DE29604787U1

DE29604787U1 - Spiral bending wire in medical cannulas and catheters

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Publication number: DE29604787U1
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Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1996-03-15
Publication date: 1996-08-22
Anticipated expiration: 2006-03-16

Description

Spiralförmiger Biegedraht in
medizinischen Kanülen und Kathetern Spiral bending wire in
medical cannulas and catheters

General;

Wie viele Bereiche des täglichen Lebens, so hat auch die Medizin in den letzten Jahren und Jahrzehnten große Fortschritte gemacht. Diese beruhen nicht zuletzt auf den Weiterentwicklungen und Errungenschaften der modernen Medizintechnik. Speziell hier haben sich die Mikroelektronik und die Entwicklung biokompatibler Materialien in ganz besonderer Weise als Motoren des Fortschrittes erwiesen. So sind heutzutage nicht nur Operationen am offenen Herzen chirurgischer Standart, sondern auch der Einsatz von speziellen Blutpumpen für den mittel- und langfristigen Einsatz ist zunehmend auf dem Vormarsch. Diese werden in der Regel als Überbrückung zur Herztransplantation verwendet, solange noch kein geeignetes Spenderh'erz zur Verfügung steht.Like many areas of everyday life, medicine has also made great progress in recent years and decades. This is based not least on the advancements and achievements of modern medical technology. In this area in particular, microelectronics and the development of biocompatible materials have proven to be particularly important drivers of progress. Nowadays, not only are open-heart operations standard, but the use of special blood pumps for medium and long-term use is also increasingly on the rise. These are usually used as a stopgap to heart transplantation as long as a suitable donor heart is not yet available.

Solche Blutpumpen sind meist das Ergebnis langjähriger Forschung, da an solche Pumpen sehr hohe und vielfältige Anforderungen gestellt werden. So müssen sie nicht nur besonders bioverträglich und zuverlässig sein, sondern auch eine sehr geringe Blutschädigung aufweisen. Diese ist das Produkt aus Strömungsführung und Verträglichkeit der blutberührenden Oberflächen. Erst wenn alle Faktoren stimmen, ist von der technischen Seite ein Einsatz, der sich über mehrere Wochen oder gar Monate erstreckt verantwortbar.Such blood pumps are usually the result of many years of research, as these pumps have to meet very high and diverse requirements. They must not only be particularly biocompatible and reliable, but also cause very little damage to the blood. This is the product of the flow pattern and the compatibility of the surfaces that come into contact with the blood. Only when all factors are right is it technically justifiable to use them for several weeks or even months.

Aufgrund der steigenden Einsatzzahlen solcher Systeme liegen auch zunehmend mehr Erkenntnisse aus der Praxis vor. So zeigt sich, daß einem Aspekt in den letzten Jahren zu wenig Aufmerksamkeit geschenkt wurde: Die Kanülierung. Damit ist die Verbindung zwischen Körper und Blutpumpe gemeint, die mittels Kanülen hergestellt wird. So werden die entsprechenden Kanülen auf der einen Seite an das kranke Herz genäht und auf der anderen Seite an die Pumpe angeschlossen. Hierfür werden auch heute noch größtenteils Kanülen verwendet, wie sie schon vor Jahrzehnten eingesetzt wurden. Dieses sind in der Regel anatomisch günstig geformte PVC - Schläuche. Diese weisen eine Reihe von Nachteilen auf, die oft dazu führen, das der Erfolg des gesamten Blutpumpeneinsatzes in Frage gestellt ist. So sind diese Kanülen nicht nur sehr steif und können nicht an Ort und Stelle den jeweiligen anatomischen Gegebenheiten angepaßt werden, sondern haben oft auch einen schlechten Oberfläclieneinfluß auf das Blut. Ein besseres Blutverhalten haben hier Kanülen aus Polyurethan (PU). Dieses ist für seine sehr gute Biokompatibilität bekannt. Leider ist PU in der Regel noch steifer als PVC, so das die Verbindung oft an starre Rohre erinnert. Aus diesem Grunde werden von manchen Chirurgen Kanülen aus Silikonkautschuk eingesetzt. Dieses zeichnet sich durch seine besondere Flexibilität aus. Leider hat Silikonkautschuk auch zwei nicht unbedeutende Nachteile aufzuweisen: Da ist zum einen die sehr schlechte Weiterreißfestigkeit, die zur Folge hat, daß wenn eine Beschädigung in der Kanüle vorliegt, diese sehr schnellDue to the increasing number of uses of such systems, more and more practical findings are also becoming available. It is clear that one aspect has received too little attention in recent years: cannulation. This refers to the connection between the body and the blood pump, which is created using cannulas. The corresponding cannulas are sewn to the diseased heart on one side and connected to the pump on the other. Cannulas are still mostly used for this today, as they were used decades ago. These are usually anatomically shaped PVC tubes. These have a number of disadvantages that often lead to the success of the entire blood pump application being called into question. These cannulas are not only very stiff and cannot be adapted to the respective anatomical conditions on site, but often also have a poor surface effect on the blood. Cannulas made of polyurethane (PU) have better blood behavior here. This is known for its very good biocompatibility. Unfortunately, PU is usually even stiffer than PVC, so that the connection often resembles rigid pipes. For this reason, some surgeons use cannulas made of silicone rubber. This is characterized by its particular flexibility. Unfortunately, silicone rubber also has two significant disadvantages: Firstly, there is the very poor tear resistance, which means that if there is damage to the cannula, it breaks very quickly.

weiterreißt und damit zum Totalausfall führt. Dieser Eigenschaft des Silikonkautschuk beugt man durch relativ dicke Wandstärken der Kanüle vor, welche auf der anderen Seite die Steifigkeit wieder stark erhöhen. Der andere Nachteil von Silikonkanülen ist die verhältnismäßig schlechte Blutverträglichkeit der Oberfächen. Silikonkautschuk ist zwar nicht giftig, aktiviert jedoch gewisse Abwehrreaktionen des Blutes, was sie für einen längerfristigen Einsatz eher ungeeignet macht.tears further and thus leads to total failure. This property of silicone rubber can be prevented by using relatively thick walls of the cannula, which on the other hand greatly increases the rigidity. The other disadvantage of silicone cannulas is the relatively poor blood compatibility of the surfaces. Silicone rubber is not toxic, but it activates certain defense reactions in the blood, which makes it rather unsuitable for long-term use.

Ein weiteres Problem, daß sich dem Chirurgen während einer Operation oft stellt ist, daß auf Grund von Anatomieschwankungen oder modifiziert durchgeführter Operationen der Anschluß einer Kanüle anders durchgeführt werden muß als ursprünglich vorgesehen. Eine Möglichkeit solch einer Situation zu begegnen ist die Bevoratung von diversen Kanülen hinsichtlich Größe und Geometrie. Dieses bedeutet, daß der Chirurg nach Kenntnisnahme der Gegebenheiten aus einem präsenten Angebot die geeignetste Kanüle auswählt.Another problem that often arises for surgeons during an operation is that, due to anatomical variations or modified operations, the connection of a cannula must be carried out differently than originally intended. One way to deal with such a situation is to stock various cannulas in terms of size and geometry. This means that the surgeon, after taking note of the circumstances, selects the most suitable cannula from the available range.

Für die Klinik hat das jedoch zur Folge, das sie ein verhältnismäßig großes Lager an Kanülen haben muß, da auch viele Sondergrößen und Formen ständig verfügbar sein müssen, die nur sehr selten benötigt werden. Auch für den Chirurg stellt diese Praxis eine Einschränkung da, da er lediglich auf das vorhandene Angebot angewiesen ist.For the clinic, however, this means that it must have a relatively large stock of cannulas, as many special sizes and shapes that are only needed very rarely must be available at all times. This practice also represents a restriction for the surgeon, as he is only dependent on the existing supply.

Vor dem Hintergrund dieser Problematik bieten einige Hersteller Kanülen an, in deren Wand ein plastisch verformbarer Draht eingebettet ist, so das die Möglichkeit besteht, die Kanüle einfach mit der Hand bleibend zu verformen. Somit entfällt die Bevorratung verschiedener Kanülengeometrieen. Der Chirurg kann sich die Kanüle immer optimal für den vorliegenden Fall zurecht biegen. Dieses kann auch noch im Körper des Patienten geschehen.In light of this problem, some manufacturers offer cannulas with a plastically deformable wire embedded in the wall, so that it is possible to simply deform the cannula permanently by hand. This eliminates the need to stock different cannula geometries. The surgeon can always bend the cannula to the optimum shape for the current case. This can even be done while the patient is still in the body.

Die Vorraussetzung für solch eine Kanüle ist nicht nur die ausreichende Steifigkeit des Biegedrahtes, sondern auch eine ausreichende Flexibilität der Kanüle selbst.The prerequisite for such a cannula is not only sufficient rigidity of the bending wire, but also sufficient flexibility of the cannula itself.

Alle auf dem Markt erhältlichen Kanülen dieser Art weisen eine Gemeinsamkeit auf: Der Biegedraht verläuft einfach als gerader Draht parallel zur Kanülenachse. Diese Anordnung bietet jedoch einige Nachteile. So ist ein Biegen der Kanüle nur in einer Ebene möglich, da sich der Draht weder dehnen noch stauchen läßt.All cannulas of this type available on the market have one thing in common: The bending wire simply runs as a straight wire parallel to the cannula axis. However, this arrangement has some disadvantages. For example, the cannula can only be bent in one plane, as the wire cannot be stretched or compressed.

Der Draht muß also immer in der &ldquor;neutralen Faser" der Kanüle liegen. Befindet er sich im gestauchten oder gedehnten Bereich, so für dieses schnell zu einem Abknicken der Kanüle, was in der Regel auch bedeutet, daß sich die Kanüle dabei verschließt.The wire must therefore always be in the "neutral fiber" of the cannula. If it is in the compressed or stretched area, this will quickly lead to a bend in the cannula, which usually also means that the cannula closes.

Der Chirurg ist also immer gezwungen in besonderer Weise auf ein entsprechendes Verhalten der Kanüle zu achten, damit es nicht zu Beeinträchtigungen in der Funktion kommt. Dennoch werden solche Kanülen verwendet, da es die ideale Kanüle noch nicht gibt.The surgeon is therefore always forced to pay particular attention to the appropriate behavior of the cannula so that its function is not impaired. Nevertheless, such cannulas are used because the ideal cannula does not yet exist.

Die hier beschriebene Problematik ist jedoch auch erst in letzter Zeit durch den vermehrten Einsatz von Langzeitblutpumpen besonders hervorgetreten. Aus diesem Grund werden gerade in letzter Zeit vermehrt Anstrengungen unternommen, hier ein besseres Produkt auf dem Markt anbieten zu können. Eine solche Verbesserung stelltHowever, the problem described here has only recently become particularly apparent due to the increased use of long-term blood pumps. For this reason, efforts have recently been made to offer a better product on the market. Such an improvement represents

die im folgenden vorgestellte Anordnung eines Biegedrahtes, in einer vorzugsweise weichen Kanüle dar.the arrangement of a bending wire presented below, in a preferably soft cannula.

Description:

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Anordnung eines Biegedrahtes, der in eine Kanülenwand eingelassen ist. Wie sich einfach zeigen läßt, ist es sehr viel sinnvoller, den Biegedraht nicht gerade und parallel zur Kanülenachse anzuordnen, sondern spiralförmig um die Kanüle zu wickeln.The present invention relates to the arrangement of a bending wire that is embedded in a cannula wall. As can easily be shown, it is much more sensible not to arrange the bending wire straight and parallel to the cannula axis, but to wind it spirally around the cannula.

Dieser Draht wird dann, wie der gerade bisher auch, mit einer Kunststoffschicht beschichtet, so daß er gut fixiert ist und keine Berührung mit Körpergewebe oder Flüssigkeiten hat.This wire is then coated with a plastic layer, just like the one before, so that it is well fixed and does not come into contact with body tissue or fluids.

Solch eine Kanüle hat deutlich bessere Biegeeigenschaften als bisherige. So kann man so eine Kanüle an jeder Stelle in jede Richtung biegen, ohne Gefahr zu laufen diese aufgrund des Biegedrahtes abzuknicken. Ferner lassen sich durch diese Anordnung auch dreidimensionale Formen biegen, was bei einem geraden Biegedraht nicht ohne weiteres möglich ist.Such a cannula has significantly better bending properties than previous ones. This means that a cannula can be bent at any point in any direction without running the risk of it kinking due to the bending wire. Furthermore, this arrangement also allows three-dimensional shapes to be bent, which is not easily possible with a straight bending wire.

Die Steigung des spiralförmigen Drahtes hat sich mit einem Winkel von ca. 45° zur Kanülenachse als günstig erwiesen. Der Draht muß über eine ausreichende Dicke verfügen, um auch die verformenden Kräfte an der Kanüle aufnehmen zu können. Dieses gilt jedoch auch für einen geraden Biegedraht.The pitch of the spiral wire has proven to be favorable with an angle of approx. 45° to the cannula axis. The wire must be thick enough to be able to absorb the deforming forces on the cannula. However, this also applies to a straight bending wire.

Es erweist sich als sinnvoll, die Endbereiche des Drahtes so zu formen, daß sie mindestens einmal ohne nennenswerte Steigung um die Kanüle geschlungen sind. Die Enden neigen sonst dazu auszureißen, da hier relativ große Kräfte auftreten und die Drahtenden schnell die Kunststoffschicht durchstoßen können.It is advisable to shape the end sections of the wire so that they are looped around the cannula at least once without any significant incline. Otherwise the ends tend to tear off, as relatively large forces occur here and the wire ends can quickly pierce the plastic layer.

Im Gegensatz zu Kanülen mit geradem Biegedraht machen in diesem Fall auch Anordnungen Sinn, bei denen zwei oder mehr Drähte (evtl. entsprechend dünner) an verschiedenen Stellen (vorzugweise symetrisch) über den Querschnitt verteilt angeordnet sind.In contrast to cannulas with straight bending wires, in this case arrangements also make sense in which two or more wires (possibly correspondingly thinner) are arranged at different points (preferably symmetrically) across the cross-section.

Der Fertigungsaufwand für eine hier beschrieben Kanüle liegt aufgrund der auszuführenden Wendelung etwas höher, als bei herkömmlichen Biegekanülen, aber die deutlich besseren Handhabungseigenschaften und die gesteigerte Funktionssicherheit rechtfertigen allemal den geringen Mehraufwand.The manufacturing effort for a cannula described here is somewhat higher than for conventional bending cannulas due to the twisting that has to be carried out, but the significantly better handling properties and the increased functional reliability definitely justify the small additional effort.

BezugzeichenlisteReference list

BeispielkanüleExample cannula

1. Einlaufbereich1. Inlet area

2. Anfangsbereich Biegedraht2. Initial area bending wire

3. Biegedraht3. Bending wire

4. Kanülenwand4. Cannula wall

5. Endbereich Biegedraht5. End area bending wire

6. Nichtverformbarer Kanülenbereich6. Non-deformable cannula area

Claims

· &sgr;: Protection claims

1. Bending wire arrangement for cannulas and catheters, characterized in that a plastically deformable bending wire is arranged spirally around the cannula/catheter.

2. Bending wire arrangement according to claim 1, characterized in that several plastically deformable bending wires are arranged spirally around the cannula / catheter.

3. Bending wire arrangement according to claim 1+2, characterized in that the wire or wires are coated preferably with plastic.

4. Bending wire arrangement according to claims 1-3, characterized in that the end regions of the wire(s) are wound around the cannula/catheter with no or little gradient.