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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Zufuhr eines therapeutischen
Mittels in Gewebe, in Verbindung mit einer Implantatvorrichtung.
Insbesondere ist das Mittel in einer Pelletform enthalten, die in
der Implantatvorrichtung aufnehmbar ist, um die von beiden bereitgestellten
therapeutischen Vorteile in einer einzigen Behandlung zur Verfügung zu stellen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Gewebe
wird ischämisch,
wenn ihm ein ausreichender Blutfluss entzogen wird. Die Ischämie verursacht
in dem Bereich des betroffenen Gewebes Schmerz und kann im Fall
von Muskelgewebe die Muskelfunktion unterbrechen. Wenn es unbehandelt bleibt,
kann das ischämische
Gewebe einem Infarkt unterliegen und permanent seine Funktion einstellen. Die
Ischämie
kann von einer Blockierung im Gefäßsystem verursacht werden,
die es dem sauerstoffhaltigen Blut verwehrt, den betroffenen Gewebebereich zu
erreichen. Jedoch kann ischämisches
Gewebe trotz des Fehlens von sauerstoffhaltigem Blut zu seiner normalen
Funktion wiederhergestellt werden, da das ischämische Gewebe in einem Hibernierungszustand
verbleiben kann, der dessen Funktionsfähigkeit für einige Zeit bewahrt. Die
Wiederherstellung des Blutflusses zum ischämischen Bereich dient dazu,
das ischämiche
Gewebe wiederzubeleben. Obwohl die Ischämie in verschiedenen Bereichen
des Körpers
auftreten kann, ist häufig
das Myokardgewebe des Herzens von Ischämie betroffen. Häufig fehlt dem
Myokard ein sauerstoffhaltiger Blutfluss aufgrund einer koronaren
Arterienkrankheit oder eines Verschlusses (Okklusion) der Koronararterie,
die normalerweise dem Myokard Blut zuführt. Das ischämische Gewebe
verursacht Schmerz bei der betroffenen Person.
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Die
Behandlung von myokardischer Ischämie wurde mit mehreren Techniken
angegangen, die konzipiert sind, die Blutzufuhr zum betroffenen
Bereich wiederherzustellen. Ein herkömmlicher Ansatz zur Behandlung
von Ischämie
war es, Antikoagulantien (blutgerinnungshemmende Mittel) mit dem
Ziel zu verabreichen, den Blutfluss zu erhöhen, indem die Bildung von
Tromben im ischämischen
Bereich verhindert wird.
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Ein
anderes herkömmliches
Verfahren zum Steigern des Blutflusses an das ischämische Gewebe
des Myokards ist die Kornararterien-Bypasstransplantation (coronary
artery bypass grafting, CABG). Eine Art des CABG umfasst das Implantieren
eines venösen
Segments zwischen der Aorta und der Kornararterie, um den verschlossen
(okkludierten) Abschnitt der Arterie zu umgehen. Sobald der Blutstrom zu
dem Abschnitt der Koronararterie hinter der Okklusion umgelenkt
wurde, wird die Zufuhr von sauerstoffhaltigem Blut zum Bereich des
ischämischen
Gewebes wiederhergestellt.
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Vor
mehr als 30 Jahren haben damalige Forscher viel versprechende Ergebnisse
zur Revaskularisierung des Myokards durch Durchstechen des Muskels
berichtet, um mehrere Kanäle
für den
Blutfluss zu erzeugen. Sen, P.K. et al., „Transmyocardial Acupuncture-
A New Approach to Myocardial Revascularization", Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery,
Band 50, Nr. 2, August 1965, Seiten 181–189. Obwohl Forscher über unterschiedliche
Erfolgsquoten mit den verschiedenen Verfahren zum Durchstehen des
Myokards berichtet haben, um den Blutfluss zum Muskel wiederherzustellen
(was allgemein als transmyokarde Revaskularisierung oder TMR bekannt
wurde), haben sich viele häufig
auftretenden Problemen gegenüber
gesehen, wie z. B. dem Verschluss der erzeugten Kanäle. Verschiedene Techniken
zum Perforieren des Muskelgewebes, um den Verschluss zu vermeiden,
wurden von Forschern berichtet. Diese Techniken umfassen das Durchstehen
mit einem festen Draht mit scharfer Spitze oder das Durchbohren
mit einem hypodermischen Röhrchen.
Es wird berichtet, dass viele dieser Verfahren ein Trauma oder den
Riss des Gewebes erzeugten, der schließlich zum Verschluss des Kanals
führte.
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Ein
alternatives Verfahren zum Erzeugen von Kanälen, das möglicherweise das Problem des Verschließens vermeidet,
umfasst die Verwendung der Lasertechnologie. Forscher haben Erfolge
dabei berichtet, funktionsfähige
Kanäle
im Myokard aufrechtzuerhalten, indem die Kanäle mit Hilfe der Wärmeenergie
eines Lasers gebildet wurden. Mirhoseini, M. et al., „Revascularization
of the Heart by Laser", Journal
of Micorsurgery, Band 2, Nr. 4, Juni 1981, Seiten 253–260. Es
wird berichtet, dass der Laser Kanäle im Gewebe gebildet hat,
die sauber waren und ohne Risse und Traumata erzeugt wurden, was nahe
legt, dass keine Vernarbung auftritt und die Kanäle mit geringerer Wahrscheinlichkeit
einen Verschluss erfahren, der von der Heilung herrührt. Das US
Patent Nr. 5,769,843 (Abela et al.) offenbart die Erzeugung von
laserhergestellten TMR Kanälen
unter Verwendung eines Katheter-basierten Systems. Abela offenbart
auch ein magnetisches Navigationssystem, um den Katheter an die
gewünschte
Stelle im Herzen zu führen.
Die Aita US Patente 5,380,316 und 5,389,096 offenbaren einen anderen
Ansatz für ein
Katheterbasiertes System zur TMR.
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Obwohl
in einigen Veröffentlichungen
der Wunsch anerkannt wurde, die TMR in einem nicht Laser-basierten
Katheterisierungseingriff durchzuführen, scheint es keinen Nachweis
zu geben, dass solche Eingriffe in die Praxis umgesetzt wurden.
Das US Patent Nr. 5,429, 144 (Wilk) offenbart das Einsetzen eines
expandierbaren Implantats in einen vorgeformten, im Myokard erzeugten
Kanal zu Zwecken der Erzeugung eines Blutflusses in das Gewebe aus dem
linken Ventrikel.
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Die
Durchführung
der TMR durch Platzieren von Stents in das Myokard ist auch im US
Patent Nr. 5,810,836 (Hussein et al.) offenbart. Das Hussein-Patent
offenbart verschiedene Stentausführungsformen,
die durch das Epikard des Herzens in das Myokard eingeführt und
so positioniert werden, dass sie sich zum linken Ventrikel öffnen. Die
Stents sind dafür
gedacht, einen offenen Kanal in das Myokard aufrechtzuerhalten,
durch welchen das Blut aus dem Ventrikel eintritt und in das Myokard
perfundiert.
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In
den letzten Jahren war die Angiogenese, d. h. das Wachstum neuer
Blutgefäße im Gewebe, der
Gegenstand verstärkter
Forschung. Solches Blutgefäßwachstum,
um neue Zuführwege
für sauerstoffhaltiges
Blut zu einem Gewebebereich bereitzustellen, hat das Potential,
eine Vielzahl von Gewebe- und
Muskelleiden, insbesondere Ischämie,
zu beheben. Hauptsächlich
hat sich die Forschung auf das Perfektionieren von angiogenischen
Faktoren konzentriert, wie z. B. menschliche Wachstumsfaktoren, die
mit Hilfe von Genmanipulation hergestellt wurden. Es ist berichtet
worden, dass die Injizierung eines solchen Wachstumsfaktors in das
Myokardgewebe die Angiogenese an jener Stelle injiziert, die sich durch
ein neues, dichtes Kapillarennetzwerk im Gewebe darstellt. Schumacher
et al., „Induction
of Neo-Angiogenesis in Ischemic Myocardium by Human Growth Factors", Circulation, 1198;
97:645-650.
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Darstellung
der Erfindung
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung wird ein Wirkstoffzuführsystem für die Behandlung von Myokardischämie bereitgestellt,
umfassend: ein einen therapeutischen Wirkstoff enthaltendes Pellet; eine
biegsamen Körper,
der in das Myokard eines Herzens implantierbar ist, wobei der Körper ein
hohles Inneres aufweist, das gestaltet ist, um das Pellet im Inneren
aufzunehmen und zu halten, nachdem der Körper implantiert wurde; und
eine implantierbare Zuführvorrichtung,
die beschaffen ist, um das Gewebe des Endokards oder Epikards des
Herzens zu durchstechen, um den Körper zu implantieren.
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Das
vorliegende System dient zur Zufuhr eines Wirkstoffs in Kombination
mit einer implantierbaren Vorrichtung, um den jeweils gebotenen
therapeutischen Vorteil zu maximieren. Der therapeutische Wirkstoff
ist in einem Pellet enthalten, um seine Handhabung zu erleichtern
und seine Dissipationsrate in das Gewebe nach der Zufuhr zu regeln.
Die Implantiervorrichtung ist speziell gestaltet, um das Pellet
aufzunehmen und zu halten, jedoch es dem Blut zu erlauben mit dem
Pellet in Wechselwirkung zu treten, so dass der Wirkstoff in das
Blut in und um die Vorrichtung und das umgebende Gewebe abgegeben
werden kann. Ein Zufuhrsystem umfasst eine Implantatzuführvorrichtung,
die einen Obturator aufweist, der in der Lage ist, das Gewebe zu
durchstechen, und eine Pelletzuführvorrichtung,
um ein Pellet in das Innere des Implantats zu platzieren, nachdem es
implantiert wurde. Alternativ können
die Implantatzuführvorrichtung
und die Pelletzuführvorrichtung
in einem Gerät
enthalten sein, um die Zufuhr des Pellets in das eingebetete Implantat
zu erleichtern. Alternativ wird ein System offenbart, um das Implantat und
das Pellet gleichzeitig zuzuführen.
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Obwohl
das vorliegende System zur Behandlung von Gewebe in jedem Bereich
des Körpers, insbesondere
von ischämischen
Gewebe, das verringerten Blutfluss erfährt, von Nutzen ist, sind die
beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren speziell zur Behandlung
von Ischämie
des Myokards konzipiert. Bei der Behandlung des Myokards kann die vorliegende
Implantat- und Pelletkombination perkutan durch ein Katheter-basiertes
System in das Endokard des Herzens, transthoraxisch (durch den Brustkorb)
oder chirurgisch durch das Epikard des Herzens eingeführt werden.
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Mit
spezifischen Wirkstoffen und einer besonderen Gestaltung der Implantiervorrichtung
kann die Revaskularisierung durch Angiogenese und die Gefäßbildung
im ischämischen
Gewebe durch den Einsatz der vorliegenden Erfindung gefördert werden.
Eine weite Auswahl therapeutischer Wirkstoffe, die zur Revaskularisierung
führen,
kann mit Hilfe des Pellets eingeführt werden, inklusive: Wachstumsfaktoren;
Gentherapien oder natürliche
oder künstlich erzeugte
Substanzen, die im Pellet formbar sind. Die Pelletbildung ist im
medizinischen Gebiet wohl bekannt und umfasst typischerweise ein
inertes Pulver, das zusammengepresst wurde, um einen tabletten- oder
pillenähnlichen
Gegenstand zu bilden.
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Die
Implantatvorrichtung stellt dem betroffenen Gewebe auch auf verschiedene
Weise therapeutische Vorteile zur Verfügung. Zuerst stellt die Struktur
der Implantatvorrichtung einen inneren Hohlraum im Gewebe bereit,
der es dem Blut erlaubt, zusammenzufließen, sich mit den Wirkstoffen
des Pellets zu vermischen und zu koagulieren. Die Koagulierung tritt
in und um die Vorrichtung als Teil der Koagulationskaskade auf,
die schließlich
zu neuer Gefäßbildung
und -rekrutierung führt.
Zusätzlich
erzeugt das Vorhandensein einer Vorrichtung im sich bewegenden Gewebe
eines Muskels wie z. B. des Myokards eine Irritation oder Verletzung
des umgebenden Gewebes, was weiter eine Reaktion auf die Verletzung und
die Koagulationskaskade fördert,
die wiederum zu neuem Gewebewachstum führen. Zusätzlich verursacht das Implantat
eine Reaktion auf einen Fremdkörper,
was eine Makrophagen anziehende Entzündung verursacht, welche wiederum
die Sekretion von Wachstumsfaktoren bewirken. Geeignete Implantatvorrichtungen
sollten biegsam sein, einen Innenraum definieren, im Gewebe verankerbar
sein und es einem Fluid wie z. B. Blut erlauben, zwischen dem umgebenden
Gewebe und dem Inneren der Vorrichtung übertreten zu können. Beispiele
von Gewebeimplantatvorrichtungen sind in den Druckschriften US-A-6,432,126,
6,458,092, 6,692,520 und 6,620,170 offenbart. Die Zufuhr therapeutischer Wirkstoffe
in einer Pelletform ist in den Drucksschriften US-A-6,2501,418,
6,197,324 und 6,689,121 besprochen.
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Ein
Dokument, das die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 offenbart
ist die WO 99/21510.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Um
ein besseres Verständnis
der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen und um zu zeigen, wie selbige
umgesetzt werden kann, wird im Folgenden lediglich im Wege eines
Beispiels auf die beigefügten Zeichnungen
Bezug genommen, in welchen:
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1 eine
Seitenansicht einer Implantatvorrichtung ist, die gestaltet ist,
um ein Pellet aufzunehmen;
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2 eine
Seitenansicht einer ein Pellet enthaltenden Implantatvorrichtung
ist;
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3A eine
Seitenansicht einer Implantatzuführvorrichtung
ist;
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3B ein
Detail der distalen Spitze der in 3A gezeigten
Implantatzuführvorrichtung
ist;
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3C ein
Detail der distalen Spitze einer in 3A gezeigten
Implantatzuführvorrichtung
ist, welche ein Implantat trägt;
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4 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht einer Implantatvorrichtung
und eines Pelletzuführsystems
ist;
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5 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht eines Pellet- und Implantatvorrichtungszuführsystems
und eines Ausrichtinstruments ist;
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6 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht eines Pellet- und Implantatvorrichtungszuführsystems
und eines Ausrichtinstruments ist;
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7 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht eines Pellet- und Implantatzuführsystems
ist, das einen Tiefenmonitor verwendet;
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8A eine
Endansicht eines Pelletzuführrohrs
in seinem expandierten Zustand ist;
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8B eine
Endansicht eines Pelletzuführrohrs
in seiner entspannten Position ist;
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9 eine
Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Pelletzuführrohrs
ist;
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10 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht eines Pellet- und Implantatzuführsystems
ist;
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11A eine teilweise geschnittene Seitenansicht
des Zuführsystems
der 10 ist, das ein Implantat in Gewebe einführt;
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11B eine teilweise geschnittene Seitenansicht
des Zuführsystems
der 10 ist, nachdem die Vorrichtung in das Gewebe
implantiert wurde;
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11C eine teilweise geschnittene Seitenansicht
des Zuführsystems
der 10 ist, das ein Pellet in die implantierte Vorrichtung
einführt;
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11D eine teilweise geschnittene Seitenansicht
des Zuführsystems
der 10 ist, nachdem das Pellet in die implantierte
Vorrichtung eingeführt wurde;
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12A eine Seitenansicht eine Obtuartors ist, der
einen Kanal entsprechend eines alternativen Zuführverfahrens erzeugt;
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12B eine Seitenansicht eines erzeugten Kanals
ist, der entsprechend eines alternativen Zuführverfahrens gebildet wurde;
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12C eine Seitenansicht einer Implantatvorrichtung
und eines Pellets ist, die in einen Kanal mit Hilfe einer Einsetzvorrichtung
entsprechend eines alternativen Zuführverfahrens eingeführt werden;
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12D eine Seitenansicht der Einsetzvorrichtung
ist, die die Implantatvorrichtung dreht, um sie in das Gewebe entsprechend
eines alternativen Zuführverfahrens
einzusetzen;
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12E eine Seitenansicht der Einsetzvorrichtung
ist, die von einer implantierten Vorrichtung und einem Pellet entsprechend
eines alternativen Zuführverfahrens
zurückgezogen
wird.
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Beschreibung
der veranschaulichenden Ausführungsformen
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1 zeigt
eine Seitenansicht einer Implantatvorrichtung 2 der vorliegenden
Erfindung. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Implantatvorrichtung 2 eine
flexible Spirale mit einer Vielzahl individueller Wicklungen 4,
die ein Innenraum definieren. Die Vorrichtung besitzt bevorzugt
einen distalen Bereich 8 und eine proximalen Bereich 10.
Die Wicklungen am distalen Bereich 8 definieren einen Durchmesser,
der kleiner als jener ist, der von den Wicklungen des proximalen
Bereichs 10 definiert wird, so dass ein einen Wirkstoff
tragendes Pellet durch die proximale Öffnung 12 in den proximalen Bereiche 10 eingesetzt
werden kann. Die Wicklungen 4 des distalen Bereichs 8 sind
kleiner bemessen als das Pellet, so dass das Pellet nicht in den
distalen Bereich eintreten kann. In der vorliegenden Anmeldung bedeutet
proximal die Richtung, die vom Patienten wegführt, und distal bedeutet jede
Richtung, die nach innen zum Patienten führt.
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2 zeigt
die Implantatvorrichtung 2, die im Gewebe 3 implantiert
ist und in ihrem Inneren 6 ein Pellet 14 gefangen
hält. Die
Implantatvorrichtung hält einen
Hohlraum 18 innerhalb des Gewebes aufrecht, der durch das
Innere 6 der Vorrichtung definiert wird, wo das Pellet
sitzen kann, und Blut kann zusammenströmen und sich mit den im Pellet 14 enthaltenen Wirkstoffen
mischen. Nachdem die Vorrichtung in das Gewebe implantiert wurde,
und zwar mit Hilfe von Schritten, die im Folgenden detailliert beschrieben
werden, dient ein Schwanz 16, der mit dem proximalen Ende 22 der
Vorrichtung 2 verbunden ist, dazu, die Vorrichtung daran
zu hindern, aus dem Gewebe herauszuwandern. Der Schwanz kann eine
Vielzahl von Gestaltungen umfassen, sollte sich jedoch soweit erstrecken,
dass er ein Profil besitzt, das größer als der Durchmesser der
Wicklungen entlang des Körpers 24 der
Vorrichtung ist. Der Schwanz steht in das Gewebe hervor und ist
unter Oberfläche 26 des Gewebes 3 versenkt,
um eine axiale Wanderung sowie eine Drehung der Vorrichtung zu verhindern,
die es der Vorrichtung erlauben könnte, sich von der Gewebestelle
wegzubewegen. Das Pellet wird im Inneren 6 der Vorrichtung 2 in
Position gehalten, indem der Durchmesser der Wicklungen 4 des
proximalen Abschnitts 10 der Vorrichtung verringert wird,
nachdem das Pellet eingesetzt wurde. Wie oben erwähnt sind
die Wicklungen des distalen Abschnitts 8 so vorgeformt,
dass sie einen Durchmesser besitzen, der kleiner als die seitliche
Ausdehnung des Pellets ist, um eine distale Wanderung aus der Vorrichtung
heraus zu verhindern. Der Durchmesser des proximalen Wicklungsabschnitts 10 kann
durch Zusammenkneifen durch eine sterilisierte Zange verringert
werden, nachdem die Implantatvorrichtung und das Pellet in das Gewebe
eingeführt
wurden. Die Wicklungen mit verringertem Durchmesser des proximalen
Abschnitts 10 und ein distaler Abschnitt 8 der
Vorrichtung lassen einen Einfangabschnitt 28 in der Mitte der
Vorrichtung, wo das Pellet sitzen wird. Das Pellet kann sich geringfügig innerhalb
dieses Einfangabschnitts 28 bewegen, wird jedoch weder
aus dem proximalen Ende 22 noch auf dem distalen Ende 13 der
Vorrichtung herauswandern. Bei der Behandlung des Myokards des Herzens
ist die bevorzugte Länge der
Vorrichtung von der Größenordnung
von ungefähr
7 mm bis 8 mm. Die Vorrichtung kann aus jedem implantierbaren Material
hergestellt werden, wie z. B. Edelstahl oder Nickeltitanlegierung
chirurgischer Qualität.
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Zusätzlich ist
es wichtig, anzumerken, dass das Pellet in der Vorrichtung und im
Einfangabschnitt 28 durch Herniationspunkte 20 des
umgebenden Gewebes 3 in Position gehalten wird. Nach Einsetzen der
Vorrichtung versucht das umgebende Gewebe, seine vorherige Position
wiedereinzunehmen, wobei es um die einzelnen Wicklungen 4 der
Vorrichtung kollabiert und dazu neigt, an den Punkten 20 durch die
Räume zwischen
den Wicklungen 4 einzubrechen. Die Herniationspunkte, die
sich in das Innere 6 der Vorrichtung 2 erstrecken,
greifen mit dem Pellet 14 ein und helfen dabei, dessen
Position beizubehalten, so dass es nicht durch eines der beiden
Enden oder durch die Räumen
zwischen den Wicklungen 4 hindurchwandert. Es sollte bemerkt
werden, dass das Pellet einen pillen- oder tablettenähnlichen
Gegenstand umfassen kann oder auf medizinischen Gebiet dafür bekannt
ist, dieses zu umfassen, wobei der Gegenstand aus inerten, zusammengepressten Substanzen
gebildet ist; die Substanzen sind normalerweise im Körper absorbierbar.
Das Pellet kann mit einem radioopaken Marker gebildet werden, um
eine radiografische Sichtbarkeit der Implantatstelle bereitzustellen.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann
das Pellet eine allgemein zylindrische Form haben und einen Durchmesser
der Größenordnung
von 1,52 mm (0,060 Zoll) und eine Dicke von 0,711 mm (0,028 Zoll)
besitzen. In Experimenten hat es sich als erwünscht herausgestellt, einen
Zwischenraum von ungefähr
0,05 mm (0,002 Zoll) zwischen dem Pellet und dem Innendurchmesser
der Wicklungen 4 im proximalen Bereich 10 mit
größeren Wicklungen
(sowie dem Einfangabschnitt 28 – nachdem die proximalen Wicklungen 10 geklemmt
wurden) zu haben. Daher wäre
der bevorzugte Innendurchmesser der Wicklungen 4 durch
einen proximalen Bereich 10 von der Größenordnung von 1,651 mm (0,065
Zoll). Es ist auch als erwünscht
befunden worden, dass die Haltewicklungen kleineren Durchmessers
wie z. B. jene am distalen Abschnitt 8 in ihrem Innendurchmesser ungefähr um 0,05
mm (0,002 Zoll) kleiner sind als der Durchmesser des Pellets. Daher
wäre der
bevorzugte Innendurchmesser für
die distalen Wicklungen 8 ungefähr 1,34 bis 1,42 mm (0,055
bis 0,56 Zoll). Gleichwohl ist es bevorzugt, dass der Abstand zwischen
benachbarten Wicklungen 4 der Implantatvorrichtung 2 nicht
mehr als ungefähr
0,66 mm (0,026 Zoll) beträgt,
so dass das Pellet nicht durch den Raum zwischen den Wicklungen
wandert.
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Alternativ
ist es möglich,
und in einigen Fällen
erwünscht,
eine Reibungspassung zwischen dem Pellet und dem Innendurchmesser
der Wicklungen zu haben. Bei einer solchen Gestaltung gäbe es keinen
Zwischenraum um ein installiertes Pellet und die Wicklungen der
Implantatvorrichtung. Die Reibungspassung erlaubt es dem Pellet,
in die Vorrichtung eingeführt
und dort gehalten zu werden, ohne dass die proximalen Wicklungen
hinter dem Pellet geklemmt werden, um es zu halten, wodurch potentiell
ein Einführschritt
eliminiert wird. Wenn ein Pellet so gestaltet wird, dass es keinen
Zwischenraum zum Innendurchmesser der Vorrichtung aufweist, kann
das Pellet so geformt werden, dass es ein distales Ende (Vorderkante)
mit kleinerem Profil aufweist, um einfacher in die enge Öffnung der
Vorrichtung einsetzbar zu sein. Ein Beispiel einer solchen Form
wäre z.
B. ein Pellet mit Kegelform (nicht gezeigt).
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Die
Implantatvorrichtungen 2 der vorliegenden Erfindung können an
ihre vorbestimmte Gewebestelle entweder perkutan mit einem Katheter-basiertem
System, transthoraxisch oder chirurgisch eingeführt werden. Die 3A–3C zeigen
ein Beispiel einer chirurgischen Zuführvorrichtung, die verwendet werden
kann, um die Implantate in Gewebe wie z. B. das Myokard des Herzens
einzuführen.
Die Zuführvorrichtung,
in 3A gezeigt, umfasst einen Obturator 180,
der einen Hauptschaft 182 umfasst, an dem er gegriffen
und manipuliert werden kann. Das distale Ende 181 des Schafts 182 ist
im Detail in 3B gezeigt und umfasst einen
vorrichtungstragenden Abschnitt 184 mit verringertem Durchmesser,
der eine scharfe distale Spitze 186 besitzt, die zum Durchstechen
von Gewebe geeignet ist. Der Durchmesser des Schaftsegments 184 ist
so ausgewählt,
dass er eng in das Innere 6 der Vorrichtungen 2 passt.
Das proximale Ende des Segments 184 endet in einer Schulter 188,
die an der Verbindung eines proximal benachbarten Abschnitts 190 des
Schafts mit geringfügig
vergrößertem Durchmesser
gebildet ist. Das distale Ende des vorrichtungstragenden Segments 184 kann
einen radial vorstehenden Stift 192 umfassen, der so bemessen
ist, dass er zwischen benachbarten Windungen der Wicklungen 4 hervorsteht
und dazwischen passt. Der Stift 192 greift auf gewindeähnliche
Weise mit den Wicklungen ein, so dass, nachdem die Anordnung in
das Gewebe eingesetzt wurde, der Obturator 180 entfernt
werden kann, indem einfach der Obturator abgeschraubt wird, um ihn
von der implantierten Spirale zu befreien. Alternativ kann der Obturator
ohne den vorstehenden Stift 192 gestaltet werden, so dass
die Vorrichtung ohne Verschrauben auf den Obturator aufgeschoben
und von ihm abgezogen werden kann. Wenn die Implantatvorrichtung 2 auf
dem Obturator 180 angebracht ist, kann das proximale Ende
der Vorrichtung gegen die Schulter 188 anliegen und der
Schwanz, abhängig
von seiner Gestaltung, kann sich von dem Segment 190 des
Obturators weg erstrecken oder sich entlang des Segments 190 erstrecken.
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Im
Einsatz wird zuerst ein chirurgischer Zugang zur beabsichtigten
Gewebestelle geschaffen, wie z. B. durch ein Cut-down Verfahren.
Der Obturator mit einer auf dem Segment 184 geladenen Implantatvorrichtung,
wie in 3C gezeigt, kann dann in das
Gewebe vorgeschoben werden, um das Implantat einzuführen.
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Die
scharfe Spitze durchsticht das Gewebe und erlaubt es dem Obturator
und dem Implantat, nach innen in das Gewebe geschoben zu werden.
In dem Beispiel der Einführung
in das Myokard, wird ein Zugang zur epikardiaten Oberfläche des
Herzens geschaffen und diese vom Obturator durchstochen, um das
Implantat einzuführen.
Der Stift 192 und/oder die Schulter 188 verhindern
während
des Einführens
die proximate Bewegung des Implantats entlang des Segments 184.
Bevorzugt wird das distale Ende des Obturators in das Endokard und
geringfügig
darüber hinaus
vorgeschoben, um die Implantatvorrichtung zu platzieren. Der Obturator
kann dann von der Implantatvorrichtung abgeschraubt und getrennt
werden. Wenn der Obturator ohne den Stift 192 konfiguriert ist,
kann der Obturator direkt aus der Vorrichtung und dem Gewebe zurückgezogen
werden. Indem einfach ein leichter Verschlussdruck auf die epikardiale Punktion
ausgeübt
wird, wird das Punktionsloch veranlasst, sich am Epikard durch Gerinnung
zu verschließen.
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4 zeigt
eine teilweise geschnittene Ansicht einer Ausführungsform eines Wirkstoffzuführsystems 44.
Die Zuführvorrichtung 44 umfasst
ein flexibles Rohr 46, das bemessen ist, um in das Innere der
Implantatvorrichtung 2 zu passen, insbesondere in die Wicklungen 4 des
proximalen Bereichs 10. Die 4 zeigt
eine abgewandelte Version der Implantatvorrichtung, die zusätzlich zum
distalen Abschnitt 8 und zum proximalen Abschnitt 10 einen
mittleren Abschnitt 11 aufweist, der Wicklungen 4 besitzt,
welche einen Durchmesser bilden, der zwischen dem kleineren Durchmesser
des distalen Abschnitts und dem größeren Durchmesser des proximalen
Abschnitts liegt. Dieser mittlere Abschnitt 11 wird zum Einfangabschnitt 28 der
Vorrichtung, wo das Pellet 14 sitzen wird, nachdem es in
das Implantat installiert wurde. Nachdem das Implantat 2 in
das Gewebe 3, wie z. B. jenes des Myokards des Herzens,
eingeführt
wurde, und zwar durch das Verfahren und den Einsatz eines Obturators
wie oben beschrieben, wird das flexible Rohr 46, das mit
dem Pellet 14 beladen ist, in den proximalen Bereich 10 der
Vorrichtung durch die proximate Öffnung 12 eingeführt. Ein Schubstab 48,
der gleitend im Lumen 50 des flexiblen Rohrs 46 aufgenommen
ist, wird distal vorgeschoben und drückt das Pellet 14 aus
dem distalen Ende 52 des Rohrs 46 und in das Innere 6 der
Implantatvorrichtung. Nach Ausstoß des Pellets 14 können das Rohr 46 und
der Schubstab 48 proximal aus dem Gewebe 3 der
Vorrichtung 2 zurückgezogen
werden. Der proximale Abschnitt 10 der Implantatvorrichtung wird
dann beispielsweise mit Hilfe einer sterilisierten Zange auf einen
kleineren Durchmesser zusammengeklemmt. Mindestens eine Wicklung
muss auf den oben diskutierten verringerten Durchmesser zusammengeklemmt
werden, um das Pellet 14 ausreichend festzuhalten. Es ist
akzeptabel, dass das Pellet eine gewisse Bewegungsfreiheit im Einfangabschnitt 28 der
Vorrichtung besitzt, nachdem es implantiert wurde.
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5 zeigt
eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Wirkstoffzuführsystems
und eines Ausrichtinstruments 54. Das in 5 gezeigte
Wirkstoffzuführsystem
arbeitet identisch wie jenes, das in Verbindung mit 4 beschrieben
wurde, macht jedoch von einem trichterförmigen Ausrichtinstrument 54 Gebrauch,
um bei der Führung
des flexiblen Rohr 46 in die proximale Öffnung des Implantats 2 zu
helfen, nachdem es in das Gewebe 3 platziert wurde. In Situationen,
in denen das Implantat in Muskelgewebe eingeführt wurde, welches hochdynamisch
ist, wie das Myokard des Herzens, kann es schwierig sein, das distale
Ende 52 des flexiblen Rohrs mit der implantierten Vorrichtung 2 auszurichten,
und zwar aufgrund der Bewegung der Vorrichtung im dynamischen Gewebe.
Die Vorrichtung kann in das Gewebe über den oben beschriebenen
Obturator eingesetzt werden, während
das Ausrichtinstrument 54 in Position ist, so dass, wenn
der Obturator entfernt wirde, die Oberfläche des Gewebes 26,
wie z. B. das Epikard im Fall von Myokardgewebe, zurückgehalten wird,
so dass die proximale Öffnung 12 der
Vorrichtung offen ist und bereit ist, das Pellet 14 aufzunehmen.
Das Ausrichtinstrument kann aus jedem steifen Polymermaterial gebildet
werden und ist an seinem distalen Ende 53 so bemessen,
dass es eng in den Innendurchmesser des proximalen Abschnitts 10 der Implantatvorrichtung 2 hineinpasst.
Das proximale Ende 55 definiert eine Trichtervorrichtung,
die sich zu einem Durchmesser hin öffnet, der wesentlich größer als
das Wirkstoffzuführrohr 46 ist,
um die Aufnahme des Rohrs in das Ausrichtinstrument zu erleichtern.
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6 zeigt
ein anderes Ausrichtinstrument 56, das dabei hilft, das
flexible Rohr 46 in die proximale Öffnung 12 der Implantatvorrichtung
so zu steuern, dass ein Pellet 14 eingeführt werden
kann. Das äußere Einpass-Ausrichtinstrument 56 kann
auch aus einem steifen Polymer gebildet sein und kann vor Einführen in
das Gewebe 3 auf die Implantatvorrichtung 2 angewendet
werden. Das äußere Ausrichtinstrument 56 ist
so bemessen, dass es ein distales Ende 58 besitzt, das
geringfügig
größer als
der Außendurchmesser
des proximalen Abschnitts 10 des Implantats 2 ist.
Dies ist im Gegensatz zum distalen Ende des oben diskutierten inneren
Ausrichtinstruments, welches so bemessen ist, dass es in die Wicklungen
des proximalen Abschnitts 10 der Implantatvorrichtung passt.
Zusätzlich
besitzt das proximale Ende 60 des vorliegenden Ausrichtinstruments
denselben Durchmesser wie das distale Ende 58, ist jedoch
noch ausreichend groß,
um das distale Ende 52 des flexiblen Rohrs 46 aufzunehmen.
Das proximale Ende kontrastiert auch mit der proximalen Öffnung 55 des
oben beschriebenen Ausrichtinstruments, welches einen größeren aufgeweiteten
Durchmesser besitzt, um bei der Aufnahme des flexiblen Rohrs 46 zu
helfen.
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7 zeigt
eine andere teilweise geschnittene Seitenansicht des Pelletzuführrohrs 46,
das ein Pellet 14 in die Implantatvorrichtung 2 einführt. Das flexible
Rohr 46 benutzt einen optionalen Fänger 62, um die Tiefe
zu steuern, bis zu welcher das Rohr 46 in den proximalen
Bereich 10 der Implantatvorrichtung 2 eingesetzt
wird. Es ist hilfreich, die Tiefe, bis zu welche das flexible Rohr
in das Implantat 2 eingesetzt wird, zu steuern, so dass
das Implantat nicht durch aggressives Einsetzen in einer distalen
Richtung aus der Position gedrückt
wird. Der Fänger 62 kann
einen aus einem steifen Polymermaterial gebildeten Flansch umfassen,
der am Pelletzuführrohr 46 beispielsweise
mit Hilfe eines Klebstoffs befestigt ist. Der Fänger kann auf dem Zuführrohr unter
einem geeigneten Abstand positioniert werden, so dass distale Ende 52 des
Pelletzuführrohrs
unter dem geeigneten Abstand im Implantat gehalten wird.
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Zusätzlich zeigt
die 7 ein Beispiel eines Regelmechanismus für die Pelletbewegung,
die einen Schlitz 64 entlang der Länge des flexiblen Rohrs 46 umfasst.
Der Schlitz 64 erlaubt es dem Pelletzuführrohr 46, einen variablen
Durchmesser zu haben, der dazu dient, eine enge Passung auf einem
Pellet beizubehalten, welches durch das Rohr vorgeschoben wird,
so dass es nicht frei und ohne Kontrolle durch den Benutzer durch
das Rohr gleitet. 8A zeigt eine Endansicht des
flexiblen Rohrs 46, wenn ein Pellet 14 sich im
Rohr befindet. 8A zeigt einen größeren Durchmesser
D1 des flexiblen Rohrs aufgrund des Vorhandenseins des Pellets 14 im
Lumen 50 des Rohrs 46. Nachdem das Pellet aus
dem Rohr ausgestoßen
wurde, kehrt es elastisch in eine Gestalt mit kleinerem Durchmesser
zurück,
der in 8B mit D2 gezeigt ist. Der Schlitz 64 erlaubt
die Änderung
des Durchmessers des Rohrs. Die natürliche Elastizität des Polymermaterials
des Rohrs veranlasst das Rohr, zum Durchmesser D2 hin vorgespannt
zu sein. Diese inhärente
Vorspannung bewirkt eine Kraft, die auf jedes Pellet 14 im
Lumen 50 angewendet wird, da das Pellet das Rohr zwingt,
seinen Durchmesser auf einen Durchmesser größer als D2 zu vergrößern. Daher
wird die Bewegung des Pellets durch den Reibungskontakt mit der
inneren Oberfläche
des Lumens 50 beschränkt.
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9 zeigt
einen alternativen Mechanismus zum Beschränken der Bewegung eines Pellets 14 innerhalb
eines flexiblen Rohrs 46. Die 9 zeigt
ein flexibles Rohr 46 mit elastisch nach innen vorstehenden
Fingern 66 um den Umfang des distalen Endes 52 des
flexiblen Rohrs. Die nach innen vorstehenden Finger 66 dienen
dazu, ein Pellet zu fangen und es davor zu bewahren, aus dem distalen
Ende 52 des Rohrs auszutreten, bis eine ausreichende Kraft
vom Schiebestab 48 ausgeübt wird, um die natürlich Elastizität der Finger 66 zu überwinden.
Alternativ kann das Pellet mit anderen am Schiebestab 48 befestigten
Mittel zurückgehalten
werden, wie z. B. einem kleinen Ankermechanismus (nicht gezeigt).
Alternativ kann das Pellet so gestaltet sein, dass es ein Loch oder
eine andere Form aufweist, die von einer Verlängerung des Schiebstabs 48 greifbar
ist, um die distale Bewegung des Pellets zu regeln.
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10 zeigt
eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines alternativen Wirkstoffzuführsystems 70.
Ein kurzes mehrlumiges Rohr oder Katheter 72 erlaubt es
dem Implantat- und
Pelletzuführsystemen, in
einer Vorrichtung kombiniert zu werden, um die Pelletzufuhr nach
der Implantatzufuhr zu erleichtern. Das mehrlumige Rohr bietet ein
Implantatlumen 74 und ein Pelletlumen 76 für die unabhängige Handhabung
der Implantat- und Pelletzuführvorrichtungen durch
ein einziges Instrument, das die Verbindung mit der Gewebeimplantatstelle
während
des Eingriffs beibehält.
Das mehrlumige Rohr 72 besitzt einen Gewebepositionierungsmechnismus 84 an
seinem distalen Ende 79, der dazu dient, das distale Ende 79 des
Rohrs während
des gesamten Implantat- und Pelletzuführeingriffs zu lokalisieren.
Das Positioniersystem kann einen Ring 83 in Umfangsrichtung
umfassen, der sich um das distale Ende 79 des Rohrs erstreckt
und distal vorspringende Stachel 86 aufweist, die sich
distal vom distalen Ende 79 des Rohrs 72 weg erstrecken.
Wenn das distale Ende 79 des Rohrs bündig mit der Gewebeoberfläche 26 in
Position gebracht wird, stehen die Stacheln geringfügig in das
Gewebe 3 hervor und halten den Katheter an der beabsichtigten
Stelle, solang zumindest eine geringfügige distale Kraft auf das
Mulitlumenrohr 72 aufrechterhalten wird.
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Die
Implantatvorrichtung 2 ist gezeigt, wie sie über eine
modifizierte Obturatorvorrichtung 78 eingeführt wird,
die einen Schaft 80 aufweist, welcher das Implantat während des
Eindringens des Obturators 78 in das Gewebe 3 festhält. Das
Pelletlumen 76 erlaubt die unabhängige Bewegung des Pelletzuführrohrs 46 und
seines jeweiligen Schiebestabs 48. Das Pelletlumen 76 verbindet
sich mit dem Hauptimplantatlumen 74 kurz vor dem distalen
Ende des mehrlumigen Rohrs 72. Diese Anordnung erleichtert
den Einführvorgang,
wie im Folgenden beschrieben wird.
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Die 11A–11D zeigen den Ablauf der Einführschritte unter Verwendung
des oben in Verbindung mit 10 diskutierten
Multilumenkatheters 72. In 11A wird
die Implantatvorrichtung 2 über die Obturatorvorrichtung 78 und
den Obturatorschaft 80 eingeführt. Die Implantatvorrichtung
wird in das Gewebe mit Hilfe einer distalen Kraft und einer Drehbewegung
des Obturators eingesetzt, um das Implantat in das Gewebe 3 zu
schrauben. In 11B ist die Implantatvorrichtung 2 in
das Gewebe eingesetzt gezeigt und der Obturator 78 hat
das Gewebe durchdrungen, um einen Hohlraum 18 im Gewebe
zu bilden, in welchem das Pellet sich befinden kann. 11C zeigt ein Obturator 78 und den Schaft 80, die
proximal durch das Implantatlumen 74 des Multilumenkatheters/-rohrs 72 zurückgezogen
werden. Der Positionierungsmechanismus 84 hält das distale Ende 79 des
Rohrs in Position. Das Pelletzuführrohr 46 wird
distal durch das Pelletlumen 76 vorgeschoben, welches zum
Hauptimplantatlumen 74 und dem distalen Ende 79 des
Rohrs führt,
das immer noch mit der Gewebeoberfläche 26 in Kontakt steht.
Sobald das Pelletzuführrohr
das distale Ende des Multilumenrohrs 72 erreicht hat, kann
der Schiebestab 48 distal vorgeschoben werden, um das Pellet 14 in
den im Inneren der Vorrichtung durch den Obturator 78 erzeugten
Hohlraum 18 auszustoßen.
In 11D wurden sowohl das Pelletzuführrohr 46 als
auch der Obturator 78 und der Schaft 80 des Implantatzuführsystems
proximal in ihre jeweiligen Lumen zurückgezogen und die Implantatvorrichtung 2 und
das Pellet 14 verbleiben im Gewebe 3.
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Die 12A–12E zeigen ein alternatives Wirkstoffimplantiersystem,
wobei das Pellet 14 und die Implantatvorrichtung 12 gleichzeitig
in das Gewebe 2 eingeführt
werden. 12A zeigt einen Obturator 90 herkömmlicher
Gestaltung, der einen Hohlraum 18 im Gewebe 3 in
Vorbereitung für
die simultane Zufuhr des Implantats 2 und des Pellets 14 bildet.
Die 12B zeigt den im Gewebe durch
die durchstechende Wirkung des Obturators 90 erzeugten
offenen Hohlraum 18. Die 12C zeigt
die Einsetzvorrichtung 92, die sowohl das Implantat als
auch das Pellet 14 im Inneren 6 des Implantats
hält, während es
sich dem im Gewebe 3 gebildeten Hohlraum 18 nähert. Durch
Vorformen des Hohlraums 18 mit dem Obturator 90 braucht
das Einsetzinstrument 92 keine sich durch die Länge der
Implantatvorrichtung 2 erstreckende Obturatorspitze besitzen,
die das Vorhandensein des Pellets 14 im Inneren 6 des
Implantats ausschließen
würde.
Das Einsetzinstrument 92 greift die Implantatvorrichtung 2 an
ihrem Ende 16, das in eine Kerbe 94 gequetscht
wird, die in der Seitenwand der rohrförmigen Einsetzvorrichtung 92 gebildet
ist. In den Figuren ist eine alternative Ausführungsform des Schwanzes 16 mit
einer breit gewickelten Spirale gezeigt. 12D führt das
Einsetzinstrument 92 die Implantatvorrichtung 2 weiter
in den im Gewebe 3 gebildeten Hohlraum ein, indem das gewickelte
Implantat in Position gedreht wird. Das Pellet 14 wird
im Inneren 6 der Spule durch das Vorhandensein des Einsetzinstruments
und der distalen Wicklungen mit kleinerem Durchmesser gefangen. Insbesondere
besitzen die distalen Wicklungen 8 des Implantats 2 eine
kleineren Durchmesser, der den Durchtritt des Pellets 14 nicht
erlaubt. Eine proximale Bewegung des Pellets 14 wird durch
das Vorhandensein des Einsetzinstruments 92 verhindert.
In 12E sind die Implantatvorrichtungen und das Pellet
gezeigt, die in das Gewebe 3 eingeführt werden, und das Einsetzinstrument 92 wird
proximal zurückgezogen,
so dass das distale Ende 98 aus dem Inneren 6 der
Implantatvorrichtung zurückgezogen wird.
Das Pellet und die Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform
sind so gestaltet, dass sie eine Reibungspassung aufweisen, so dass
ein Klemmen einer Wicklung der Vorrichtung proximal vom Pellet nicht
erforderlich ist.
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Aus
dem vorangegangenen sollte zu verstehen sein, dass die Erfindung
ein Wirkstoffzuführsystem
zur Zufuhr eines wirkstofftragenden Pellets und eine Implantatvorrichtung
in Kombination bereitstellt. Die Erfindung ist besonders bei der
Förderung
der Angiogenese in einem ischämischen
Gewebe, wie z. B. dem Myokardgewebe des Herzens vorteilhaft. Das Zuführsystem
ist einfach einzusetzen und erfordert ein Minimum an Ausführungsschritten.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, ein Wirkstoffzuführsystem
bereitzustellen, dass die Zufuhr eines Wirkstoffes in Kombination
mit einer Implantatvorrichtung im Gewebe erlaubt.
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Ein
anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, eine Implantatvorrichtung
bereitzustellen, die so gestaltet ist, dass sie ein eine therapeutische
Substanz enthaltendes Pellet hält,
während
es im Gewebe implantiert wird.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung ist es, ein Zuführverfahren zur sequentiellen
Zufuhr der Implantatvorrichtung und eines Pellets mit einer therapeutischen
Subtanz zu ermöglichen,
das relativ einfach und wirkungsvoll ist.
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Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren
zur Zufuhr einer Implantatvorrichtung und eines Pellets mit einem
therapeutischen Mittel zu ermöglichen,
das eine vereinfachte Zuführvorrichtung
verwendet.
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Noch
ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, ein System
bereitzustellen, welches ein Verfahren zum gleichzeitigen Zuführen eines
Pellets mit einem Wirkstoff im Inneren einer Implantatvorrichtung
in Gewebe ermöglicht.
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Es
sollte jedoch zu verstehen sein, dass die vorangegangene Beschreibung
der Erfindung lediglich als dafür
veranschaulichend gedacht ist und dass andere Abwandlungen, Ausführungsformen
und Äquivalente
dem Fachmann offensichtlich sein werden, ohne vom Schutzbereich
der Ansprüche
abzuweichen.