DE2811372A1 - Vorrichtung zur verwendung als kuenstliches pankreas - Google Patents

Vorrichtung zur verwendung als kuenstliches pankreas

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DE2811372A1 DE19782811372 DE2811372A DE2811372A1 DE 2811372 A1 DE2811372 A1 DE 2811372A1 DE 19782811372 DE19782811372 DE 19782811372 DE 2811372 A DE2811372 A DE 2811372A DE 2811372 A1 DE2811372 A1 DE 2811372A1
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Description

Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 87?1/78 - Seite 3
Beschreibung
ΝΑΟ! !ΏίΐΡ.ΓΐΙ
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verwendung als ein künstliches Pankreas und zur Behandlung
von Blut oder anderen Körperflüssigkeiten mittels einer Einrichtung, durch die Blut strömt, wot>ei das Hormon, doh» Insulin, entsprechend dem physiologischen Bedarf von der Einrichtung an das Blut abgegeben wird , um einen normalen Spiegel der im Blutkreislauf befindlichen Glucose zu erhalten.
Trotz der allgemeinen Verwendung von Insulin seit dessen Entdeckung vor mehr als fünfzig Jahren stellen die Diabetes und die mit ihr verbundenen Krankheiten immer noch ein großes Problem in der Weltgesundheit dar. Es ist anerkannt, daß durch Injektionen verabreichtes Insulin lediglich eine Behandlung von bestimmten Symtomen der Krankheit, nicht jedoch eine Heilung darstellte Obwohl Millionen von Diabetikern ein normales Leben mit erheblich verlängerten Lebenserwartungen führen können, gibt es immer noch Komplikationen bei der Krankheit, ZoBo renale, zerebrale und cardiovasculare Probleme, die durch die tägliche Injektion des Hormons nicht kontrolliert werden können» Die periodische Verabreichung von Insulin und seine kontinuierliche Freisetzung aus Materialien vom Lente-Typ werden, im Gegensatz zu der Ein-Aus-Reaktion entsprechend dem physiologischen Bedarf, die mit wirksamen Langerhans-Inseln erhalten wird? als verantwortlich für das Versagen des Insulins bei der Kontrolle der Komplikationen der Krankheit angesehen. Dies scheint sich insbesondere für die erst kurzzeitig entv/ickelte Diabetes zu bewahrheiten, bei der die Inseln eine unbekannte Rolle im Metabolismus des vascularen und neuralen Gewebes spielen» Weiterhin ist bekannt, daß 5 bis 10 % der Diabetiker eine Resistenz gegen
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Glawe, Delfs, Moll & Parser - ρ 8721/78 - Seite 4
das injizierte Insulin entwickeln und zur Aufrechterhaltung eines kontrollierten Status immer größer-werdende Dosen benötigen.
Man sollte nach der Einführung der Transplantationschirurgie und verwandter Techniken annehmen, daß die Diabetes durch die Transplantation von Pankreasgewebe eines Spenders geheilt und nicht nur behandelt werden kann. Wie bei allen Transplantationstechniken wird der Chirurg jedoch mit Abstoßungsproblemen konfrontiert/ zudem ist eine genaue Bluttypanalyse erforderlich. Es ergibt sich aus' über Jahre hinweg gesammeltem Informationsmaterial, daß unterschiedliche Organe abweichende Abstoßungstendenzen zeigen. Bei jeder Organtransplantation werden Medikamente benötigt, um die von dem Empfänger gegen das implantierte Fremdgewebe gebildeten Antikörper zu unterdrücken, wobei jedoch auch die Immunität gegenüber normalen Krankheiten und Infektionen unterdrückt wird. Aus der begrenzten, zur Verfügung stehenden Information ergibt es sich, daß selbst bei größtmöglicher Sorgfalt bei der Pankreastransplantation sogar noch größere Abstoßungsprobleme als bei Herztransplantationen auftreten. Die Daten zeigen, daß es bis heute keine erfolgreiche Pankreastransplantation gegeben hat; die maximalen Überlebenszeiten betrugen weniger als ein Jahr.
Es sind Versuche zur Entwicklung einer künstlichen Pankreas unternommen worden, daö kontinuierlich den Glucosespiegel mißt und erforderlichenfalls Insulin freisetzt, wobei der Diabetiker in verschiedenerlei Hinsicht unter Kontrolle gehalten wird. Eine Methode erfordert die Verwendung von schnellen analytischen Techniken, um den Glucosespiegel zu bestimmen. Diese Analyse muß automatisch sein, und die
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Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 8721/78 - Seite 5
Ergebnisse müssen einer mechanischen Einrichtung zugeführt werden können, die dem Kreislaufsystem Insulin beigibt/ um den Glucosespiegel innerhalb normaler Grenzen zu halten. Ein solches Verfahren wird für diejenigen Diabetiker verwendet, die "kritisch" ("brittle") genannt werden, d.h. sie weisen einen solchen täglichen Insulinbedarf auf, daß das Gleichgewicht zwischen einem zu hohen Glucosespiegel und einem zu hohen Insulinspiegel mit einer herkömmlichen Verabreichung in Form von Injektionen sehr schwierig eingestellt werden kann. Infoige der notwendigen Analysenausrüstung ist die Einrichtung zur Durchführung dies-er Methode groß und der betroffene Patient muß ständig neben der Einrichtung liegen. Selbst bei der heute üblichen Miniaturisierung ist es unwahrscheinlich, daß ein derartiges Instrument größenmäßig zu einer tragbaren Maschine entwickelt werden kann.
Eine logische Weiterentwicklung der obigen Techniken wäre ein lebendes Gewebe verwendendes künstliches Pankreas ohne Abstoßungsphänomene, das in Abhängigkeit von dem im Kreislauf herrschenden Blutzuckerspiegel, bestimmt durch biochemische Reaktionen und nicht durch mechanische Einrichtungen, Insulin an den Patienten abgibt. Eine künstliche Pankreasdrüse ist in der US-PS 3 827 565 beschrieben. Sie weist eine flache Membran auf, deren eine Seite mit der zu behandelnden Körperflüssigkeit und deren andere Seite mit lebenden Pankreasinselzellen in Berührung steht. Es ist zweifelhaft, ob diese Einrichtung jemals klinisch benutzt wurde, weiterhin ist zweifelhaft, ob sie wirksam arbeitet, da es bekannt ist, daß es zu Koagulationen kommt, wenn Blut über eine flache Oberfläche strömt.
Die Erfindung ist auf die Beseitigung von Problemen der Immunrejektion von transplantiertem Gewebe gerichtet. Es
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wird eine KapiHareinheit zur Verfügung gestellt, in der wirksame Inseln von zirkulierendem Blut durch eine Barriere getrennt werd^ndie den Übergang von Substanzen mit niedrigem Molekulargewicht, z.B. Glucose und Insulin, gestattet, nicht jedoch den übergang von Komponenten mit höherem Molekulargewicht wie Antikörper und Antigene.
Es ist bekannt, daß man Zellen von Säugetieren in vitro lebensfähig erhalten kann, indem man eine Vielfalt von Konditionen und geeigneten Gewebskulturmedien verwendet. Bei der Herstellung von Virusvakzinen, bei der lebende Zellkulturen mit dem Virus infiziert und der vermehrte Virus gesammelt sowie zur Vakzinherstellung verwendet wird, sind verschiedene Zellarten von einer Vielzahl von Gattungen erfolgreich gezüchtet worden. Beispiele hierfür sind Affennieren, Entenembryonen und dergleichen. Neuerdings sind kontinuierliche Zellinien, die ihre normalen diploiden Eigenschaften behalten, entwickelt worden, z.B. menschliche diploide Zellen, insbesondere die als WI-38 und MRC-5 bezeichneten. Zu diesem Zwecke sind Verfahren verwendet worden, die die Verwendung von spezifischen Kulturmedien, z.B. CMRL-1969R, einschließen.
Die für diese Typen entwickelten Techniken von in-vitro-Zellkulturen werden auf die in-vitro-Produktion von lebensfähigen Langerhans-Inseln, die die hormonproduzierenden Einheiten innerhalb des Pankreas von Säugetieren sind, angewendet. Es wurde beobachtet, daß unter den Bedingungen der verwendeten Kultur die Inseln mit der Bildung von Insulin fortfahren. Man kann auch unter einem Mikroskop sehen, daß nach einer Kulturzeit von einigen Tagen die ursprünglichen Inseln aufbrechen und einige der sie bildenden |5-Zellen sich außerhalb der Inseln teilen. Die ^-Zellen sind die eigentlichen Insulinproduzenten. Die Ausdrücke "Inselzellen" oder "Inseln" sind in diesem Zusammenhang
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Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 8721/78 - Seite 7
so zu verstehen, daß sie die innerhalb der Langerhans- -Inseln bestehenden Zelltypen einschließlich der ß-ZeIlen umfassen.
Zur Vermeidung von Abstoßungsproblemen und der Verwendung von immunsuppressiven Medikamenten darf es nicht zu einer Bildung von Antikörpern gegenüber dem Fremdgewebe kommen, und sollten sich einige Antikörper bilden, dürfen sie nicht zu den Inseln gelangen,, Die erfindungsgemäß verwendeten Fasern weisen Poren mit einer solchen Größe auf, daß Moleküle mit bestimmten Dimensionen nicht durchgehen können. Da die Größe in Beziehung zu dem Molekulargewicht gesetzt werden kann, soll die Porösität bzw» Durchlässigkeit der verwendeten Paser so sein, daß die Diffusion von Substanzen möglich ist, jedoch unter Ausschluß von Substanzen mit einem Molekulargewicht ober= halb einer bestimmten Größe. Dabei ist zu beachten, daß dies nicht eine genaue Größe darstellt; eine Faser, von der gesagt wird, daß sie ein Porenvolumen aufweist,, das Moleküle mit einem Molekulargewicht von beispielsweise 100 000 Dalton ausschließt,, besagt? daß kein Molekül mit einem höheren Molekulargewicht durch die Poren gehen kann, daß jedoch auch viele Moleküle von Z0B0 85 000 oder 95 Dalton vollständig oder teilweise ausgeschlossen sind» Die Verwendung einer Faser oder Membran unter Ausschluß von 100 000 Dalton bedeutet? daß weder Antigene noch Antikörper durch die Poren gehen können, da die meisten Antigene in Verbindung mit Zelloberflächen stehen und dort gebunden sind und von Antikörpern bekannt ist, daß sie Molekulargewichte von mindestens 150 000 Dalton aufweisen« Zellen auf der einen Seite einer solchen Membran oder Faser werden daher nicht von einem Antikörper auf der anderen Seite beeinträchtigt oder zerstört»
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Glawe, Delfs, Moll & P armer - ρ 872Ί/78 - Seite 8
Die Erfindung betrifft daher eine Vorrichtung zur Verwendung als künstliches Pankreas und umfaßt die folgenden Merkmale: Behältereinrichtungen zur Aufnahme von pankreatischen Inselzellen und eine hohle Faser oder mehrere, die in der Behältereinrichtung angeordnet sind, wobei jede Faser eine Durchlässigkeit aufweist, derzufolge Substanzen mit einem Molekulargewicht von weniger als 100 000 Dalton durchgehen können.
Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung ist lediglich eine Faser in dem Behälter vorgesehen, wobei die Faser eine gewendelte bzw. gewickelte Formgebung aufweist, so daß eine größere Oberfläche für die Inselzellen erhalten wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsformen sowie den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt;
Figur 2 eine weitere Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt;
Figur 3 eine Querschnittsansicht entlang der Linien 3-3 der Figur 2.
Bezugnehmend auf Figur 1 umfaßt ein künstlicherPankreas 10 einen Behälter 12 in zylindrischer Formgebung, der an seinen gegenüberliegenden Enden mittels Endplatten 14 und 16 unter Bildung einer geschlossenen Kammer 20 abgedichtet ist. Eine Einlaßöffnung 18 ist zum Einführen von pankreatischen Inselzellen (nicht gezeigt) in die Kammer 20 vorgesehen.
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Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 8721/78 - Seite 9
Durch den Behälter erstreckt sich eine einzige hohle Faser 22, deren Wände eine Porengröße aufweisen, derzufolge Molekulare mit einem Molekulargewicht von mehr als 100 000 Dalton ausgeschlossen werden. Die Faser kann ein Polyvinylchlorid-Acryl-Copolymer sein, wie es beispielsweise von der Amicon Corporation hergestellt und mit P-100 bezeichnet wird; eine derartige Faser weist einen inneren Durchmesser von 500/um auf.
In der Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 1 weist der Bereich der Faser innerhalb der Kammer 20 eine gewendelte Formgebung auf, um eine vergrößerte Oberfläche für die pankreatischen Inselzellen in der Kammer zu erhalten. Die gegenüberliegenden Enden der Faser erstrecken sich durch die Endplatten 14 und 16 aus dem Behälter heraus, damit sie an eine Quelle für die zu behandelnde Körperflüssigkeit angeschlossen werden können. Die Spiralfaser 22 kann noch stärker gewendelt werden, damit eine zusätzliche Oberfläche erhalten wird.
In den Figuren 2 und 3 ist eine andere Ausführungsform einer Pankreaseinrichtung 24 gemäß der Erfindung gezeigt. Die Einrichtung 24 besteht aus einem Körper 26 mit zylindrischer Formgebung und mit einer Einlaßöffnung 2 8 für die Eingabe von pankreatischen Inselzellen. Weiterhin ist ein Bündel von im Abstand zueinander angeordneten Hohlfasern 30 vorgesehen. Die Fasern werden an ihren gegenüberliegenden Enden 32 und 34 von einer Masse aus Dichtungsmaterial, z.B. Epoxyharz, aufgenommen. Die äußeren Faserbereiche enden in Endkammern 36 und 38, die von Platten bzw. 42 gebildet werden und flach gegen das Ende des Behälters 26 befestigt sind. In jeder Platte ist eine Öffnung 44,46 vorgesehen, so daß die Einrichtung mit einer Quelle der zu behandelnden Flüssigkeit verbunden werden kann,
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Glawe, Delfs, Moll & Fartiifer - ρ 8721/78 - Seite 10
und zwar mittels feinen Schläuchen 48 und 50, die vorzugsweise aus Teflon hergestellt sind; es kann hierfür jedoch jedes andere Material eingesetzt werden, das rnit biologischen Flüssigkeiten verträglich ist.
Der behälter kann aus einer Vielzahl von Materialien gefertigt werden, ein klares Kunststoffmaterial, z.B. Plexiglas ,ist jedoch bevorzugt. Die Fasern 30 weisen eine Porengröße auf, durch die Substanzen mit einem Molekulargewicht von mehr als 100 000 Dalton ausgeschlossen werden.
Im folgenden wird die Verwendung der Einrichtung als künstliches Pankreas beschrieben. In die Behälter 12, 26 und außerhalb der Fasern 22, 30 wird ein Medium zur Unterstützung des Zellwachstums gegeben. Es kann eines aus einer Anzahl von bekannten Medien sein; ein Beispiel hierfür ist das unter der Bezeichnung CMRL-1969 bekannte. In dieses Medium in dem Behälter werden Inselzellen gegeben, die aus einem Tier isoliert wurden, und zwar unter Einsatz von üblichen Techniken. Das Einbringen von Zellen und Medien erfolgt unter aseptischen Bedingungen. Das Medium wird dann durch die Fasern perfundiert, wobei man ein steriles Medium und eine peristaltische Pumpe zu seiner Zirkulation verwendet. Das Medium wird bei vorgegebenen Intervallen ausgewechselt, und die physiologische Wirksamkeit der Zellen wird über die Insulinkonz. entration in der zirkulierenden Flüssigkeit bestimmt. Bei Verwendung eines derartigen Systems ist festgestellt worden, daß die Inseln mindestens sechs Monate lebens- und funktionsfähig bleiben können. Wenn nach einer relativ kurzen Zeit in diesem in-vitro-System die Inseln noch lebensfähig sind und das zirkulierende Medium keine schädlichen Stoffe enthält, kann die Einrichtung an ein Tier in der Weise angeschlossen werden, daß das Blut des Tieres kontinuierlich
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Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 67.ί1/7δ - Seite 11
durch die Fasern strömt. Da erfindungsgemäß eine Faser verwendet wird, die Moleküle mit einem Molekulargewicht von mehr als 100 000 Dalton ausschließt, erfahren die Zellen innerhalb des Behälters keine Abstoßungser= scheinungen, da weder Antigene noch Antikörper durch die Faser strömen können. Dies bedeutet zusätzlich, daß eine genaue Bluttypanalyse der Spenderzellen nicht erforderlich ist. Tatsächlich wurde gefunden, daß die Spenderzellen einer Gattung die diabetischen Syndrome eines Tieres einer vollständig abweichenden Gattung steuern können; es wurde beispielsweise gefunden, daß Pankreaszellen von einer Ratte mit der Vorrichtung der Erfindung verwendet werden können, um den diabetischen Status eines Affen zu kontrollieren.
Da die Anzahl der für die Vorrichtung der Erfindung er= forderlichen Inseln relativ klein ist und diese in einer kleinen Mediummenge lebensfähig gehalten werden können, kann eine Einrichtung, die genügend Inseln oder Zellen enthält, die ein diabetisches Lebewesen, Z0B0 einen Affen oder Menschen, auf einen normalen Status bringen kann, klein genug gebaut werden^ so daß sie unter die Haut im= plantiert werden kann« Die Vorrichtung der Erfindung ist daher weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß sie getragen werden kann. Ein Empfänger kann somit ein normales Leben führen, ohne daß er an eine unbequeme Apparatur ange= schlossen werden muß.
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.
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Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 3721/78 - Seite 12
Beispiel 1
Aus Bauchspeicheldrüsen von Ratten werden Inseln isoliert, und zwar unter Verwendung einer Modifikation des Verfahrens von Lacy und Kostianovsky. Sie werden durch FicQll-Gradientzentrifugierung gereinigt. Kurz erläutert wird gehacktes Pankreas mit Collagenase bei 37°C inkubiert. Der größte Teil des abgebauten azinaren Gewebes wird mit einer Spritze unter einem Dissektionsitiikroskop entfernt. Das restliche Gewebe wird mit 25-%-iger Ficoll-Lösung in einem Zentrifugen-Glas gemischt. Die Suspension wird mit zwei Ficoll-Konzentrationen (16 %, 11 %) überschichtet. Die Zentrifugierung wird bei 500 g 20-25 Minuten lang durchgeführt. Es werden die Inseln von der Grenzfläche der 25 % und 16 % Ficoll-Schichten gesammelt. Die so erhaltenen etwa 1000 bis etwa 1500 Inseln werden unter aseptischen Bedingungen in die Vorrichtung durch Injektion eingegeben. Die Vorrichtung wird mit CMRL-1969-Medium,ergänzt durch 7,5 %-iges fötales Kalbserum und Antibiotika, zwei bis drei Tage perfundiert. Der Insulingehalt des Zirkulationsmediums wird durch Radioimmunotests gemessen.
Wistar-Ratten «dt einem Gewicht von 150 bis 200 g, die durch Injektionen von Streptozotocin diabetisch gemacht wurden, werden mit Ether amnestisiert und seziert, um die Arteriajcarotis und die Jugularvene freizulegen. Die Vorrichtung mit den Inselzellen wurde unter Verwendung von Kanülen zwischen diesen beiden Gefäßen angeschlossen, und zwar unter Verwendung eines T-Verbindungsstückes, das zwischen dar Arterie und der Einheit eingesetzt wird, um die konstante Zugabe von Heparinlösung zur Vermeidung der Blutkoagulation zu gestatten. Zusätzlich wurde eine Kontrollgruppe von diabetischen Tieren in ähnlicher Weise erstellt, bei denen jedoch keine Inseln in die Vorrichtung gegeben wurden. Schließlich wurde ebenfalls eine weitere
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Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 8721/78 - Seite 13
Gruppe von normalen Ratten an die Vorrichtung ohne Inseln in dem Behälter angeschlossen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt, aus der ersichtlich ist* daß die Blutglucose von diabetischen Ratten mit angeschlossener,? Inseln enthaltender Vorrichtung innerhalb einer Anschlußzeit von einer Stunde von durchschnittlich 420 mg% auf 132 mg% gesenkt wurde. Dieser Wert blieb während der Dauer des Experimentes erhalten. Die Blutzuckerwerte bei den Kontrollgruppen blieben konstant? es zeigten sich bei dem Anschluß der Vorrichtung keinerlei Schockeffekte.
Tabelle 1
Blutglucosespiegel (mg%) bei normalen und diabetischen Ratten mit angeschlossenem "künstlichen Pankreas"
Stunden 0 1 4 10 18 24
Diabetische Ratten
(A) (künstliches 420 132 120 152 266 182
Pankreas mit Inseln)
Diabetische Ratten 455 418 386 428 302 389 (B)
Normale Ratten (C) 138 152 —- — —-- 147
Die Tiere der Gruppen B und C wurden an künstliche Bau@h~ Speicheldrüsen ohne Inseln angeschlossen»
Beispiel 2
Gemäß dem vorstehenden Beispiel wurden Inseln aus Ratten= bauchspeicheldrüsen isoliert» Die gesammelten Zellen - in diesem Falle waren es etwa 6000 ■= wurden unter aseptischen Bedingungen in die Vorrichtung der Erfindung gegebeno Ein
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Glawe, Delfs, Moll & Par bier - ρ 3721/78 - Seite 14
Cyhomolgus-Affe, der durch partielle Pankreatektomie und Behandlung mit Streptozotocin diabetisch gemacht wurde, wurde zur Freilegung der femoralen Arterie und femoralen Vene operiert. Die Vorrichtung wurde mittels Kanülen angeschlossen und ein T-Verbindungsstück für die Zugabe von Heparinlösung wurde zwischen die Arterie und die Vorrichtung eingesetzt. Der Affe wurde gefesselt; die Blutglucosewerte wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefaßt. Es ergibt sich aus den Werten, daß die Blutglucose gegenüber den Ausgangswerten deutlich niedriger war.
Tabelle 2
Blutglucosewerte (mg%) in einem diabetischen Affen mit angeschlossenem "künstlichen Pankreas"
Stunden 0 .25 .5 1 2 4 8 18 21.5
Blutglucose
mg% 220 195 175 157 135 90 127 285 >400
Zusammenfassend gesagt umfaßt das künstliche Pankreas gemäß der Erfindung einen Behälter mit einer hohlen Faser oder mehreren. In den Behälter und außerhalb der Fasern werden pankreatische Inselzellen gegeben. Jede Faser weist eine Durchlässigkeit auf, derzufolge Substanzen mit einem Molekulargewicht von weniger als 100 000 Dalton durchgehen können, so daß das durch die hohlen Fasern gehende Blut Nährstoffe zu den Zellen bringen und Hormone aufnehmen kann, wobei jedoch kein Antigen oder Antikörper mit einem Molekulargewicht von mehr als 100 000 Dalton durchtritt.
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Claims (8)

P atentansprüche
1.iVorrichtung zur Verwendung als künstliches Pankreas,
gekennzeichnet durch Behaltereinriehtungen (12, 26) zur Aufnahme von pankreatischen Inselzellen sowie eine hohle Faser (22, 30) oder mehrere in den Behältereinrichtungen, wobei die Faser eine Durchlässigkeit aufweist, derzufolge Substanzen mit einem Molekulargewicht von weniger als 1OO 000 Dalton durchgehen können.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine einzige Faser (22) mit einer Wendelform zum Erhalt einer größeren Oberfläche.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Bündel von Fasern (30), die im Abstand voneinander gleichmäßig verteilt in der Behältereinrichtung angeordnet sind.
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BANK: DRESDNER BANK, HAMBURG, 4 030 448 (BLZ 200 800 00) · POSTSCHECK: HAMBURG 147607-200 · TELEGRAMM: SPECHTZIES
Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 8721/73 - Seite 2
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Behältereinrichtung Einlaßmittel zum Einbringen von pankreatisehen Inselzellen und Anschlußrrittel zur Verbindung der gegenüberliegenden Endbereiche der Faser (n) mit einer Quelle der zu behandelnden Körperflüssigkeit aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen eine abgeschlossene Kammer bildenden Behälter (12, 26), eine hohle Faser (22, 30) oder mehrere, die sich von gegenüberliegenden Enden des Behälters erstreckt und deren gegenüberliegende Enden mit einer Quelle der zu behandelnden Körperflüssigkeit verbunden sind, sowie pankreatische Inselzellen in der Kammer in der Nähe der Außenwand der Faser (η), wobei die Faser eine Durchlässigkeit aufweist, derzufolge Substanzen in der Körperflüssigkeit mit einem Molekulargewicht von weniger als 100 000 Dalton in die Kammer diffundieren können, wodurch die Körperflüssigkeit behandelt werden kann.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie pankreatische Inselzellen der gleichen Lebewesengattung enthält, an die sie angeschlossen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie pankreatische Inselzellen einer anderen Lebewesengattung enthält/als an die sie angeschlossen ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch eine einzelne Faser mit gewendelter Formgebung zum Erhalt einer vergrößerten Oberfläche.
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DE19782811372 1977-03-21 1978-03-16 Vorrichtung zur verwendung als kuenstliches pankreas Withdrawn DE2811372A1 (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0107222A1 (de) * 1982-09-24 1984-05-02 Jean-Bernard Professeur Buchs Prothese für künstliches hybrides Organ
US5314472A (en) * 1991-10-01 1994-05-24 Cook Incorporated Vascular stent
US5413601A (en) * 1990-03-26 1995-05-09 Keshelava; Viktor V. Tubular organ prosthesis

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE8101247L (sv) * 1981-02-26 1982-08-27 Haessle Ab Lekemedelsadministrationsanordning
US4787974A (en) * 1981-06-29 1988-11-29 Ambrus Clara M Blood purification
US4714556A (en) * 1981-06-29 1987-12-22 Ambrus Clara M Blood purification
US4740198A (en) * 1981-10-09 1988-04-26 Alza Corporation Method of administering intravenous drug using rate-controlled dosage form
US4973307A (en) * 1981-07-13 1990-11-27 Alza Corporation Method for administering drugs to a patient
US5069671A (en) * 1981-07-13 1991-12-03 Alza Corporation Intravenous medication
USRE34365E (en) * 1981-07-13 1993-08-31 Intravenous system for delivering a beneficial agent
US4985017A (en) * 1981-07-13 1991-01-15 Alza Corporation Parenteral therapeutical system comprising drug cell
US4790820A (en) * 1981-07-13 1988-12-13 Alza Corporation Parenteral agent dispensing equipment with drug releasing member
US4994031A (en) * 1981-07-13 1991-02-19 Alza Corporation Intravenous system for delivering a beneficial agent
US4740201A (en) * 1981-10-09 1988-04-26 Alza Corporation Intravenous system for delivering a beneficial agent
US4857052A (en) * 1981-07-13 1989-08-15 Alza Corporation Intravenous system for delivering a beneficial agent
US4871360A (en) * 1981-07-31 1989-10-03 Alza Corporation System for intravenous delivery of a beneficial drug at a regulated rates
US4740199A (en) * 1981-10-09 1988-04-26 Alza Corporation Intravenous system for delivering a beneficial agent
US4741735A (en) * 1981-10-09 1988-05-03 Alza Corporation Intravenous system for delivering a beneficial agent
US4741734A (en) * 1981-10-09 1988-05-03 Alza Corporation Releasing means for adding agent using releasing means to IV fluid
US4740197A (en) * 1981-10-09 1988-04-26 Alza Corporation Intravenous system for delivering a beneficial agent via polymer delivery
US4740103A (en) * 1981-10-09 1988-04-26 Alza Corporation Intravenous system for delivering a beneficial agent
US4586922A (en) * 1981-10-09 1986-05-06 Alza Corporation Intravenous system for delivering a beneficial agent
US4740200A (en) * 1981-10-09 1988-04-26 Alza Corporation Intravenous system for delivering a beneficial agent
US4579553A (en) * 1981-11-27 1986-04-01 Alza Corporation Parenteral controlled therapy
US4552556A (en) * 1981-11-27 1985-11-12 Alza Corporation Parenteral controlled therapy
US4583981A (en) * 1981-11-27 1986-04-22 Alza Corporation Parenteral controlled therapy, using a porous matrix with parenteral agent
US4908019A (en) * 1982-05-24 1990-03-13 Alza Corporation Apparatus comprising dual reservoirs for parenteral infusion of fluid containing beneficial agent
FR2531333B1 (fr) * 1982-08-09 1986-04-04 Centre Nat Rech Scient Pancreas bio-artificiel a ultrafiltration
US4511352A (en) * 1984-05-14 1985-04-16 Alza Corporation Parenteral delivery system with in-line container
US4596555A (en) * 1984-05-14 1986-06-24 Alza Corporation Parenteral delivery system utilizing a hollow fiber cellular unit
US4511351A (en) * 1984-05-14 1985-04-16 Alza Corporation Parenteral delivery system utilizing a hollow fiber cellular unit
JPS61209010A (ja) * 1985-03-12 1986-09-17 Toyo Soda Mfg Co Ltd 微量液体フイルタ−
DE3545237A1 (de) * 1985-12-20 1987-06-25 Juergen Dr Med Schrezenmeir Vorrichtung fuer die aufnahme und zum einbringen von geweben in den menschlichen koerper sowie hierfuer verwendbares instrument
US4846977A (en) * 1986-10-21 1989-07-11 The Dow Chemical Company Method and device for separating polar from non-polar liquids using membranes
US4902416A (en) * 1987-11-20 1990-02-20 The Dow Chemical Company Membrane separation device
US5116494A (en) * 1989-08-25 1992-05-26 W. R. Grace & Co.-Conn. Artificial pancreatic perfusion device with temperature sensitive matrix
US5002661A (en) * 1989-08-25 1991-03-26 W. R. Grace & Co.-Conn. Artificial pancreatic perfusion device
US5116493A (en) * 1989-08-25 1992-05-26 W. R. Grace & Co.-Conn. Artificial pancreatic perfusion device with reseedable matrix
CA2147626C (en) 1993-08-10 1998-04-21 Mark D. Butler Cell encapsulating device
US5626758A (en) 1995-08-08 1997-05-06 Rensselaer Polytechnic Institute Coiled membrane filtration system
US5702444A (en) * 1995-09-11 1997-12-30 Struthers, Mehta And Maxwell Implantable artificial endocrine pancreas
WO1999022851A1 (en) * 1997-11-04 1999-05-14 Millipore Corporation Membrane filtration device
US6365385B1 (en) 1999-03-22 2002-04-02 Duke University Methods of culturing and encapsulating pancreatic islet cells
US6303355B1 (en) 1999-03-22 2001-10-16 Duke University Method of culturing, cryopreserving and encapsulating pancreatic islet cells
EP1234553A1 (de) * 2001-02-14 2002-08-28 Boris-Wolfgang Hochleitner Bioartifizielles Gerät
DE502004004962D1 (de) * 2003-06-23 2007-10-25 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur differenzierung von stammzellen in zellen, die ein pankreatisches hormon produzieren
DE102004011400A1 (de) * 2004-03-05 2005-09-22 Cavis Microcaps Gmbh Technischer Prozess sowie Anlage zur Gewinnung und/oder Verkapselung von lebenden Zellen aus Organen
US9788978B2 (en) * 2004-12-20 2017-10-17 Nicholas A. Rojo Implantable systems and stents containing cells for therapeutic uses
FR2960783B1 (fr) 2010-06-04 2012-07-27 Ass Pour Les Transferts De Technologies Du Mans Membrane fonctionnalisee pour chambre d'encapsulation de cellules produisant au moins une substance d'interet therapeutique et organe bioartificiel comprenant une telle membrane
FR2962898B1 (fr) 2010-07-22 2012-08-17 Statice Sante Poche pour former un organe artificiel implantable
EP3428264A1 (de) 2017-07-12 2019-01-16 Defymed Nicht faltbarer beutel zur formung eines implantierbaren künstlichen organs
US20210093435A1 (en) 2019-09-27 2021-04-01 Isla Technologies, Inc. Bioartificial pancreas
WO2022047543A1 (en) * 2020-09-04 2022-03-10 Captix Biomedical Pty Ltd "bone implant"
JP2024515224A (ja) * 2021-04-27 2024-04-05 サノフイ 第１および第２の孔を有する容器の壁を有する治療デバイスおよびシステムの製造

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3827565A (en) * 1969-12-29 1974-08-06 K Matsumura Method and device of artificial endocrine pancreas
DE2444540A1 (de) * 1973-09-19 1975-03-20 Takeda Chemical Industries Ltd Haemodialyse-geraet
US3951147A (en) * 1975-04-07 1976-04-20 Metal Bellows Company Implantable infusate pump
GB1470002A (en) * 1973-03-05 1977-04-14 Hunt Chem Corp Philip A Etching magnesium plates

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE608328A (de) * 1960-09-19
US3388803A (en) * 1965-04-16 1968-06-18 Applied Biolog Sciences Lab In Wearable dialysis apparatus
US3396849A (en) * 1966-05-10 1968-08-13 Univ Minnesota Membrane oxygenator-dialyzer
US3742946A (en) * 1970-05-15 1973-07-03 C Grossman Apparatus for the in vivo treatment of blood containing harmful components resulting from chronic uremia and other conditions
BE793624A (fr) * 1972-01-10 1973-05-02 Baxter Laboratories Inc Dispositif pour le transfert de masses, presentant une membrane de diffision tubulaire enroulee
GB1479002A (en) * 1973-06-06 1977-07-06 Spielberg T Artificial gland structure
US3902490A (en) * 1974-03-27 1975-09-02 Univ Utah Portable artificial kidney system
ZA753084B (en) * 1974-05-17 1976-04-28 Community Blood Council Cell-containing hollow fibers and use of same for metabolic processes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3827565A (en) * 1969-12-29 1974-08-06 K Matsumura Method and device of artificial endocrine pancreas
GB1470002A (en) * 1973-03-05 1977-04-14 Hunt Chem Corp Philip A Etching magnesium plates
DE2444540A1 (de) * 1973-09-19 1975-03-20 Takeda Chemical Industries Ltd Haemodialyse-geraet
US3951147A (en) * 1975-04-07 1976-04-20 Metal Bellows Company Implantable infusate pump

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0107222A1 (de) * 1982-09-24 1984-05-02 Jean-Bernard Professeur Buchs Prothese für künstliches hybrides Organ
US5413601A (en) * 1990-03-26 1995-05-09 Keshelava; Viktor V. Tubular organ prosthesis
US5314472A (en) * 1991-10-01 1994-05-24 Cook Incorporated Vascular stent

Also Published As

Publication number Publication date
FR2384504B1 (de) 1985-02-22
US4323457A (en) 1982-04-06
FR2384504A1 (fr) 1978-10-20
CA1085104A (en) 1980-09-09
GB1576590A (en) 1980-10-08

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