DE102010008357A1 - Support element for tissue implants - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Anmeldung richtet sich auf bioresorbierbare Stützelemente für Versorgungsgefäße aufweisende Gewebeimplantate. Genauer richtet sich die vorliegende Anmeldung auf bioresorbierbare Stützelemente für Versorgungsgefäße aufweisende Gewebeimplantate mit Fixierelementen zum Fixieren des Stützelementes sowie einer Öffnung, die derart ausgebildet ist, dass die Versorgungsgefäße des Gewebeimplantates durch diese Öffnung durchgeführt werden können. In einem weiteren Aspekt wird ein System umfassend ein bioresorbierbares Stützelement und ein Implantat bereitgestellt.The present application is directed to bioresorbable support elements for tissue implants having supply vessels. More specifically, the present application is directed to bioresorbable support elements for tissue implants having supply vessels with fixing elements for fixing the support element and an opening which is designed such that the supply vessels of the tissue implant can be passed through this opening. In a further aspect, a system comprising a bioresorbable support element and an implant is provided.
Description
Die vorliegende Anmeldung richtet sich auf bioresorbierbare Stützelemente für Versorgungsgefäße aufweisende Gewebeimplantate. Genauer richtet sich die vorliegende Anmeldung auf bioresorbierbare Stützelemente für Versorgungsgefäße aufweisende Gewebeimplantate mit Fixierelementen zum Fixieren des Stützelementes sowie einer Öffnung, die derart ausgebildet ist, dass die Versorgungsgefäße des Gewebeimplantates durch diese Öffnung durchgeführt werden können. In einem weiteren Aspekt wird ein System umfassend ein bioresorbierbares Stützelement und ein Implantat bereitgestellt.The present application is directed to bioabsorbable support elements for tissue implanted tissue implants. More specifically, the present application is directed to bioresorbable support elements for supply vessels having tissue implants with fixing elements for fixing the support element and an opening which is designed such that the supply vessels of the tissue implant can be performed through this opening. In another aspect, a system comprising a bioresorbable support member and an implant is provided.
Kardiovaskuläre Erkrankungen sind weltweit die häufigsten Morbiditäts- und Mortalitätsursachen. Koronarherzerkrankungen sowie degenerative Erkrankungen der Herzklappen sind die häufigsten Herzpathologien bei erwachsenen Patienten. Es gibt zudem eine Vielzahl von Indikationen für den prothetischen Ersatz von Gefäßen und Gefäßabschnitten, insbesondere der Aorta. Ein Ziel der chirurgischen Therapie ist der Ersatz von geschädigten Herzwand- und Gefäßgewebe durch Gewebeersatzmaterialien. Die Verwendung von dezellularisiertem Gewebe, das durch Einwachsen von empfängereigenen Zellen wieder besiedelt wird und damit Wachstumspotential aufweist, ohne jedoch immunogen wirksam zu sein, wird im kardiovaskulären Niederdruckbereich erfolgreich eingesetzt. So sind in der
Die Gewebeimplantate, die auch als Prothesen bezeichnet werden, werden z. B. aus Segmenten aus dem Dünndarm, aus dem proximalen Bereich (Jejunum) mit dazugehörigem Blutgefäßast, die nach bekannten Methoden dezellularisiert werden, wie z. B. in der
Allerdings zeigte es sich, dass sich solche dezellularisierten Gewebeimplantate gerade in der Frühphase der Nachimplantation als nicht stabil genug erwiesen haben, um den Belastungen des Hochdruckbereichs in der linken Herzkammer standzuhalten. Im kardiovaskulären Hochdruckbereich (bis zu 240 mmHg) des linken Herzens und der Aorta können die beschriebenen Verfahren zum Herzmuskelersatz daher nicht durchgeführt werden. Es zeigte sich, dass bei Implantation solcher Gewebe ein Aneurysma in der Hochdruckphase in dem Implantatbereich auftritt. Dies führt zu einer Gefahr der Thrombosebildung. Des Weiteren ist der Blutauswurf aus der linken Herzkammer zu gering und es besteht somit die Gefahr einer Herzinsuffizienz.However, it turned out that such decellularized tissue implants did not prove stable enough in the early phase of the post-implantation to withstand the stresses of the high pressure area in the left ventricle. Therefore, in cardiovascular high pressure areas (up to 240 mmHg) of the left heart and aorta, the methods described for cardiac muscle replacement can not be performed. It has been found that during implantation of such tissue an aneurysm occurs in the high pressure phase in the implant area. This leads to a risk of thrombosis. Furthermore, the blood discharge from the left ventricle is too low and there is thus a risk of heart failure.
Es sind hier also besondere Hilfsmittel notwendig, um diesen Belastungen standzuhalten.So here are special tools necessary to withstand these pressures.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit die Bereitstellung von geeigneten Mitteln, diese Probleme gerade im Hochdruckbereich zu lösen und das implantierte Gewebe zu stabilisieren. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in der Bereitstellung von geeigneten Systemen, die in der chirurgischen Therapie eingesetzt werden können.An object of the present invention is thus to provide suitable means to solve these problems, especially in the high pressure area, and to stabilize the implanted tissue. Another object of the invention is to provide suitable systems that can be used in surgical therapy.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 und 11 angegebene Erfindung gelöst. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.This object is achieved by the invention specified in the
In einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung bioresorbierbare Stützelemente für Versorgungsgefäße aufweisende Gewebeimplantate. Diese Stützelemente weisen dabei Fixierelemente zum Fixieren des Stützelements auf dem Gewebe, wie dem Herzmuskel, auf. Des Weiteren weist das erfindungsgemäße Stützelement eine von den Fixierelementen umgebende Öffnung auf. Die Fixierelemente erstrecken sich dabei von der Öffnung ausgehend zu den Rändern des Stützelements. Das erfindungsgemäße Stützelement zeichnet sich dadurch aus, dass die Öffnung in der Art ausgebildet ist, dass die Versorgungsgefäße des Gewebeimplantats durch diese Öffnung durchgeführt werden können.In a first aspect, the present invention relates to bioresorbable support members for tissue-containing tissue implants. These support elements have fixing elements for fixing the support element on the tissue, such as the heart muscle. Furthermore, the support element according to the invention has an opening surrounding the fixing elements. The fixing elements extend from the opening, starting from the edges of the support element. The support element according to the invention is characterized in that the opening is formed in such a way that the supply vessels of the tissue implant can be performed through this opening.
Die Öffnung des Stützelements ist also in der Art ausgebildet, dass die Zu- und Abführversorgungsgefäße des Gewebeimplantats durch diese Öffnung durchgeführt und ggf. fixiert werden können.The opening of the support element is thus formed in such a way that the supply and Abführ supply vessels of the tissue implant can be performed through this opening and possibly fixed.
Erfindungsgemäß handelt es sich bei dem Stützelement um ein bioresorbierbares Stützelement, d. h. das Material dieses Stützelements ist ein Material, das im Körper resorbiert werden kann. Bis die Haltbarkeit des Implantats durch Wiederbesiedlung und Umbau der extrazellulären Matrix vergleichbar mit der Haltbarkeit des ursprünglichen Gewebes ist, erlaubt das Stützelement die Belastungen des Implantats zu verringern und die im Zusammenhang mit diesem Implantat bestehenden Probleme, wie ein Ausbeulen des Implantats, zu lösen.According to the invention, the support element is a bioresorbable support element, i. H. The material of this support element is a material that can be absorbed in the body. Until the durability of the implant by repopulation and remodeling of the extracellular matrix is comparable to the durability of the original tissue, the support allows the implant loads to be reduced and the problems associated with this implant, such as bulging of the implant, to be solved.
In der chirurgischen Therapie von geschädigten Herzwand- und Gefäßgewebe durch Gewebeersatzmaterialien wird das geschädigte Gewebe entfernt. Das durch Entfernen des Gewebe entstandene Loch bzw. der entstanden Freiraum wird durch ein geeignetes Gewebeimplantat ersetzt. Bei dem Gewebeimplantat handelt es sich bevorzugt um ein dezellularisiertes, wie ein azellularisiertes, Gewebeimplantat, wie es in der Literatur, z. B.
Das bioresorbierbare Stützelement ist bevorzugt derart ausgebildet, dass die Öffnung, durch die die Versorgungsgefäße des Gewebeimplantats durchgeführt werden, eine runde oder ovale Form aufweist. Bevorzugt ist die geringste Breite der Öffnung mindestens 2 mm, bevorzugt mindesten 3 mm, wie mindestens 4 mm oder mindestens 5 mm, um den Versorgungsast durch diese Öffnung durchzuführen.The bioresorbable support element is preferably designed such that the opening through which the supply vessels of the tissue implant are performed has a round or oval shape. Preferably, the smallest width of the opening is at least 2 mm, preferably at least 3 mm, such as at least 4 mm or at least 5 mm in order to perform the supply branch through this opening.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist diese Öffnung dabei zentral im Stützelement angeordnet. Je nach Position des Implantats kann die Öffnung aber auch zu einer Seite des Stützelements verschoben angeordnet sein.In a preferred embodiment, this opening is arranged centrally in the support element. Depending on the position of the implant, however, the opening may also be displaced to one side of the support element.
Die Fixierelemente sind in der Art ausgebildet, dass sie ein Fixieren des Stützelements an das native Gewebe, wie den Herzmuskel, ermöglichen. Die Fixierelemente können dabei so ausgebildet sein, dass ein Vernähen des Stützelements auf das Gewebe erfolgen kann. alternativ können diese Fixierelemente in der Art ausgebildet sein, dass sie eine andere Form eines Kraft übertragenden Verbindens des Stützelements mit dem nativen Gewebe erlauben. Das Stützelement kann z. B. mit einem elastischem Material, das die Bewegungen des nativen Gewebes aufnimmt, auf dem Gewebe fixiert sein, indem es z. B. das Gewebe zumindest teilweise umschließt.The fixing elements are designed in such a way that they allow a fixing of the support element to the native tissue, such as the heart muscle. The fixing elements can be designed so that a sewing of the support element can be made on the tissue. alternatively, these fixation elements may be configured to allow a different form of force-transmitting bonding of the support element to the native tissue. The support member may, for. B. with an elastic material that absorbs the movements of the native tissue to be fixed to the tissue by z. B. enclosing the tissue at least partially.
Die Stützelemente müssen dabei in der Art ausgebildet sein, dass sie die aus einer sich überlagerten rotatorischen sowie translatorischen Bewegung des Myokardgewebes bestehenden Herzbewegung, die im Allgemeinen einer Auswringbewegung gleicht, überstehen. Entsprechend sind die Fixierelemente derart ausgebildet, dass diese rotatorischen sowie translatorischen Bewegungen des Myokardgewebes entsprechen können. Bevorzugt sind dabei die Fixierelemente mäandernd zum Rand erstreckend ausgebildet. Dadurch kann eine notwendige Steifigkeit mit gleichzeitiger Elastizität zur Unterstützung der Herzbewegung erreicht werden.The support elements must be designed in such a way that they survive the existing from a superimposed rotational and translational movement of the myocardial tissue heart movement, which is generally equal to a wringing. Accordingly, the fixing elements are designed such that they can correspond to rotational and translational movements of the myocardial tissue. The fixing elements are preferably formed meandering to the edge extending. This allows a necessary rigidity with simultaneous elasticity to support the heart movement can be achieved.
Da sich das Stützelement an die verschiedenen Strukturen des Herzens, das sich im Laufe des Herzschlags stark verändert, anpassen muss, ist eine entsprechende Flexibilität notwendig. Eine solche Flexibilität ist ebenfalls durch eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegeben, in der die Fixierelemente über Verbindungselemente oder Kopplungselemente mit dem die Öffnung für die Aufnahme der Versorgungsgefäße ausbildenden Element beweglich verbunden sind. Diese Verbindungs- oder Kopplungselemente können dabei gegebenenfalls elastisch ausgebildet sein.Since the support element has to adapt to the various structures of the heart, which changes greatly in the course of the heartbeat, a corresponding flexibility is necessary. Such flexibility is also provided by a further preferred embodiment of the present invention, in which the fixing elements are movably connected via connecting elements or coupling elements to the element forming the opening for receiving the supply vessels. These connecting or coupling elements may optionally be designed to be elastic.
Diese Verbindungselemente können z. B. als Kettenelemente ausgebildet sein. Dabei verbinden diese Verbindungselemente die sich zum Rand erstreckenden Bereiche des Fixierelements beweglich mit dem zentral liegenden Element, das die Öffnung zur Aufnahme der Versorgungsgefäße des Gewebeimplantats ausbildet. Gegebenenfalls können diese Verbindungselemente ein- oder zweidimensional dehnbar ausgebildet sein.These fasteners can z. B. be designed as chain elements. In the process, these connecting elements connect the areas of the fixing element which extend to the edge in a movable manner with the centrally located element which forms the opening for receiving the supply vessels of the tissue implant. Optionally, these connecting elements can be formed one or two-dimensionally stretchable.
Das erfindungsgemäße Stützelement erlaubt, die beim Herzschlag auftretenden Kräfte und die dabei auftretenden Bewegungen (rotatorische und translatorische Bewegung) aufzunehmen. Das Element verhindert ein zu starkes Deformieren des Implantats.The support element according to the invention makes it possible to absorb the forces occurring during the heartbeat and the movements occurring in them (rotational and translatory movement). The element prevents excessive deformation of the implant.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind mindestens 4, wie 6 oder 8 Fixierelemente, die sich von der Öffnung zum Rand erstrecken, in dem bioresorbierbaren Stützelement vorhanden. Dabei können diese einstückig oder mehrstückig ausgebildet sein. Diese Fixierelemente können dabei gleich oder verschiedener Form sein. Des Weiteren können die Fixierelemente ggf. an die räumliche Struktur, wie die Herzkrümmung, die in verschiedenen Arealen des Herzens unterschiedlich ist, angepasst sein. Entsprechend ist das Material des erfindungsgemäßen Stützelements in einem gewissen Umfang flexibel.In a preferred embodiment, at least 4, such as 6 or 8, fuser members extending from the opening to the rim are present in the bioresorbable support member. They may be formed in one piece or in several pieces. These fixing elements can be the same or different shape. Furthermore, the fixation elements may be adapted to the spatial structure, such as the cardiac curvature, which is different in different areas of the heart. Accordingly, the material of the support element according to the invention is flexible to a certain extent.
Als bioresorbierbares Material können dabei bekannte bioresorbierbare Materialien, wie Kunststoffe, Metalle usw. eingesetzt werden. Bevorzugt handelt sich bei dem bioresorbierbaren Stützelement um eines aus einem bioresorbierbaren Magnesiumwerkstoff. Geeignete Werkstoffe sind z. B. LA33, LAI442, LA93, AZ30, usw.As bioresorbable material known bioresorbable materials such as plastics, metals, etc. can be used. Preferably, the bioresorbable support element is one of a bioresorbable magnesium material. Suitable materials are for. LA33, LAI442, LA93, AZ30, etc.
Besonders bevorzugt sind diese Stützelemente aus z. B. bioresorbierbaren Magnesiumwerkstoffen oberflächenbehandelt, d. h. eine Oberflächenbeschichtung wurde auf den Werkstoff aufgebracht. Dadurch ist es möglich, die Bioresorbierbarkeit, nämlich den Zeitraum der Korrosion z. B. des Magnesiumwerkstoffes im biologischen Milieu, zu steuern. Dem Fachmann sind geeignete Beschichtungsverfahren bekannt, wie das MegPass-Beschichtungsverfahren, oder eine Fluoridbeschichtung.Particularly preferred are these support elements of z. B. bioresorbable magnesium materials surface treated, ie, a surface coating was applied to the material. This makes it possible to increase the bioabsorbability, namely the period of corrosion z. As the magnesium material in the biological environment to control. The person skilled in the art knows suitable coating methods, such as the MegPass coating method, or a fluoride coating.
Bei Anwendung kann das Stützelement ggf. vor dem Einsatz vorgeformt werden, d. h. der individuellen Struktur des Einsatzortes angepasst werden. Dadurch wird einer problematischen Vorspannung schon im Vorfeld begegnet, mit der Folge, dass eine Dimensionierung des Stützelements minimal ausfallen kann, womit wiederum die Degradationsbelastung minimiert werden kann. Ggf. kann vor der entsprechenden Umformung eine 3D-Aufnahme des Bereichs, z. B. des Herzens, vorgenommen werden, um eine optimale Passform für das jeweilige Stützelement zu gewährleisten.When used, the support may optionally be preformed prior to use, i. H. adapted to the individual structure of the site. As a result, a problematic bias is encountered in advance, with the result that a dimensioning of the support element can be minimal, which in turn the degradation burden can be minimized. Possibly. can before the appropriate reshaping a 3D recording of the area, eg. As the heart, are made to ensure an optimal fit for the respective support element.
Das erfindungsgemäße Stützelement muss bedingt durch die komplexen Bewegungen z. B. des Herzmuskels vielseitigste Anforderungen erfüllen. Es soll eine minimale körperliche Resorptionsbelastung gewährleisten, ohne zu früh oder zu spät resorbiert zu werden und damit die Stützeigenschaften nicht mehr zu gewährleisten. Hierbei sind die Menge und die Qualität des Werkstoffs sowie die Form des Elements einschließlich seiner Dimensionierung und der Spannungsverteilung des jeweiligen Stützelements zu berücksichtigen. Des Weiteren kann mit Hilfe der Beschichtung eine entsprechende Resorbierbarkeit zeitlich gesteuert werden.The support element according to the invention must be due to the complex movements z. B. the heart muscle meet the most versatile requirements. It is intended to ensure a minimal physical absorption load without being absorbed too early or too late and thus no longer ensuring support properties. Here, the amount and quality of the material and the shape of the element including its dimensions and the stress distribution of the respective support element are taken into account. Furthermore, with the help of the coating a corresponding resorbability can be controlled in time.
Die entsprechenden Stützelemente werden mit geeigneten Verfahren hergestellt. So können z. B. die Stützelemente aus Magnesiumwerkstoffen durch Wasserabrasivstrahltechnik hergestellt werden. Hierbei kommt es insbesondere auch auf die Schnittkanten des Stützelementes an. Diese dürfen nicht zu stark ausgebildet sein, um das Gewebe nicht zu verletzen. Dem Fachmann sind geeignete Verfahren zur Herstellung der Stützelemente und eine ggf. notwendige Nachbehandlung, wie ein Polieren, bekannt. Schließlich stellt die Erfindung weiterhin ein System umfassend ein erfindungsgemäßes bioresorbierbares Stützelement und ein Implantat mit Versorgungsgefäßen bereit. Dieses Implantat ist bevorzugt ein dezellularisiertes Implantat. Dieses Implantat weist entsprechende Versorgungsgefäße, insbesondere Blutgefäßäste auf.The corresponding support elements are produced by suitable methods. So z. B. the supporting elements are made of magnesium materials by Wasserabrasivstrahltechnik. In this case, it is particularly important to the cut edges of the support element. These must not be too strong, so as not to injure the tissue. The person skilled in suitable methods for the production of the support elements and any necessary aftertreatment, such as polishing, known. Finally, the invention further provides a system comprising a bioresorbable support element according to the invention and an implant with supply vessels. This implant is preferably a decellularized implant. This implant has corresponding supply vessels, in particular blood vessel branches.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.In the following the invention will be explained in more detail with reference to the attached figures.
In der
In der
In der
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Stützelementsupport element
- 22
- Öffnungopening
- 33
- Fixierelementfixing
- 44
- Schlitzslot
- 55
- Verbindungselementconnecting element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- WO 2006/122533 [0002, 0003, 0011] WO 2006/122533 [0002, 0003, 0011]
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