DE10155011A1 - Mit einem Bügel fixiertes intra-aortales Pumpsystem zur Unterstützung der Pumpfunktion des erkrankten menschlichen Herzens mit Hilfe einer elektromotorisch angetriebenen Axialpumpe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein intra-aortales Pumpsystem zur Unterstützung der Pumpfunktion des erkrankten menschlichen Herzens mit Hilfe einer elektromotorisch angetriebenen Axialpumpe. Dieses System ist dadurch gekennzeichnet, daß diese Axialpumpe mit einem verstellbaren Führungs- und Haltebügel über einen Einstich in der Herzspitze durch dieselbe und durch die Aortenklappe hindurch in die aufsteigende Aorta eingebracht wird und dort über eine kurze Rohrleitung von der linken Herzkammer Blut ansaugt und dies über die geschlossene Aortenklappe in die Aorta pumpt.

Description

• Die Erfindung betrifft ein intra-aortales Pumpsystem zur dauerhaften und akuten Unterstüzung der Pumpfunktion des erkrankten menschlichen Herzens mit Hilfe einer elektromotorisch angetriebenen Axialpumpe. Dieses System ist dadurch gekennzeichnet, daß diese Axialpumpe mit einem verstellbaren Führungs- und Haltebügel über einen Einstich in der Herzspitze durch dieselbe und durch die Aortenklappe hindurch in die aufsteigende Aorta eingebracht wird und dort über eine kurze Rohrleitung von der linken Herzkammer Blut ansaugt und dies über die geschlossene Aortenklappe in die Aorta pumpt.
• Ein Pumpsystem zur Unterstüzung der Pumpfunktion des erkrankten menschlichen Herzens hat die Aufgabe, das Herz dadurch zu entlasten, daß ein Teil oder auch der gesamte vom Körper geforderte Blutvolumenstrom von einer mechanischen Blutpumpe übernommen wird. Diese Unterstützung kann sowohl die rechte Kammer als auch die linke Kammer oder aber auch beide Kammern betreffen und sie kann sowohl pulsatil wie auch kontinuierlich erfolgen. Diese mechanischen Blutpumpen werden gewöhnlich parallel zum Herzen im sogenannten Bypass implantiert. Eine solche Blutpumpe entnimmt das Blut dem jeweiligen Vorhof oder dem Ventrikel und führt es den großen arteriellen Blutgefäßen zu.
• Es sind pulsatile Pumpsysteme bekannt, bei denen das Volumen der Blutpumpe so groß ist, daß für letztere eine gesonderte Tasche in der Bauchwand geschaffen werden muß. Hierdurch werden lange Zuleitungen erforderlich, um das Blut in die aufsteigende Aorta pumpen zu können. Die große Oberfläche des Pumpsystem erhöht die Gefahr, daß sich an seiner Oberfläche eine Infektion bildet. Auch ist ein größerer chirurgischer Eingriff erforderlich. Solche Systeme sind beispielsweise unter dem Namen "Novacor" der Firma Worldheart oder "Heartmate" der Firma Thoratec bekannt geworden.
• Es sind weiterhin kontinuierlich fördernde Pumpsysteme bekannt, bei denen das Volumen der Blutpumpe soweit verringert werden konnte, daß eine gesonderte Tasche in der Bauchwand nicht mehr erforderlich ist. Jedoch werden immer noch lange Zuleitungen erforderlich, um das Blut in die Aorta pumpen zu können. Auch hier ist ein größerer chirurgischer Eingriff erforderlich.
• Es sind weiterhin kontinuierlich fördernde Pumpsysteme bekannt, bei denen das Volumen der Blutpumpe soweit verkleinert worden ist, daß die Pumpe in der Herzspitze implantiert werden kann. Jedoch werden immer noch lange Zuleitungen erforderlich, um das Blut in die Aorta pumpen zu können. Auch hier ist ein größerer chirurgischer Eingriff erforderlich. Ein solches System ist beispielsweise in der Patentschrift US 5,824,070 von Jarvik beschrieben.
• Es sind weiterhin kontinuierlich fördernde Pumpsysteme bekannt, bei denen das Volumen der Blutpumpe so stark verringert ist, daß die Pumpe in der linken Herzkammer eingebracht werden kann und über Kanülen das Blut in die Aorta fördert. Ein solches System ist beispielsweise in der Patentschrift US 974,019 von Jarvik beschrieben. Für eine dauernde Herzunterstützung erscheint diese Anordnung aber nicht geeignet, weil das Volumen der Pumpe in der Herzkammer zum einen den Zustrom und zum anderen eine mögliche Kontraktion der Herzkammer behindert. Die Kontraktion der Herzkammer ist zwar gewöhnlich bei Beginn der Herzunterstützung sehr eingeschränkt, jedoch hat man beobachtet, das bei einer Anzahl von Patienten sich im Verlauf der Behandlung die Kontraktion der Herzkammer wieder erholt.
• Es sind weiterhin intra-aortale Pumpsysteme bekannt, bei denen durch die Aufprägung eines Volumenpulses eine Entlastungswirkung erreicht werden kann. Dies ist die bekannte Ballonpulsation: ein Ballon wird über einen Zugang in der Femoralarterie in die Nähe des Herzens eingebracht und dort in Abstimmung mit der natürlichen Aktion des Herzens periodisch aufgeblasen und entleert. Diese Methode ist zwar mit geringem chirurgischem Aufwand anwendbar, jedoch ist die Entlastungswirkung auch begrenzt und nur möglich, wenn noch eine ausreichende Restfunktion des erkrankten Herzens vorhanden ist.
• Es sind weiterhin intra-aortale Pumpsysteme bekannt, bei denen dieser Nachteil vermieden wird, in denen ebenfalls über einen Zugang in der Femoralarterie eine kleine Axialpumpe in die Aorta eingebracht wird und mit einer Rohrleitung so über die Aortenklappe mit dem linken Ventrikel verbunden wird, daß die Axialpumpe das erkrankte Herz direkt entlasten kann. Da aber der gewählte Zugangsweg durch die Femoralarterie bedingt, daß der Durchmesser der Axialpumpe nur wenige Millimeter betragen darf, ist die Pumpwirkung nur begrenzt und nur ein begrenzter zeitlicher Einsatz möglich. Auch ist die Zuleitung verhältnismäßig lang und damit die Oberfläche groß, die mit dem Blut in Kontakt steht und zur Bildung von Thromben führen kann. Ein solches System ist beispielsweise in der Patentschrift US 4,625,712 von Wampler beschrieben.
• Alle diese Pumpsysteme sind also mit Mängeln behaftet, sie sind entweder mit großen Bauvolumina verbunden und nur mit großem chirurgischem Aufwand zu implantieren sind oder aber sie sind zwar leicht zu implantieren, aber leisten dann nur eine geringe Unterstützung.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben erwähnten Nachteile der bisherigen Lösungen zu vermeiden und die Aufgabe auf technisch bessere Weise zu lösen.
• Dies wird dadurch erreicht, daß die Axialpumpe so ausgebildet ist, daß sie durch die operativ leicht und schnell zugängliche Herzspitze eingebracht werden kann, sie wird durch die linke Herzkammer und Aortenklappe hindurch mit einem verstellbaren Führungs- und Haltebügel in die aufsteigende Aorta eingeführt und hier fixiert.
• Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das Herzunterstützungssystem in dieser Position nicht die Kontraktion der linken Herzkammer behindert. Weiterhin wird das Blut an dem dafür physiologisch am besten geeigneten Ort kurz vor der Aortenklappe angesaugt. Dies ist der Ort, an dem sich auch bei der natürlichen Funktion des Herzens das Blut sammelt, bevor es in den Kreislauf fließt. Die mit Blut in Kontakt kommende Oberfläche ist kleiner als die der anderen Systeme. Auch ist das erfindungsgemäße System sehr leicht und schnell einzubringen. Dies geschieht durch einen verstellbaren Führungs- und Haltebügel. Durch die Möglichkeit den Winkel des Haltebügels zu verstellen kann man die Axialpumpe mit ihrem Motor genau positionieren. Sie wird weiterhin durch die Segel der Aortenklappe in der Mitte der Aortenwurzel gehalten. Die Segel wirken unter dem arteriellen Blutdruck wie drei kleine Ballons, die die Axialpumpe in die Mitte drücken. Der Schub der Axialpumpe wird über den druck- und biegesteifen Haltebügel zur Herzspitze geleitet. Nach der Einbringung kann die Axialpumpe mit ihrem Motor in drei Freiheitsgraden verstellt und so optimal positioniert werden. Das ist die Voraussetzung für eine dauerhaft störungsfreie Funktion der Axialpumpe.
• In Bezug auf die Einfachheit der Einbringung ist das erfindungsgemäße System vergleichbar mit dem der Ballonpulsation, ist aber im Gegensatz zu diesem in der Lage, das gesamte Herzzeitvolumen zu übernehmen. Es ist somit sowohl für die Notfallmedizin wie für die dauernde Unterstützung des Herzens geeignet.
• Fig. 1 zeigt eine Ausbildung der Erfindung. Die Axialpumpe 1 wird von dem Elektromotor 2 angetrieben und pumpt den Blutstrom vom Ansaugstutzen 3 zum Auslaß 4. Das Herzunterstützungssystem wird mittels des verstellbaren Führungs- und Haltebügel 5 durch die Herzspitze 6 eingeführt. Dies wird durch die konisch ausgebildete Spitze 7 unterstützt, die es erlaubt, das kontraktile Gewebe der Herzspitze 6 und auch die Aortenklappe 8 leicht zu durchdringen. Der druck- und biegesteife verstellbare Führungs- und Haltebügel 5 ist mit einem Gelenk 9 ausgestattet, das vom proximalen, außerhalb des Körpers liegenden Ende 10 durch Zug-Druckelemente in bekannter Weise nach Art des Bowdenzugs verstellt werden kann. Damit kann erreicht werden, daß der Winkel verstellt werden kann und daß auf diese Weise die Axialpumpe optimal in der Aorta positioniert werden kann. Der Führungs- und Haltebügel 5 enthält die Kabel für den Elektromotor 2 und gegebenenfalls auch ein Kabel für einen Druckaufnehmer. Weiterhin kann der Führungs- und Haltebügel 5 auch eine. Schlauchleitung für eine Spülflüssigkeit zur Spülung einer Lagerdichtung enthalten. Der Führungs- und Haltebügel 5 ist in seiner ganzen Länge mit einem blutverträglichen Elastomer überzogen. Die Axialpumpe pumpt das Blut also aus der linken Herzkammer 11 in die Aorta 12. Der Einstrom in die linke Herzkammer 11 durch die Mitralklappe 13 ist damit nicht behindert. Die optimale Position kann dabei durch die drei Freiheitsgrade des Führungs- und Haltebügels 5 erreicht werden, einmal durch die axiale Verschiebung 14, durch die Drehung 15 und durch die Gelenkverstellung 16.

Claims (9)

1. Intra-aortales Pumpsystem zur Unterstüzung oder zum vollen Ersatz der Pumpfunktion des erkrankten menschlichen Herzens mit Hilfe einer elektromotorisch angetriebenen Axialpumpe dadurch gekennzeichnet, daß diese Axialpumpe 1 mit einem verstellbaren Führungs- und Haltebügel 5 über einen Einstich in der Herzspitze 6 durch dieselbe und durch die Aortenklappe hindurch in die aufsteigende Aorta 12 eingebracht wird und dort über eine kurze Rohrleitung 3 von der linken Herzkammer Blut 11 ansaugt und dies über die geschlossene Aortenklappe in die Aorta 12 pumpt.

2. Pumpsystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Axialpumpe 1 und der Führungs- und Haltebügel 5 in ihren Durchmessern und Übergängen ohne rechteckige Stufen so gestaltet sind, daß sie mit kurzstreckiger Öffnung des Brustkorbs im Zwischenrippenraum minimalinvasiv eingebracht werden können.

3. Pumpsystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Führungs- und Haltebügel 5 mit einem blutdicht gekapselten Gelenk 9 versehen ist, das vom außenliegenden proximalen Ende 10 verstellbar ist und mit dem die Lage der Axialpumpe 1 in der Aorta optimal eingestellt und fixiert werden kann.

4. Pumpsystem nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Führungs- und Haltebügel 5 einen geeigneten Katheter oder einen Druckmeßaufnehmer enthält und so eine Druckmessung gestattet, mit Hilfe derer die richtige Position in der Aorta bestimmt werden kann.

5. Pumpsystem nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Axialpumpe 1 an ihrem distalen Ende 7 konisch verjüngt ist und sie so geeignet ist in die Stichöffnung an der Herzspitze einzudringen und den Druck des kontraktilen Gewebes der Herzspitze bei der Einbringung zu überwinden.

6. Pumpsystem nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor für den Antrieb der Axialpumpe 1 mit einer Dichtung versehen ist, die durch eine von außen eingebrachte, durch den Führungs- und Haltebügel geleitete Spülflüssigkeit kontinuierlich gespült wird.

7. Pumpsystem nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor für den Antrieb der Axialpumpe 1 mit einem Blutlager versehen ist.

8. Pumpsystem nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Blutlager mit schraubenförmigen oder spiralförmigen Rillen versehen ist und so kontinuierlich mit Blut durchspült wird.

9. Pumpsystem nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Führungs- und Haltebügel sowohl das Kabel für den Antrieb der Axialpumpe und gegebenenfalls auch den Schlauch für die Spülflüssigkeit enthält und an einer Rippe dauerhaft fixiert werden kann.