DE2850987A1

DE2850987A1 - Wegwerfbare aorta-lochstanzvorrichtung

Info

Publication number: DE2850987A1
Application number: DE19782850987
Authority: DE
Inventors: David E Downie; Robert J Harvey; John R Rueff
Original assignee: Thoratec LLC
Current assignee: Thoratec LLC
Priority date: 1978-05-19
Filing date: 1978-11-23
Publication date: 1979-11-22
Also published as: FR2425838A1; DE2850987C2; CA1129292A; US4216776A; FR2425838B3; GB2021467B; GB2021467A

Description

Thoratec Laboratories Corporation, Emeryville, California 94608, YoSt₀A.

Wegwerfbare Aorta-Lochstanzvorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft Aortalochstanzer.

Insbesondere für Aortacoronar- oder dergleichen Beipassoperationen, bei denen ein Blutgefäß an der Aorta um eine in dieser vorbereitete Öffnung herum befestigt wird, hat man verschiedene Schneidvorrichtungen vorgeschlagen, um das Loch in der Aortawand herzustellen. Es hat sich herausgestellt, daß die elastische fasrige Schicht bzw. Adventitia nahe der Außenschicht der Aorta es schwierig macht, das Loch leicht, schnell und in gleichbleibender Güte herzustellen.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, die das normale, die Adventitia begleitende Gewebe

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auf zufriedenstellende Weise durchtrennt, aber insbesondere so angeordnet ist, daß sie die Adventitia ausreichend streckt, so daß diese durchreißt, nicht abschert.

Die vorliegende Erfindung schafft also eine Aorta-Lochstanzvorrichtung mit einem um eine Achse zylindrischen Rohr mit einem nahen und einem fernen Ende und einer Innenwand mit vorbestimmten Innendurchmesser, wobei das ferne Ende ein in einer zur Achse senkrechten Ebene liegenden Ring bildet, einem im Rohr bewegbaren Kolben, mit einem nahen und einem fernen Ende und einer umlaufenden Ausnehmung an dem fernen Ende, die eine Endscheibe abschließt, mit Mitteln, um den Kolben so zu drücken, daß er sich im Rohr axial bewegt, einer Einrichtung, um die axiale Bewegung des Kolbens im Rohr zu begrenzen, sowie eine im wesentlichen abrupte äußere Greifkante auf dem fernen Ende der Scheibe bildende Mittel und eine im wesentlichen abrupte innere Greifkante auf dem fernen Ende des Rohrs bildende Mittel.

Fig. 1 der Zeichnung ist ein Seitenriß eines Aorten-Lochstanzers nach der vorliegenden Erfindung in der Normallage;

Fig. 2 ist ein Schnitt in der Linie 2-2 der Fig. 1 mit an eine Aortenwand angesetzter Vorrichtung;

Fig. 3 ist ein Schnitt auf der Linie 3-3 der Fig. 1;

Fig. 4 ist ein Schnitt entsprechend der Fig. 2 und zeigt nur den unteren Teil der Vorrichtung rechtwinklig zur Dar-

stellung der Pig. 2 ξ

Pig. 5 ist eine vergrößerte Einzelheit des unteren Endes der Vorrichtung beim Stanzen eines Lochs, wobei der größte Teil der umgebenden Vorrichtung und der Ader weggebrochen ist;

Pig. 6 ist eine Draufsicht eines Aortateils mit mit der vorliegenden Erfindung eingestanzter Öffnung;

Pig. 7 ist ein Schnitt auf der Linie 7-7 ^d®r Fig_o 6.

Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu, aber in den Proportionen angenähert zutreffend ausgeführt.

Insbesondere bei Beipassoperationen ist es erforderlich, ein Loch in die Wand der Aorta einzubringen«, Die Adernwand ist eine Verbundstruktur, die sich aus dem Innengewebe und einer Hüllschicht zusammensetzt, die sich im wesentlichen aus einem verhältnismäßig elastischen fasrigen Material zusammensetzt, das auch als Adventitia bezeichnet wird. Zuweilen liegt noch eine Schicht vor, die im wesentlichen aus Fett besteht. Infolge des heterogenen Aufbaus der Aortawand ist es nicht immer leicht, eine geeignete öffnung in sie einzubringen. Man hat verschiedene Vorrichtungen zu diesem Zweck vorgeschlagen. Während viele dieser Vorrichtungen bekanntgeworden sind, ist immer noch eine Vorrichtung erwünscht, die verbesserte Eigenschaften dahingehend aufweist, daß sie mit der Adventitia und mit einer etwaigen Pett-

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Schicht besonders schonend umgeht und leicht und "billig genug herstellbar ist, daß sie einmal oder nur wenige Male verwendet und dann weggeworfen werden kann, bei der Betätigung durch den Chirurgen durchweg gleichgut arbeitet und nur eine kleine und stetige Kraft erfordert, um die Aorta (einschließlich der Adventitia) zu durchlöchern und auch eine Fettschicht aufzunehmen. Weiterhin ist vorteilhaft, daß die eingebrachte Öffnung Eigenschaften aufweist, die gängiger chirurgischer Übung entsprechen. Das Werkzeug läßt eine geeignete Randkonfiguration für das Anbringen einer Vene und für einen glatten BlutStrömungsverlauf zurück.

Die vorliegende Vorrichtung läßt sich fast ausschließlich aus chirurgischem Stahl und vergleichbaren Werkstoffen herstellen, hat eine lange Standzeit und ist für wiederholtes Sterilisieren geeignet. In vielen Fällen wird es jedoch vorteilhaft sein, die Vorrichtung aus weniger teuren Werkstoffen herzustellen. Während einige enge Toleranzen eingehalten werden müssen, liegen keine scharfen Schneidkanten vor, so daß sich auch weniger hochwertige Stähle einsetzen lassen und ein großer Teil der Vorrichtung aus Kunststoff bestehen kann. Nach anfänglicher Sterilisierung und dem Einsatz ist es wirtschaftlich vertretbar, die Vorrichtung wegzuwerfen.

In einer repräsentativen Form ist die Erfindung so ausgeführt worden, wie hier gezeigt. Das Rohr 6 besteht aus Metall; soll es sich um eine Wegwerfausführung handeln, stellt man es zweck-

mäßigerweise aus sterilisierbarem Kunststoff her. Das Rohr weist eine allgemein kreiszylindrische Außenfläche 7 auf, die koaxial mit der Längsachse 8 verläuft. Das Rohr ist an seinem nahen
oder oberen Ende 9 allgemein abgeschlossen und mit einer Daumenauflage 11 versehen. An seinem fernen bzw. unteren Ende 12 kann das Rohr 6 einheitlich sein; besteht es aus Kunststoff, ist es vorzugsweise in ein bezüglich seines Innendurchmessers langes
Metallrohr 13 eingesetzt, um eine stabile Lagerung zu erreichen. Das Rohr 15 hat einen kleineren Außendurchmesser als das Rohr Das Rohr 15 hat weiterhin eine mit der Achse 8 koaxiale kreiszylindrische Innenfläche 14, die kleiner als der Innendurchmesser des Rohrs 6 ist.

Ein koaxialer Kolben 16 ist in den Rohren 6, 13 axial relativ
zu diesen bewegbar angeordnet und hat eine kreiszylindrische
Außenfläche, deren Durchmesser nur geringfügig kleiner als der der Innenfläche 13 des Rohrs 13 ist. Die beiden Teile sind zueinander frei gleitend verschiebbar und haben ein sehr geringes radiales bzw. Querspiel. Das obere bzw. nahe Ende des Kolbens
16 ist mit einem Querstift 21 mit einem äußeren Mantel 22 verstiftet, der vorzugsweise aus Kunststoff besteht, auf der
Außenfläche des Rohrs 6 frei verschiebbar ist und vorzugsweise über axialen Schlitzen 23, 24 verläuft, durch die der Stift 21 hindurchsteht. Die Schlitzenden dienen dabei als Anschläge für die Axialbewegung des Rohrs und des Kolbens und erlauben einen Hub der Scheibe 36 im Rohr 13 in der Größenordnung von 8 mm
(1/3 in.). Zweckmäßigerweise ist der Mantel einteilig mit Armen

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26, 27 versehen, die um den Stift 21 herumliegen. Vorzugsweise wird der Stift anfänglich durch eine Öffnung 28 in einem Armende eingesetzt und dieses dann mit einem Stopfen 29 verschlossen. Eine Feder 3I ist zwischen das obere Ende des Kolbens und das innere verschlossene Ende des Rohrs eingesetzt, und will den Kolben aus dem Rohr hinausdrücken.

Diese Teile des Aufbaus werden besonders verbessert durch eine kreisrunde Scheibe 36 auf dem fernen bzw. unteren Ende des Kolbens 16, die koaxial mit der Achse 8 angeordnet und vom Rest des Kolbens durch eine Ausnehmung 37 getrennt ist, die einen verbindenden Schaft 29 bildet. Wie insbesondere vergrößert in i*ig· 5 gezeigt, geht der Schaft 39 in die Scheibe 36 über, wobei eine Fläche 4-1 entsteht, die rechtwinklig zur Achse 8 verläuft. Die Fläche 41 verläuft zu einer äußeren kreiszylindrischen Fläche 42 auf der Scheibe 36 mit vorbestimmten Durchmesser 43 und geht in diese über. Die Flächen 41, 42 schneiden einander abrupt, aber nicht scharf unter im wesentlichen einem rechten Winkel A. Der untere oder ferne Teil des Rohrs 13 hat eine innere kreiszylindrische Fläche 14 mit einem zweiten vorbestimmten Durchmesser 44, der in sorgfältig aufrechterhaltenem Zusammenhang zu dem vorbestimmten Durchmesser 43 steht. In der nach gewöhnlichen Maßstäben bemessenen Vorrichtung beträgt der Unterschied zwischen den beiden Durchmessern 43, 44 etwa 5 /um (0,0002 in.). Dieses Spiel ist in der Praxis erforderlich, um die Adventitia 46 einer üblichen Aortawand 47 aufzunehmen, aber den größten Teil der Fettschicht auf der Aortawand rückzuweisen.

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Weiterhin ist das Rohr 13 nicht nur von der inneren kreiszylindrischen Wand bzw. Fläche 14 umgrenzt. An seinem fernen oder unteren Ende läuft es in eine Ringwand 51 aus, die rechtwinklig zur Achse 8 verläuft und abrupt, aber nicht scharf in einem rechten Winkel B in die Innenwand 14 übergeht. Die Anordnung ist so getroffen, daß, während die Scheibe 36 in Axialrichtung wesentlich über das Ende des Rohrs 13 hinaus geschoben werden kann, wie die Fig. 2 zeigt, die Scheibe auch weit im Innern des Rohrs 13 Platz findet, wie die Fig. 5 zeigt. Die Tiefe, zu der die Scheibe axial in das Innere des Rohrs 13 vorstehen kann, ist variabel, aber mehr als nur geringfügig; der Viert liegt im allgemeinen etwa 8 mm (1/3 in.), und dieser Hub reicht aus, um die Adventitiafasern in Zugrichtung zu zerreißen.

Beim üblichen Einsatz dieser Vorrichtung wird die Aorta vorzugsweise für die Verwendung auf übliche V/eise hergerichtet, indem man einen einzigen gradlinigen Einschnitt 38 durch sämtliche Lagen der Aorta in einer vom Chirurgen gewählten Richtung vorsieht; dieser Einschnitt ist etwas kürzer als der Außendurchmesser der Scheibe 36. Danach wird die Lochstanzvorrichtung im ausgefahrenen Zustand, wie in Fig. 1 und 2 ersichtlich, vom Chirurgen so behandelt, daß die Scheibe 36 durch den gerade hergestellten Einschnitt in der Aortawand hindurchgeschoben wird, wobei der Einschnitt sich ausreichend streckt, um die Scheibe hindurchzulassen. Da weder das Rohr noch die Scheibe eine scharfe Schneidkante aufweisen, kann die Aorta während dieses Einführvorganges nicht versehentlich verletzt werden.

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Die Lochstanzvorrichtung wird dann in die in Pig. 4- gezeigte Lage gebracht, wobei die elastischen Wände des Einschnitts eng an gegenuberlxegenden Seiten des Schafts 39 anliegen und im wesentlichen innerhalb des Durchmessers A4 enden.

Mit unter die Arme 26, 27 gehakten Fingern und auf der Endscheibe 11 aufliegendem Daumen drückt der Chirurg dann das Rohr 6 so, daß dessen nahes Ende sich den Armen 26, 27 nähert. Im Effekt bewegen das Rohr 13 und die Scheibe 36 sich aufeinander zu, legen sich dicht an die gegenüberliegenden Seiten der Aortawand an, durchdringen das Innengewebe und drücken dabei das äußere Fettgewebe größtenteils beiseite. Ein geringer Anteil Fettgewebe ist nicht schädlich; die Abmessung von 5 /um sollte eingehalten werden, da eine dicke Fettschicht zwischen dem Rohr 13 und dem Kolben 16 zu einem gegenseitigen Verklemmen der Teile führen kann.

Die Adventitia 46 läßt sich jedoch nicht so leicht behandeln. Vielmehr neigt sie dazu, sich scharf über die Innenkante 56 des Rohrs und auch ziemlich scharf, obgleich vielleicht nicht so stark, auch über die Außenkante 57 der Scheibe 36 zu ziehen. Die abrupten Kanten des Werkzeugs bilden abrupte Biegungen in der Adventitia und halten die Adventitia allgemein rohrförmig und in axialer Ausrichtung ohne wesentlichen Schlupf begrenzt aufgebogen. Während das Rohr 13 sich weiter über die Scheibe schiebt, wird die Adventitia gestreckt, bis sie um die Scheibe 36 herum reißt. Auf diese Weise entsteht die erwünschte öffnung.

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Zwei Abmessungen sind für einen wirkungsvollen Einsatz des Aortenlochstanzers wichtig. Der Hub, zu dem die Scheibe 36 axial in das Innere des Rohrs 13 vorsteht, ist wichtig, da dabei die Adventitia in Zugrichtung aufgetrennt wird; dieser Hub beträgt in der Praxis etwa 8 mm (1/3 in.). Der Unterschied zwischen dem Scheibendurchmesser 43 und dem Rohrdurchmesser 44 ist wichtig, da er klein genug sein muß, um das Eindringen von überschüssigem Fettgewebe in den Ringraum zwischen der Scheibe 36 und dem Rohr 13 zu verhindern; der Unterschied beträgt in der Praxis etwa 5 /um (0,0002 in.).

Nachdem die erwünschte Öffnung hergestellt worden ist, entfernt der Chirurg die Vorrichtung mit dem festgehaltenen Aortawandstück und gibt das Werkzeug frei. Die Feder 31 führt die Teile dann im wesentlichen in diejin Fig. 2 gezeigte Lage zurück und setzt das ausgestanzte Wandstück aus dem ausgefahrenen Werkzeug frei. Nachdem die Vorrichtung abgenommen ist, bleibt die Aorta ungestört, hat aber nun die vorbestimmte Öffnung in der Wand. Da die Adventitia etwas elastisch ist, ziehen die verbleibenden Wandteile sich etwas zusammen, so daß der Umfang der gerade hergestellten öffnung geringfügig zunimmt, wie in Fig. 6 und 7 gezeigt. Diese Konfiguration der öffnung ist nicht nur deshalb vorteilhaft, weil sie erlaubt, eine verhältnismäßig kreisförmige Vene mit der Öffnung ausgerichtet anzubringen; man erhält auf diese V/eise einen guten Strömungsweg für das Blut aus der Aorta in die frisch befestigte Vene.

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Die abgenommene Vorrichtung kann sofort weggeworfen werden; nachdem man den gerade ausgestanzten Aortenwandteil entfernt hat, läßt sie sich am gleichen Patienten erneut verwenden. Das Werkzeug ist im allgemeinen billig genug, um nach dem Einsatz an einem Patienten weggeworfen zu werden, kann aber sterilisiert und auch an anderen Patienten verwendet werden, falls erwünscht.

Es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß bei der vorgeschlagenen Anordnung die Kraft, die der Chirurg aufbringen muß, verhältnismäßig gleichmäßig, stetig und niedrig ist, so daß der Vorgang mit einer Hand ausgeführt werden kann, ohne an der Aorta zu zerren oder zu reißen. Während die rechtwinkligen Kanten das normale Gewebe in gewissem Ausmaß auftrennen, durchschneiden sie die Adventitia nicht unbedingt, sondern zerreißen sie. Das Fehlen der scharfen Kanten ist ein Vorteil nicht nur für die Herstellung des Werkzeugs, denn sie brauchen nicht geschärft zu werden. Der wesentliche Vorteil liegt dabei im Einsatz des Werkzeugs, da auf diese V/eise Aorta oder angrenzendes Gewebe nicht unbeabsgichtigt verletzt werden können.

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Claims

IBERLIN 33 8MÜNCHEN80

Auguste-Viktoria-Straße 65 r-. DIICPUI/C Ji DADTMCD Pienzenauerstraße 2

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Tel. (030)8 26 38 95/8 2644 81 B E R L I N - M Ü N C H E N ^" ^9) 98 03 24 / 93 72

Telegramm-Adresse: Telegramm-Adresse:

Quadratur Bertin Quadratur München

TELEX: 183786 TELEX: 522767

Pat entansprüche

JAorta-iiOchstanzYorrichtung, gekennzeichnet durch ein um eine Achse zylindrisches Rohr mit einem nahen und einem fernen Ende und einer Innenwand mit vorbestimmtem Innendurchmesser, wobei das ferne Ende einen Ring in einer zu der Achse rechtwinkligen Ebene bildet, durGh einen in dem Rohr bewegbaren Kolben mit einem nahen und einem fernen Ende und einer umlaufenden Ausnehmung am fernen Ende, die eine Endscheibe abschließt, eine Einrichtung, um die axiale Bewegung des Kolbens im Rohr zu begrenzen, durch Mittel, um den Kolben so zu drücken, daß er sich im Rohr axial bewegt, sowie eine im wesentlichen abrupte äußere Greifkante auf dem nahen Ende der Scheibe bildende Mittel und eine im wesentlichen abrupte innere Greifkante auf dem fernen Ende des Rohrs bildende Mittel.

2« Aorta-Lochstanzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr und die Scheibe zwischen sich in Burchmesserrichtung ein so großes Spiel haben, daß der Zwischenraum die Adventitia der Aorta aufnehmen, aber das

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ORiGiNAL INSPECTED

angrenzende Fettgewebe an der Aortawand im wesentlichen zurückhalten kanB_o

3. Aorta-Lochstanzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel in Durchmesserrichtung etwa 5 /um (0,0002 in.) beträgt ο

4. Aorta-Lochstanzvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3? dadurch gekennzeichnet, daß all© Teile des Rohrs und der Scheibe, die mit Aortagewebe (einschließlich der Adventitia) in Berührung geraten, stumpfkantig ausgeführt sind»

5· Aorta-Lochstanzvorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, daaurch gekennzeichnet, daß die abrupte äußere Greifkante und die abrupte innere Greifkante jeweils im wesentlichen einen rechten Winkel bilden«

6. Aorta-Lochstanzvorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Begrenzereinrichtung, eine axiale Bewegung der Scheibe in das Rohr zu einer Tiefe zuläßt, daß die über der Außen- und der Innenkante liegende und in Achsrichtung verlaufende Adventitis der Aorta durch Zug durchtrennt i-jird_e

7« Aorta-Lochstanzvorrielitung nach Anspruch 6_S dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe etwa 8 mm (1/3 in») beträgto

8. Aorta-Lochstanzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr und der Kolben über eine Länge von etwa 8 mm (1/3 in.) relativ zueinander gleitend verschiebbar sind und daß über diesem Bewegungshub das vorbestimmte Durchmesserspiel von 5 /um (0,0002 in.) im wesentlichen erhalten bleibt.