DE102005043612A1 - Endothelium-protective perfusion apparatus, has pressure piston having large weight, where perfusion liquid sprayed from spraying device is conducted with constant pressure into hollow organ of user`s body, during opening of outlet tube - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Mittel zur Perfusion von Hohlorganen mit Perfusionsflüssigkeit. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Perfusionsvorrichtung mit einer Ventilvorrichtung, einem Einwegventil sowie eine Perfusionspumpe, die zu einer gefäßerhaltenden und Endothel-konservierenden Behandlung von Hohlorganen mit Perfusionsflüssigkeiten verwendet werden können. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Konservierung von Hohlorganen unter Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Mittel.The The present invention relates to a device and means for perfusion of hollow organs with perfusion fluid. In particular, the invention relates to a perfusion device with a valve device, a one-way valve and a perfusion pump, to a vascular-preserving and endothelium-preserving treatment of hollow organs with perfusion fluids can be used. The invention also relates to a method for the preservation of Hollow organs using the devices of the invention and means.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND THE INVENTION
Gefäßerkrankungen gehören zu den am häufigsten vorkommenden Krankheiten in den zivilisierten Ländern und sind Ursache für eine Vielzahl von Organerkrankungen. Durch Arteriosklerose, Thrombose oder andere Gefäßerkrankungen beeinträchtigte Gefäße, wie Arterien und Venen, werden im Rahmen gefäßchirurgischer Operationen in großer Zahl durch autologe, d.h. körpereigene Blutgefäße der Patienten ersetzt oder mittels sogenannter "Bypass-Operationen" in den Körper implantiert, um erkrankte Gefäße zu umgehen.vascular belong the most common occurring diseases in civilized countries and are cause of a variety of Organ diseases. By arteriosclerosis, thrombosis or others vascular impaired Vessels, like Arteries and veins, are used in the context of vascular surgery in big Number by autologous, i. endogenous Blood vessels of the patients replaced or implanted in the body by means of so-called "bypass surgery" to ill To bypass vessels.
Venen werden sehr häufig als arterielle Bypass-Gefäße eingesetzt. Etwa 60.000 Venen-Bypass-Operationen jährlich werden alleine in aortokoronarer Position in Deutschland und etwa 500.000 analoge Herzoperationen pro Jahr in den USA durchgeführt. Hinzu kommen jeweils alle anderen arteriellen Gefäßersatzoperationen in denen bevorzugt Venensegmente als Bypässe verwendet werden. Die operative Strategie ist dadurch begründet, dass Patienten das Herausnehmen von Venen in bestimmten Ausgangsregionen des Körpers (z.B. den Ober- bzw. Unterschenkeln, Ober- bzw. Unterarmen) im Verhältnis meist leichter tolerieren bzw. durch andere Venen in diesen Körperregionen ausgleichen können als die drohende Funktionslosigkeit erkrankter Arterien.veins become very common used as arterial bypass vessels. Approximately 60,000 venous bypass operations annually are performed alone in aortocoronary Position in Germany and about 500,000 analog heart operations per year in the US. In addition, there are all other arterial vascular replacement operations in which vein segments are preferably used as bypasses. The operative Strategy is justified by that patients remove veins in certain exit regions of the body (for example, the thighs or lower legs, upper or lower arms) in proportion mostly tolerate more easily or through other veins in these body regions can compensate as the threatening dysfunction of diseased arteries.
Eine gravierende Unterbrechung in der arteriellen Zufuhr von Sauerstoff und Nährstoffen ist für die meisten Organgewebe jedenfalls deletär im Gegensatz zu einem akuten Anstau von venösem Blut, der sich nach Explantation venöser Segmente in den abhängigen Stromprovinzen zunächst häufig ergibt. Kleine Venen können rasch die Funktion ausgefallener Venen übernehmen, kleine Arterien aber kaum kurzfristig die größerer Arterien. Trotz ihrer relativen Dünnwandigkeit tolerieren Venen mit einem intakten Endothel nach der chirurgischen Transplantation als Bypassgefäße in arterielle Kreislaufabschnitte den dort herrschenden (hohen) arteriellen Blutdruck ohne Probleme, längerfristig allerdings nur dann, wenn ihr Endothel intakt ist.A serious interruption in the arterial supply of oxygen and nutrients is for the In any case, most organ tissue is deleterious as opposed to an acute one Build-up of venous Blood evolving after explantation of venous segments in the dependent stromal provinces first often results. Small veins can quickly take over the function of failed veins, small arteries but hardly in the short term the larger arteries. Despite their relative thinness tolerate veins with an intact endothelium after surgical Transplantation as a bypass vessel in arterial Circulation sections the there prevailing (high) arterial blood pressure without problems, longer term but only if its endothelium is intact.
Die durch chirurgische Maßnahmen für Bypass-Zwecke verwendeten Blutgefäße bzw. Hohlorgane werden bei der bisherigen Praxis vor der Operation von dem Patienten entnommen und bis zu ihrer Transplantation gelagert, damit sie bei der anschließenden Bypass- oder Organersatzoperation sofort verfügbar sind. Da es sich um lebende Gewebesegmente handelt, muss die intraoperative Lagerung, d.h. die Lagerung des Organs bzw. des Gefäßes während der Operation, unter Bedingungen erfolgen, unter denen die explantierten Gefäße bzw. Hohlorgane möglichst wenig in Mitleidenschaft gezogen werden.The through surgical measures for bypass purposes used blood vessels or Hollow organs are in the previous practice before the operation of taken from the patient and stored until their transplantation, so that they are in the subsequent Bypass or organ replacement surgery are available immediately. Because it is living Tissue segments, intraoperative storage, i. the Storage of the organ or the vessel during the Operation, under conditions in which the explanted Vessels or Hollow organs possible little be affected.
Seit
kurzem ist bekannt, dass die Lebenszeit von transplantierten Gefäßen bzw.
Hohlorganen drastisch gesteigert werden kann, wenn die Gefäß- bzw.
Hohlorgane mit besonderen Endothel-konservierenden Perfusionslösungen behandelt
bzw. inkubiert werden (siehe deutsche Patentanmeldung
Es
wurde kürzlich
festgestellt, dass die ständige
(chronische) Erhaltung und die Regenerationsfähigkeit von Endothel-Gewebe
auch für
die längerfristige
Funktion der Gefäßwand und
somit der biologischen Gefäße essentiell
sind (siehe deutsche Patentanmeldung
Bei der in der bisherigen chirurgischen Praxis durchgeführten Behandlung von explantierten Gefäßen bzw. Hohlorganen, die zur Transplantation bestimmt sind, stellt man einen erschreckend schlechten Zustand des Endothelgewebes in den Gefäßen bzw. Hohlorganen fest. Mehr als die Hälfte der häufig verwendeten Vena saphena-Segmente weist überhaupt kein Endothel mehr auf, was in Folge zu einem frühen Funktionsverlust des Gefäßes führen kann. Dies wiederum macht erneue Eingriffe und Operationen am Patienten erforderlich.at the treatment performed in the previous surgical practice of explanted vessels or Hollow organs, which are intended for transplantation, one makes one frighteningly poor condition of the endothelial tissue in the vessels or Hollow organs firmly. More than half of the often used saphenous vein segments no longer has any endothelium at all on, what in a row to an early Loss of function of the vessel can lead. This in turn makes new interventions and operations on the patient required.
Ein Grund für die beobachtete Beeinträchtigung bzw. Verlust der inneren Endothelschicht von Blutgefäßen bzw. Hohlorganen bei einer Gefäßtransplantation bzw. Bypassoperation ist die Endothel-beeinträchtigende oder zerstörende Behandlung der Gefäße bzw. Hohlorgane im Rahmen der bisher üblichen chirurgischen Praxis. So werden explantierte Gefäßtransplantate vor der Gefäßtransplantation unter starken mechanischen Beanspruchungen mit physiologischer Kochsalzlösung behandelt, um die Dichtigkeit der Gefäße zu überprüfen und die Gefäße blutfrei zu bekommen. Beispielsweise werden bei der Dichtigkeitsprüfung die einzelnen Gefäßäste der Gefäßtransplantate mit chirurgischen Klemmen lädiert und die Gefäße über eine dicke Knopfkanüle gezogen, um sie dann mit physiologischer Kochsalzlösung sowie einer angesteckten Spritze unter einem unkontrollierbaren hohen Druck "aufzublasen". Der hohe Druck, die starken mechanischen Beanspruchungen und die Verwendung von nicht optimaler Perfusionsflüssigkeit führt zu einer starken Beeinträchtigung bzw. Zerstörung der inneren Endothelschicht der Gefäße.One reason for the observed impairment or loss of the inner endothelial layer of blood vessels or Hollow organs in a vascular graft Bypass surgery is endothelium-damaging or destructive treatment the vessels or Hollow organs in the context of the usual surgical practice. So are explanted vascular grafts before vascular grafting treated with physiological saline under severe mechanical stress, to check the tightness of the vessels and the bloodless blood vessels to get. For example, in the leak test the individual vascular branches of vascular grafts Lunged with surgical clamps and the vessels over one thick button cannula then pulled it with physiological saline as well an infected syringe under an uncontrollable high Pressure "to inflate". The high pressure, the strong mechanical stresses and the use of not optimal perfusion fluid leads to a strong impairment or destruction the inner endothelial layer of the vessels.
Ähnlich wie Venen sind auch alle anderen Hohlorgane des menschlichen oder tierischen Körpers auf den Erhalt ihrer inneren Deckgewebe (Endothelien bzw. Epithelien) angewiesen, weil auch hier die Deckschicht ganz entscheidend für die Ausprägung und die Aufrechterhaltung der speziellen Funktionen der Hohlorgane notwendig ist. Alle diese Deckgewebe sind extrem dünn und mit der restlichen Wand der Hohlorgane nur schlecht verankert, was sie empfindlich gegen unphysiologische Scherkräfte macht.Similar to Veins are also all other hollow organs of the human or animal body on the preservation of their inner covering tissue (endothelia or epithelia) instructed, because here, too, the top layer is crucial for the expression and Maintenance of special functions of hollow organs necessary is. All these cover fabrics are extremely thin and with the rest of the wall The hollow organs are poorly anchored, which makes them sensitive to makes nonphysiological shearing forces.
Die bisher eingesetzten Verfahren und Mittel enthalten keine Ansätze zur Applikation genau definierter und hinreichend konstant gehaltener Perfusionsdrucke während der Spülung und Dichtigkeitsprüfung der Gefäße. Diese Verfahren und Mittel sehen keine Möglichkeit der schonenden intraoperativen Lagerung der Gefäße (z.B. von Bypass-Segmenten) oder zur Vermeidung des Kollabierens der Gefäße während der Lagerung vor. Wie oben beschrieben kann eine solche Handhabung jedoch durch gegenseitiges Aneinanderreiben der Wandbereiche leicht zu Endothelläsionen führen. Auch sehen die bisher bekannten Verfahren und Mittel keine schonende Zerstückelung längerer Segmente für mehrfache Bypass-Führungen vor.The Previously used methods and means do not contain any approaches to Application precisely defined and held sufficiently constant Perfusion pressures during the conditioner and leak test of the vessels. These Methods and means see no way of gentle intraoperative storage of the vessels (e.g. of bypass segments) or to avoid collapse of the vessels during the Storage before. However, as described above, such handling can by mutual rubbing of the wall areas easily too endothelial lesions to lead. Also see the previously known methods and means no careful dismemberment longer Segments for multiple bypass guides in front.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Vorrichtungen und Mittel zur Endothel-konservierenden Perfusion von Blutgefäßen bzw. Hohlorganen bereitzustellen, die einen definierten und physiologischen Perfusionsdruck während der Spülung und Dichtigkeitsprüfung der Gefäße bzw. Hohlorgane gewährleisten und eine schonende Lagerung während der Transplantation ermöglichen. Dabei war es ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung, die methodischen und technischen Vorbedingungen so einfach wie möglich und somit in jedem Operationssaal praktikabel zu machen.The Object of the present invention is therefore, devices and Agent for endothelium-preserving perfusion of blood vessels or To provide hollow organs that have a defined and physiological Perfusion pressure during the conditioner and leak test the vessels or Ensure hollow organs and a gentle storage during allow the transplant. It was an important goal of the present invention, the methodological and technical prerequisites as simple as possible and thus in each operating room to make it workable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand der Ansprüche 1 bis 17 gelöst.These The object is achieved by the Subject of the claims 1 to 17 solved.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY THE INVENTION
Die Erfindung betrifft daher in einem Aspekt eine Vorrichtung zur Endothelprotektiven Perfusion von Hohlorganen mit Perfusionsflüssigkeit. Die Vorrichtung umfasst einen Spritzenstand, der ein Basisteil, eine Spritzenhalterung und einen vertikal beweglichen Druckkolben mit einem bestimmten Eigengewicht umfasst. In die Spritzenhalterung kann eine übliche Sterilspritze eingesetzt und fixiert werden. Durch das Gewicht des Druckkolbens wird der Spritzenkolben der Spritze heruntergedrückt. Dadurch wird Perfusionsflüssigkeit von der Spritze beim Öffnen eines damit verbundenen Auslassschlauches mit konstantem Druck über den Auslassschlauch in das zu behandelnde Hohlorgan geleitet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst bevorzugt weiter eine Ventilvorrichtung, die an einem Ende mit dem Auslassschlauch und am anderen Ende mit dem zu behandelnden Hohlorgan verbunden ist, wobei die Ventilvorrichtung ein Einwegventil enthält, um Perfusionsflüssigkeit gerichtet in das Hohlorgan zu leiten.The The invention therefore relates in one aspect to an endothelial protective device Perfusion of hollow organs with perfusion fluid. The device comprises a syringe stand comprising a base part, a syringe holder and a vertically movable pressure piston with a certain weight includes. In the syringe holder, a conventional sterile syringe used and be fixed. Due to the weight of the pressure piston is the Syringe plunger of syringe pressed down. This will be perfusion fluid from the syringe when opening an associated outlet hose with constant pressure over the Outlet tube passed into the hollow organ to be treated. The device according to the invention preferably further comprises a valve device disposed at one end with the outlet hose and at the other end with the one to be treated Hollow organ is connected, wherein the valve device is a one-way valve contains to perfusion fluid directed into the hollow organ to conduct.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung daher eine Ventilvorrichtung zur Verwendung in der oben genannten Perfusionsvorrichtung. Die Ventilvorrichtung besteht aus einem Ventilhalter, der aus einem Grundstück und einem Kopfstück besteht sowie einem Einwegventil, das zwischen dem Kopfstück und dem Grundstück dicht abschließend angeordnet ist. Das Grundstück besteht aus ersten Greifelementen und das Kopfstück aus zweiten Greifelementen, wobei die ersten und zweiten Greifelemente zur Abdichtung und Fixierung des Einwegventils verdrehbar ineinander greifen. Die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung kann in der oben genannten Perfusionsvorrichtung eingesetzt werden.In a further aspect, therefore, the invention relates to a valve device for use in the above-mentioned perfusion device. The valve device consists of a valve holder, which consists of a plot and a head piece and a one-way valve, which is arranged tightly between the head piece and the property. The plot consists of first gripping elements and the head piece of second gripper ments, wherein the first and second gripping elements for sealing and fixing the one-way valve rotatably engage each other. The valve device according to the invention can be used in the above-mentioned perfusion device.
Der Verschluss der Ventilvorrichtung erfolgt durch Anpressen des Kopfstückes an das Grundstück und durch leichtes axiales Drehen des Kopfstückes um die Längsachse, so dass die einzelnen Greifelemente ineinander greifen. Durch die hervorstehenden Greifnoppen des Kopfstückes bleibt das Kopfstück fest über die Greifzapfen des Grundstückes mit dem Grundstück verbunden und presst auf diese Weise das Einwegventil fest an das eine Ende des Grundstückes zusammen.Of the Closure of the valve device is done by pressing the head piece the property and by slightly axially rotating the head about the longitudinal axis, so that the individual gripping elements interlock. By the projecting gripping knobs of the head piece remains the head firmly over the Grab of the plot with the property connected and pressed in this way, the one-way valve firmly to the one end of the property together.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein zur Verwendung in der oben genannten Ventil- und Perfusionsvorrichtung bestimmtes Einwegventil. Das Einwegventil umfasst ein Basisteil mit einem ersten Durchmesser d1 und ein mit dem Basisteil verbundenes Oberteil mit einem zweiten Durchmesser d2, wobei das Basisteil und das Oberteil eine zentrale Öffnung besitzen und die Öffnung des Oberteils mit einer beweglichen Ventilklappe verschließbar ist. Die Ventilklappe ist hierbei bevorzugt mit dem Oberteil verbunden. Das Einwegventil besteht vorzugsweise aus einem biokompatiblen Silikonkautschuk, der unerwünschte Aktivierungsreaktionen von Thrombozyten und Granulozyten weitgehend verhindert.One Another aspect of the present invention relates to one for use in the above-mentioned valve and perfusion device specific one-way valve. The one-way valve includes a base member having a first diameter d1 and a base connected to the upper part with a second diameter d2, wherein the base part and the upper part have a central opening and the opening of the Upper part with a movable valve flap is closed. The valve flap is in this case preferably connected to the upper part. The one-way valve is preferably made of a biocompatible silicone rubber, the unwanted Activation reactions of platelets and granulocytes largely prevented.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Perfusionspumpe, in der das erfindungsgemäße Einwegventil zum Einsatz kommt. Mit der erfindungsgemäßen Perfusionspumpe können Hohlorgane, wie Blutgefäße, auf einfache Weise mit Perfusionsflüssigkeit in der chirurgischen Praxis und im Rahmen von Untersuchungen in vitro behandelt werden. Die Perfusionspumpe besteht aus einem zentralen, verformbaren Druckmantel aus einem implantierbaren biokompatiblen Material und umfasst ein Kopfstück und ein Endstück, wobei in dem Kopfstück und in dem Endstück jeweils ein erfindungsgemäßes Einwegventil angeordnet ist. Auf diese Weise wird nach Anlegen eines Druckes auf den Druckmantel Perfusionsflüssigkeit, die sich im Lumen des Druckmantels befindet, über das Endstück in das Hohlorgan geleitet.One Another aspect of the present invention relates to a perfusion pump, in the one-way valve according to the invention is used. With the perfusion pump according to the invention hollow organs, like blood vessels, up easy way with perfusion fluid in surgical practice and as part of investigations in be treated in vitro. The perfusion pump consists of a central, deformable pressure jacket made of an implantable biocompatible Material and includes a head piece and a tail, being in the header and in the tail in each case an inventive one-way valve is arranged. In this way, after applying a pressure on the pressure jacket perfusion fluid, which is located in the lumen of the pressure jacket, over the tail in the hollow organ directed.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der vorstehend genannten Perfusionspumpe als Herzpumpenersatz in einem menschlichen oder tierischen Organismus. Hierbei kann das Kollabieren, d.h. das Zusammendrücken des Druckmantels beispielsweise mit Hilfe von Gasdruck erreicht werden, der über in die Haut eingenähte Schläuche und eine Manschette, die den Druckmantel umgibt, alternierend ein- und abgeleitet wird und so auf die äußere Hülle des Druckmantels einwirkt. Mit steigendem Druck wird der Druckmantel zusammengedrückt und die Perfusionsflüssigkeit im Inneren des Druckmantels gerichtet in eine Richtung herausgepresst, ähnlich der Funktion des menschlichen Herzens. Anschließend kann die Pumpe durch Ausleiten des Druckgases leicht in die Ausgangsposition zurückgebracht werden und in einem neuen Zyklus erneut aktiviert werden. Verschleißteile gibt es praktisch nicht und alle verwendeten Materialien sind vorzugsweise biokompatibel. Dadurch können körpereigene Kreislaufsysteme in vielversprechender Weise zumindest vorübergehend unterstützt werden.In In another aspect, the present invention relates to use the above-mentioned perfusion pump as a heart pump replacement in one human or animal organism. Here, the collapse, i.e. the squeezing the pressure jacket achieved for example by means of gas pressure be over sewn into the skin hoses and a collar surrounding the pressure jacket alternately and is derived and so acts on the outer shell of the pressure jacket. With increasing pressure, the pressure shell is compressed and the perfusion fluid directed inside the pressure jacket in one direction, similar to the Function of the human heart. Then the pump can be discharged the compressed gas easily returned to the starting position and be reactivated in a new cycle. Wear parts exist it practically not and all materials used are preferable biocompatible. Thereby can endogenous Circulatory systems in a promising way, at least temporarily supports become.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Konservierung von Hohlorganen, wobei in diesem Verfahren Perfusionsflüssigkeit in das Hohlorgan mit einer wie oben beschriebenen Vorrichtung eingeleitet wird.In In another aspect, the present invention relates to a method for the preservation of hollow organs, in which process perfusion fluid introduced into the hollow organ with a device as described above becomes.
Unter „Hohlorgan", wie hier verwendet, versteht man ein menschliches oder tierisches Organ und biologische Gefäße, die üblicherweise Bestandteil einer Transplantation und Bypass-Operation sind. Organe umfassen beispielsweise Herz, Darm, Uterus, Niere, Harnblase, Lunge, Leber und Milz. „Biologische Gefäße" umfassen Blutgefäße, wie Arterien und Venen, und Lymphgefäße.Under "hollow organ", as used here, one understands a human or animal organ and biological Vessels, usually Part of a transplant and bypass surgery are. organs include, for example, heart, intestine, uterus, kidney, bladder, lungs, Liver and spleen. "Biological Vessels "include blood vessels, such as Arteries and veins, and lymphatics.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Mittel ermöglichen eine schonende Spülung von Hohlorganen bzw. biologischen Gefäßen und erlauben eine Dichtigkeitsprüfung und eine intraoperative Lagerung für Untersuchungszwecke oder während der Transplantation. Die Applikation von definierten, konstanten Drucken, die zu einer solchen schonenden Spülung beitragen, erfolgt über einen kompakten, bedienungssicheren und vorzugsweise keimfreien Spritzenstand, mit dem das Hohlorgan in kontrollierter Weise mit Perfusionsflüssigkeit behandelt bzw. durchspült werden kann. Vorteil dieser Vorrichtung ist es, dass keine komplizierten Aufbauten notwendig sind, die Vorrichtung schnell einsatzbereit ist und unabhängig von technischen Versorgungs- und Kontrollgeräten ist. Die Vorrichtung ist einfach zu bedienen und leicht zu transportieren. Zudem gibt es kaum Materialverschleiß. Die Applikation von Perfusionsflüssigkeit erfolgt bevorzugt mit handelsüblichen Sterilspritzen.The Devices according to the invention and enable funds a gentle conditioner of hollow organs or biological vessels and allow a leak test and an intraoperative storage for Examination purposes or during the Transplantation. The application of defined, constant pressures, which contribute to such a gentle flush, done via a compact, user-safe and preferably germ-free spray booth, with the hollow organ in a controlled manner with perfusion fluid treated or rinsed can be. Advantage of this device is that no complicated Superstructures are necessary, the device quickly ready for use is and independent of technical supply and control equipment. The device is easy to use and easy to carry. There is also hardly any material wear. The application of perfusion fluid preferably with commercially available Sterile syringes.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht einen physiologisch optimalen, exakt definierten Perfusionsdruck, der über eine Reihe von verschieden schweren Gewichten (Druckkolben) je nach Art des zu behandelnden Hohlorgans bzw. Gefäßes eingestellt werden kann. Alternativ kann der Spritzenkolben der Sterilspritze auch auf andere Weise heruntergedrückt werden, z.B. über Gasdruck oder eine Pumpe.The inventive device allows a physiologically optimal, precisely defined perfusion pressure, the over a series of weights of different weights (plunger) depending on Type of hollow organ or vessel to be treated can be adjusted. Alternatively, the syringe plunger of the sterile syringe on other Way down be, e.g. above Gas pressure or a pump.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Mittel ermöglichen daher auf einfache Weise, ohne großen technischen oder zeitintensiven Aufwand, Hohlorgane in der chirugischen Praxis, z.B. im Operationssaal zu behandeln. Sie erlauben eine technische im Operationssaal praktizierbare Lösung, die einfach, seriell handhabbar und unter ausreichenden und ökonomischen Sterilbedingungen anwendbar ist. Komplizierte Kontrollgeräte zur Druckkontrolle oder elektrische Versorgungs- und Kontrollzuleitungen, wie sie z.B. bei Herztransplantationen üblich sind, sind bei der erfindungsgemäßen Perfusionsvorrichtung im Rahmen von Bypassoperationen nicht notwendig. Sie ist einfach aufzubauen, portabel und unabhängig von einer elektrischen Energieversorgung. Durch ihre praktische Bauweise ist sie schnell für ihren Verwendungszweck einsatzbereit. Nach der Verwendung sind die Reinigung und Wiederverwendung die Vorrichtungen rasch zu bewerkstelligen.The Devices according to the invention and enable funds Therefore, in a simple way, without great technical or time-consuming Expense, hollow organs in surgical practice, e.g. in the operating room to treat. They allow a technical practicable in the operating room Solution, the simple, serially manageable and under sufficient and economical Sterile conditions is applicable. Complicated control devices for pressure control or electrical supply and control leads, such as e.g. common in heart transplants are in the perfusion device according to the invention not necessary in the context of bypass operations. She is simple build, portable and independent from an electrical power supply. By their practical Construction is fast for their intended use ready. After use, the Cleaning and reusing the devices quickly.
Daher eignen sich die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Mittel zum Einsatz für eine atraumatische Perfusion, Abdichtung und Lagerung von Hohlorganen, die im Prinzip für alle denkbaren Bypass- bzw. Hohlorgan-Ersatzoperationen (einschließlich prothetisches Bypass-Gefäß bzw. Hohlorgan-Prothesen) durchführbar sind. Weiter eignen sie sich zur Erzeugung pulsierender Perfusionsbedingungen, die für die Perfusion explantierter Hohlorgane schon während ihrer Lagerung und während ihres oft länger andauernden Transports, für ausgedehnte biochemische, molekularbiologische, physiologische und/oder pharmakologische Untersuchungszwecke und auch nach deren erfolgter Transplantation in situ unabdingbar sind.Therefore the devices according to the invention are suitable and funds for use an atraumatic perfusion, sealing and storage of hollow organs, which in principle for all conceivable bypass or hollow organ replacement operations (including prosthetic Bypass vessel or hollow organ prostheses) feasible are. Furthermore, they are suitable for generating pulsating perfusion conditions, the for the perfusion of explanted hollow organs during their storage and during their often longer ongoing transport, for extensive biochemical, molecular biological, physiological and / or pharmacological examination purposes and also after their completion Transplantation in situ are essential.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen beugen somit einem intraoperativen Funktionsverlust von transplantierten biologischen Gefäßen und Hohlorganen vor, indem sie zum einen zu einer schonenden Behandlung der Gefäßinnenwand, insbesondere ihrer Endothel-Schicht beitragen. Dieses multifunktionelle, lebenswichtige Gewebe wird bei der herkömmlichen Behandlungspraxis der Gefäße bei Transplantationen häufig zerstört. Dies könnte dann, wie oben diskutiert, zu einer Thrombosierung bzw. Restenose der Gefäße und schließlich sogar zum Infarkt betroffener Organe führen. Durch die Konservierung der Endothel-Schicht und der Vermeidung von Endothel-Läsionen wird die Funktionstüchtigkeit der implantierten biologischen Gefäße bzw. Hohlorgane verlängert. Dadurch werden die mit einem Funktionsverlust verbundenen Implikationen, wie erneute chirugische Eingriffe oder eine Reimplantation für den Patienten vermieden.The Devices according to the invention thus prevent an intraoperative loss of function of transplanted biological vessels and Hollow organs before, on the one hand for a gentle treatment the inner vessel wall, especially contribute to their endothelial layer. This multifunctional, Vital tissue is used in conventional treatment practice of the vessels during transplants often destroyed. this could then, as discussed above, to thrombosis or restenosis of the vessels and finally even cause infarction of affected organs. By preserving the endothelial layer and avoiding it of endothelial lesions will the functionality prolongs the implanted biological vessels or hollow organs. Thereby become the implications associated with a loss of function, such as renewed surgical interventions or a reimplantation for the patient avoided.
Zum anderen ermöglichen die erfindungsgemäße Vorrichtungen aber auch eine auf physiologische Weise pulsierende Perfusion zur Transplantation vorgesehener Organe während ihres Transports und sogar des gesamten Körpers von Patienten, die (z.B. wegen häufiger Herzinsuffizienz) auf eine auxilliäre Unterstützungspumpe angewiesen sind.To the enable others the devices of the invention but also a physiologically pulsating perfusion Transplantation of scheduled organs during their transport and even the entire body of patients who (for example, because of more frequent Heart failure) are dependent on auxillary support pump.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENDESCRIPTION THE DRAWINGS
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Die
Erfindung betrifft in einem Aspekt eine Vorrichtung zur Perfusion
von Hohlorganen mit Perfusionsflüssigkeit.
Die
Funktionsweise der erfindungsgemäßen Perfusionsvorrichtung
ist weiter in
Das
Gewicht des Druckkolbens (
Bei
Hohlorganen wiederum können
höhere Drucke
angewendet werden um das Hohlorgan und seine Gefäßverästelungen ausreichend mit Flüssigkeit
zu füllen.
Je nach Art der durchzuführenden
Anwendung kann das Volumen der Perfusionsflüssigkeit in der Spritze (
Der
Spritzenkolben der Spritze (
Der
auf die Spritze aufgesetzte Auslassschlauch (
In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Vorrichtung zur Perfusion von Hohlorganen mit Perfusionsflüssigkeit
eine Ventilhalterung (
Das
Einwegventil (
Weiter
besteht das Einwegventil (
Das dauerelastische, nach dem Prinzip kardialer Segelklappen arbeitende erfindungsgemäße Einwegventil (z.B. Silikonkautschukventil) zeichnet sich durch nahezu unbegrenzte Flexibilität und erstaunliche mechanische Stabilität aus. Außerdem kann es chemisch durch hochenergetische Strahlung oder im übersättigten Wasserdampf bei einer Temperatur von 112°C sterilisiert werden. Das Einwegventil verhindert einen Rückfluss von Perfusionsflüssigkeit, was insbesondere bei der Dichtigkeitsprüfung von Gefäßen oder Hohlorganen unerwünscht wäre.The permanently elastic, working on the principle of cardial sail flaps One-way valve according to the invention (e.g., silicone rubber valve) is characterized by almost unlimited flexibility and amazing mechanical stability. Besides, it can be chemically through high-energy radiation or supersaturated water vapor at a Temperature of 112 ° C be sterilized. The one-way valve prevents backflow of perfusion fluid, what especially in the leak test of vessels or Hollow organs undesirable would.
Bevorzugte biokompatible Materialien für den erfindungsgemäßen Einsatz für das Einwegventil bzw. den Druckmantel der Perfusionspumpe sind Silikonkautschuk oder Polyurethan. Möglich sind auch Derivate dieser hydrophoben Polymeren, die Zusatzstoffe enthalten, welche die Thromboresistenz erhöhen: z.B. Cu(II)-Liganden [Reynolds M.M.: Nitric oxide-releasing hydrophobic polymers preparation, characterization, and potential biomedical applications. J. Vasc. Surg., October, 2004; 40(4): 803–11)]. Für den erfindungsgemäßen Ventilhalter sind Metalle bevorzugt, wie z.B. Edelstahl oder Aluminium oder Kunststoffe wie Acrylglas oder Polycarbonat. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Teile gefräst werden sollen. Für die Spritzgußherstellung würden sich Acrylglas, Polyvinylchlorid oder Polymethacrylat besonders eignen.preferred biocompatible materials for the use according to the invention for the One-way valve or the pressure jacket of the perfusion pump are silicone rubber or polyurethane. Possible are also derivatives of these hydrophobic polymers, the additives which increase thromboresistance: e.g. Cu (II) ligands [Reynolds M.M .: Nitric oxide-releasing hydrophobic polymer preparation, characterization, and potential biomedical applications. J. Vasc. Surg., October, 2004; 40 (4): 803-11)]. For the valve holder according to the invention metals are preferred, e.g. Stainless steel or aluminum or plastics like acrylic or polycarbonate. This is particularly advantageous when the parts are milled should be. For the injection molding would Acrylic glass, polyvinyl chloride or polymethacrylate especially suitable.
Bevorzugt für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise ein von der Firma Wacker Chemie GmbH, München, Deutschland, produzierter Silikonkautschuk der "Elastosil®"-Reihe nach den Ansprüchen der USP Class VI.Preferred for the purposes of the present invention, for example, is, produced by the company Wacker Chemie GmbH, Munich, Germany silicone rubber of the "Elastosil ®" series according to the requirements of the USP Class VI.
Bevorzugt
wird das Einwegventil durch ein Spritzgussverfahren hergestellt,
so dass der Basisteil (
Es
ist bevorzugt, dass der Durchmesser d1 des Basisteils (
Der
Fachmann wird darüber
hinaus erkennen, das die Form des Einwegventils angepasst werden
kann, um in entsprechende Ventilhalterungen aufgenommen werden zu
können.
Die hier gezeigte Form und Struktur des Einwegventils (
Die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung und das Einwegventil können zur Perfusion von explantierten Hohlorgane in vitro oder in situ mit Hilfe der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Perfusionsvorrichtung verwendet werden.The Valve device according to the invention and the one-way valve can for perfusion of explanted hollow organs in vitro or in situ used with the aid of the above-described perfusion device according to the invention become.
Darüber hinaus
können
die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung
und das Einwegventil auch in einer erfindungsgemäßen Perfusionspumpe eingesetzt
werden. Um eine schnelle und pulsierende Perfusion von Perfusionsflüssigkeit
zu erreichen, ist daher ein weiterer Aspekt der Erfindung eine Perfusionspumpe,
die es ermöglicht,
Hohlorgane entweder durch manuellen Druck oder durch Gasdruck mit Flüssigkeit
durchzuspülen
(
Der
Druckmantel (
Das von der Perfusionspumpe entwickelte Druckprofil ist bei einer sich exzentrisch drehenden Scheibe abhängig von deren Geometrie und den mechanischen Eigenschaften des Druckmantels. Die Frequenz der Pumpimpulse kann variieren und nach Bedarf entsprechend eingestellt werden, indem beispielsweise die Umdrehungsgeschwindigkeit der exzentrischen Scheibe vorgegeben wird. Auf diese Weise lassen sich selbst für einen menschlichen Organismus typische Druckprofile in den verschiedenen Kreislaufabschnitten genau imitieren. Dadurch ist es möglich, die erfindungsgemäße Perfusionspumpe nicht nur für den Einsatz zur Perfusion von Hohlorganen in vitro bzw. in situ zu verwenden, sondern auch als Ersatz der Pumpfunktion des menschlichen oder tierischen Herzens. Der Druck kann hierbei so eingestellt werden, dass der Organismus ausreichend mit dem nötigen Flüssigkeitsvolumen und der notwendigen Pumpfrequenz versorgt wird. Das Flüssigkeitsvolumen ist durch Auswahl des Volumens des Druckmantels entsprechend regulierbar und einstellbar.The developed by the perfusion pump pressure profile is at a eccentrically rotating disk depending on their geometry and the mechanical properties of the pressure jacket. The frequency of Pump pulses may vary and be adjusted as needed By, for example, the rotational speed of the eccentric Disc is specified. That way you can leave one for yourself human organism typical pressure profiles in the different Exactly imitate circulation sections. This makes it possible for the Perfusion pump according to the invention not only for the use for the perfusion of hollow organs in vitro or in situ but also as a substitute for the pumping function of the human or animal heart. The pressure can be set here, that the organism is sufficient with the necessary fluid volume and the necessary Pump frequency is supplied. The liquid volume is through Selection of the volume of the pressure jacket accordingly adjustable and adjustable.
Der
Einsatz der erfindungsgemäßen Einwegventile
in der Perfusionspumpe der vorliegenden Erfindung ermöglicht darüber hinaus
eine Simulation der menschlichen bzw. tierischen Herz- und Gefäßklappen
im Kreislauf. Die Ventilklappe (
In
einer weiteren Ausführungsform
kann anstelle eines mechanisch ausgeübten Druckes auf den Druckmantel
(
Darüber hinaus ermöglicht dieses Pumpprinzip auch, bei Auswahl entsprechender gewebefreundlicher Manschettenmaterialien, die Pumpen im lebenden Organismus von außen (ex vivo) zu betreiben. Hierbei könnte die Perfusionspumpe selbst vorübergehend in den Patienten transplantiert werden, während die Pumpwirkung von nach außen führenden Gasschläuchen mittels Gasdruck bewirkt wird. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Perfusionspumpe für die Umwälzung von Blut bei herzinsuffizienten Patienten verwendet werden. Selbstverständlich kann die Perfusionspumpe auch ex vivo betrieben werden.Furthermore allows this pumping principle also, if appropriate fabric-friendly Cuff materials, pumps in the living organism from the outside (ex vivo). This could be the perfusion pump itself temporarily be transplanted into the patient while the pumping action of after Outside leading gas hoses is effected by gas pressure. For example, the perfusion pump according to the invention for the circulation used by blood in heart failure patients. Of course you can the perfusion pump can also be operated ex vivo.
Bevorzugte
Perfusionslösungen
zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Mittel
sind in der Patentanmeldung Nr.
Zur Energieerhaltung des endothelialen Stoffwechsels sind in der physiologischen Elektrolytlösung Energiesubstrate, vorzugsweise 2–10 mM Glukose und 1–10 mM Pyruvat, enthalten. Diese Energiesubstrate alleine ermöglichen eine vollkommen ausreichende Bereitstellung von Stoffwechselenergie für das Endothelgewebe, selbst unter nahezu hypotoxischen Bedingungen ((pO2 ≥ 10 mm Hg). Bevorzugte Konzentrationen der Energiesubstrate sind 8 mM Glukose und 2 mM Pyruvat. Die physiologische Elektrolytlösung enthält bevorzugt Heparin in einer gerinnungshemmenden Konzentration. Übliche gerinnungshemmende Konzentrationen für hochmolekulares Heparin sind 0,2–0,6 U/ml, vorzugsweise 0,4 U/ml im Falle von Humanblut. Weiterhin können jeweils 50–100 mM Harnsäure und/oder Ascorbat als exogene Reduktionsmittel gegen reaktionsfreudige Sauerstoffverbindungen (Antioxidantien) zugesetzt werden.For energy conservation of the endothelial metabolism, energy substrates, preferably 2-10 mM glucose and 1-10 mM pyruvate, are contained in the physiological electrolyte solution. These energy substrates alone allow a perfectly adequate supply of metabolic energy to the endothelial tissue, even under near-hypoxic conditions ((pO 2 ≥ 10 mm Hg).) Preferred concentrations of the energy substrates are 8 mM glucose and 2 mM pyruvate The physiological electrolytic solution preferably contains heparin in one Conventional anticoagulant concentrations for high molecular weight heparin are 0.2-0.6 U / ml, preferably 0.4 U / ml in the case of human blood, and 50-100 mM uric acid and / or ascorbate may be used as exogenous reducing agents against reactive Oxygen compounds (antioxidants) are added.
Die Füllung eines Hohlorgans mit einer solchen Perfusionslösung unter Anwendung physiologischer Drucke verhindert sowohl eine Überdehnung als auch das Kollabieren des Gefäßes während seiner intraoperativen Lagerung und eventuellen, operationsgerechten Zerstückelung in zuverlässiger Weise. Die Lagerung erfolgt am besten in speziell zugeschnittenen Stahlschalen bei Zimmertemperatur, bei speziellen Anwendungen auch bei Körpertemperatur in geeigneten Inkubatoren oder unter anderen Temperaturbedingungen. Beim Abschneiden von Teilsegmenten vor ihrer unmittelbar darauf folgenden Implantation schneidet man nach vorherigem Versetzen der Arterienklemme distal so ab, dass der druckdefinierte Füllungszustand des Reststücks bei dessen noch fortgeführter Lagerung erhalten bleibt.The filling a hollow organ with such a perfusion solution using physiological Prints prevent overstretching as well also the collapse of the vessel during his Intraoperative storage and eventual, operational dismemberment in a reliable way. Storage is best done in specially cut steel shells at room temperature, in special applications also at body temperature in suitable incubators or under other temperature conditions. When trimming subsegments before their immediately after Following implantation is cut after previous displacement of the Arterial clamp distally so that the pressure-defined filling state of the remaining piece at its still continued Storage is maintained.
Durch
die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtungen
und Mittel, wie die die erfindungsgemäße Ventilhalterung oder das
Einwegventil, konnte man eine hervorragende Erhaltung der Architektur
des Endothel-Gewebes in den behandelten Gefäßen feststellen (siehe
Im
Gegensatz dazu, führt
der Einsatz der erfindungsgemäßen Perfusionsvorrichtung
und den erfindungsgemäßen Mitteln
zu einer Schonung bzw. Erhaltung des Endothelgewebes (
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200510043612 DE102005043612A1 (en) | 2005-09-13 | 2005-09-13 | Endothelium-protective perfusion apparatus, has pressure piston having large weight, where perfusion liquid sprayed from spraying device is conducted with constant pressure into hollow organ of user`s body, during opening of outlet tube |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200510043612 DE102005043612A1 (en) | 2005-09-13 | 2005-09-13 | Endothelium-protective perfusion apparatus, has pressure piston having large weight, where perfusion liquid sprayed from spraying device is conducted with constant pressure into hollow organ of user`s body, during opening of outlet tube |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102005043612A1 true DE102005043612A1 (en) | 2007-03-15 |
Family
ID=37763130
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200510043612 Withdrawn DE102005043612A1 (en) | 2005-09-13 | 2005-09-13 | Endothelium-protective perfusion apparatus, has pressure piston having large weight, where perfusion liquid sprayed from spraying device is conducted with constant pressure into hollow organ of user`s body, during opening of outlet tube |
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Country | Link |
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DE (1) | DE102005043612A1 (en) |
-
2005
- 2005-09-13 DE DE200510043612 patent/DE102005043612A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BIOTEST AG, 63303 DREIEICH, DE |
|
8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: NEES, FRIEDERIKE, 81375 MUENCHEN, DE Inventor name: NEES, STEPHAN, PROF. DR.RER.NAT.DR.MED. HABIL., DE |
|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |
Effective date: 20120914 |