Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung:
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Die vorliegende Erfindung betrifft die Behandlung von
Tumoren.
Beschreibung des Stands der Technik:
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Bei der herkömmlichen Behandlung eines soliden Tumors
besteht der Stand der Technik aus der arteriellen Infusion,
einem Einweg-Verfahren, das einen einzelnen Durchlauf eines
Chemotherapeutikums über die arterielle Seite des Körpers
durch den Tumor umfaßt. Der Hauptnachteil dieses Verfahrens
besteht in dem Unvermögen, die Dosisrate und/oder
Expositionsdauer eines Arzneimittels, das zur Bewirkung
eines Ansprechens erforderlich ist, aufgrund der
resultierenden systemischen Toxizität aufrechtzuerhalten.
Dies bedeutet, daß mit derzeitigen Verfahren die
erfolgreiche chemotherapeutische Behandlung eines soliden
Tumors aufgrund des sich auf den Rest des Körpers schädlich
auswirkenden Austritts des Chemotherapeutikums untergraben
wird.
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Der übliche Kreislauf geht vom Herzen aus und bewegt sich
reihenfolglich über die Arterien in die Kapillaren und
weiter in die Venen. Die Wände der postkapillären kleinen
Venen (Venulae), Kapillaren und Sinusoide sind
Austauschgefäße, die als Austauschort zwischen dem Blut und
dem Gewebe beitragen, was die Zellen umspült. Die größeren
Venulae und Venen umfassen ein Reservoir-Systen oder
Sammelgefäße. Hierbei handelt es sich um großvolumige
Gefäße niedrigen Drucks, durch die der Rückstrom zum Herzen
(rechte Seite des Herzens) erfolgt.
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Unter normalen Bedingungen erneuern sich die das Gefäßnetz
auskleidenden Endothelzellen sehr langsam. In einer unter
dem Titel "The Vascularization of Tumors" [Die
Vaskularisierung von Tumoren] Scientific American, Juni
1976, (S. 71) erschienenen Arbeit heißt es nach Folkman:
"Gelegentlich tritt ein kurzer Ausbruch proliferativer
Aktivitat in einem Teil des Gefaßsystems auf, wenn eine
derartige Aktivität zum Heilen einer Wunde oder zur
Auslösung einer Immunantwort benötigt wird. Die neuen
Gefäße bilden sich jedoch nach einer kurzen Zeit immer
wieder zurück, und die regenerative Aktivität geht auf
ihren früheren niedrigen Stand zurück." Die Zellen
proliferieren schnell, wenn dies zum Zweck der Immunitat,
wie zum Heilen von Wunden, erforderlich ist. Eine derartige
Proliferation wird jedoch nur so lange wie notwendig
aufrechterhalten. Danach sinkt die regenerative Aktivität
auf ihren früheren Stand ab.
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Die Blutzirkulation zur Versorgung eines soliden
Tumors verläuft gleichermaßen routinemäßig von den Arterien
in die Kapillaren und von dort in die Venen. Im
topographischen Bereich zwischen den Austauschgefäßen und
den größeren Venulae ändert sich die Strömungsrichtung
jedoch sehr gravierend. Folkman erklärt den Vorgang wie
folgt: "Wenn ein maligner Tumor seine chemische Nachricht
aussendet, steigt die Proliferation von Endothelzellen im
Umfeld des Tumors steil an. Kapillaren sprossen aus den
Seitenwänden der kleinen Venen und verlängern sich in dünne
Rohrchen, die aus allen Richtungen auf den Tumor zulaufen."
Dieses Charakteristikum der Tumorgefäße führt zur Bildung
zahlreicher venoser-venoser Shunts (V-V-Shunts), bei denen
es sich um die dem Vorgang der Retroperfusion zugrunde
liegenden physikalischen Elemente handelt. Die Signifikanz
der V-V-Shunts bei der Behandlung von Tumoren wird wie
folgt erklärt.
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Der normale treibende Druck in dem Tumorgefäßsystem ist die
Änderung der Geschwindigkeit, mit der das Blut, aufgrund
der Querschnittsflache (V x AKapillaren = V x Avenös), vom
Kapillar- in das Venensystem strömt. Das bedeutet, daß der
Druckabfall durch diese V-V-Kanäle hinweg durch die
Anderung der Geschwindigkeit des aus den Kapillaren
austretenden Blutstroms bedingt geschaffen wird. Die
Durchblutung des Tumors ist folglich gestört und mißt nur
zwei bis fünfzehn Prozent der Durchblutung des umgebenden
Gewebes. Das Gefaßsystem des Karzinoms ist durch diese
gestörte Zirkulation gekennzeichnet. Die Wahrscheinlichkeit
eines Blutstromes durch die V-V-Shunts ist weit geringer
als die eines Blutstromes durch das normale Gefäßsystem.
Deshalb ist bei allen Versuchen, ein Chemotherapeutikum an
einen Tumor heranzubringen, die Wahrscheinlichkeit weit
größer, daß sich das Arzneimittel auf die übrigen
Körperteile ausbreitet als die Wahrscheinlichkeit, daß es
den Tuinor erreichen wird.
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Die aus den chemotherapeutischen Behandlungsschemata
hervorgehende systemische Toxizität stellt weiterhin ein
Hindernis für die erfolgreiche Behandlung des Karzinoms
dar. Im Jahr 1961 haben Stehlin et al. einen Austritt des
Chemotherapeutikums in den großen Kreislauf als "eine der
gravierendsten Einschränkungen in bezug auf die
erfolgreiche Perfusion bestimmter Körperbereiche"
herausgestellt. Erst im März 1981 erschien im Journal of
the American Medical Association eine Arbeit von Kato et
al. und ein sich darauf beziehender Leitartikel von Chuang,
der sich mit der Chemoembolisation befaßte, bei der es sich
um die "Kombination von arterieller Infusion eines
Chemotherapeutikums und arterieller Embolisation der
Gefäßversorgung an ein Neoplasma" handelt. Mit diesem
Verfahren ließ sich zwar eine verlängerte Überlebensrate
erzielen, die Dosierungsrate war jedoch durch die toxischen
Wirkungen auf das Körpersystem begrenzt. Ebenso blieb auch
bei allen den von Fewer, Wilson und Lewis umrissenen
Techniken der zum Venensystem zuruckkehrende Abfluß
unverandert, was zu systemischer Toxizität führte und die
Aufrechterhaltung der erforderlichen Expositionsdauer
gegenüber dem Arzneimittel unmöglich machte. Die
Dosierungsrate stellt einen anderen kritischen Faktor bei
der Chemotherapie eines Karzinoms dar. Hinweise
unterstützen die Folgerung, daß die Aufrechterhaltung hoher
Dosen einer Antitumor-Therapie wesentlich zur Steigerung
der Ansprechrate beiträgt. Dies kann bei
Knochenmarktransplantaten, Isolationsinfusionen- oder
regionalen Perfusionsstudien festgestellt werden. Dennoch
konnte anhand arterieller Perfusion und Infusion in solide
Tumormassen nachgewiesen werden, daß bei diesen Verfahren
der erste Durchlauf des Arzneimittels als einziger Vorteil
gegenüber der intravenosen (i.v.) Injektion anzusehen ist;
ansonsten bleibt die Toxizität die gleiche.
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Eine bekannte Vorrichtung zur Durchführung dieser
Behandlung am Körper des Patienten wird im U.S.-Patent US-
A-4,445,892 offengelegt. Dieses offenbart eine eine
Kathetereinrichtung zur Lokalisierung in einem Blutgefäß
umfassende Vorrichtung, wobei die Kathetereinrichtung ein
Sauglumen und ein sich über das Sauglumen hinaus
erstreckendes Infusionslumen einschließt. Eine
Infusionsabdichtungseinrichtung wird zwischen dem
Infusionslumen und dem Sauglumen und eine
Saugabdichtungseinrichtung zum Blockieren des
Flüssigkeitsstroms am Sauglumen vorbei in das Gefäß des
Patienten bereitgestellt.
Zusammenfassung der Erfindung:
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue
Vorrichtung zur Behandlung eines Tumors im Körper eines
Patienten mit einem Chemotherapeutikum bereitzustellen. Es
wird in einem Retroperfusionsverfahren der Art eingesetzt,
die in der veröffentlichten Europäischen Patentanmeldung
EP-A-0321614 des Anmelders beschrieben und offengelegt
wurde.
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Es wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung
für die Behandlung des Körpers eines Patienten mit einem
Wirkstoff bereitgestellt, die eine Kathetereinrichtung zur
Lokalisierung in einer Vene des Patienten in der Nahe eines
Tumors aufweist, bei der die Kathetereinrichtung folgendes
umfaßt: Ein Sauglumen mit einer Saugöffnung; und ein sich
über das Sauglumen hinaus erstreckendes Infusionslumen mit
einer Infusionsöffnung; eine
Infusionsabdichtungseinrichtung an der Kathetereinrichtung
zwischen dem Infusionslumen und dem Sauglumen; und eine
Saugabdichtungseinrichtung an der Katheterinrichtung
proximal von der Saugöffnung zum Blockieren des
Flüssigkeitsstromes in die Vene des Patienten nach der
Saugöffnung, gekennzeichnet durch eine Strombahn-
Injektionseinrichtung zur Injektion eines Trägermediums in
den Tumor aus dem Infusionslumen mit gewählten
Strömungsgeschwindigkeiten und Drücken zur Einstellung
bevorzugter Strombahnen durch den Tumor; zur Behandlung
vorgesehene Injektionseinrichtung zur Injektion eines
Wirkstoffes in die Vene des Patienten aus dem
Infusionslumen mit einer der gewählten
Strömungsgeschwindigkeiten und Drücken, damit der Wirkstoff
entlang einer der durch die Strombahneinrichtung
eingestellten bevorzugten Strombahnen durch den Tumor
perfundieren kann; und an das Sauglumen angeschlossene
Saugeinrichtungen zum Sammeln des Wirkstoffes aus dem
Sauglumen nach Perfusion durch den Tumor.
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Bevorzugt umfaßt die zur Behandlung vorgesehene
Injektionseinrichtung darüber hinaus eine Einrichtung zur
Variation der Strömungsgeschwindigkeit und des Drucks der
Wirkstof finjektion in den Tumor des Patienten, um deutliche
unterschiedliche Strombahnen dort hindurch einzustellen.
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Bevorzugt wird eine Einrichtung zur selektiven Injektion
verschiedener Wirkstoffe in die Vene des Patienten mit
unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten und Drücken
bereitgestellt, damit die verschiedenen Wirkstoffe entlang
deutlichen bevorzugten Strombahnen zu verschiedenen Zeiten
durch den Tumor perfundieren können.
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Bevorzugt umfaßt die Vorrichtung darüber hinaus eine
Einrichtung zum selektiven Anschluß dieser Strombahn- und
der zur Behandlung vorgesehenen Einrichtung an das
Infusionslumen und/oder eine Einrichtung zur Analyse des
gesammelten Wirkstoffs und/oder eine Einrichtung zum
Filtern des gesammelten Wirkstoffs und/oder eine
Einrichtung zum Reinjizieren des gefilterten Wirkstoffs in
die Vene des Patienten.
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Im Einsatz besteht der anfängliche Schritt aus der Aufnahme
eines Arteriagramms, das eine graphische Darstellung des
internen Kreissystems im Blutstrom bereitstellt und bei der
Ermittlung der bevorzugten Drainage hilft. Das
Perfusionsverfahren beginnt mit der retrograden Einführung
eines Katheters mit Lumens in die bevorzugte Drainage eines
soliden Tumors über eine außenliegende Vene.
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Das Infusionslumen markiert die Eintrittsstelle des
Therapeutikums und stellt den Zugang zum V-V-Shunt bereit.
Das zweite Lumen oder Sauglumen wird distal plaziert und
besitzt das notwendige Saugvermögen, um der Zufuhr des
Therapeutikums, dem arteriellen Blutstrom, der venosen und
lymphatischen Drainage und der bevorzugten Drainage
Rechnung zu tragen. Wenn die Katheter an der richtigen
Stelle liegen, werden als nächstes in kritische Bereiche
des Gefäßsystems retrograde Emboli zum Blockieren undichter
Stellen gesetzt.
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Sobald anhand eines geeigneten Monitors ermittelt wurde,
daß der Katheter an der richtigen Stelle liegt, wird ein
auf dem Monitor kontrollierbares Trägermedium aus dem
Infusionslumen in den Tumor injiziert. Das Tragermedium
wird mit gewählten Strömungsgeschwindigkeiten und Drücken
in den Tumor injiziert. Es wird auf dem Monitor verfolgt,
wie das Trägermedium durch den Tumor und weiter in Richtung
des Sauglumens weiter fließt. Die mit bestimmten
eingestellten Strömungsgeschwindigkeiten und Drücken
gebildeten bevorzugten Strombahnen durch den Tumor werden
verzeichnet.
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Die im bevorzugten Drainageort des Tumors liegenden
Katheterlumens bilden, wie oben beschrieben, außer den
ersten (Zellen) und zweiten (Interstitialräumen um die
Zellen herum) In-vivo-Räumen einen dritten In-vivo-Raum. Es
ist an dieser Stelle, daß das Verfahren von früheren
Methoden abweicht.
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Ein Wirkstoff, wie zum Beispiel ein Chemotherapeutikum,
wird dann mit einer der eingestellten
Strömungsgeschwindigkeiten und Drücken dergestalt in den
Tumor injiziert, daß das Chemotherapeutikum einer der
bevorzugten Strombahnen folgt. Die Strömungsgeschwindigkeit
und der Druck der Injektion können dann auf einen anderen
Satz eingestellter Werte übergewechselt werden, um das
Chemotherapeutikum zu veranlassen, einer neuen bevorzugten
Strombahn bzw. Strombahnen durch den Tumor zu folgen. Als
andere Möglichkeit kann das Chemotherapeutikum geändert
werden, damit verschiedene Therapeutika entlang
verschiedenen bevorzugten Strombahnen durch den Tumor
geleitet werden können.
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Innerhalb der selektierten Bereiche eines für die Perfusion
gewählten Organs wurde ein Rückführungskreislauf-System mit
äußerem Zugang zu einem Kontrollsystem gebildet, mit dem
Druck, Konzentration, Temperatur, Zeit und andere Variablen
überwacht werden, um sicherzustellen, daß eine systemische
Toxizität vermieden und eine angemessene Dosisrate eines
bestimmten Wirkstoffes aus der Reihe von Wirkstoffen
aufrechterhalten wird und die Integrität des Organs nicht
beeinträchtigt wird. Während der Perfusion des
Arzneimittels durch den soliden Tumor wird es als Antwort
auf mindestens eine und bevorzugt alle drei Verhältnisse
des Körpers, des Tumors und des verbrauchten Arzneimittels
selbst biotransformiert. Danach wird es zum Filtern und
Analysieren mittels geeigneter Filter- und Analysen-
Einrichtungen über den Saugkatheter aus dem Körper
abgeleitet. Danach wird der Vorgang so oft wie nötig
wiederholt, bis der gewünschte stabile Zustand erreicht
ist. Die Retroperfusion unter Verwendung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung stellt folglich eine
Behandlungstechnik bereit, mit der es gelingt, den Kliniker
in bezug auf das Tumorgefäßsystem praktisch als Element
einzuschalten. Von dieser günstigen Ausgangsposition her
ist es dem Kliniker möglich, mit dem Tumor zu interagieren
und festzustellen, welche Interaktionsmöglichkeiten gegeben
sind, indem er zum Monitor des evolutionären Prozesses des
Tumors wird und folglich dazu in der Lage sein wird, das
homeostatische Beharrungsvermögen des Tumors durch
Schaffung eines Rückführkreislauf-Systems mit nahezu
unbegrenzter möglicher Interaktion zu unterbrechen.
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Ein anderer Wirkstoff kann in der Folge entlang der
gleichen eingestellten Strombahn eingebracht werden oder
die Lumens und Emboli können an andere Stellen im Tumor
verlegt werden, an denen einstellbare Strombahnen
verzeichnet wurden. Der gleiche Wirkstoff oder andere
Wirkstoffe können dann entlang der neuen Strombahn durch
den Tumor perfundiert und das Verfahren wiederholt werden.
Das Verfahren wird für jede eingestellte Stronbahn
fortgesetzt, bis die Behandlung abgeschlossen ist.
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Das oben beschriebene Verfahren ist durch drei in früheren
Behandlungsmethoden häufig fehlende Merkmale
gekennzeichnet. Erstens, frühere Methoden versaumen, das
Grundmuster des bestehenden Blutstroms in den Tumor zu
ändern. Zweitens, frühere Methoden erlauben den bestehenden
Karzinomzellen zu persistieren, indem sie niemals das
homeostatische Beharrungsvermögen des Tumors unterbrechen.
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Schließlich, da frühere Verfahren nicht in der Lage sind,
mit dem Tumor zu interagieren, sind sie auch nicht dazu
fähig, das Muster der Strömung und damit die
Expositionsdauer, die Dosisrate, die bevorzugte Drainage,
den Undichtigkeitsfaktor und den Toxizitätsgrad zu steuern,
die für die erfolgreiche Behandlung eines Karzinoms
ausschlaggebend sind.
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Ein Vorteil der oben beschriebenen Methode unter Anwendung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß sie
die Signifikanz des V-V-Shunts erkennt, aber den vaskulären
Strom durch den V-V-Shunt nicht mehr als einen
substratbedingten Vorgang behandelt. Der physikalische
Aufbau des Tumorgefäßsystems stellt bei der Verabreichung
der Chemotherapie einen limitierenden Faktor dar. Durch die
Art ihrer Lokalisierung hinter dem präkapillären Sphinkter
und den Kapillarbetten können die V-V-Shunts mit den
derzeitigen Methoden nur rein zufällig perfundiert werden
- Konzentration, Expositionsdauer, also die Bioverfügbarkeit
der Chemotherapie sind rein willkürlich. Mit der
Retroperfusion wird es nicht mehr nötig sein, die gestörte
Zirkulation durch den Tumor mit zu berücksichtigen, denn
das neue Verfahren wird dem Kliniker ermöglichen,
Chemotherapie bei einer Druckrate bereitzustellen, die
benötigt wird, um den Strom rückwärts durch die im
Tumorgefäßsystem geschaffenen Strombahnen zu treiben. Da
die Strombahnen dergestalt geschaffen werden, daß undichte
Stellen blockiert werden, wird eine systemische Toxizität
verhindert. Dennoch besteht die Gewißheit, daß angemessene
Mengen des Chemotherapeutikums den Tumor erreichen.
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Ein zweiter Vorteil der Retroperfusion besteht darin, daß
sie die Bedeutung der Tumorprogredienz erkennt, bei der es
sich um die stetige Zunahme der Malignität handelt, die für
vaskularisierte Tumoren charakteristisch ist. Nach Folkman
ist die Tumorprogredienz eine Folge der schnellen Zunahme
der durch die Vaskularisation hervorgerufenen Zellteilung.
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Indem Zellen über einen längeren Zeitraum hinweg
proliferieren, metastasieren sie zuerst, dringen dann in
umgebendes Gewebe ein und treten schließlich als
Asciteszellen in der Bauchhöhle des Wirtes in Erscheinung.
Das oben beschriebene Verfahren unter Verwendung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung berücksichtigt die
verschiedenen Stadien der Tumorprogredienz und ermöglicht
dem Kliniker zur gegebenen Zeit mit der entsprechenden
Kombination aus Dosisrate, Konzentration, Druck,
Expositionsdauer und anderen Faktoren, die zur Hemmung der
Vaskularisation mit nachfolgendem Tumorwachstum beitragen,
selektiv zu intervenieren.
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Die Dosiswirkungskurve von Chemotherapeutika ist weithin
bekannt; je wirksamer das Arzneimittel, desto steiler
verläuft die Kurve. Zur Zeit wird das Ansprechen auf eine
Dosis anhand dreier Kriterien bemessen - Reduktion der
Tumormasse, verbesserte Überlebenswahrscheinlichkeit oder
anhand van Bioassay-Methoden. Ein dritter Vorteil der
Retroperfusion besteht darin, daß sie eine optimale
Beurteilung der steilen Dosiswirkungskurve, besonders mit
Hilfe des Bioassay-Verfahrens, erlaubt. Durch sorgfältige
Verfolgung des Ansprechens auf die Dosis wird jede
Anstrengung unternommen, den Wendepunkt, welcher
Tumorwachstum und verminderte Überlebenswahrscheinlichkeit
für den Patienten bedeutet, zu eliminieren.
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Ein anderer Vorteil des oben beschriebenen Verfahrens unter
Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin,
daß es den Tumor praktisch vom Körper trennt. Eine
Abtrennung der Tumorbelastung vom Wirt bietet
verschiedenerlei Möglichkeiten. Sie stärkt das Immunsystem;
sie eliminiert den für eine arterielle Perfusion typischen
einmaligen Durchlauf des Chemotherapeutikums; sie stellt in
den Tumorgefäßen einen ständigen Kontakt zum
Chemotherapeutikum bereit, was mit einem
radiosensibilisierenden Mittel von besonderem Nutzen ist;
und sie erleichtert die Verabreichung einer radioaktiven
Aufschlämmung über das Kathetersystem. Darüber hinaus läßt
sich die Chemotherapie eher auf Grundlage der
Tumorbelastung errechnen, als daß sie durch Auswirkungen
der systemischen Toxizität begrenzt würde. Die
konzentrischen Katheter können dann als Zugangspunkt für
die Hyperalimentation zur Herbeifuhrung des Wohlbefindens
des Patienten genutzt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
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Figur 1 ist eine isometrische Ansicht von einem Patienten,
der sich unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
einer Behandlung unterzieht;
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Figur 2 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung;
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Figuren 3, 3A, 4, 4A, 5 und 5A sind vergrößerte
schematische Ansichten einer Niere, die unter Verwendung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung behandelt wird.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform:
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Zur Behandlung einer Person wird ein konzentrisches
Kathetersystem C mit Doppelballon benutzt (Figuren 1 und
2). Der Katheter C wird für die Retroperfusion des Körpers
eines Patienten eingesetzt, das heißt, daß ein Mittel in
entgegengesetzter Richtung zum normalen Blutstrom in das
Venensystem des Patienten injiziert wird. Das retrograd
injizierte Mittel perfundiert alsdann einen Teil des über
das Venensystem behandelten Körpers.
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Das Kathetersystem C wird zur Injektion und Retroperfusion
eines oder mehrerer Wirkstoffe, wie zum Beispiel
monoklonaler Antikörper, Lymphokinen oder
Differenzierungsfaktoren, durch einen soliden Tumor bei
gewählten Zeiten auf eine solche Weise benutzt, daß
Variablen, wie beispielsweise die letale Konzentration,
Expositionsdauer und systemische Toxizität, gesteuert
werden können. Wie nachfolgend ausführlich dargelegt wird,
können die Wirkstoffe entlang den gleichen oder
verschiedenen eingestellten Strombahnen durch den Tumor
eingeführt werden.
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Während der Behandlung werden das Ansprechen und die
Reaktionen des Patienten mit Hilfe eines Monitors, wie z.B.
eines CAT-Scanners 10 (CAT; axiale Computertomografie)
(Fig. 1), und eines Video-Monitors 12 unter Verwendung
zweier konzentrischer Doppelballon-Katheter 14 und 16
beobachtet und überwacht. Die erfindungsgemäßen
konzentrischen Doppelballon-Katheter 14 und 16 enthalten
einen inneren Schlauch oder ein Infusionslumen 18 (Fig. 6),
das in der Nähe eines Endes oder einer Spitze 20 von einer
Infusionsabdichtung oder einem aufblasbaren Ballon 22 zur
Abdichtung der Vene eines Patienten, in der das Lumen 18
liegt, umgeben ist. Die Katheter 14 und 16 werden zur
deutlicheren Sichtbarmachung der strukturellen Merkmale in
etwas vereinfachter Form in Fig. 2 gezeigt. Das
Infusionslumen 18 wird nach der Einführung zur Regelung des
Stromes der therapeutischen Flüssigkeitszufuhr durch die
Gefäße in dem zu behandelnden Teil des Körpers angewendet.
Wie üblich, ist im Ende 20 des Lumens 18 ein Führungsdraht
24 vorgesehen, der bei der Einführung und beim Verschieben
zur gewünschten Stelle im Venensystem des Patienten helfen
soll. Sobald sich das Lumen 18 in der richtigen Lage
befindet, wird der Führungsdraht 24 zurückgezogen.
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Die treibende Kraft für das Infusionslumen 18 wird durch
eine Injektionsspritze 26 mit Druck-Zug-Vermögen zum
Einführen und Herausziehen des Lumens 18 bereitgestellt,
was bei der Einstellung eines Rückführungskreislaufs von
multiplen Strombahnen hilft, die in den Tumorgefäßen
beginnen und sich bis außerhalb des Körpers erstrecken. Das
macht es möglich, die Konzentration, die
Strömungsgeschwindigkeit, den Differentialdruck, die
Temperatur und die Zeitdauer der Zufuhr des Wirkstoffs zu
steuern. Auf diese Weise wird eine systemische Toxizität
vermieden, eine angemessene Dosisrate der gewählten
Wirkstoffe über die eingestellten Strombahnen durch den
Tumor aufrechterhalten und die Integrität des Organs nicht
beeinträchtigt. Das Infusionslumen 18 kann darüber hinaus
im Ende 20 eine Öffnung 25 aufweisen, die eine
Eintrittsstelle für entweder ein Trägermedium oder einen
Wirkstoff in die Vene des Patienten bildet. Das
Infusionslumen 18 kann eine darin gebildete zusätzliche
Durchlaufroute bzw. ein Lumen 30 haben, die bzw. das
entweder zu Infusions- oder Saugzwecken benutzt werden
kann. In einem von dem aufblasbaren Ballon 22 umgebenen
Bereich befindet sich eine Öffnung, die gegebenenfalls zum
Aufblasen des Ballons 22 zwecks Abdichten der Venen und der
Lenkung des Flüssigkeitsstromes dient. Im Lumen 18 kann auf
Wunsch eine Öffnung 31 als Einlaß zum Lumen 30 hinter dem
aufblasbaren Ballon 22 gebildet werden, zum Zweck einer
Ermöglichung von Injektion oder Extraktion von Flüssigkeit
aus der Vene des Patienten.
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Das Kathetersystem 14 enthält daruber hinaus ein
Injektionssystem 32, das ein Strombahn-Injektionsgerät 34
und ein zur Behandlung vorgesehenes Injektionsgerät 36
umfaßt, die selektiv so angeordnet sind, daß sie mit
Infusionslumen 18 über Ventil 38a in
Flüssigkeitskommunikation stehen. Das Strombahn-
Injektionsgerät 34 umfaßt einen Behälter 40 für ein
geeignetes Trägermedium aus dem Behälter 40, wenn es über
Ventil 38a via Infusionslumen 18 mit der Vene des Patienten
verbunden wird. Das Strombahn-Injektionsgerät 34 kann zum
Beispiel ein Modell 510 Mark V Injektionssystem des von
MEDRAD, Inc., in Pittsburgh, Pennsylvanien, verkauften Typs
sein.
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Das zur Behandlung vorgesehene Injektionsgerät 36 weist
einen ersten Behälter 44 für einen ersten Wirkstoff der
oben beschriebenen Art und einen zweiten Behälter 46 für
einen zweiten Wirkstoff der oben beschriebenen Art auf. Die
Wirkstoffe in Behältern 44 und 46 werden typischerweise auf
Mikrosphären transportiert, und die
Strömungsgeschwindigkeit und Dosierungsrate sowie der
Applikationsdruck in die Vene des Patienten über
Infusionslumen 18, wenn es über Ventil 38a verbunden ist,
werden durch einen am Injektionsgerät vorgesehenen Regler
48 gesteuert. Das zur Behandlung vorgesehene
Injektionsgerät 36 kann zum Beispiel ein Modell 570 Mark V
Injektionssystem des von MEDRAD, Inc. in Pittsburgh,
Pennsylvanien, verkauften Typs sein.
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Wie hierin im folgenden beschrieben wird, sammelt eine
Öffnung 50 in einem Sauglumen 52 entweder zurucklaufendes
Trägermedium oder teilweise bzw. vollkommen verbrauchten
Wirkstoff, je nachdem, was infundiert wurde, in einer
Sammelspritze 54, nachdem es bzw. er retrograd durch die
Tumorgefäße perfundiert wurde. Das Infusionslumen 18 ist
bevorzugt konzentrisch im Sauglumen 52 vorgesehen, welches
zum Transport der gesammelten Flüssigkeiten außerhalb des
Körpers an die Sammelspritze 54 vorgesehen ist, von der
diese Flüssigkeiten zu Filtrationszwecken an ein geeignetes
Filter weitergeleitet werden können. Der gefilterte
toxinfreie Wirkstoff kann dann gelagert oder als
alternative Möglichkeit über Öffnung 25 in die Venen
reinjiziert werden.
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Das erfindungsgemäße Sauglumen 52 enthält auch eine
Saugabdichtung oder einen Ballon 56, die bzw. der in der
Vene des Patienten über eine Öffnung zum Abdichten der Vene
aufblasbar ist, wobei der Strom infundierter Flüssigkeiten
aus dem Injektionslumen 18 an den übrigen Teil des
Patientenkörpers blockiert wird. Die treibende Kraft für
das Sauglumen 52 wird durch ein Injektionsgerät in Form
einer Spritze 58 mit Druck-Zug-Vermögen zum Einschieben und
Herausziehen des Lumens 52 während der Einstellung und
Nutzung multipler Strombahnen durch den Tumor
bereitgestellt.
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Lumens 18 und 52 werden zusammengeführt und gehen an einer
T-Verbindung oder einem Seitenarm 60 ineinander über. Auf
ähnliche Weise verzweigt sich der Flüssigkeitsdurchlauf an
die Spritze 26 und das Injektionssystem 32 und bleibt
getrennt, damit sich ihre Flüssigkeiten an einem Seitenarm
62 nicht miteinander vermischen, während ein Seitenarm 64
die Flüssigkeitsdurchflüsse an Spritzen 54 und 58 abzweigt,
wobei er ihre jeweiligen Flüssigkeiten voneinander trennt
und eindeutig auseinanderhält. Die Spritze 54 ist durch ein
T-Verbindungsstück 66 mit dem Seitenarm 64 verbunden.
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Das Verfahren der verbesserten Retroperfusion unter
Verwendung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
wird durch Einschieben des Infusionslumens 18 und des
Sauglumens 52 durch die Vene des Patienten an eine Stelle
in der Nähe des Tumors wie auf den Zeichnungen (z.B.
Fig. 3) veranschaulicht, wie beispielsweise in eine Niere
70, durchgeführt. Die Infusionsabdichtung 22 wird zur
Blockierung der Vene des Patienten aufgeblasen, und es wird
ein Trägermedium aus dem Behälter 40 mit einer gewählten
Strömungsgeschwindigkeit durch den Regler des
Injektionsgerätes 42 gesteuert durch das Infusionslumen in
den Tumor geleitet. Das Sauglumen 52 kann sehr nahe an der
Infusionsabdichtung 22 lokalisiert sein, und die
Saugabdichtung 56 braucht während der anfänglichen
Injektion des Trägermediums nicht aufgeblasen zu werden.
Als andere Möglichkeit kann sie an eine von mehreren
Stellen in dem Tumor verlagert (Fig. 3, 4 und 5) und die
Saugabdichtung 56 aufgeblasen werden.
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In beiden Situationen können die Strömungsgeschwindigkeit
der Injektion von Trägermedium aus Behälter 40 und das
Druckdifferential zwischen Infusionslumen 18 und
Saugabdichtung 56 variiert werden. Monitor 12 wird dann zur
Überwachung des Durchflusses von Trägermedium durch den
Tumor fur verschiedene Strömungsgeschwindigkeiten,
Druckdifferentiale und Lumenlokalisierungen eingesetzt.
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In der Regel werden für die gewählten Infusionsbedingungen
eine oder mehrere Strombahnen (Fig. 3, 4 und 5) durch die
Niere 70 gebildet, die durch die Flußlinien 72 (Fig. 3), 74
(Fig. 4) und 76 (Fig. 5) angezeigt werden.
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Die Lumens 18 und 52 werden dann in eine erste der
gewählten Infusionspositionen in die Niere 70 (Fig. 3)
eingeschoben und die Abdichtungen 22 und 56 aufgeblasen.
Ein erster Wirkstoff, wie zum Beispiel aus Behälter 44,
wird dann unter Kontrolle des am Injektionsgerät
vorgesehenen Reglers 48 mit einer gewünschten
Strömungsgeschwindigkeit und einer gewünschten
Dosierungsrate und einem gewünschten Differentialdruck
entlang einem ersten der bevorzugten Strombahnen, wie durch
die Symbole 78 angezeigt, zwischen Infusionslumen 18 und
Sauglumen 52 infundiert. Der Wirkstoff, ob vollkommen oder
teilweise verbraucht, wird über Sauglumen 52 an die
Sammelspritze 56 zur Behandlung in der oben beschriebenen
Weise geleitet.
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Nach Behandlung des Tumors entlang der ersten bevorzugten
Strombahn wird die relative Position von Lumens 18 und 52
durch Verlagerung des Sauglumens 52 und Abdichtung 56
weiter weg vom Infusionslumen 18 und von Abdichtung 22 im
Tumor an einen Ort (Fig. 4) verstellt, an dem eine andere
bevorzugte Strombahn durch die Niere 70 für eine bestimmte
Strömungsgeschwindigkeit und einen bestimmten
Differentialdruck eingestellt wurde. Am nächsten Ort kann
der Wirkstoff aus Behälter 46, wie durch Symbole 80 (Fig.
4A) angezeigt, mit einer gewünschten
Strömungsgeschwindigkeit und einer gewünschten
Dosierungsrate durch den Tumor infundiert werden. Als
andere Möglichkeit kann der Wirkstoff aus Behälter 44
wieder verwendet werden.
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Nach der Behandlung entlang der zweiten Strombahn können
Lumens 18 und 52 wieder in relativer Position (Fig. 5) an
einen anderen Ort verlegt werden, an dem eine andere
bevorzugte Strombahn verzeichnet wurde. Wirkstoff wird dann
mit den verzeichneten Drücken bzw.
Strömungsgeschwindigkeiten bzw. Dosierungsraten für diese
Strombahn unter Verwendung entweder von Wirkstoff aus
Behälter 44, wie durch Symbole 78 (Fig. 5A) angezeigt, oder
aus Behälter 46, dem Behandlungsbedarf entsprechend,
infundiert.
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Eine oder mehrere der eingestellten Strombahnen durch den
Tumor konnen zur Infusion verschiedener Wirkstoffe nach
einem Behandlungsschema verwendet werden. Als andere
Möglichkeit können alle eingestellten Strombahnen für die
Infusion des gleichen Wirkstoffs benutzt werden. Auf diese
Weise können die Strömungsmuster von Wirkstoffen durch den
Tumor, die Art der Wirkstoffe, Dosierungen, die bevorzugte
Drainage und dergleichen der Aufzeichnung des vonstatten
gehenden Behandlungsfortschrittes angepaßt werden. Die
Abtrennung der Tumorbelastung vom Körper und die Bildung
mehrerer bevorzugter Strombahnen durch den Tumor schaffen
auf diese Weise ein Behandlungsverfahren, bei dem der
Kliniker frei auf den Tumor einwirken und mit ihm
interagieren kann.
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Die vorstehende Offenlegung und Beschreibung der Erfindung
sind veranschaulichend und erklärend, und es können sowohl
verschiedene Änderungen in bezug auf Größe, Form und
Materialien als auch auf die Details der veranschaulichten
Konstruktion vorgenommen werden.