-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gewinnen eines Schicht-Transplantats der menschlichen Augenhornhaut (Cornea) aus einer Corneo Skleralscheibe mittels Flüssigkeits- oder Gas-Injektion, womit insbesondere die inneren Cornea Schichten präpariert werden können. Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch ein Fluidinjektionsinstrument zum Trennen von Gewebeschichten, das bevorzugt zum Gewinnen eines Schicht-Transplantats der menschlichen Augenhornhaut (Cornea) aus einer Corneo Skleralscheibe mittels Flüssigkeits- oder Gas-Injektion eingesetzt werden kann, insbesondere unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
-
In medizinischen bzw. biologischen Prozessen ist es oftmals nötig, Gewebe bzw. Gewebeschichten voneinander zu trennen. Bei Erkrankungen/Diagnostischen Maßnahmen sind oftmals nur bestimmte Gewebeschichten eines Organs betroffen oder für die Untersuchung oder Behandlung interessant. Dann besteht eine Aufgabe darin, die interessierenden bzw. erkrankten Gewebeteile von den gesunden oder nichtinteressierenden Gewebeteilen zu trennen. Wenn das betroffene und das nicht betroffene Gebewebeteil unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, ist es möglich, diese unterschiedlichen Eigenschaften für die Trennung der Gewebeteile auszunutzen. Auch eine in ihren physikalischen (z.B. mechanisch/optisch) oder chemischen Eigenschaften differente Zwischenschicht kann dazu ausgenutzt werden oder gezielt geschaffen werden.
-
Entsprechende Aufgaben finden sich z.B. bei chirurgischen Eingriffen, unter anderem bei augenchirurgischen Operationen. Beispielsweise weist die Augenhornhaut (Cornea) verschiedene Schichten auf und es ist besonders im Verlauf von Transplantationen der Augenhornhaut oft medizinisch sinnvoll, einzelne Schichten der Cornea voneinander zu trennen. Dabei wird die unterschiedliche Gewebestruktur der verschiedenen Schichten der Cornea ausgenutzt. Für die Trennung wird zwischen die voneinander zu trennenden Schichten ein Fluid, also eine Flüssigkeit oder ein Gas eingebracht, was dann zu einem Ablösen der einen von der anderen Schicht führt. Entsprechend vorgegangen wird beispielsweise im Rahmen von Cornea-Schichttransplantationen wie DMEK und DALK. Mit derartigen Operationstechniken ist es möglich, gezielt nur noch erkrankte, insbesondere die inneren Schichten der Hornhaut durch entsprechend gewonnene Transplantate aus einer Spender-Cornea zu ersetzen, beispielsweise die auch als Endothelschicht bezeichnete Descemet Membran. Durch die Injektion des Trenn-Fluids zwischen die einzelnen Schichten der Cornea können die zu ersetzenden Schichten entsprechend schichtweise auch aus der Spender-cornea gewonnen werden.
-
Bei
https://en.wikipedia.org/wiki/PreDescemet's_Endothelial_Keratoplasty #/media/File:It_describes_Pdek_eye_surgery.jpg wird beispielsweise beschrieben, ein Gas oder eine Flüssigkeit zwischen die einzelnen Schichten der Decemet'schen Membran oder zwischen Descemet und Stroma zu injizieren und hierdurch die betreffenden Schichten voneinander zu trennen. Praktisch geschieht dies meist mit einer Kanüle (Hohlnadel) und einer damit verbundenen handelsüblichen Handspritze, deren Volumen in der Mikrochirurgie beispielsweise zwischen 0,8 und 10 ml betragen kann. Zunächst wird in einer Vorpräparation z.B. mit einer Mikrochirurgischen Lanze definierter Größe (ca. 0,5-2,5mm) eine Öffnung in der Corneo-Skleralscheibe etwa am Übergang zwischen Lederhaut und Hornhaut geschaffen, durch die dann die feine mikrochirurgische Hohlnadel zwischen Stroma und Descemet Membran platziert werden kann. Bei Druck auf die Spritze wird Flüssigkeit/Gas durch die Kanüle in das Gewebe injiziert. Damit eine saubere Trennung der Gewebeschichten gelingt, muss das Gas/die Flüssigkeit möglichst nah an die Trennschicht eingebracht werden. Darüber hinaus muss dann ein gewisser Druck aufgebaut werden, der in Richtung der zu trennenden Schichten wirken muss, um die Separierung des Gewebes zu vollziehen. Da die Form, Größe und Funktion der in der Vorpräparation erzeugten Inzision in das biologische Gewebe letztlich nicht exakt vorhersehbar ist, kann es dazu kommen, dass die Inzision nicht genau der danach eingeführten Kanülenform und -größe entspricht. Dies kann dann dazu führen, dass entweder die Kanüle gar nicht eingeführt werden kann, weil der zuvor erzeugte Einschnitt zu eng ist, und/oder dass die Kanüle das Gewebe schädigt, oder dass kein ausreichend großer Druck aufgebaut werden kann, weil der Einschnitt einen größeren Umfang als die Kanüle hat und daher das durch die Hohlnadel injizierte Fluid oder Gewebeflüssigkeit durch den Zwischenraum zwischen der Inzision und der Kanüle aus dem Gewebe zurückströmt/austritt. Eine zuverlässig vollständige Separation der Schichten voneinander ist dann nur schwer erreichbar.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, womit ein Schicht-Transplantat der menschlichen Augenhornhaut (Cornea) aus einer Corneo Skleralscheibe mittels Flüssigkeits- oder Gas-Injektion einfacher und zuverlässiger gewonnen werden kann. Insbesondere zur Anwendung bei der Vorrichtung, aber auch für andere Anwendungsfälle, bei denen es darum geht, Gewebeschichten voneinander zu trennen, soll ein Fluidinjektionsinstrument vorgeschlagen werden, mit dem auch bei einer nicht gut passenden Inzision eine Injektion von Flüssigkeit/Gas in unmittelbare Nähe der Trennschicht zwischen zwei Gewebeschichten gewährleistet und ein Rückfluss aus dem Gewebe wirksam unterbunden werden kann, so dass im Gewebe immer ein ausreichend großer Druck zum Trennen der Gewebeschichten erreichbar ist.
-
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Fluidinjektionsinstrument gemäß Anspruch 7 gelöst.
-
Mit der Erfindung erreicht man eine zuverlässige Abdichtung zwischen dem Rand der zunächst im Gewebe erzeugten Inzision und der Hohlnadel mittels des an dieser ausgebildeten Abdichtelements. Der für die Trennung der Schichten erforderliche Druck kann somit auch dann zuverlässig aufgebaut werden, wenn die vorab erzeugte Inzision für die Hohlnadel an sich zu groß geraten ist. Auf diese Weise kann unter Verwendung der Vorrichtung und/oder mit dem Fluidinjektionsinstrument nach der Erfindung die innere Descemet Membran zuverlässig und berührungsfrei durch Injizieren einer Flüssigkeit oder eines Gases von der Stroma der Cornea abgehoben werden, ohne dass es zu Einrissen, Rückfluss von Flüssigkeit/Gas oder Transplantateinrissen an Schwachstellen kommt.
-
Das Freischneiden der Descemet Membran kann bei der Erfindung mittels eines vorzugsweise ringförmigen Stanzmessers erfolgen, das an der Halteeinrichtung vorzugsweise konzentrisch zu einem ringförmigen äußeren Haltebereich für die Skleralscheibe angeordnet ist und das beim Einleiten der Flüssigkeit oder des Gases in die Skleralscheibe in Schneidkontakt mit der sich von der Stromaschicht lösenden Descemet Membran gelangt. Der mittels des durch die Hohlnadel eingeleiteten Fluids erzeugte Druck zwischen den voneinander zu trennenden Schichten hebt die beiden Schichten voneinander ab und sorgt dafür, dass die Descemetmembran ausreichend fest gegen das Stanzmesser gedrückt wird, um eine der Messerform entsprechende Membranscheibe herauszutrennen.
-
Es ist möglich, dass das an der Hohlnadel angeordnete Abdichtelement im Wesentlichen aus einer elastischen, expandierbaren Ballonmembran besteht, die zur Abdichtung mittels eines Fluids, beispielsweise Druckluft, expandiert wird und sich dabei abdichtend an den Rand der Öffnung (Inzision) anlegt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Fluid, das die Ballonmembran aufweitet, dasselbe Fluid ist, das zwischen die zu trennenden Gewebschichten eingeleitet wird, um diese voneinander zu trennen.
-
Eine alternative, konstruktiv besonders einfache Lösung ist es, wenn das an der Hohlnadel angeordnete Abdichtelement im Wesentlichen aus einem den Außendurchmesser der Hohlnadel nach hinten kontinuierlich vergrößernden Dichtkonus besteht, der sich bei oder nach Einführung der Hohlnadel in die Öffnung abdichtend an den Rand der Öffnung anlegt. Hierbei hat die Hohlnadel also im Bereich des Abdichtelements einen sich mit zunehmender Einführtiefe in das Gewebe vergrößernden Querschnitt. Dabei ist es möglich, wenn der Dichtkonus ortsfest am Außenumfang der Hohlnadel angeordnet ist oder diesen bildet, wobei dann die Hohlnadel so tief in die Öffnung eingeführt wird, bis sich der Dichtkonus abdichtend an den Rand der Öffnung anlegt.
-
Alternativ ist es in vorteilhafter Weise auch möglich, dass der Dichtkonus in Längsrichtung der Hohlnadel verschieblich an dieser angeordnet ist. Die Hohlnadel kann dann ein Stück weit in die Öffnung eingeführt und anschließend kann der Dichtkonus längs der Hohlnadel in den zwischen dem Rand der Öffnung und der Hohlnadel verbleibenden Freiraum verschoben werden, bis er diesen abdichtend ausfüllt.
-
Um die Dichtwirkung weiter zu verbessern, ist es möglich, dass der Dichtkonus mit einer Beschichtung aus einem gummielastischen oder anderem Dichtmaterial versehen ist oder dass der Dichtkonus aus einem solchen Material besteht.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, worin eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand eines Beispiels näher dargestellt ist. Es zeigt:
- 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer perspektivischen, auseinandergezogenen Darstellung ihrer einzelnen Bestandteile von schräg oben;
- 2 eine erste Ausführungsform des Fluidinjektionsinstruments nach der Erfindung, wie es beispielsweise in einer Vorrichtung gemäß 1 zum Einsatz kommen kann, mit teilweise in eine Öffnung in einer Skleralscheibe eingeführter Hohlnadel in einer schematisierten Ansicht;
- 3 den Gegenstand der 2 im gegenüber der Öffnung abgedichteten Zustand der Hohlnadel;
- 4 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fluidinjektionsinstruments in einer 2 entsprechenden Darstellung; und
- 5. den Gegenstand der 4 im gegenüber der Öffnung abgedichteten Zustand der Hohlnadel.
-
Die in der Zeichnung dargestellte und in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete Vorrichtung dient dazu, einem Arzt die Gewinnung eines Schicht-Transplantats der menschlichen Augenhornhaut aus einer Corneo-Skleralsscheibe zu erleichtern, die in 2 bis 5 am besten erkennbar und mit 11 bezeichnet ist.
-
Die Vorrichtung hat eine Halteeinrichtung 12, um die Skleralscheibe 11 während der Präparation zuverlässig zu halten. Hierfür weist die Vorrichtung ein unteres Sockelteil 14 mit einer zylindrischen Aufnahme 15 in der oberen Stirnseite auf, in die ein Einsatz 16 mit einer kalottenartigen, konkav eingezogene Vertiefung 17 eingesetzt ist. Die Vertiefung 17 ist an die etwa konvexe Form der aus einem Auge vorpräparierten, die Hornhaut und einen ringförmigen Abschnitt der Lederhaut des Spenderauges aufweisenden Skleralscheibe 11 angepasst. Der die Vertiefung 17 umfangsseitig begrenzende Randbereich des bündig mit der oberen Stirnseite liegenden Einsatzes 16 bildet ein erstes Spannelement 20, auf dem der ringförmige Abschnitt der Lederhaut der Skleralscheibe 11 aufliegt.
-
Oberhalb der Stirnseite ist ein an die darunter liegende Ringform des ersten Spannelements 20 angepasstes, zweites Spannelement 21 angeordnet, das allerdings in einer Zugangszone 22 unterbrochen ist, beispielsweise über einen Umfangsbereich von 20 bis 40°. Das zweite Spannelement 21 besteht im Wesentlichen aus einer von oben auf das Sockelteil 14 aufsetzbaren Drucktasse 23 mit einer darin bevorzugt austauschbar eingesetzten Druckscheibe 24, wobei Drucktasse 23 und Druckscheibe 24 im jeweils selben Umfangsbereich über einen Umfangsabschnitt von vorzugsweise 20 bis 40° unterbrochen sind, um die Zugangszone 22 zu schaffen. Das aus Drucktasse und Druckscheibe bestehende, zweite Spannelement 22 ist gegen das erste Spannelement 20 anstellbar, wodurch der ringförmige Randbereich der Skleralscheibe, der im Wesentlichen von Lederhaut gebildet wird, über den größten Teil seines Umfangs zwischen den beiden Spannelementen eingespannt werden kann, jedoch in der Zugangszone 22 von der oben liegenden Augeninnenseite 23 für den Präparator zugänglich bleibt.
-
Soweit bis hier beschrieben, entspricht die Vorrichtung also im Wesentlichen derjenigen, wie sie in der älteren, nicht vorveröffentlichten Anmeldung
DE 10 2016 104 680.9 offenbart ist.
-
Um dem Präparator ein Abheben der Descemet Membran von der Stroma der Cornea zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß ein mehr im Einzelnen in den 2 bis 5 in zwei Ausführungsbeispielen gezeigtes Fluidinjektionsinstrument 25 mit einer Hohlnadel 26 vorgesehen, die im Bereich der Zugangszone 22 von oben bzw. schräg seitlich in eine dort in der Skleralscheibe zuvor erzeugte Öffnung 27 eingeführt wird. Auch wenn dies in den 2 bis 5 nicht dargestellt ist, wird die Skleralscheibe beim Erzeugen der Öffnung 27 und Einführen der Hohlnadel 26 des Fluidinjektionsinstruments 25 bevorzugt von der Vorrichtung 10 fixiert. Dabei kann das Sockelteil 14 sowie der darin eingesetzte Einsatz 16 zur zusätzlichen Fixierung der Skleralscheibe auch in deren zentralen, im Wesentlichen von der Hornhaut des Spenderauges gebildeten Mittelteil mit einer Unterdruckeinrichtung versehen sein, wie dies in der oben bereits erwähnten älteren Anmeldung des Anmelders erläutert wird.
-
Man erkennt in den 2 bis 5, dass das Fluidinjektionsinstrument 25 im Wesentlichen aus einer mit Flüssigkeit befüllbaren Kolbenspritze 28 und der daran angeschlossenen, bei den gezeigten Ausführungsbeispielen abgewinkelten Hohlnadel 26 besteht, die an ihrem vorderen Ende kurz hinter der Nadelspitze 29 über einen seitlichen Auslass 30 für die Flüssigkeit verfügt. Die Hohlnadel 26 ist an ihrem vorderen, abgewinkelten Endstück 31 mit einem Abdichtelement 32 versehen, das bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 2 und 3 aus einem längs des Endstückes 31 verschiebbaren Dichtkonus 33 besteht, der sich an seinem zur Nadelspitze 29 weisenden, vorderen Ende bis auf den Durchmesser der Hohlnadel verjüngt.
-
In 2 erkennt man, dass beim Einführen der Hohlnadel 26 in die zuvor in die Skleralscheibe geschnittene Öffnung 27 zwischen deren Rand 34 und dem Außenumfang der Hohlnadel 26 zunächst noch ein Ringspalt 35 verbleibt, da es dem Operateur/Präparator meist nicht gelingen kann, die Inzision der Öffnung exakt so zu bemessen, dass sie dem Außenumfang der Hohlnadel entspricht. Durch diesen Ringspalt 35 kann Flüssigkeit, die aus der Kolbenspritze durch die Hohlnadel und den an deren vorderen Ende vorgesehenen Auslass 30 in die Skleralscheibe injiziert wird, wieder aus dieser nach außen zurücklaufen, so dass sich der erwünschte Erfolg, nämlich zwischen Descemetmembran und Stroma der Cornea in der Skleralscheibe mittels der injizierten Flüssigkeit einen Druck aufzubauen und die beiden Gewebeschichten hierdurch voneinander zu trennen, dann nicht oder nicht mit der gewünschten Zuverlässigkeit einstellt.
-
Mittels des bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 2 und 3 auf der Hohlnadel angeordneten, verschiebbaren Abdichtelements 32 kann ein derartiger Ringspalt 35 zuverlässig verschlossen und hierdurch das Innere der Skleralscheibe gegenüber der Umgebung abgedichtet werden. Hierzu wird der Dichtkonus 33 entlang des Endstückes 31 nach vorne in Richtung auf die Nadelspitze 29 geschoben, bis er sich mit seiner konisch aufweitenden Umfangsfläche dicht an den Rand 34 der Öffnung 27 angelegt und hierdurch den zunächst vorhandenen Ringspalt verschließt. Das vom Operateur/Präparator durch Betätigen der Kolbenspritze in das Gewebeinnere injizierte Fluid kann dann nicht länger seitlich an der Hohlnadel vorbei wieder nach außen strömen, sondern baut im Inneren des Gewebes den gewünschten Druck auf und trennt hierdurch zuverlässig und schonend die Gewebeschichten voneinander.
-
Um die Dichtwirkung des Abdichtelements zu verbessern, kann dieses an seiner Außenseite mit einem geeigneten Dichtmaterial (nicht dargestellt) beschichtet sein, beispielsweise einer weichen Elastomerschicht oder einer PTFE-Beschichtung. Es versteht sich auch, dass das als Dichtkonus ausgestaltete Abdichtelement nicht unbedingt verschieblich auf der Hohlnadel angeordnet sein muss, denn die Dichtwirkung kann auch erreicht werden, indem die Hohlnadel ausreichend weit in das Gewebe eingeführt wird, bis der (fest auf der Hohlnadel angeordnete) Dichtkonus in Kontakt mit dem Rand der Öffnung kommt und den zwischen Nadel und Öffnung bestehenden Ringspalt verschließt. Soweit vorliegend der Begriff „Dichtkonus“ verwendet wird, soll darunter nicht zwingend ein rotationssymmetrisches Element mit einer geradlinigen Erzeugenden verstanden werden, vielmehr kann ein solcher Dichtkonus beispielsweise auch eine elliptische Grundfläche aufweisen und/oder eine gekrümmte Erzeugende haben. Auch kann die Hohlnadel in ihrer Gesamtheit bzw. der Gesamtheit des vorderen Endstücks konisch ausgestaltet sein, ihren Umfang also, ausgehend von der vorderen Spitze, nach hinten kontinuierlich vergrößern.
-
Bei dem in den 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht das Abdichtelement 32 aus einer am Außenumfang des vorderen Endstücks 31 der Hohlnadel vorgesehenen, expandierbaren Ballonmembran 36, die zur Abdichtung gegenüber dem Rand 33 der Öffnung 27 mittels eines Fluids expandiert wird und sich dabei abdichtend an den Rand der Öffnung anlegt. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Aufweitung der Ballonmembran 36 tatsächlich mit demselben Fluid, das auch zum Trennen der Gewebeschichten verwendet wird. Um dies zu erreichen, sind in dem vorderen Endstück 31 der Hohlnadel unterhalb der vorne und hinten an der Außenseite der Nadel dicht anvulkanisierten Ballonmembran 36 mehrere Fluiddurchlässe 37 vorgesehen, deren Gesamt-Strömungswiderstand kleiner ist als der Strömungswiderstand, den der vordere Auslass 30 der verwendeten Flüssigkeit beim Ausströmen aus der Nadel zwischen die zu separierenden Schichten entgegensetzt. Wenn der Operateur also die Flüssigkeit mittels der Kolbenspritze in die Hohlnadel drückt, strömt diese durch die Fluiddurchlässe 37 und weitet die darüber gezogene Ballonmembran auf, so dass sich diese an den Rand 34 der Inzision 27 anlegt (5) und hierdurch den zuvor dort vorhandenen Ringspalt 35 verschließt. Der Druck unterhalb der Ballonmembran, der diese im expandierten, abdichtenden Zustand hält, bleibt solange aufrechterhalten, solange der Operateur Flüssigkeit aus der Spritze durch die Hohlnadel in das Gewebe injiziert, um dort die beiden Gewebeschichten voneinander zu trennen. Ballon und Öffnung(en) sind also dergestalt aufeinander abgestimmt, dass sich bei Druck auf die mit der Hohlnadel verbundene Spritze der Ballon aufpumpt und die Inzision damit verschließt, während die Flüssigkeit aus der vorderen Öffnung ausströmt und die Gewebeschichte voneinander abhebt.
-
Natürlich kann die auch so getroffen sein, dass die expandierbare Ballonmembran mit einem anderen Fluid, beispielsweise mit Druckluft, aufgeweitet wird. In diesem Fall gibt es eine zusätzliche Zuleitung für die Druckluft, die unter der Ballonmembran mündet, um diese aufzuweiten.
-
Durch die erfindungsgemäßen Ausgestaltungen wird ein Reflux von Flüssigkeit/Gas aus dem Ringspalt 35 zwischen dem Rand 34 der Inzision und dem Außenumfang der darin eingeführten Hohlnadel vermieden und somit der Druck im Gewebe erhöht. Dies wiederum führt zu einer erleichterten Ablösung der Gewebeschichten.
-
Obwohl die Erfindung vorliegend im Zusammenhang mit einer besonders bevorzugten Anwendung, nämlich der Präparation einer Descemetmembran aus einer Skleralscheibe einer Spenderhornhaut beschrieben wurde, versteht es sich für den Fachmann, dass das erfindungsgemäße Fluidinjektionsinstrument auch bei anderen operativen Maßnahmen zum Einsatz kommen kann, bei denen es darauf ankommt, zwei Gewebeschichten - sei es während einer Operation oder bei Präparation eines Spenderorgans - voneinander zu trennen. Derartige Anwendungen sind nicht nur in der Augenheilkunde, sondern auch in anderen chirurgischen Bereichen denkbar.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
