DE3422639C2 - Glandula-Prothese - Google Patents

Abstract

Zur langzeitlichen Verhinderung von Thrombosen ist die Membran (1) der Glandula-Prothese blutstromseitig mit Endothel-Zellen (6) beschichtet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Glandula-Prothese nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Glandula-Prothese, bei der eine selektiv permeable Membran von eine λ Schutzmantel umschlossen und der Hohlraum zwischen Schutzmantel und Membran mit sekretionsaktiver? "Zellen der entsprechenden Glandula beschickt ist, während die von den Gianduia-Zeiien freie Seite der Membran von einem Blutstrom bespült ist, ist bekannt aus der Arbeit A. M. Sun et al »Development and In Vivo Testing of an Artificial Endocrine Pancreas« aus »Biocompati'ole Polymers, Metals, and Compositives« (1983), Seite 929 bis 939. Diese künstliche Bauchspeicheldrüse besteht aus einer Vielzahl von kapillaren Fibern oder aus einer einzelnen schlauchförmigen Membran größeren Durchmessers, die aus einem semipermeablen Material, beispielsweise einem Polyvinylchlorid-Acryl-Copolymer der Firma Amicon Corp., Lexington, Massachusetts, besteht. Diese semipermeable Membran ist im Handel erhältlich. Hierbei trennt die Membran Langerhans'sche Inseln auf der Drüsenseite von dem Blutgefäß-System des Patienten, wobei der Prothese als Bypass zwischen einem arteriellen und einem venösen Gefäß implantiert ist. Durch die Membran wandern einerseits relativ niedrigmolekulare Stoffe, wie Sauerstoff, Nährstoffe und Glukose sowie Insulin hindurch, andererseits werden hochmolekulare Antikörper von der Membran im Hohlraum der Prothese bzw. der künstlichen Drüse zurückgehalten. Um die Gerinnung des Blutes zu erniedrigen und damit die Gefahr des Verstopfens des künstlichen Strömungsweges zu verringern, ist die Fibermembran mit einem Heparin-Polyvinylalkohol (Heparin-PVA)-FiIm beschichtet. Trotz dieser Maßnahme bildet sich ein Thrombus am Obergang vom natürlichen zum künstlichen Gefäß. Darüber hinaus ist bekannt, daß die kovalente Bindung des Heparin-Moleküls an die Membranoberfläche allmählich gelöst wird, so daß die gerinnungshemmende Wirkung im Laufe der Zeit — beispielsweise über Monate — nachläßt oder ganz ver

schwindet

Ferner ist aus der deutschen Zeitschrift für Ärztliche Fortbildung 73 (1979), S. 490-492, ein Bauchspeicheldrüsen-Implantat bekannt, mit dem aktive »fremde« Zellen in einen Blutstrom eingebracht werden sollen, jedoch wird auf die Gefahr der Thrombenbildung an der Implantatoberfläche bzw. am Übergang vom künstlichen Implantat zum natürlichen Gefäß nicht eingegangen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Glandula-Prothese nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei der auch über lange Zeit die Thrombenbildung verhindert wird.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst

Eine Endothel-Zellen-Bedeckung der Membran, die beispielsweise ebenfalls aus dem erwähnten Material bestehen kann, ist eine »lebende« Beschichtung der Membran, wobei die Endothel-Zellen sich laufend regenerieren und praktisch zeitlich unbeschränkt eine Thrombenbildung verhindern.

Die Verwendung patienteneigener Endothel-Zellen, die ebenso wie die Glandula-Zellen vor dem Einsatz der Prothese extrakorporal gezüchtet und mit einer der aus der Gefäß-Prothetik bekannten Methoden auf die Membran aufgebracht werden, verringert dabei die Gefahr unzulässig starker Immunreaktionen.

Um die Ernährung der und die Bildung einer Monoschicht von Glandula-Zellen zu erleichtern, ist es vorteilhaft, wenn die Membran über Distanzhalter im Abstand von der Wand des Schutzmantels gehalten ist und der durch die Distanzhalter geschaffene Hohlraum mindestens annähernd die Höhe einer Monoschicht der Glandula-Zellen aufweist; Schutzmantel und Distanzhalter können dabei aus einem beliebigen körperverträglichen bzw. bioinerten Kunststoff, z. B. Tetrafluoräthyien, Polyäthylen oder Polystyrol, bestehen.

Die Haftung der Endothel-Zellen auf der Membran läßt sich verbessern, wenn die blutsttomseitige Oberfläehe der Membran mit einem Protein, oeispielsweise einem Fibronektin, beschichtet ist.

Die Höhe der Monoschicht und damit des durch die Distanzhalter zu schaffenden Zwischenhohlraums beträgt dabei etwa 10—50 μΐη.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt schematisch den prinzipiellen Aufbau der neuen Prothese an einem Ausschnitt aus einer schlauchförmigen Membran, die mit Glandula- und Endothel-Zellen umgeben bzw. bedeckt ist;

F i g. 2 ist die Ausführungsform der neuen Prothese.
Eine Membran 1. beispielsweise aus PVO-Acryl-Copolymer, ist zu ihrem mechanischen Schutz zur Abschirmung der körperfremden Glandula-Zellen 2 vom immunsystem des Patienten von einem Schutzmantel 3 umhüllt. In Abständen ragen in den Hohlraum des Schutzmantel Distanzhalter 4, durch die zwischen dem Schutzmantel 3 und der Membran 1 ein Hohlraum 5 gebildet ist. Dieser hat etwa eine Höhe, die der Dicke der Glandula-Zellen 2 entspricht, so daß sieh diese in einer Mono-Schicht in dem Hohlraum 5 verteilen können.

Die Glandula-Zellen 2 bestehen bei einer Prothese für eine Bauchspeicheldrüse beispielsweise aus Langerhans'schen Inseln oder Beta-Zellen zur !nsulin-Produktion. Bei anderen Drüsen innerer Sekretion, wie z. B. Schilddrüsen, Nieren, Hypophysen usw., sind sie selbst-

verständlich die entsprechenden sekretbildenden Zellen.

Eine schlauchförmig gestaltete Membran 1 ist auf ihrer Innenseite, auf der sie den Blutstrom des Patienten tangiert, mit Endothel-Zellen 6 beschichtet, die vom künftigen Prothesenträger selbst stammen,

Gegebenfails ist auf die Inr.2nseite der schlauchförmigen Membran 1 eine Zwischenschicht 7 aus einem Protein, z. B. aus Fibroiiektin, acigebracht

Wie F i g. 2 rsigt, besteht der Schutzmantel 3 aus einem mechanisch widerstandsfähigen Gehäuse, das in einer horizontalen Ebene geteilt ist und den kanalartigen Hohlraum 5 umschließt.

Die gefäßartige »Blutbahn« der Membran 1 wird gebildet durch zwei ebene Membranflächen, die aus dem Hohlraum 12 in die Trennungsebene des Gehäuses verlängert sind. Sie werden in dieser Trennungsebene durch die beiden Gehäusehälften zusammengepreßt und gehalten. Zu diesem Zweck sind in dem Gehäuse in Abständen Bohrungen 8 vorgesehen, die an den äußeren Oberflächen des Gehäuses Erweiterungen 9 besitzen. Durch diese Bohrungen 8 führen Schraubenbolzen 10, durch die mit Hilfe von Muttern 11 die beiden Gehäuseteile zusammengezogen werden, wobei die Köpfe der Schraubenbolzen 10, die beispielsweise aus Titan bestehen, und die Muttern 11 in den Erweiterungen oder Vertiefungen 9 versenkt sind.

Die Innenseite der Membran 1 ist im Bereich der Blutbahn, wie bereits beschrieben, mit Endothel-Zellen 6 beschichtet, während auf der Außenseite der Membran 1 im Hohlraum 5 eine Mono-Schicht von Glandula-Zellen 2 angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

Patentansprüche:

1. Glandula-Prothese, bei der eine selektiv-permeable Membran außen von einem Schutzmantel umgeben ist zwischen dem Schutzmantel und der Membran eine Hohlraum angeordnet ist, der mit sekretionsaktiven Zellen der Glandula beschickt ist, und die innere Oberfläche der Membran mit einem gerinn ungshemmenden Material beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das gerinnungshemrnende Material patienteneigene Endothel-Zellen (6) sind.

2. Glandula-Prothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) über Distanzhalter (4) im Abstand von der Wand des Schutzmantels (3) gehalten ist, und daß der durch die Distanzhalter (4) geschaffene Hohlraum (5) mindestens die Höhe einer Monoschicht der Glandula-Zellen (2) aufweist

3. GlanduJq-Prothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, zwischen den Endothel-Zellen (6) und der Oberfläche der Membran (1) eine Schicht aus einem Protein (7), beispielsweise aus einem Fibronektin, angeordnet ist