는 다양한 강성화된 형상의 강성화 디바이스를 도시한다.
도 18a 내지 도 18d는 예시적인 진공 강성화 디바이스를 도시한다.
도 19a 및 도 19b는 예시적인 압력 강성화 디바이스를 도시한다.
도 20은 강성화 디바이스에 대한 굽힘 강도 대 압력의 그래프이다.
도 21a 내지 도 21e는 예시적인 브레이드 형성을 도시한다.
도 22a 및 도 22b는 예시적인 브레이드 형성을 도시한다.
도 23a 내지 도 23c는 예시적인 브레이드 형성을 도시한다.
일반적으로, 신체(예를 들어, 혈관)의 만곡된 또는 루핑된 부분을 통해 스코프(예를 들어, 내시경) 또는 기타 의료 기구를 운반하는 것을 돕도록 구성된 강성화 디바이스(예를 들어, 오버튜브)가 본 명세서에 설명되어 있다. 강성화 디바이스는 길고 가늘며 중공형일 수 있고 가요성 구성(즉, 느슨하거나, 늘어지거나, 헐렁한 구성)으로부터 강성 구성(즉, 뻣뻣하고 및/또는 강성화된 경우에 있는 형상을 유지하는 구성)으로 빠르게 천이될 수 있다. 복수의 층(예를 들어, 코일링된 또는 보강된 층, 슬립층, 편조된 층, 블래더층 및/또는 밀봉 외장)이 함께 강성화 디바이스의 벽을 형성할 수 있다. 강성화 디바이스는, 예를 들어 강성화 디바이스의 벽에 또는 강성화 디바이스의 벽 내부에 진공 또는 압력을 인가함으로써 가요성 구성으로부터 강성 구성으로 천이될 수 있다. 진공 또는 압력이 제거된 경우, 층들은 서로에 대해 쉽게 전단되거나 이동할 수 있다. 진공 또는 압력이 인가된 경우, 층들은 전단, 이동, 굽힘, 토크, 및 좌굴에 저항하는 실질적으로 개선된 능력을 나타내는 상태로 천이됨으로써, 시스템 강성화를 제공할 수 있다.
본 명세서에 설명된 강성화 디바이스는 카테터, 외장, 스코프(예를 들어, 내시경), 와이어, 오버튜브, 투관침, 또는 복강경 기구를 비롯하여 다양한 의료 용례를 위한 강성화를 제공할 수 있다. 강성화 디바이스는 별개의 부가 디바이스로서 기능하거나 카테터, 외장, 스코프, 와이어 또는 복강경 기구의 본체에 일체화될 수 있다. 본 명세서에 설명된 디바이스는 또한 비의료 구조에 대한 강성화를 제공할 수 있다.
예시적인 강성화 디바이스 시스템이 도 1에 도시되어 있다. 시스템은 브레이드층, 외부층(그 일부는 아래에 있는 브레이드를 보여주기 위해 절취됨), 및 내부층을 포함하는 복수의 층이 있는 벽을 갖는 강성화 디바이스(300)를 포함한다. 시스템은 강성화 디바이스(300)에 진공 또는 압력을 공급하기 위해 진공 또는 압력 입구(344)를 갖는 핸들(342)을 더 포함한다. 구동 요소(346)는 진공 또는 압력을 턴 온하고 턴 오프함으로써 가요성 구성과 강성 구성 사이에서 강성화 디바이스(300)를 천이시키는 데 사용될 수 있다. 강성화 디바이스(300)의 원위 팁(339)은 신체를 통한 강성화 디바이스(300)의 원위 이동을 용이하게 하기 위해 매끄럽고, 가요성이며, 비외상성일 수 있다. 또한, 팁(339)은 본체를 통한 강성화 디바이스(300)의 원위 이동을 더욱 용이하게 하기 위해 원위 단부로부터 근위 단부로 테이퍼질 수 있다.
본 명세서에 설명된 강성화 디바이스는, 예를 들어 진공 또는 압력이 강성화 디바이스의 벽 내에 인가될 때 추가적인 층(예를 들어, 브레이드층)이 통합될 수 있는 내부 표면을 제공하도록 구성된 최내측 층을 포함할 수 있다. 층은 벽에 대한 밀봉부를 추가로 제공할 수 있고(즉, 누설 방지될 수 있음), 강성화 동안 강성화 디바이스의 굽힘 및/또는 강성화 디바이스의 압축 중에도 직경 붕괴에 대한 저항을 제공하기에 충분히 강할 수 있다. 도 2를 참조하면, 몇몇 실시예에서, 최내측 층(8815)은 매트릭스(8851z) 내의 보강 요소(8850z) 또는 코일을 포함하는 보강 하위층(8840y)을 포함할 수 있다. 보강 요소(8850z)는 연속적인 나선형 코일 또는 그 사이에 간극이 있는 폐쇄된 링(나선형 코일보다 붕괴에 대한 저항이 더 클 수 있음)일 수 있다. 나선형 코일로서 구성되면, 보강 요소(8850z)는 일정한 피치 또는 가변 피치로 나선형일 수 있다. 추가로, 내부층(8815)은 내부 필름(8852z) 및 그 일면 또는 양면 상의 외부 필름(8853z)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 요소(8853z, 8852z, 8850z, 8851z) 각각은 0.0002"-0.015", 더 좁게는 0.0005"-0.001"의 두께를 가질 수 있다.
보강 요소(8850z)는, 예를 들어 스테인리스강, 니티놀 또는 텅스텐으로 제조된 금속 와이어와 같은 금속 와이어일 수 있다. 보강 요소(8850z)는, 예를 들어 고강도 섬유(예를 들어, Kevlar, Dyneema, Vectran, Technora 또는 탄소 섬유)일 수 있다. 보강 요소(8850z)는, 예를 들어 스텐트, 튜브로부터 절단된 구조, 또는 브레이드일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 보강 요소(8850z)는 원형 와이어(예를 들어, 직경이 0.0005"-0.030", 예컨대 직경이 0.001", 0.003", 0.005", 0.007" 또는 0.009")일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 보강 요소(8850z)는 직사각형 와이어(예를 들어, 0.001" 내지 0.100" 인치, 예를 들어, 0.010", 0.020", 0.030", 0.040", 0.050", 0.060", 0.070", 0.080", 0.090", 또는 0.100"의 폭, 및/또는 0.0003" 내지 0.020", 예를 들어, 0.001", 0.003", 0.005", 0.007" 또는 0.010"의 두께를 가짐)일 수 있다. 다른 실시예에서, 보강 요소(8850z)는 타원형 단면을 가질 수 있고 및/또는 복수의 개별 스트랜드를 포함할 수 있고 및/또는 4개의 날카로운 코너가 라운딩된 직사각형 단면을 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 보강 요소(8850z)는, 예를 들어 간극을 생성하기 위해 레이저를 사용하여 단일 튜브로부터 절단될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 보강 요소가 사용되지 않는다. 몇몇 실시예에서, 보강 요소(8850z)는 텍스쳐화될 수 있다(예를 들어, 이웃한 층들 사이의 접착 및/또는 전단력을 개선하기 위해). 텍스쳐화는, 예를 들어 샷 또는 샌드 블라스팅, 연마 휠 또는 와이프, 또는 패턴을 임프린트하는 텍스쳐화 휠에 의해 제공될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 보강 요소(8850z)는 높은 형상비(예를 들어, RE 높이에 대해 높은 RE 폭을 가짐), 예컨대 5:1 초과의 형상비, 예컨대 10:1 초과, 예컨대 11:1 초과, 예컨대 약 12:1의 형상비를 갖는 요소일 수 있다. 도 2에서, RE 폭은 보강 요소(8850z)의 폭이고, RE 높이는 보강 요소(8850z)의 높이 또는 두께이며, RE 간극은 보강 요소(8850z) 사이의 거리이다. 보강 요소(8850z)의 높이에 대한 폭의 높은 비율은 최내측 층(8815) 내에서 보강 요소(8850z)의 외부 압력 유발 평행사변형 유형 붕괴를 방지하는 데 유리하게 도움이 될 수 있다. 평행사변형 유형 붕괴는, 코일의 나선이 코일 중심의 축에 대략 수직인 방향으로부터 코일 중심의 축에 평행한 방향으로 이동할 때 발생할 수 있다(나선은 본질적으로 "뒤집힘"). 또한, 보강 요소(8850z) 사이의 RE 간극이 RE 높이의 3배 이하, 예컨대 RE 높이의 2배 이하, 예컨대 RE 높이의 1.5배 이하인 경우 평행사변형을 방지하는 데 유리할 수 있다. 또한, 최내측 층(8815)을 갖는 중공형 튜브의 내경 대 최내측 층(8815)의 보강층(8850z)의 폭의 비율이 5 미만, 예컨대 4.5 미만, 예컨대 약 4.3인 경우 유사하게 평행사변형 유형 붕괴를 방지하는 데 도움이 될 수 있다.
매트릭스(8851z)는 듀로미터가 60A, 50A, 40A, 30A, 20A 또는 10A 이하인 매우 낮은 듀로미터, 예를 들어 TPU 또는 TPE일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 매트릭스(8851z)는 TPU, TPE, PET, PEEK, Mylar, 우레탄 또는 실리콘일 수 있다. 내부 및 외부 필름(8852z, 8853z)은 유사하게 TPU, TPE, PET, PEEK, Mylar, 우레탄 또는 실리콘을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 내부 및 외부 필름(8852z, 8853z)은 분무, 침지, 시트 또는 튜브로서 랩핑, 용매 배스를 통한 풀링, 용융, 및/또는 통합에 의해 적용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 층(8815)은 내부 및/또는 외부 필름(8852z, 8853z)을 포함하지 않고 및/또는 추가 필름이 포함될 수 있다. 내부 및/또는 외부 필름(8852z, 8853z)은 매끄러운 내부 및 외부 표면을 생성할 수 있다.
압력 시스템을 위한 최내측 층(8815)의 특정 예에서, 층은 0.050"의 RE 폭, 0.008"의 RE 높이, 및 0.010"의 RE 간극을 갖는 중공형 튜브로서 0.260" 내경으로 제조된다. 필름(8853z)은 양면에 생략되어 있다. 필름(8852z)(매트릭스(8851z) 및 보강 요소(8850z)의 양면에 있음)는 모두 우레탄(600 psi 내지 100% 변형률)으로 제조된다. 매트릭스(8851z)와 각각의 필름(8852z)의 두께는 약 0.006"이며, 0.018"의 총 벽 두께를 제공한다. 이 구조는 10 atm 초과의 외부 압력에서 붕괴에 저항할 수 있다.
압력 시스템을 위한 최내측 층(8815)의 제2 특정 예에서, 필름(8853z)은 양면에서 생략된다. RE 폭은 0.050"이고, RE 높이는 0.008"이며, RE 간극은 0.010"이다. 필름(8852z)은 더 높은 듀로미터 엘라스토머, 예를 들어 2000psi@100% 변형률의 응력을 갖고 약 0.001"의 두께를 갖는 엘라스토머이다. 매트릭스(8851z)는 50A 우레탄일 수 있다. 매트릭스(8851z)는, 예를 들어 0.008" 직사각형 단면 또는 0.010" 원형 단면에서 열가소성 엘라스토머 코드 스톡으로서 퇴적될 수 있다. 이 코드 스톡은 또한 그 코어에 와이어(예를 들어, 0.001" 직경) 또는 섬유를 이용하여 스톡을 공압출함으로써 축방향 모듈러스(단, 횡방향 모듈러스는 아님)가 증가된 상태로 퇴적될 수 있다.
압력 시스템을 위한 최내측 층(8815)의 제3 특정 예에서, 보강 요소(8850z)는 높은 형상비를 갖는 와이어일 수 있다. 예를 들어, 층(8815)은 직사각형 스테인리스강 와이어에서 0.005"의 RE 높이, 0.060"의 RE 폭 및 0.006"의 RE 간극을 가질 수 있다. 최내측 층(8815)을 갖게 형성된 튜브의 내경은 0.26"이다. 요소(8852z 및 8851z)는 80A 우레탄일 수 있으며 두께는 약 0.002"일 수 있다. 또한, 층(8851z)은 50A 우레탄일 수 있다(예를 들어, 내부에 용융 우레탄이 있는 가열된 탱크 및 압력을 통해 정확하게 분배하기 위한 오리피스로부터 퇴적됨). 이 예시적인 최내측 층(8815)의 구조는 10 atm 초과의 외부 압력, 예컨대 12 atm 초과의 압력, 예컨대 13 atm 초과의 압력에서의 붕괴에 저항할 수 있다.
진공 시스템을 위한 최내측 층(8815)의 특정 예에서, 일면(예를 들어, 외부 또는 상단면) 상의 외부 필름(8853z)은 생략되고, 보강/매트릭스(의 외부) 위의 필름(8852z)은 0.005" 50A 우레탄을 포함하며, 매트릭스(8851z)는 0.005" 두께의 50A 우레탄으로 제조되고, 보강 요소(8850z)는 스테인리스강 와이어이며, 보강/매트릭스(의 내부) 아래의 필름(8852z)은 0.0025" 두께의 50A 우레탄을 포함하고, 하단 외부 필름(8853z)은 0.004" 두께의 80A 우레탄이다. RE 폭은 0.020"이고, RE 높이는 0.005"이며, RE 간극은 0.010"이다. 하단 외부 필름(8853z)은 친수성으로 코팅되어 있다. 층(8815)에 의해 형성된 튜브의 내경은 0.551"이다.
도 2에 대칭성으로 도시되어 있지만, 최내측 층(8815)은 필름(8852z, 8853z)의 대칭성 배열을 가질 필요는 없다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 양 층 모두 상단에 존재하는 동안 어느 층도 하단(매트릭스/보강 내부)에 있지 않을 수 있다. 추가로, 최내측 필름(8852z) 모두에 대한 재료가 동일할 필요도 없고, 최외측 필름(8853z) 모두에 대한 재료도 동일할 필요가 없음을 이해하여야 한다.
다른 예시적인 최내측 층(315)이 도 3에 도시되어 있다. 층(315)은, 매트릭스(343y) 내에 하나 이상의 보강 요소(342y)를 포함하는 추가 보강 하위층(341y)을 (즉, 보강 요소(350z) 및 매트릭스(351z)를 갖는 하위층(340y)에 추가하여) 포함한다는 것을 제외하고는 층(8815)과 유사하다. 또한, 결합 하위층(344y)은 보강 하위층(340y, 341y) 사이에 위치 설정될 수 있다. 최내측 층(8815)과 유사하게, 층(315)은 내부 및 외부 필름(352z, 353z)을 각각 포함할 수 있다.
보강 하위층(341y)은 보강 하위층(340y)과 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 보강 하위층(341y)은 보강 하위층(340y)과 동일한 재료, 크기 및 형상의 보강 요소 및/또는 매트릭스 또는 보강 하위층(340y)과 상이한 재료, 크기 및 형상의 보강 요소 및/또는 매트릭스를 포함할 수 있다. 하나의 특정 예에서, 보강 하위층(340y, 341y) 중 하나는 0.005" x 0.030" 평탄한 스테인리스강 와이어의 보강 요소를 포함할 수 있고, 다른 보강 하위층은 0.002" x 0.020" 평탄한 스테인리스강 와이어의 보강 요소를 포함할 수 있다. 다른 특정 실시예에서, 보강 하위층(340y, 341y) 중 하나의 보강 요소는 원형 단면을 포함할 수 있고, 다른 하나는 평탄한 단면의 보강 요소(예를 들어, 폭 대 두께가 10:1 내지 200:1인 평탄한 와이어)를 포함한다. 다른 예로서, 보강 하위층(340y, 341y)은 동일하거나 상이한 두께를 가질 수 있다.
결합 하위층(344y)은, 예를 들어 매트릭스(351z, 343y) 및/또는 접착제에서와 동일하거나 상이한 매트릭스 재료로 제조될 수 있고, 유리하게는 보강 요소(350z, 342y)가 층(315)의 굽힘 동안 서로에 대해 전단되는 것을 방지함으로써, 층(315)의 붕괴를 방지하는 데 추가로 도움이 될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 매트릭스(351z, 343y) 및/또는 결합 하위층(344y)은 적층된 시트 또는 튜브로서 배스, 딥 또는 분무를 통해 적용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 층(315)은 결합 하위층(344y)을 포함하지 않을 수 있다.
몇몇 실시예에서, 매트릭스(351z, 343y) 및/또는 결합 하위층(344y)은 배스, 딥, 분무를 통해, 또는 적용된 다음 적층을 통해 함께 결합되는 평탄한 시트 요소를 통해 적용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 적층 층(및/또는 개별 매트릭스(351z, 343y), 또는 결합 하위층(344y))은 튜브로서 적용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 튜브는 구성된 그대로(예를 들어, 압출물로서) 적용될 수 있다. 다른 실시예에서, 튜브는 적용된 다음 축방향 부하가 가해진 맨드릴 위에서 아래로 신장되어 결과적인 벽 두께의 대응하는 감소(예를 들어, 각각 원래 두께의 1/2, 1/3 또는 1/4인 결과적인 두께)와 함께 명백한 길이 변화(예를 들어, 원래 길이의 2x, 3x 또는 4x인 길이)를 제공할 수 있다.
추가 보강 하위층(341y)은, 보강 하위층(340y)과 조합하여, 유리하게는 최내측 층(315)이 (예를 들어, 층(315)에 압력이 인가되는 동안) 붕괴되는 것을 방지하는 데에 도움이 될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 추가 하위층(341y)은 또한 증가된 비틀림 저항을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 보강 하위층(예를 들어, 340y, 341y)은 서로 평행하게 연장되지 않는 보강 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 결합 하위층(444y)에 의해 분리된 2개의 보강 하위층(440y, 441y)을 갖는 예시적인 내부층(415)이 도 4a 및 도 4b에 도시되어 있다(명확성을 위해 내부 및 외부 필름과 같은 추가 구성요소가 제거됨). 각각의 보강 하위층(440y, 441y)은 매트릭스(451z, 443y) 내에 하나 이상의 보강 요소(450z, 442y)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 보강 요소(450z, 442y)는 실질적으로 동일한 폭을 가질 수 있다. 또한, 보강 요소(450z, 442y)는 서로에 대해 반대로 권취될 수 있다. 즉, 도 4b에 도시된 바와 같이, 층(440y)의 보강 요소(450z)는 강성화 디바이스의 길이방향 축(435)에 직교하는 축(448y)에 대해 음의 각도(α)로(예를 들어, 최대 30도, 예컨대 0.5도 내지 25도, 예컨대 2도 내지 15도의 음의 각도로) 둘레가 나선형으로 될 수 있다. 이와 달리, 보강 하위층(441y)의 보강 요소(442y)는 축(448y)에 대해 양의 각도(β)로(예를 들어, 최대 30도, 예컨대 0.5도 내지 25도, 예컨대 2도 내지 15도의 양의 각도로) 둘레가 나선형으로 될 수 있다. 압축에 응답하여 보강 요소(450z)가 기울어지는 경향은 보강 요소(442y)를 반대 각도로 권취함으로써 감소될 수 있다. 층(415)을 제조하는 예시적인 방법은, 예를 들어 보강 요소(450z)를 좌측에서 우측으로 권취하고, 결합 하위층(444y)을 추가한 다음, 보강 요소(442y)를 우측에서 좌측으로 권취하는 단계를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 반대로 권취된 각도는, 예를 들어 도 10a 내지 도 10f와 관련하여 아래에서 설명되는 바와 같이 다중 시작 권선을 포함함으로써 변조될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 2개의 별개의 보강 하위층(440y, 441y)을 갖는 것보다, 반대 각도의 보강 요소(450z, 442y)는 브레이드에서와 같이 서로 인터리빙(즉, 서로 위아래로 통과)할 수 있다. 이러한 실시예에서, 결합 하위층(44y)은 생략될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 보강 하위층(예를 들어, 340y, 341y)은 서로 평행하게 연장되지만 보강 요소 사이의 간격에 걸쳐(즉, 매트릭스에 걸쳐) 중첩되는 보강 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 결합 하위층(544y)에 의해 분리된 2개의 보강 하위층(540y, 541y)을 갖는 예시적인 최내측 층(515)이 도 5에 도시되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 층(515)은 따라서 외부 필름(553z), 내부 필름(552z), 보강 요소(550z)(및 명확성을 위해 도 5로부터 제거된 매트릭스)를 갖는 하위층(540y), 결합 하위층(544y), 및 보강 요소(542y)(및 명확성을 위해 도 5로부터 또한 제거된 매트릭스)를 갖는 하위층(541y)을 포함할 수 있다. 보강 요소(542y)는 보강 요소(550z)와 동일한 방향 및/또는 동일한 각도 또는 피치로 연장될 수 있다. 또한, 보강 하위층(541y)의 보강 요소(542y)는 보강 하위층(540y)의 보강 요소(550z) 사이의 간극(또는 매트릭스) 위에 위치 설정될 수 있다. 또한, 보강 요소(542y)는 그 아래의 보강 요소(550z) 중 하나 또는 양자 모두와 중첩하도록 위치 설정될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 외부 보강 요소(542y)는 (예를 들어, 강성화 디바이스가 굽힘되더라도 여전히 전체 간극에 걸쳐 있도록) 매트릭스의 폭 또는 보강 요소(550z) 사이의 간격의 1.5-4배, 예컨대 2-3배인 폭을 가질 수 있다. 보강 요소(542y)가 보강 요소(550z) 사이의 간극 또는 매트릭스 부분과 중첩되게 하는 것은 유리하게는 매트릭스에서 내부층(515)의 붕괴 또는 침투를 방지하는 데 유리하게 도움이 될 수 있다. 추가로, 제2 보강 하위층(541y)은 제1 하위층(540y)이 가압 중에 뒤집히는 것을 방지하는 데 도움이 될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 외부 보강 요소(542y)는 내부 보강 요소(550z)보다 더 얇거나 더 작은 폭 또는 직경을 가질 수 있으며, 이는 유리하게는 가압될 때 내부 보강 요소(550z)의 무결성을 유지하는 데 도움이 될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 외부 보강 요소(542y)는 플라스틱(예를 들어, PEEK)일 수 있고 내부 보강 요소(550z)는 금속일 수 있다.
다른 예시적인 최내측 층(615)이 도 6에 도시되어 있다(내부 및 외부 필름과 같은 층은 명확성을 위해 제거됨). 최내측 층(615)은, 보강 요소(650z)의 폭(w)이 피치 길이보다 크도록 하는 각도로 틸트된 보강 요소(650z)를 포함하는 단일 보강 하위층(640y)을 포함할 수 있다. 따라서, 보강 요소(650z)의 이웃한 권선은 서로 중첩될 수 있다(중첩 구역(645y) 및 비중첩 구역(646y) 참조). 예를 들어, 보강 요소 폭(w)은 약 0.03"일 수 있고, 피치는 약 0.02"일 수 있으며, 약 0.003"-0.005"의 중첩 구역(645y)이 있을 수 있다. 중첩 보강 요소(650z)는 유리하게는 가압 시 층(615)의 붕괴를 방지하는 데 도움이 될 수 있다.
다른 예시적인 최내측 층(715)이 도 7에 도시되어 있다. 보강 하위층(740y)의 보강 요소(750z)는, 제1 보강 요소(750z)의 내부 부분이 이웃한 보강 요소(750z)의 외부 단차식 또는 다단식 부분과 중첩되도록 구성된 다단식 또는 단차식 단면 구조를 가질 수 있다. 따라서, 이웃한 보강 요소(750z)는 서로 중첩될 수 있고, 이는 유리하게는 가압 시 층(715)의 붕괴를 방지하는 데 도움이 될 수 있다. 보강 요소(750z)는 테이퍼형, 직선형, 원형 또는 파형인 형상(즉, 단면을 가짐)으로 될 수 있다.
다른 예시적인 최내측 층(2415)이 도 14에 도시되어 있다. 보강 하위층(2440y)의 보강 요소(2450z)는 2개의(외부 및 내부) 측방향/축방향 연장 피처를 갖는 소리굽쇠와 유사한 단면 형상을 가질 수 있다. 이웃한 보강 요소(2450z)는 중첩되도록 측방향/축방향 연장 피처 사이에 끼워질 수 있다. 다시, 중첩하는 보강 요소(2450z)는 유리하게는 가압 시 층(2415)의 붕괴를 방지하는 데 도움이 될 수 있다.
다른 예시적인 최내측 층(815)이 도 8에 도시되어 있다. 층(840y)의 보강 요소(850z)는 보강 요소(850z) 사이의 매트릭스(851z)를 덮도록 그로부터 축방향으로 연장되는 커버링(847y)을 포함할 수 있다. 커버링(847y)은 보강 요소(850z)의 두께보다 작은 두께(예를 들어, 반경방향으로)를 가질 수 있다(예를 들어, 커버링(847y)의 두께는 보강 요소(850z)의 두께의 50% 미만, 40% 미만, 30% 미만, 또는 20% 미만일 수 있음). 또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 커버링(847y)은 보강 요소(850z)의 외부 표면 위에 적층되고 및/또는 외부 표면과 중첩될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 커버링(847y)은, 예를 들어 보강 요소(850z)에 결합되는 얇은 금속 또는 플라스틱일 수 있다.
다른 예시적인 최내측 층(915)이 도 9에 도시되어 있다. 층(940y)의 보강 요소(950z)는, 이웃한 보강 요소(950z)가 서로 중첩되도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 하나의 보강 요소(950z)는 평탄할 수 있고(즉, 강성화 디바이스의 원주를 따라 평탄화됨) 인접한 보강 요소(950z)는 각형성될 수 있다(즉, 강성화 디바이스의 원주에 대해). 각형성된 보강 요소(950z)는 제1 평탄한 보강 요소(950z) 아래로부터 제2 평탄한 보강 요소(950z)의 상단 위로 연장될 수 있다. 이웃한 보강 요소(950z)는 실질적으로 동일한 피치로 나선형으로 될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이웃한 보강 요소(950z)는 함께 연결(예를 들어, 접착, 용접, 또는 달리 결합)될 수 있다.
본 명세서에 설명된 바와 같은 다중 하위층 및/또는 중첩 보강 요소는 증가된 압력 저항 및/또는 비틀림 저항을 위해 사용될 수 있다.
최내측 층의 보강 요소는 다양한 추가 구성으로 될 수 있다. 도 10d 내지 도 10f에 도시된 바와 같이, 보강 요소(9205z)는 다중 시작 코일 권선일 수 있다(예를 들어, 도 10f에 도시된 바와 같이 2개 시작, 도 10e에 도시된 바와 같이 3개 시작, 또는 도 10d에 도시된 바와 같이 4개 시작). 다중 시작 코일 권선이 사용되는 경우, 길이방향 축을 따른 보강 요소 사이의 간극은 단일 코일의 경우와 동일할 수 있지만, 시작 개수는 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9개 또는 심지어 그 이상일 수 있다. 단일 시작은 거의 수직인 와이어 각도(예를 들어, 수직에서 2도 떨어져 있음)를 생성하는 반면, 다중 시작 접근법은 코일이 수직으로부터 훨씬 더 멀리(예를 들어, 4, 6, 10, 15 또는 심지어 20도) 한 방향으로 틸트되도록 편향되는 와이어 각도를 생성한다. 이 더 큰 각도는, 더 큰 피치를 갖는 코일이 안정성을 위해 서로 지탱하는 경향이 있기 때문에, 최내측 층이 압력 하에서 틸트되거나 구조적으로 붕괴될 가능성을 더 적게 하는 역할을 할 수 있다. 도 10a 내지 도 10c는 다중 시작 보강 요소(9205Z)로부터의 개별 시작(코일)을 도시한다. 도 10c는 도 10f로부터의 하나의 코일을 도시하고, 도 10b는 도 10e로부터의 하나의 코일을 도시하며, 도 10a는 도 10d로부터의 하나의 코일을 도시한다. 몇몇 실시예에서, 다중 시작은 중첩 보강 요소를 제공하기 위해 다중 보강 하위층에서 사용될 수 있다. 다중 시작 카운트는 디바이스의 중심축에 대해 보강 각도를 조절하도록 변조될 수 있다. 또한, 다중 시작 요소는 중실형 단일 필라멘트 또는 스트랜드 및 케이블과 같은 다중 필라멘트 요소일 수 있다.
본 명세서에 설명된 나선형 또는 코일형 보강 요소 중 임의의 것은 레이저 절단 튜브, 개별 와이어 세그먼트, 사출 성형된 요소, 케이스 요소, 피봇이 있는 링크, 또는 굴곡부가 있는 링크와 같은 다른 보강 요소와 대체되거나 조합될 수 있다.
예를 들어, 몇몇 실시예에서, 도 11a 및 도 11b를 참조하면, 보강 요소(8950z)는 일련의 파형 또는 물결형 와이어(또는 본 명세서에 설명된 것처럼 코일링된 물결형 와이어)일 수 있다. 도 11b에 도시된 바와 같이, 디바이스가 로딩된 경우, 물결형 보강 요소(8950z)는 자신과 충돌하는 방향으로 이동하여, 와이어 사이의 매트릭스(8851Z)를 압축하고, 평행사변형 유형의 붕괴에 저항한다. 하나의 특정 실시예에서, 이러한 물결형 와이어를 갖는 최내측 층은 0.005"의 RE 높이, 0.060"의 RE 폭, 및 단지 0.006"의 RE 간극을 가질 수 있다. 물결형 파동은 중심선으로부터 +/-0.03" 변동할 수 있다(즉, 0.060"의 파동 진폭을 가질 수 있음). 파동은 0.3"마다 반복될 수 있다(즉, 0.3"의 파장을 가질 수 있음).
몇몇 실시예에서, 도 12a 내지 도 12c를 참조하면, 보강 요소(9050z)는 교번적인 포켓 와이어(9052z) 및 노치 와이어(9053z)를 포함할 수 있다. 언로딩될 때, 각각의 개별 요소의 포켓과 노치는 별개일 수 있다(도 12d에 도시된 바와 같이). 그러나, 로딩될 때, 와이어(9053z)의 노치는 (도 12e에 도시된 바와 같이) 와이어(9052z)의 포켓과 충돌하는 방향으로 이동하여 와이어 사이의 매트릭스(8851z)를 압축하고 평행사변형 유형의 붕괴에 저항한다.
몇몇 실시예에서, 도 13a 내지 도 13c를 참조하면, 보강 요소(9150z)는 굴곡 설계일 수 있고, 예를 들어 금속 또는 플라스틱 튜브로부터 레이저 절단될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 굴곡 설계는 단축에 저항하면서 반경방향으로 굽힘 및/또는 팽창 및 수축하도록 구성될 수 있다. 도 13c는 (예를 들어, 조립 및 제조성을 용이하게 하기 위해) 반경방향 팽창을 허용하고 또한 (예를 들어, 붕괴를 방지하기 위해) 압력 하에서 반경방향 하드 스톱을 제공하는 보강 요소(9150z)에 대한 예시적인 굴곡 설계를 도시한다.
일부 경우에, 보강 요소는 내부층과 별개일 수 있다. 예를 들어, 보강 요소는 내부층 내부 또는 외부에 정반대로 위치 설정될 수 있다. 최내측 층은, 예를 들어 30A 내지 80A의 경도를 가질 수 있다. 또한, 최내측 층은 0.0005" 내지 0.060"의 벽 두께를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 최내측 층은 내시경 또는 다른 기구가 관통 활주하는 것을 개선하기 위해 그 내부 표면 상에 윤활제 또는 코팅(예를 들어, 친수성 코팅)을 포함할 수 있다. 코팅은 친수성(예를 들어, Hydromer® 코팅 또는 Surmodics® 코팅) 또는 소수성(예를 들어, 플루오로폴리머)일 수 있다. 코팅은, 예를 들어 그 위에 코팅을 침지, 페인팅 또는 분무함으로써 적용될 수 있다. 최내측 층은 마찰 계수가 낮은 적층된 층일 수 있다.
본 명세서에 설명된 보강된 층 중 임의의 것(예를 들어, 최내측 층(8815))의 경우, 보강 요소를 둘러싸는 매트릭스는 가수분해 안정성이 높은 재료로 구성될 수 있다. 즉, 물, 식염수, 위액 또는 혈액과 같은 침지 유체 환경에 노출될 때 본 명세서에 설명된 강성화 디바이스가 그 구조적 무결성을 유지하는 것이 유리하다. 매트릭스 재료가 흡습성이고 그에 따라 유체를 흡수하는 경우, 유체는 가소제로서 작용하여 매트릭스를 연화시키고, 이는 가압된(또는 진공 기반) 구조적 붕괴에 대한 저항을 감소시키고 따라서 디바이스의 강성화를 감소시킬 수 있다. 이와 같이, 몇몇 실시예에서, 매트릭스는 소수성 재료로 제조될 수 있으며, 이에 의해 유체를 거의 또는 전혀 흡수하지 않고 유리하게는 유체에 침지된 경우에도 그 구조적 무결성을 유지할 수 있다. 예를 들어, 매트릭스는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 열가소성 엘라스토머(Chronoprene™ 및 Teknor Apex Medalist™ 등), 또는 폴리염화비닐로 제조될 수 있다. 다른 예로서, 매트릭스는, 폴리스티렌 블록 및 고무 블록, 예를 들어 폴리부타디엔 또는 폴리이소프렌의 고무 블록을 포함하는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(styrene-ethylene-butylene-styrene)(SEBS), 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체(styrene-butadiene-styrene copolymer)(SBS), 또는 스티렌 블록 공중합체(styrenic block copolymer)(SBC), 예컨대 Kraton®과 같은 복합 용액으로 제조될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 매트릭스 재료는 말레산 무수물과 같은 결합을 개선시키기 위한 첨가제를 포함할 수 있다.
본 명세서에 설명된 보강된 층 중 임의의 것(예를 들어, 최내측 층(8815))의 경우, 보강 요소와 매트릭스는 접착제로 함께 접합될 수 있다. 예를 들어, 보강 요소는 접착제가 보강 요소에 적셔지거나, 분무되거나, 또는 침지식으로 도포될 수 있고, 그 다음 보강 요소는 매트릭스와 보강 요소를 함께 결합하기 위해 매트릭스 내에 위치 설정될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 보강 요소 및 매트릭스는 제곱인치당 최대 50 파운드의 결과적인 결합 강도를 가질 수 있다. 접착제는, 예를 들어 Chemlok™ 접착제일 수 있다. 보강 요소를 매트릭스에 부착하기 위해 접착제를 사용함으로써, 보강된 층은 압력 및/또는 진공 붕괴에 저항하기 위해 손상되지 않은 상태로 남아 있을 수 있다.
본 명세서에 설명된 보강된 층 중 임의의 것(예를 들어, 최내측 층(8815))의 경우, 보강된 층은 그 층이 그 순(즉, 제조된) 직경인 또는 그에 가까운 최종 직경(즉, 강성화 디바이스 내에)을 갖도록 제조될 수 있고, 그에 의해 매트릭스가 보강 요소를 특정 직경으로 유지하는 데 필요하지 않음을 보장한다. 예를 들어, 보강된 층의 최종 직경은 순 직경의 10% 이내, 예컨대 5% 이내, 예컨대 순 직경의 2% 이내일 수 있다. 순 직경에 가까운 최종 직경을 갖는 것은 유리하게는 보강된 층의 내부 응력이 감소되는 것을 유리하게 보장할 수 있고, 그에 따라 보강된 층의 크리프 및/또는 파손을 감소시킨다. 몇몇 실시예에서, 보강 요소는, 예를 들어 매트릭스에 적용될 때 보강 요소를 항복시킴으로써, 예컨대 일련의 변형 롤러를 통해 보강 요소를 연장시킴으로써, 제조될 수 있다.
본 명세서에 설명된 층 중 임의의 것은 그에 인접하여 적층된 다중 보강 하위층(예를 들어, 하위층(340y, 341y)과 유사함)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 최내측 층은 그 위에(예를 들어, 그 안에 임베딩되는 대신에) 하위층을 포함할 수 있다. 하위층은, 예를 들어 일정 각도로(예를 들어, 강성화 디바이스의 길이방향 축에 대해 90도 미만, 예컨대 60도 초과 및 90도 미만, 예컨대 65도 내지 89.5도, 예컨대 75도 내지 88도의 각도로) 둘레가 나선형으로 된 하나 이상의 리본 또는 와이어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 15a 내지 도 15c에 도시된 바와 같이, 최내측 층(8715)은 제1 방향으로 랩핑된 그 위의 제1 하위층(8702a) 및 제2 반대 방향으로 랩핑된 제2 하위층(8702b)을 가질 수 있다(예를 들어, 제1 하위층(8702a)은 길이방향 축 또는 수평축에 대해 70도로 랩핑될 수 있고 제2 하위층(8702b)은 -70도로 랩핑될 수 있음). 층(8702a 및 8702b)을 추가하면 완성된 디바이스의 비틀림 저항이 증가될 수 있다. 몇몇 실시예에서(예를 들어, 가요성 증가가 요망되는 실시예에서), 2개의 하위층(8702a, 8702b)은 서로에 대해 전단되거나 활주할 수 있다. 예를 들어, 2개의 층(8702a, 8702b) 사이에 슬립층이 있을 수 있다. 몇몇 실시예에서, 2개의 하위층 사이 및/또는 디바이스의 다른 층(예를 들어, 최내측 층) 사이에 슬립층이 있을 수 있다. 몇몇 실시예에서, 추가 하위층(8702a, 8702b)은 다른 층(예를 들어, 브레이드층)의 일부이거나 다른 층과 인터위빙될 수 있다. 증가된 비틀림 강성이 요망되는 실시예에서, 하위층은 높은 인장 및 높은 압축 하중을 모두 견딜 수 있는 재료(예컨대, 시트 금속 또는 와이어) 또는 높은 인장 하중을 견딜 수 있지만 작은 압축 하중만 견딜 수 있는 재료(예를 들어, 복수의 작은 직경의 와이어 또는 섬유)로 제조될 수 있다.
본 명세서에 설명된 보강된 층 중 임의의 것(예를 들어, 최내측 층(8815))은 디바이스의 길이방향 축을 따라 교번적인 유형의 재료를 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 16을 참조하면, 층(18815)은 높은 듀로미터 재료 및 낮은 듀로미터 재료의 교번적인 섹션(18807y 및 18806y)을 각각 포함할 수 있다. 또한, 높은 듀로미터 재료의 섹션(18807z)은 내부에 임베딩된 보강 요소(18850z)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 교번적인 섹션(18807y 및 18806y)은 나선형 섹션(18807y)에 의해 형성될 수 있지만, 섹션(18806y)의 더 낮은 듀로미터 재료로 후속적으로 채워지는 간극을 나선 사이에 남길 수 있다. 이러한 설계는 유리하게는 섹션(18806y)에 의해 생성된 힌지 지점에서 가요성 및 굽힘을 가능하게 하면서 층(18815)이 섹션(18807y)에서 높은 강성을 갖게 하는 것이 가능할 수 있다. 따라서, 층(18815)을 통합한 디바이스는 높은 기준선 가요성을 여전히 유지하면서 높은 강성 및 압력/진공 붕괴에 대한 저항을 가질 수 있다.
도 21a 내지 도 21e를 참조하면, 본 명세서에 설명된 강성화 디바이스 중 임의의 것의 브레이드는 다양한 상이한 브레이드 패턴일 수 있다. 예를 들어, 도 21a를 참조하면, 층(1709)의 브레이드는 2개의 이웃한 스트랜드(1733a, b)가 2개의 스트랜드 위로 연장된 다음 2개의 스트랜드 아래로 연장되는 다이아몬드 전하중 패턴일 수 있다. 도 21b를 참조하면, 층(1709)의 브레이드는 전하중 패턴일 수 있으며, 여기서 각각의 스트랜드(1733a)는 이웃한 스트랜드(1733b)와 반대되는 방식으로 2개의 스트랜드 위로 연장되고 2개의 스트랜드 아래로 연장된다. 도 21c를 참조하면, 층(1709)의 브레이드는 각각의 스트랜드(1733a)가 이웃한 스트랜드(1733b)와 반대로 하나의 스트랜드 위로 그리고 하나의 스트랜드 아래로 연장되는 다이아몬드 반하중 패턴일 수 있다. 도 21d 및 도 21e를 참조하면, 층(1709)의 브레이드는 교차 스트랜드(1733a, 1733b)를 통해 연장되는 하나 이상의 길이방향 스트랜드(1733c)를 포함할 수 있다. 길이방향 스트랜드(1733c)는 불연속적(도 21d에 도시된 바와 같이) 또는 연속적(도 21e에 도시된 바와 같이)일 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서 그리고 도 21e에 도시된 바와 같이, 길이방향 스트랜드(1733c)는 편조된 스트랜드(1733a, 1733b)의 제1 스트랜드 연결부(1740a) 위를 통과하고 편조된 스트랜드(1733a, 1733b)의 제2 연결부(1740b) 아래를 통과할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 오버 및 언더 연결부(1740a, 1740b)는 서로 인접할 수 있다. 다른 실시예에서, 오버 및 언더 연결부(1740a, 1740b)는 서로로부터 떨어져 있는 2-50개, 예컨대 2, 3, 4, 10, 20, 또는 40개의 연결부일 수 있다.
본 명세서에 설명된 브레이드층 중 임의의 것의 스트랜드는 직사각형/평탄형(예를 들어, 0.001"-0.060", 예컨대 0.005", 0.007", 0.010", 또는 0.012"의 긴 변 및 0.0003"-0.030", 예컨대 0.001", 0.002", 또는 0.003"의 짧은 변을 가짐), 원형(예를 들어, 0.001"-0.020", 예컨대 0.005", 0.01", 또는 0.012"의 직경을 가짐), 또는 타원형일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 스트랜드 중 일부는 평탄할 수 있고 스트랜드(233) 중 일부는 원형일 수 있다.
도 22a 및 도 22b를 참조하면, 각각의 스트랜드(1833)는 단일 필라멘트(1818)(도 22a) 또는 다중 필라멘트(1818a-c)(3개의 필라멘트(1818a-c)가 도 22b의 각각의 스트랜드(1833)에 도시됨)를 포함할 수 있다. 필라멘트(1818)는 크림프(필라멘트의 파상 또는 굽힘)를 감소시키기 위해 선택될 수 있다(즉, 직경, 간격, 및 모듈러스가 구체적으로 맞춤화될 수 있음). 감소된 크림프는 시스템이 개선된 압축 좌굴 저항을 제공하는 데 도움이 될 수 있으며, 이는 시스템 강성을 개선시킬 수 있다. 도 23a 내지 도 23c를 참조하면, 각각의 스트랜드(2333)는 함께 묶인(즉, 연사되거나, 직조되거나, 편조된) 다중 필라멘트(2318)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 2-20개의 필라멘트(2318), 예컨대 5-10개의 필라멘트(2318), 예컨대 7개의 필라멘트(도 23a 내지 도 23c에 도시된 바와 같음)가 있을 수 있다. 몇몇 실시예에서, 필라멘트(2318) 각각은 직경이 0.0005"-0.010", 예컨대 0.001"-0.05", 예컨대 약 0.002"일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 스트랜드 또는 필라멘트는 금속(예를 들어, 스테인리스강, 알루미늄, 니티놀, 텅스텐, 또는 티타늄), 플라스틱(나일론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, PEEK, 폴리에테르이미드), 또는 고강도 섬유(예를 들어, 아라미드, 초고분자량 UHMW 폴리에틸렌, 또는 Vectran과 같은 액정 폴리머)일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 스트랜드는 2개 이상의 상이한 재료로 제조된 필라멘트를 포함할 수 있다(예를 들어, 스트랜드의 일부 필라멘트는 니티놀 및 일부 스테인리스강일 수 있음). 몇몇 실시예에서, 스트랜드 또는 필라멘트는 다층 복합물, 예컨대 얇은 엘라스토머, 플라스틱, 경질 에폭시, 또는 에나멜 코팅을 갖는 금속 코어로 제조될 수 있다. 스트랜드 또는 필라멘트를 경질 에폭시 또는 에나멜과 같은 경질 재료로 코팅하는 것은, 몇몇 실시예에서, 강성화 디바이스의 사용 동안 스트랜드 또는 필라멘트의 항복을 방지하는 데 도움이 될 수 있다. 하나의 특정 예에서, 스트랜드는 0.002" x 0.002"의 단면 치수를 갖는 평탄한 알루미늄화 PET와 서로 얽힌 0.010"의 직경을 갖는 원형 나일론(또는 0.003"의 직경을 갖는 금속 필라멘트)을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 브레이드의 스트랜드용 재료는 공지된 높은 마찰 계수를 갖는 재료일 수 있다. 예를 들어, 스트랜드는 단일체 구조이거나 스트랜드가 알루미늄 상의 알루미늄, 구리 상의 구리, 은 상의 은, 또는 금 상의 금을 포함하도록 코팅을 가질 수 있다. 다른 예로서, 스트랜드는 엘라스토머 재료로 코팅될 수 있다(예를 들어, 더 낮은 듀로미터 엘라스토머는 더 높은 모듈러스 기재의 상단에 코팅될 수 있다). 다른 예로서, 스트랜드는 스티렌 공중합체, 폴리카보네이트, 또는 아크릴로 제조될 수 있다.
브레이드층 내에서 연장되는 24, 48, 96, 120, 144개 또는 그 이상의 스트랜드와 같이 브레이드층에 12-800개의 스트랜드가 있을 수 있다. 몇몇 실시예에서, 96개 스트랜드 이상, 120개 스트랜드 이상, 200개 스트랜드 이상, 또는 240개 스트랜드 이상이 존재한다. 더 많은 수의 스트랜드는 유리하게는 스트랜드 사이의 상호 작용 증가로 인해 브레이드를 강성화하는 데 도움이 될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 브레이드층은 보강된 층 중 임의의 것(예를 들어, 최내측 층(8815))의 매트릭스와 일체화되거나 그 내부에 임베딩될 수 있다.
강성화된 구성의 예시적인 강성화 디바이스가 도 17a 및 도 17b에 도시되어 있다. 강성화 디바이스가 강성화됨에 따라, 강성화 디바이스는 진공 또는 압력이 인가되기 전의 형상으로 그렇게 되고, 즉 그 형상을 직선화, 굽힘, 또는 달리 실질적으로 변경시키지 않는다(예를 들어, 도 17a에 도시된 바와 같이 루핑된 구성으로 또는 도 17b에 도시된 바와 같이 사형 형상으로 강화시킬 수 있음). 이는 내부층 또는 외부층(예를 들어, 코일 권취형 튜브로 제조됨)에 대한 공기 강화 효과가 굽힘 시 강성화 디바이스의 최대 하중 용량의 작은 비율(예를 들어, 5%)일 수 있기 때문일 수 있으며, 이에 의해 강성화 디바이스가 직선화에 저항하게 할 수 있다. 진공 또는 압력이 해제되면, 브레이드 또는 스트랜드가 서로에 대해 로킹 해제될 수 있고 다시 이동하여 강성화 디바이스를 굽힘시킬 수 있다. 다시 말하지만, 강성화 디바이스는 진공 또는 압력의 해제를 통해 더 유연해지기 때문에, 강성화 디바이스는 진공 또는 압력이 해제되기 전의 형상으로 그렇게 되고, 즉 그 형상을 직선화, 굽힘, 또는 달리 실질적으로 변경시키지 않는다. 따라서, 본 명세서에 설명된 강성화 디바이스는 브레이드의 스트랜드 사이의 움직임을 제한함으로써(예를 들어, 진공 또는 압력을 인가함으로써) 가요성의 덜 강성 구성으로부터 더 높은 강성도의 강성 구성으로 천이될 수 있다.
본 명세서에 설명된 강성화 디바이스는 강성 구성과 가요성 구성 사이에서 신속하게 토글할 수 있으며, 몇몇 실시예에서는 무한한 수의 천이 사이클을 갖는다. 중재적 의료 디바이스가 더 길어지고 인체에 더 깊이 삽입됨에 따라, 그리고 보다 엄격한 치료 시술을 행할 것으로 예상됨에 따라, 정밀도와 제어에 대한 요구가 증가되고 있다. 본 명세서에 설명된 바와 같은 선택적 강성화 디바이스(예를 들어, 오버튜브)는 유리하게는 가요성의 이점(필요한 경우) 및 강성의 이점(필요한 경우) 모두를 제공할 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 강성화 디바이스는, 예를 들어 2016년 9월 2일자로 출원되었고 명칭이 "DEVICE FOR ENDOSCOPIC ADVANCEMENT THROUGH THE SMALL INTESTINE"인 국제 특허 출원 제PCT/US2016/050290호에 설명된 것과 같은 고전적인 내시경, 결장 내시경, 로봇 시스템, 및/또는 내비게이션 시스템과 함께 사용될 수 있고, 상기 출원의 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다.
본 명세서에 설명된 강성화 디바이스는 2016년 9월 2일자로 출원되었고 명칭이 "DEVICE FOR ENDOSCOPIC ADVANCEMENT THROUGH THE SMALL INTESTINE"이며 제WO 2017/041052호로서 공개된 국제 특허 출원 제PCT/US2016/050290호, 2018년 7월 19일자로 출원되었고 명칭이 "DYNAMICALLY RIGIDIZING OVERTUBE"이며 제WO 2019/018682호로서 공개된 국제 특허 출원 제PCT/US2018/042946호, 2019년 7월 19일자로 출원되었고 명칭이 "DYNAMICALLY RIGIDIZING COMPOSITE MEDICAL STRUCTURES"이며 제WO 2020/018934호로서 공개된 국제 특허 출원 제PCT/US2019/042650호, 및 2020년 1월 16일자로 출원되었고 명칭이 "DYNAMICALLY RIGIDIZING COMPOSITE MEDICAL STRUCTURES"인 국제 특허 출원 제PCT/US2020/013937호와 관련하여 설명된 특징 중 임의의 것을 추가로 또는 대안적으로 포함할 수 있고, 이들 특허의 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다.
본 명세서에 설명된 강성화 디바이스는 상이한 길이 및 직경을 포함하는 다중 구성으로 제공될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 강성화 디바이스는 (예를 들어, 강성화 디바이스의 본체 내에서 통상적인 내시경 도구를 통과시키기 위한) 작업 채널, 벌룬, 포개진 요소, 및/또는 측면 로딩 피처를 포함할 수 있다.
도 18a 내지 도 18d를 참조하면, 일 실시예에서, 관형 강성화 디바이스(100)는 (예를 들어, 관통하는 기구 또는 내시경의 위치를 위해) 루멘(120) 둘레에 위치 설정된 복수의 층을 갖는 벽을 포함할 수 있다. 강성화 디바이스(100)를 강성화하기 위해 층 사이에 진공이 공급될 수 있다.
최내측 층(115)은, 예를 들어 강성화 디바이스(100)의 벽 내에 진공이 인가될 때 나머지 층이 통합될 수 있는 내부 표면을 제공하도록 구성될 수 있다. 그 구조는 비진공 조건에서 굽힘력을 최소화하고/가요성을 최대화하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 최내측 층(115)은 전술한 바와 같이 매트릭스 내에 보강 요소(150z) 또는 코일을 포함할 수 있다.
최내측 층(115) 위의 층(113)(즉, 그 반경방향 외향)은 슬립층일 수 있다.
층(111)은 반경방향 간극(즉, 공간)일 수 있다. 간극 층(111)은 그 위의 편조된 층(들)이 (진공이 인가되지 않은 경우) 내부에서 이동하기 위한 공간 뿐만 아니라 (진공의 인가 시) 편조된 층 또는 직조된 층이 반경방향 내향으로 이동할 수 있는 공간을 제공할 수 있다.
층(109)은 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 것과 유사한 편조된 스트랜드(133)를 포함하는 제1 브레이드층일 수 있다. 브레이드층은, 예를 들어 두께가 0.001" 내지 0.040"일 수 있다. 예를 들어, 브레이드층은 두께가 0.001", 0.003", 0.005", 0.010", 0.015", 0.020", 0.025" 또는 0.030"일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 도 18b에 도시된 바와 같이, 브레이드는 인장 또는 후프 섬유(137)를 가질 수 있다. 후프 섬유(137)는 나선형으로 될 수 있고 및/또는 브레이드층으로 직조될 수 있다. 또한, 후프 섬유(137)는 인치당 2-50, 예를 들어 20-40개의 후프에 위치 설정될 수 있다. 후프 섬유(137)는 유리하게는 (좌굴 또는 휘어짐에 저항하기 위해) 반경방향으로 높은 압축 강성을 전달할 수 있지만, 강성화 디바이스(100)의 길이방향 축(135)의 방향으로 유연성을 유지할 수 있다. 즉, 강성화 디바이스(100)에 압축이 가해지면, 브레이드층(109)은 압축됨에 따라 직경이 팽창하려고 할 것이다. 후프 섬유(137)는 이러한 직경 팽창에 저항할 수 있고 따라서 압축에 저항할 수 있다. 따라서, 후프 섬유(137)는 굽힘 시에 유연하지만 여전히 인장 및 압축 모두에 저항하는 시스템을 제공할 수 있다.
층(107)은 층(111)과 유사한 다른 반경방향 간극 층일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 본 명세서에 설명된 강성화 디바이스는 둘 이상의 브레이드층을 가질 수 있다. 예를 들어, 강성화 디바이스는 2개, 3개 또는 4개의 브레이드층을 포함할 수 있다. 도 18c를 참조하면, 층(105)은 제2 브레이드층(105)일 수 있다. 제2 브레이드층(105)은 제1 브레이드층(109)과 관련하여 설명된 특성 중 임의의 것을 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 브레이드층(105)의 브레이드는 제1 브레이드층(109)의 브레이드와 동일할 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 브레이드층(105)의 브레이드는 제1 브레이드층(109)의 브레이드와 상이할 수 있다. 예를 들어, 제2 브레이드층(105)의 브레이드는 제1 브레이드층(109)의 브레이드보다 더 적은 스트랜드를 포함하고 더 큰 브레이드 각도(α)를 가질 수 있다. 더 적은 수의 스트랜드를 갖는 것은 (동일하거나 더 많은 수의 스트랜드를 갖는 제2 스트랜드를 갖는 것에 비교하여) 강성화 디바이스(100)의 가요성을 증가시키는 데 도움이 될 수 있고, 더 큰 브레이드 각도(α)는 강성화 디바이스(100)의 가요성을 증가/유지하면서 (예를 들어, 제1 브레이드층이 압축되면) 제1 브레이드층(109)의 직경을 수축시키는 데 도움이 될 수 있다. 다른 예로서, 제2 브레이드층(105)의 브레이드는 제1 브레이드층(109)의 브레이드보다 더 많은 스트랜드를 포함하고 더 큰 브레이드 각도(α)를 가질 수 있다. 더 많은 스트랜드를 갖는 것은 상대적으로 단단하고 매끄러운 층을 초래할 수 있는 반면 더 큰 브레이드 각도(α)를 갖는 것은 제1 브레이드층(109)의 직경을 수축시키는 데 도움이 될 수 있다.
층(103)은 층(111)과 유사한 다른 반경방향 간극 층일 수 있다. 간극 층(103)은 0.0002-0.04", 예컨대 약 0.03"의 두께를 가질 수 있다. 이 범위 내의 두께는 브레이드층(들)의 스트랜드(133)가 강성화 디바이스(100)의 굽힘 동안 가요성을 보장하기 위해 서로에 대해 쉽게 미끄러지고 및/또는 팽창할 수 있음을 보장할 수 있다.
최외측 층(101)은, 진공이 되어 브레이드층(105, 109)에 대해 아래로 당겨지고 그 표면(들)에 합치할 때 반경방향 내향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 최외측 층(101)은 부드럽고 비외상성일 수 있으며, 층(115)을 갖는 진공 밀폐 챔버를 생성하도록 양 단부에서 밀봉될 수 있다. 최외측 층(101)은, 예를 들어 우레탄으로 제조된 엘라스토머일 수 있다. 최외측 층(101)의 경도는, 예를 들어 30A 내지 80A일 수 있다. 또한, 최외측 층(101)은 0.0001-0.01", 예컨대 약 0.001", 0.002", 0.003" 또는 0.004"의 두께를 가질 수 있다. 대안적으로, 최외측 층은, 예를 들어 LDPE, 나일론, 또는 PEEK를 포함하는 플라스틱일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 최외측 층(101)은, 예를 들어 관통 연장되는 인장 또는 후프 섬유(137)를 가질 수 있다. 후프 섬유(137)는, 예를 들어 아라미드(예를 들어, Technora, 나일론, Kevlar), Vectran, Dyneema, 탄소 섬유, 유리 섬유 또는 플라스틱으로 제조될 수 있다. 또한, 후프 섬유(137)는 인치당 2-50, 예를 들어 20-40개의 후프에 위치 설정될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 후프 섬유(137)는 엘라스토머 외장 내에 적층될 수 있다. 후프 섬유는 유리하게는 다른 방향에 비교하여 한 방향으로 더 높은 강성을 전달할 수 있다(예를 들어, 후프 방향으로 매우 강성일 수 있지만, 강성화 디바이스의 길이방향 축의 방향으로 매우 유연할 수 있음). 추가로, 후프 섬유는 유리하게는 섬유가 인장 하중 하에 놓일 때까지 낮은 후프 강성을 제공할 수 있으며, 이 지점에서 후프 섬유는 갑자기 높은 후프 강성을 나타낼 수 있다.
몇몇 실시예에서, 최외측 층(101)은 해부구조를 통한 강성화 디바이스의 활주를 개선하기 위해 그 외부 표면에 윤활제, 코팅 및/또는 분말(예를 들어, 활석 분말)을 포함할 수 있다. 코팅은 친수성(예를 들어, Hydromer® 코팅 또는 Surmodics® 코팅) 또는 소수성(예를 들어, 플루오로폴리머)일 수 있다. 코팅은, 예를 들어 그 위에 코팅을 침지, 페인팅 또는 분무함으로써 적용될 수 있다.
최내측 층(115)은 유사하게는, 특히 가요성을 최대화하기 위해 강성화 디바이스(100)에 진공이 인가되지 않을 때, 접하는 층들이 서로에 대해 보다 쉽게 전단하게 하도록 구성된 윤활제, 코팅(예를 들어, 친수성 또는 소수성 코팅), 및/또는 분말(예를 들어, 활석 분말)을 그 내부 표면 상에 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 최외측 층(101)은 반경방향 내향 층 위에서 느슨할 수 있다. 예를 들어, 층(101)의 내경(튜브를 구성한다고 가정함)은 반경방향 내향으로 다음 층(예를 들어, 브레이드층)과 0"-0.200"의 직경 간극을 가질 수 있다. 이는 높은 강성화 배수를 여전히 보존하면서 진공 상태가 아닐 때 진공 강성 시스템에 더 많은 가요성을 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 최외측 층(101)은 반경방향 내향의 다음 층(예를 들어, 브레이드층) 위로 일부 신장될 수 있다. 예를 들어, 튜브 구성 층(101)의 제로 변형률 직경은 반경방향 내향의 다음 층보다 직경이 0-0.200" 더 작을 수 있고 그 위로 신장될 수 있다. 진공 상태가 아닐 때, 이 시스템은 외부층(101)이 더 느슨한 것보다 가요성이 더 적을 수 있다. 그러나, 이 시스템은 외관이 더 매끄럽고 사용 동안 찢어질 가능성이 더 적을 수 있다.
몇몇 실시예에서, 최외측 층(101)은 반경방향 내향 층 위에서 느슨할 수 있다. 층(101)을 완만하게 팽창시키고 강성화 디바이스가 가요성 구성에서 보다 자유롭게 굽힘되게 하기 위해 층(101) 아래에 작은 양압이 인가될 수 있다. 이 실시예에서, 최외측 층(101)은 엘라스토머일 수 있고 브레이드 위에 압축력을 유지할 수 있음으로써, 강성을 부여할 수 있다. 일단 양압이 공급되면(브레이드의 외장을 명목상 팽창하기에 충분할 정도로, 예를 들어 2 psi), 최외측 층(101)은 더 이상 강성에 기여하지 않고, 이는 기준선 가요성을 개선시킬 수 있다. 강성화가 요망되면, 양압을 음압(진공)으로 대체하여 강성을 제공할 수 있다.
진공은 최소로부터 전체 대기 진공(예를 들어, 약 14.7 psi)까지 강성화 디바이스(100) 내에서 운반될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 가변 강성 능력을 제공하기 위해 진공이 임의의 중간 레벨로 블리드 다운되도록 블리드 밸브, 조절기, 또는 펌프 제어부가 있을 수 있다. 진공 압력은 유리하게는 이웃한 층에 대해 브레이드 슬리브의 층(들)을 압축함으로써 강성화 디바이스 구조를 강성화하는 데 사용될 수 있다. 브레이드는 굽힘 시에(즉, 길이방향 축에 수직으로 굽힘될 때) 자연스럽게 휘어지고, 슬리브가 굽힘될 때 인터레이싱된 스트랜드에 의해 형성된 격자 구조가 왜곡되어 브레이드가 내부층에 놓여 있는 동안 굽힘된 형상에 합치하게 한다. 그 결과, 브레이드 슬리브가 굽힘됨에 따라 각각의 격자 요소의 코너 각도가 변경되는 격자 기하형상이 초래된다. 본 명세서에 설명된 층과 같이 등각 재료 사이에서 압축될 때, 격자 요소는 현재 각도에서 로킹되고 진공의 인가 시에 변형에 저항하는 개선된 능력을 가짐으로써, 진공이 인가될 때 굽힘 시 전체 구조를 강성화한다. 또한, 몇몇 실시예에서, 브레이드를 통과하는 또는 브레이드 위의 후프 섬유는 높은 인가 굽힘 하중에서 브레이드의 국부 좌굴을 방지하는 데 도움이 되는 인장 하중을 전달할 수 있다.
강성화 디바이스(100)의 강성은 가요성 구성으로부터 강성 구성으로 천이될 때 2배 내지 30배 초과, 예를 들어 10배, 15배, 또는 20배 증가할 수 있다. 하나의 특정 예에서, 강성화 디바이스(100)와 유사한 강성화 디바이스의 강성이 테스트되었다. 테스트된 강성화 디바이스의 벽 두께는 1.0 mm이었고, 외경은 17 mm이었으며, 강성화 디바이스가 10도 휘어질 때까지 강성화 디바이스의 9.5 cm 길이의 외팔보식 부분의 단부에 힘이 인가되었다. 가요성 모드에서 그렇게 하는 데 필요한 강제적인 힘은 30 그램에 불과한 반면 강성(진공) 모드에서 그렇게 하는 데 필요한 강제적인 힘은 350 그램이다.
진공 강성화 디바이스(100)의 몇몇 실시예에서, 단 하나의 브레이드층이 있을 수 있다. 진공 강성화 디바이스(100)의 다른 실시예에서, 2개, 3개 또는 그 이상의 브레이드층이 있을 수 있다. 몇몇 실시예에서, 강성화 디바이스(100)의 반경방향 간극 층 또는 슬립층 중 하나 이상이 제거될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 강성화 디바이스(100)의 슬립층의 일부 또는 전부가 제거될 수 있다.
본 명세서에 설명된 브레이드층은 가변 강성 층으로서 작용할 수 있다. 가변 강성 층은 활성화될 때(예를 들어, 진공이 인가될 때) 굽힘 강성 및/또는 전단 저항이 증가되어 더 높은 강성을 초래하는 하나 이상의 가변 강성 요소 또는 구조를 포함할 수 있다. 브레이드층에 추가하여 또는 그 대신에 다른 가변 강성 요소가 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 2018년 7월 19일자로 출원되었고 명칭이 "DYNAMICALLY RIGIDIZING OVERTUBE"인 국제 특허 출원 제PCT/US2018/042946호에 설명된 바와 같이 가변 강성 요소로서 연관체가 사용될 수 있으며, 상기 출원의 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다. 대안적으로 또는 추가로, 가변 강성 요소는 입자 또는 과립, 재밍 층, 스케일, 강성화 축방향 부재, 강성화제, 길이방향 부재 또는 실질적으로 길이방향 부재를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 본 명세서에 설명된 강성화 디바이스는 진공보다는 압력의 인가를 통해 강성화될 수 있다. 예를 들어, 도 19a 및 도 19b를 참조하면, 강성화 디바이스(2100)는 진공보다는 강성화를 위해 내부에 압력(예를 들어, 1 atm 초과)을 유지하도록 구성될 수 있다는 점을 제외하고는 강성화 디바이스(100)와 유사할 수 있다. 따라서, 강성화 디바이스(2100)는 루멘(2120) 둘레에 위치 설정된 복수의 층을 포함할 수 있다(예를 들어, 관통하는 기구 또는 내시경의 위치를 위해). 강성화 디바이스(2100)는 최내측 층(2115)(최내측 층(115)과 유사), 슬립층(2113)(슬립층(113)과 유사), 압력 간극(2112), 블래더층(2121), 간극 층(2111)(간극 층(111)과 유사), 브레이드층(2109)(브레이드층(109)과 유사) 또는 본 명세서에 설명된 바와 같은 다른 가변 강성 층, 간극 층(2107)(층(107)과 유사), 및 최외측 봉쇄 층(2101)을 포함할 수 있다.
압력 간극(2112)은 강성화 디바이스(2100)의 층에 압력을 인가하기 위한 간극을 제공하는 밀봉된 챔버일 수 있다. 압력은 유체 또는 가스 팽창/압력 매체를 사용하여 압력 간극(2112)에 공급될 수 있다. 팽창/압력 매체는 물 또는 식염수, 또는 예를 들어 토양 또는 글리세린과 같은 윤활 유체일 수 있다. 윤활 유체는, 예를 들어 강성화 디바이스(2100)의 층이 가요성 구성에서 서로 위로 유동하는 것을 도울 수 있다. 팽창/압력 매체는 강성화 디바이스(2100)의 강성화 동안 간극(2112)에 공급될 수 있고, 강성화 디바이스(2100)를 가요성 구성으로 다시 변환시키기 위해 그로부터 부분적으로 또는 완전히 배출될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 강성화 디바이스(2100)의 압력 간극(2112)은 사전 충전된 주사기 또는 사전 충전된 취입기와 같은 사전 충전된 압력 소스에 연결될 수 있고, 이에 의해 의사의 요구되는 설정 시간을 감소시킬 수 있다.
블래더층(2121)은, 예를 들어 낮은 듀로미터 엘라스토머(예를 들어, 쇼어 20A 내지 70A) 또는 얇은 플라스틱 시트로 제조될 수 있다. 블래더층(2121)은 튜브를 형성하도록 길이방향으로 밀봉된 플라스틱 또는 고무의 얇은 시트로 형성될 수 있다. 길이방향 밀봉부는, 예를 들어 맞대기부 또는 겹이음부일 수 있다. 예를 들어, 겹이음부는 겹이음부에서 고무를 용융시키거나 접착제를 사용함으로써 고무 시트에 길이방향 방식으로 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 블래더층(2121)은 0.0002-0.020" 두께, 예컨대 약 0.005" 두께일 수 있다. 블래더층(2121)은 부드럽고, 마찰이 크며, 신축성이 있고, 및/또는 쉽게 주름 잡힐 수 있다. 몇몇 실시예에서, 블래더층(2121)은 폴리올레핀 또는 PET이다. 블래더(2121)는 열 수축 배관을 형성하는 데 사용되는 방법, 예를 들어 베이스 재료의 압출 및 이어서 열, 압력 및/또는 복사에 의한 벽 박형화를 사용하여 형성될 수 있다. 압력 간극(2112)을 통해 압력이 공급될 때, 블래더층(2121)은 간극 층(2111)을 통해 팽창되어 브레이드 스트랜드의 상대 운동이 감소되도록 최외측 봉쇄 층(2101)에 대해 브레이드층(2109)을 푸시할 수 있다.
최외측 봉쇄 층(2101)은 압출된 튜브와 같은 튜브일 수 있다. 대안적으로, 최외측 봉쇄 층(2101)은, 본 명세서에 설명된 다른 실시예의 최내측 층에 대해 설명된 것과 유사하게 보강 부재(예를 들어, 원형 또는 직사각형 단면을 포함하는 금속 와이어)가 엘라스토머 매트릭스 내에 캡슐화되어 있는 튜브일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 최외측 봉쇄 층(2101)은 나선형 스프링(예를 들어, 원형 또는 평탄한 와이어로 제조됨), 및/또는 관형 브레이드(예컨대, 원형 또는 평탄한 금속 와이어로 제조됨) 및 층의 다른 요소에 접합되지 않는 얇은 엘라스토머 시트를 포함할 수 있다. 최외측 봉쇄 층(2101)은 연속적이고 매끄러운 표면을 갖는 관형 구조일 수 있다. 이는 매우 근접하게 그리고 국부적으로 높은 접촉 하중(예를 들어, 본 명세서에 추가로 설명되는 포개진 구성)으로 외부 부재가 최외측 봉쇄 층에 대해 활주되는 것을 용이하게 할 수 있다. 또한, 외부층(2101)은 핀칭과 같은 압축 하중을 지지하도록 구성될 수 있다. 추가로, 외부층(2101)(예를 들어, 내부에 보강 요소를 가짐)은 압력이 인가되는 경우에도 강성화 디바이스(2100)가 직경을 변경하는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.
외부층(2101) 및 내부층(2115) 모두가 내부에 보강 요소를 포함하기 때문에, 브레이드층(2109)은 수축 직경(인장 하중 하에서) 및 직경 증가(압축 하중 하에서) 모두로부터 합리적으로 제약될 수 있다.
가요성 상태로부터 강성 상태로 천이하기 위해 진공이 아닌 압력을 사용함으로써, 강성화 디바이스(2100)의 강성이 증가될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 압력 간극(2112)에 공급되는 압력은 1 내지 40 기압, 예컨대 2 내지 40 기압, 예컨대 4 내지 20 기압, 예컨대 5 내지 10 기압일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 공급되는 압력은 약 2 atm, 약 4 atm, 약 5 atm, 약 10 atm, 약 20 atm이다. 몇몇 실시예에서, 강성화 디바이스(2100)는 가요성 구성으로부터 강성 구성으로 2-100배, 예컨대 10-80배, 예컨대 20-50배의 상대적 굽힘 강성(단순한 외팔보식 구성에서 측정됨)의 변화를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 강성화 디바이스(2100)는 가요성 구성으로부터 강성 구성으로 약 10, 15, 20, 또는 25, 30, 40, 50, 또는 심지어 100배 초과의 상대적 굽힘 강성의 변화를 가질 수 있다. 도 20은 본 명세서에 설명된 바와 같은 강성화 디바이스에 대한 굽힘 강도 대 압력의 그래프를 도시한다. 도시된 바와 같이, 강성화 디바이스의 굽힘 강도는 벽에 공급되는 압력이 증가함에 따라 증가한다.
유리하게는, 본 명세서에 설명된 하위층 및/또는 중첩 보강 요소를 갖는 내부층은 가요성일 수 있지만, 고압(예를 들어, 달리 튜브를 붕괴시킬 수 있는 내부층의 외경에 작용하는 압력)에 저항할 수 있다. 추가로, 본 명세서에 설명된 하위층 및/또는 중첩 보강 요소를 갖는 내부층은 유리하게는 개선된 토크 전달 능력 또는 비틀림 강성을 제공할 수 있다.
일 실시예와 관련하여 본 명세서에 설명된 임의의 피처는 다른 실시예와 관련하여 본 명세서에 설명된 임의의 피처와 조합되거나 이를 대체할 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 강성화 디바이스의 다양한 층 및/또는 피처는 다른 층에 대해 조합, 대체 및/또는 재배열될 수 있다.
재료 및 제조 기술을 비롯하여 본 발명에 관련된 추가 세부 사항은 관련 기술 분야의 숙련자의 수준 내에서 채용될 수 있다. 일반적으로 또는 논리적으로 채용되는 추가 행위의 관점에서 본 발명의 방법 기반 양태와 관련하여 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 설명된 본 발명의 변형의 임의의 임의적인 피처는 독립적으로, 또는 본 명세서에 설명된 피처 중 임의의 하나 이상과 조합하여 기재되고 청구될 수 있음이 고려된다. 마찬가지로, 단수 항목에 대한 참조는 동일한 항목이 여러 개 존재할 가능성을 포함한다. 더 구체적으로, 본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용될 때, 단수 형태는 문맥이 달리 명확하게 지시하지 않는 한 복수 대상을 포함한다. 청구범위는 임의의 임의적인 요소를 제외하도록 작성될 수 있음을 추가로 유의한다. 따라서, 이 진술은 청구항 요소의 인용 또는 "부정적" 제한의 사용과 관련하여 "단독", "오직" 등과 같은 배타적 용어 사용에 대한 선행 근거의 역할을 하도록 의도된다. 본 명세서에서 달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 발명의 범위는 본 명세서에 의해 제한되는 것이 아니라, 채용된 청구범위 용어의 명백한 의미에 의해서만 제한되어야 한다.
피처 또는 요소가 본 명세서에서 다른 피처 또는 요소 "상에" 있는 것으로 언급될 때, 이는 다른 피처 또는 요소 상에 직접 있을 수 있거나 개재 피처 및/또는 요소가 또한 존재할 수도 있다. 이와 달리, 피처 또는 요소가 다른 피처 또는 요소 "상에 직접" 있는 것으로 언급되는 경우, 개재 피처 또는 요소가 존재하지 않는다. 피처 또는 요소가 다른 피처 또는 요소에 "연결", "부착" 또는 "결합"된 것으로 언급될 때, 다른 피처 또는 요소에 직접 연결, 부착 또는 결합될 수 있거나 개재 피처 또는 요소가 존재할 수 있음이 또한 이해될 것이다. 이와 달리, 피처 또는 요소가 다른 피처 또는 요소에 "직접 연결", "직접 부착" 또는 "직접 결합"되는 것으로 언급될 때, 개재 피처 또는 요소가 존재하지 않는다. 일 실시예에 대해 설명되거나 도시되지만, 그렇게 설명되거나 도시된 피처 및 요소는 다른 실시예에 적용될 수 있다. 또한, 다른 피처에 "인접하게" 배치된 구조 또는 피처에 대한 언급은 인접한 피처와 중첩되거나 그 아래에 있는 부분을 가질 수 있다는 것이 본 기술 분야의 숙련자에 의해 이해될 것이다.
본 명세서에 사용된 용어는 단지 특정 실시예를 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 없다. 예를 들어, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 명백하게 달리 나타내지 않는 한, 복수 형태를 물론 포함한다. 본 명세서에 사용될 때, 용어 "포함한다" 및/또는 "포함하는"은 언급된 피처, 단계, 동작, 요소 및/또는 구성요소의 존재를 특정하고, 하나 이상의 다른 피처, 단계, 동작, 요소, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것이 이해될 것이다. 본 명세서에 사용될 때, "및/또는"이라는 용어는 관련된 나열 항목 중 하나 이상의 임의의 조합 및 모든 조합을 포함하고 "/"로 약칭될 수 있다.
"밑", "아래", "하부", "위", "상부" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 예시된 다른 요소(들) 또는 피처(들)에 대한 하나의 요소 또는 피처의 관계를 설명하도록 설명의 편의를 위해 본 명세서에 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 배향 외에 사용 또는 동작 중인 디바이스의 상이한 배향을 포함하도록 의도되는 것으로 이해될 것이다. 예를 들어, 도면에서 디바이스가 반전된 경우, 다른 요소 또는 피처 "아래" 또는 "밑"으로 설명된 요소는 다른 요소 또는 피처 "위로" 배향될 것이다. 따라서, 예시적인 용어 "아래"는 위 및 아래의 배향 양자 모두를 포함할 수 있다. 디바이스는 달리 배향(90도 또는 다른 배향으로 회전)될 수 있으며 여기에 사용된 공간적 상대 설명자는 그에 따라 해석된다. 유사하게, "상향", "하향", "수직", "수평" 등의 용어는 달리 구체적으로 지시되지 않는 한 설명의 목적으로만 본 명세서에 사용된다.
"제1" 및 "제2"라는 용어는 다양한 피처/요소를 설명하기 위해 본 명세서에서 사용될 수 있지만, 문맥에서 달리 나타내지 않는 한 이들 피처/요소는 이들 용어에 의해 제한되어서는 안된다. 이들 용어는 하나의 피처/요소를 다른 피처/요소와 구별하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 아래에서 설명되는 제1 피처/요소는 제2 피처/요소로 명명될 수 있고, 유사하게, 아래에서 설명되는 제2 피처/요소는 본 발명의 교시를 벗어나지 않고 제1 피처/요소로 명명될 수 있다.
예에 사용된 것을 포함하여 명세서 및 청구범위에 사용될 때, 달리 명시적으로 특정되지 않는 한, 용어가 명시적으로 나타나지 않더라도, 모든 숫자는 "약" 또는 "대략"이라는 단어가 앞에 있는 것처럼 읽을 수 있다. "약" 또는 "대략"이라는 문구는 설명된 값 및/또는 위치가 값 및/또는 위치의 합리적인 예상 범위 내에 있음을 나타내기 위해 크기 및/또는 위치를 설명할 때 사용될 수 있다. 예를 들어, 수치 값은 명시된 값(또는 값의 범위)의 +/-0.1%, 명시된 값(또는 값의 범위)의 +/-1%, 명시된 값(또는 값의 범위)의 +/-2%, 명시된 값(또는 값의 범위)의 +/-5%, 명시된 값(또는 값의 범위)의 +/-10% 등인 값을 가질 수 있다. 본 명세서에 언급된 임의의 수치 범위는 그 안에 포함된 모든 하위 범위를 포함하는 것으로 의도된다.
Claims (26)
- 강성화 디바이스이며,
세장형 가요성 튜브로서, 세장형 가요성 튜브는 제1 보강 요소 및 제2 보강 요소를 포함하고, 제2 보강 요소는 제1 보강 요소에 대해 반대로 권취되어 있는, 세장형 가요성 튜브;
세장형 가요성 튜브의 반경방향 외향으로 위치 설정된 강화층;
세장형 가요성 튜브 및 강화층 위의 외부층; 및
세장형 가요성 튜브와 외부층 사이에 있고 진공 또는 압력 소스에 부착하도록 구성된 진공 또는 압력 입구를 포함하고;
강성화 디바이스는, 입구를 통해 진공 또는 압력이 인가될 때 강성 구성 및 입구를 통해 진공 또는 압력이 인가되지 않을 때 가요성 구성을 갖도록 구성되는, 강성화 디바이스. - 제1항에 있어서, 강화층은 브레이드층인, 강성화 디바이스.
- 제1항에 있어서, 제1 보강 요소와 제2 보강 요소 사이에 결합층을 더 포함하는, 강성화 디바이스.
- 제3항에 있어서, 결합층은 접착제를 포함하는, 강성화 디바이스.
- 제3항에 있어서, 제1 및 제2 보강 요소는 매트릭스 내에 임베딩되고, 결합층은 매트릭스와 동일한 재료를 포함하는, 강성화 디바이스.
- 제1항에 있어서, 제1 보강 요소는 양의 방향으로 일정 각도로 권취되고, 제2 보강 각도는 음의 방향으로 동일한 각도로 권취되는, 강성화 디바이스.
- 제1항에 있어서, 제1 보강 요소 또는 제2 보강 요소는 강성화 디바이스의 길이방향 축에 대해 60도보다 크고 90도보다 작은 각도로 권취되는, 강성화 디바이스.
- 제1항에 있어서, 제1 보강 요소는 제2 보강 요소의 반경방향 외향으로 위치 설정되는, 강성화 디바이스.
- 제8항에 있어서, 제1 보강 요소와 제2 보강 요소 사이에 분리층을 더 포함하는, 강성화 디바이스.
- 제1항에 있어서, 제1 및 제2 보강 요소는 함께 직조되는, 강성화 디바이스.
- 강성화 디바이스이며,
세장형 가요성 튜브로서, 세장형 가요성 튜브는 제1 하위층 및 제2 하위층을 포함하고, 제1 하위층은 강성화 디바이스의 길이방향 축 둘레에 제1 나선을 형성하는 제1 보강 요소를 포함하며, 제2 하위층은 길이방향 축 둘레에 제2 나선을 형성하는 제2 보강 요소를 포함하고, 제2 나선은 제1 나선의 권선 사이의 공간 위에 위치 설정되는, 세장형 가요성 튜브;
세장형 가요성 튜브의 반경방향 외향으로 위치 설정된 강화층;
세장형 가요성 튜브 및 강화층 위의 외부층; 및
세장형 가요성 튜브와 외부층 사이에 있고 진공 또는 압력 소스에 부착하도록 구성된 진공 또는 압력 입구를 포함하고;
강성화 디바이스는, 입구를 통해 진공 또는 압력이 인가될 때 강성 구성 및 입구를 통해 진공 또는 압력이 인가되지 않을 때 가요성 구성을 갖도록 구성되는, 강성화 디바이스. - 제11항에 있어서, 강화층은 브레이드층인, 강성화 디바이스.
- 제11항에 있어서, 제1 하위층과 제2 하위층 사이에 결합층을 더 포함하는, 강성화 디바이스.
- 제13항에 있어서, 결합층은 접착제를 포함하는, 강성화 디바이스.
- 제13항에 있어서, 제1 및 제2 보강 요소는 매트릭스 내에 임베딩되고, 결합층은 매트릭스와 동일한 재료를 포함하는, 강성화 디바이스.
- 제11항에 있어서, 제1 보강 요소는 제2 보강 요소와 동일한 방향 및 동일한 피치로 권취되는, 강성화 디바이스.
- 제11항에 있어서, 제1 보강 요소 및 제2 보강 요소는 강성화 디바이스의 길이방향 축에 대해 60도보다 크고 90도보다 작은 각도로 각각 권취되는, 강성화 디바이스.
- 제11항에 있어서, 제2 보강 요소는 제1 보강 요소의 적어도 일부와 반경방향으로 중첩되는, 강성화 디바이스.
- 제11항에 있어서, 제2 보강 요소는 제1 나선 사이의 공간 폭의 1.5-4배인 폭을 갖는, 강성화 디바이스.
- 제11항에 있어서, 제2 보강 요소는 제1 보강 요소의 폭보다 작은 폭을 갖는, 강성화 디바이스.
- 강성화 디바이스이며,
세장형 가요성 튜브로서, 세장형 가요성 튜브는 디바이스의 길이방향 축을 중심으로 나선형으로 이루어진 보강 요소를 포함하고, 나선의 이웃한 권선은 반경방향으로 중첩되는, 세장형 가요성 튜브;
세장형 가요성 튜브의 반경방향 외향으로 위치 설정된 강화층;
세장형 가요성 튜브 및 강화층 위의 외부층; 및
세장형 가요성 튜브와 외부층 사이에 있고 진공 또는 압력 소스에 부착하도록 구성된 진공 또는 압력 입구를 포함하고;
강성화 디바이스는, 입구를 통해 진공 또는 압력이 인가될 때 강성 구성 및 입구를 통해 진공 또는 압력이 인가되지 않을 때 가요성 구성을 갖도록 구성되는, 강성화 디바이스. - 제21항에 있어서, 강화층은 브레이드층인, 강성화 디바이스.
- 제21항에 있어서, 보강 요소는 일정 각도로 틸트되는, 강성화 디바이스.
- 제21항에 있어서, 보강 요소의 폭은 나선의 피치보다 큰, 강성화 디바이스.
- 제21항에 있어서, 보강 요소는 매트릭스 내에 임베딩되는, 강성화 디바이스.
- 제21항에 있어서, 보강 요소는 강성화 디바이스의 길이방향 축에 대해 60도보다 크고 90도보다 작은 각도로 권취되는, 강성화 디바이스.
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