DE10155011B4

DE10155011B4 - Intra-aortale Pumpe

Info

Publication number: DE10155011B4
Application number: DE10155011A
Authority: DE
Original assignee: Impella Cardiosystems GmbH
Current assignee: Abiomed Europe GmbH
Priority date: 2001-11-02
Filing date: 2001-11-02
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2021-11-03
Also published as: DE10155011A1

Abstract

Intra-aortale Pumpe zur Unterstützung oder zum vollen Ersatz der Pumpfunktion des erkrankten menschlichen Herzens, mit einer elektromotorisch angetriebenen Axialpumpe, gekennzeichnet durch einen drei Freiheitsgrade aufweisenden Haltebügel (5), welcher gleichzeitig der Energieübertragung für die Axialpumpe (1) dient und über ein Gelenk (9) mit der Axialpumpe (1) verbunden ist, wobei die Axialpumpe derart gestaltet ist, dass sie so in der Aorta (12) angeordnet werden kann, dass ihr Ansaugstutzen (3) sich in der Herzkammer (11) und ihr Auslass (4) sich in der Aorta (12) befindet.

Description

Die Erfindung betrifft eine intra-aortale Pumpe zur dauerhaften und akuten Unterstützung der Pumpfunktion des erkrankten menschlichen Herzens mit Hilfe einer elektromotorisch angetriebenen Axialpumpe.
Eine Pumpe zur Unterstützung 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 Pumpen 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 der Pumpe erhöht die Gefahr, dass sich an ihrer Oberfläche eine Infektion bildet. Auch ist ein größerer chirurgischer Eingriff erforderlich. Solche Pumpen sind beispielsweie unter dem Namen „Novacor" der Firma Worldheart oder „Heartmate" der Firma Thoratec bekannt geworden.

Es sind weiterhin kontinuierlich fördernde Pumpen 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 Pumpen 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 Pumpen 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 5,888,241 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, dass 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 oder aber sie sind zwar leicht zu implantieren, aber leisten dann nur eine geringe Unterstützung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine intra-aortale Pumpe zu schaffen, die leicht und schnell in das Herz eingebracht werden kann.

Die erfindungsgemäße intra-aortale Pumpe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 definiert. Sie ist gekennzeichnet durch einen drei Freiheitsgrade aufweisenden Haltebügel, welcher gleichzeitig der Energieübertragung für die Axialpumpe dient und über ein Gelenk mit der Axialpumpe verbunden ist, wobei die Axialpumpe derart gestaltet ist, dass sie so in der Aorta angeordnet werden kann, dass ihr Ansaugstutzen sich in der Herzkammer und ihr Auslass sich in der Aorta befindet.

Die Unteransprüche geben Ausführungsarten der Erfindung an.

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 für 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 Balllons, 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.

Die Pumpe kann durch die leicht und schnell zugängliche Herzspitze eingebracht werden. Sie wird durch die linke Herzkammer und Aortenklappe hindurch mit einem verstellbaren Führungs- und Haltebügel in die aufsteigende Aorta eingeführt und hier fixiert.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

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 Haltebügels 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

Intra-aortale Pumpe zur Unterstützung oder zum vollen Ersatz der Pumpfunktion des erkrankten menschlichen Herzens, mit einer elektromotorisch angetriebenen Axialpumpe, gekennzeichnet durch einen drei Freiheitsgrade aufweisenden Haltebügel (5), welcher gleichzeitig der Energieübertragung für die Axialpumpe (1) dient und über ein Gelenk (9) mit der Axialpumpe (1) verbunden ist, wobei die Axialpumpe derart gestaltet ist, dass sie so in der Aorta (12) angeordnet werden kann, dass ihr Ansaugstutzen (3) sich in der Herzkammer (11) und ihr Auslass (4) sich in der Aorta (12) befindet.
Intra-aortale Pumpe 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.
Intra-aortale Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, 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 eingestellt und fixiert werden kann.
Intra-aortale Pumpe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungs- und Haltebügel (5) einen Katheter oder einen Druckmessaufnehmer enthält.
Intra-aortale Pumpe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialpumpe (1) derart an ihrem distalen Ende (7) konisch verjüngt ist, dass sie in die Stichöffnung an der Herzspitze eindringen und den Druck des kontraktilen Gewebes der Herzspitze bei der Einbringung überwinden kann.
Intra-aortale Pumpe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor für den Antrieb der Axialpumpe (1) mit einer Dichtung versehen ist und dass durch den Führungs- und Haltebügel eine Leitung für Spülflüssigkeit für die Dichtung vorgesehen ist.
Intra-aortale Pumpe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor für den Antrieb der Axialpumpe 1 mit einem Blutlager versehen ist.
Intra-aortale Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Blutlager mit schraubenförmigen oder spiralförmigen Rillen versehen ist.
Intra-aortale Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungs- und Haltebügel sowohl das Kabel für den Antrieb der Axialpumpe als auch den Schlauch für die Spülflüssigkeit enthält und eine Fixieranordnung zum Fixieren an einer Rippe aufweist.