DE68922319T2

DE68922319T2 - Bioabsorbierbares chirurgisches Material für die Behandlung von Nervendefekten und Methode zu seiner Herstellung.

Info

Publication number: DE68922319T2
Application number: DE68922319T
Authority: DE
Inventors: Arnold Lee Dellon; Susan Elizabeth Mackinnon
Original assignee: Neuroregen LLC
Current assignee: Neuroregen LLC
Priority date: 1988-02-01
Filing date: 1989-01-31
Publication date: 1996-01-04
Anticipated expiration: 2009-02-01
Also published as: CA1335527C; DE68922319D1; ES2074446T3; EP0327022A3; EP0327022A2; ATE121608T1; EP0327022B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft allgemein medizinische Einrichtungen, die zum Reparieren von Nervendefekten nützlich sind, und sie betrifft insbesondere eine biologisch absorbierbare chirurgische Einrichtung und ein Verfahren zu deren Verwendung zum Überbrücken einer deutlichen Nervenlücke, an der die Nervenenden nicht leicht herausgezogen und miteinander vernäht werden können.

2. Stand der Technik

Wenn ein Nerv zerrissen oder beschädigt ist, kann er durch einen üblichen Chirurgieablauf repariert werden, der als Nervenreparatur oder, technisch, Neurorrhaphie bezeichnet wird. Unter Zuhilfenahme mikrochirurgischer Techniken kann direktes Vernähen eines Nervs leicht erfolgen, ohne daß zusätzliche Einrichtungen verwendet werden, wenn kein Nerv zwischen den beschädigten oder zerrissenen Nervenenden fehlt. Wenn jedoch ein Teil des Nervs fehlt, existiert eine Nervenlücke oder ein Nervendefekt. Diese Situation kann unter Bewegen der Nervenenden, Zusammenführen derselben und Vernähen derselben überwunden werden, wenn die Lücke oder der Defekt weniger als 1,5 cm ausmacht. Es wurden ziemlich gute Ergebnisse dadurch erhalten, daß Nervenenden auf diese Weise miteinander vernäht wurden.
Jedoch sind immer noch Schwierigkeiten vorhanden. Der Vorgang des direkten Vernähens ist beschränkt, da er extrem ermüdend und zeitaufwendig ist. Die Verwendung zahlreicher Nahten kann zu Trauma des Nervs führen, was die Ausbildung intraneuralen und extraneuralen Verbindungsgewebes oder Narbengewebes stimuliert. Das Eindringen von Verbindungsgewebe in den Reparaturort kann verhindern, daß die regenierenden Axone des proximalen Stumpfs in die mikroskopischen Kanälchen eindringen, die im distalen Stumpf enthalten sind. Diese Situation verursacht häufig die Ausbildung schmerzhafter Neurome am Ort der Naht oder des Nervenimplantats. Ferner wurde gezeigt, daß bei Defekten oder Lücken größer als 1,5 Zentimeter das Strecken der Nervenenden und das direkte Vernähen derselben miteinander eine Spannung in der Nahtlinie hervorruft, was größere Narbenerzeugung verursacht und damit zu schlechten Ergebnissen führt.
Die Technik, die zum Behandeln von Nervenlücken verwendet wird, wird als "Nervenplastik" bezeichnet. Typischerweise wird das Nervenplastikmaterial einem anderen Teil des Körpers einer Person entnommen, im allgemeinen einem Nerv, der zu einem Sensorbereich einer unteren Extremität führt, wie dem Wadennerv. Der Wadennerv wird dem Spenderort entnommen, wobei in der seitlichen Partie des Fußes des Patienten ein Taubheitsbereich zurückbleibt, eine lange Narbe am Bein des Patienten hoch zurückbleibt und die Möglichkeit zukünftigen Schmerzes am Ort besteht, an dem die Beinnervplastik entnommen wurde. Es ist erwünscht, dazu in der Lage zu sein, ein Nervenimplantatmaterial zu schaffen, das für Nervenwachstum über eine deutliche Nervenlücke oder einen -defekt sorgen kann, ohne daß Nervenimplantatmaterial verwendet wird, das dem Körper eines Patienten selbst entnommen wird.
Um für das erforderliche Überbrücken einer Nervenlücke oder eines -defekts zu sorgen, wurden auch tierische (nichtmenschliche) Nervenimplantatsubstitute verwendet. Diese Nervenheteroimplantate wurden auf dieselbe Weise wie ein menschliches Implantat mit den Nervenenden vernäht. Jedoch leiden derartige Typen von Nervenimplantatsubstituten unter vielen Nachteilen. Zunächst sind die Chancen für einen Erfolg hinsichtlich des Erzielens einer Nervneubildung unter Verwendung solcher Implantate extrem unvorhersagbar. Zweitens existiert ein Potential für ein Autoimmunverhalten des Körpers gegen das fremde Nervenimplantatmaterial.
Die Erkennung dieser Schwierigkeit hat viele Forscher dazu veranlaßt, nach Alternativen für direkte Vernähung und die Verwendung von Nervenimplantaten beim Überbrücken von Nervenlücken oder -defekten zu suchen, und innerhalb der letzten Jahre wurde eine Anzahl von Vorgehensweisen versucht, zu denen die Verwendung vieler verschiedener Typen von Materialien gehören. Verfahren und Einrichtungen wurden entwickelt, die sowohl vernähende als auch nichtvernähende Verfahren verwenden, um für eine direkte Verbindung zwischen Nervenenden zu sorgen. All diese Alternativen versuchen, den anastomotischen Nervenort durch Umhüllen, Einbetten in ein Rohr oder Ummanteln desselben auf andere Weise mit einem natürlichen oder fremden Material, sei es absorbierbar oder nichtabsorbierbar, zu schützen. Jedoch offenbart keine der bekannten Literaturstellen eine erfolgreiche Einrichtung und ein erfolgreiches Verfahren, die es ermöglichen, daß ein Nerv neu über eine deutliche Nervenlücke wachsen kann, ohne daß ein Nervenimplantat oder eine direkte Nahtlinie von einem Nervenende zum anderen verwendet wird.
Die US-Patente Nr. 4,534,349 und 4,669,474, beide für T. H. Barrows, offenbaren eine medizinische Einrichtung und ein Verfahren zur Verwendung für die nahtlose Reparatur zerrissener, beschädigter oder implantierter Nerven. Die Einrichtung ist ein in Längsrichtung öffenbares, poröses Rohr mit rauher Oberflächer aus einem gegossenen natürlichen oder künstlichen, absorbierbaren Polymer. Diese Einrichtung ist nicht für die Behandlung von Nervenlücken konzipiert. Sie ist für die Reparatur zerstörter Nerven ohne die Verwendung von Nahtmaterial durch Annähern der zwei Nervenenden aneinander und durch Zusammenhalten derselben innerhalb eines Rohrs mit rauher Oberfläche konzipiert. Wenn bei einer Situation mit einer Nervenlücke verwendet, würde ein autogenes Nervenimplantat verwendet werden. Die rohrförmige Einrichtung würde sowohl das Implantat als auch die zwei Nervenenden umschließen, oder es wären zwei getrennte Einrichtungen erforderlich, jeweils eine an jedem Ende des Implantats und des jeweiligen Nervenendes. Ferner wird das gegossene Rohr gemäß Barrows zweiteilig angewandt, wobei die beiden Teile dann miteinander verhakt werden, so daß das Rohr ziemlich starr ist, was es nicht erlaubt, es bei Situationen zu verwenden, bei denen der reparierte Nerv um ein Eck herumgeführt werden muß oder er Biegekräften unterliegt.
Es ist bekannt, daß nahtlose Tubulisationstechniken nur im Fall sehr kleiner Nerven mit einem einzigen Bündel erfolgreich sind. Der Nervus saphenus in Ratten (mit einem Durchmesser von 0,3 - 0,5 mm) wurde quer durchgetrennt und mit einem vorgeformten Röhrchen oder einer einzelnen Lage einer Kollagenmembran repariert, wie von J. M. Rosen, E. N. Kaplan, D. L. Jewett und J. R. Daniels in "Fascicular Sutureless and Suture Repair of the Peripheral Nerves, A Comparison Study in Laboratory Animals", Orthopedic Review 8 (4), 85 (1979) offenbart. Dieses Reparaturverfahren vermeidet Nähte, jedoch erfordert es eine vollständig spannungslose Situation, um ein Zurückziehen der Nervenstümpfe zu vermeiden. J. M. Rosen berichtet in Orthopedic Transactions 6 (1), 75 (1982), daß der Peronäusnerv in Ratten (mit einem Durchmesser von 0,5 - 1,2 mm) quer durchgeschnitten wurde und mit einem dünnwandigen, extrudierten Röhrchen aus Polyglycolsäure repariert wurde, das in Längsrichtung entlang einer Wand aufgeschnitten war. Dieses Verfahren erfordert ebenfalls eine völlig spannungsfreie Situation und ist im Fall größerer Nerven nicht ratsam, da die enge Passung, die erforderlich ist, um zweckdienliche Nervenstumpfannäherung aufrecht zu erhalten, für keinen Abbau des Drucks sorgt, wie er durch eine nachoperative Schwellung erzeugt wird.
Das US-Patent Nr. 4,662,884 für L. J. Stensaas et al offenbart ein sehr ähnliches Verfahren einer Nervenreparatur (ohne Lücke) unter Verwendung nichtabsorbierbaren Silikongummis. Die Verwendung von Silikongummi als Rohrleitung zur Nervenreparatur ist ebenfalls nicht ohne Nachteile. Da der Gummi im menschlichen Körper nicht absorbierbar ist, ist es erforderlich, eine zweite Operation auszuführen, um das Gummiröhrchen zu entfernen, nachdem die Nervenenden zusammengewachsen sind. Silikongummi hat den weiteren Nachteil, daß er undurchlässig ist.
Es wurden viele Versuche für nachwachsende Nerven über kleine oder unbedeutende (kleiner als 1,5 cm) Nervenlücken oder -defekte ausgeführt. Hakan Molander et al berichtet in "Regeneration of Peripheral Nerve Through A Polyglactin Tube", Muscle and Nerve, 5: 54 - 57 (1982) über zufriedenstellende Ergebnisse beim Überbrücken kleiner Nervenlücken (mit einer Länge von 7 bis 9 mm) unter Verwendung eines biologisch abbaubaren Nahtmaterialnetzes aus Polyglactin, das als Röhrchen um den Nervendefekt herum als Gerippe für wuchernde Zellen geformt ist. Molander et al berichten ferner in "Nerve Repair Using a Polyglactin Tube And Nerve Graft: An Experimental Study in the Rabbit", BIOMATERTALS 4: 276 - 280 (1983), das ein Verfahren zum Überbrücken einer kleinen Nervenlücke (mit einer Länge von 10 mm) mit einem Netzröhrchen aus Polyglactin zu Ergebnissen führte, die im wesentlichen nicht von denen mit einem herkömmlichen Nervenimplantat verschieden sind. Jedoch verwendete Molander dieses Röhrchen nur an kleinen oder unbedeutenden Nervenlücken (mit 1 cm oder weniger).
Es existiert auch umfangreiche Literatur, die über die Verwendung von Kollagenröhrchen mit oder ohne Laminingel zum Behandeln von Nervendefekten berichtet, wie von D. G. Kline und G. J. Hayes in "The Use of A Resorbable Wrapper For Peripheral Nerve Repair, Experimental Studies In Chimpanzees", J. Neurosurgery, 121, 737 (1946) und von R. Madison et al in "Increased Role of Peripheral Nerve Regeneration Using Bioabsorbable Nerve Guides In a Laminin-containing Gel", Experimental Neurology, 88: 767 - 772 (1985) offenbart. Jedoch ist bei der Verwendung von Kollagenröhrchen oder Laminin enthaltenden Röhrchen, um Nervenwachstum zu fördern, zu beachten, daß Kollagen und Laminin hoch immunisierend sind und daß Techniken nicht perfektioniert sind, die ihre Verwendung im Menschen zulassen, ohne daß sich eine Immunreaktion einstellen würde. Ferner verwendeten all diese Forscher ihre Einrichtungen an klinisch unbedeutenden Lücken von 1 Zentimeter (cm) oder weniger an niedrigeren Formen von Tieren und nicht in Primaten.
Einige Forscher haben herausgefunden, daß sich Nerven über eine Nervenlücke von mehr als 10 mm (1 cm) nicht regenieren. B. R. Seckel et al berichten in "Nerve Regeneration Through Synthetic Biodegradable Nerve Guides: Regulation by the Target Organ", J. Plast. Reconstr. Surg. 74: 173 - 181 (1984), das bei einem Rattenmodel ein Nervenlückenabstand von weniger als 10 mm (1 cm) entscheidend ist, um Nervenregeneration über eine Nervenlücke oder einen -defekt zu erzielen.
Jedoch wurde durch Entdeckungen durch die Erfinder festgestellt, daß Nerven über eine deutlich größere Nervenlücke als 1 cm regenieren können. S. E. Mackinnon, A. L. Dellon et al berichten in "Nerve Regeneration Through a Pseudosynovial Sheath in a Primate Model", Plastic and Reconstructive Surgery, 75: 833 - 839 (1985), daß die Nervenenden in einem Pavian über eine Nervenlücke von 3 cm durch eine mit Gefäßen durchzogene Pseudosynovialhülle zurückwuchsen. Die Pseudosynovialhülle wuchs im Körper des Pavians selbst während einer Periode von sechs Wochen, bevor sie am durchgetrennten Nerv auf der Ellenbogenseite des Pavians verwendet wurde. Um dies bei einem Menschen auszuführen, wäre es immer noch erforderlich, die Hülle im menschlichen Körper zu erzeugen, bevor die Reparatur des Nervendefekts angegangen wird. Dies würde mindestens zwei Operationen erfordern und den ganzen Schmerz und die Kosten einschließen, die mit zwei chirurgischen Operationen verbunden sind. Daher ist es sehr erwünscht, eine künstliche, biologisch absorbierbare Nervenleitung zu entwickeln, die im Menschen verwendet werden kann, um beträchtliche Nervenlücken oder -defekte von 1,5 cm oder mehr zu überbrücken.
Das US-Patent Nr. 3,937,223 für R. W. Roth lehrt einen teilweisen komprimierten, durch Wärme geprägten, flexiblen, gewebeabsorbierbaren, kompakten, chirurgisch hämostatischen Filz mit speziellen Faser- und Dichteabmessungen in Form einer dünnen, nachgiebigen Matte. Die zwei damit in Beziehung stehenden US-Patente mit den Nummern 4,033,938 und 3,960,152 offenbaren biologisch absorbierbare Polymere mit unsymmetrisch substituierten 1,4-Dioxan-2,5-dionen, die, wie es in weitem Umfang in Spalte 9, Zeilen 29 - 31 und im Paragraph, der die Spalten 9 und 10 ('938) überbrückt und in Spalte 9, Zeilen 20 - 23 und Zeilen 51 - 65 ('152) ausgeführt ist, als Röhrchen oder Folien für chirurgische Reparatur wie beim Zusammenspleißen von Nerven oder Sehnen nützlich sind. Eine ähnliche Offenbarung im US-Patent Nr. 4,074,366 für Capozza, Spalte 6, Zeilen 13 - 16 und 43 - 57 betrifft Poly(N-acetyl- D-glucosamin) (d.h. Chitin). Jedoch findet sich in den Beschreibungen oder ihren Beispielen keine Offenbarung, die den Fachmann dazu in die Lage versetzt, zu erkennen, wie solche Röhrchen hergestellt werden, welche Eigenschaften erforderlich sind, oder nach welchem Verfahren sie zu verwenden sind.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Hauptaufgabe der Erfindung, eine flexible, biologisch absorbierbare, röhrenförmige Einrichtung zu schaffen, die eine optimale Umgebung für Nervenregeneration über große oder beträchtliche Nervenlücken von ungefähr 2 Millimeter bis ungefähr 6 Zentimeter bilden kann.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine flexible, Röhrcheneinrichtung zu schaffen, die aus einem synthetischen, biologisch absorbierbaren Material hergestellt ist, wie den in Tabelle I nachfolgend aufgelisteten Materialien und zwar zur Verwendung als Nervenregenerationsleitung.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein gewirktes oder gewebtes Röhrchen zu schaffen, das aus einer synthetischen, biologisch absorbierbaren Faser hergestellt ist, das ausreichend flexibel dafür ist, daß es über einen Bogen von bis zu 180 Grad gebogen werden kann, ohne daß der Innendurchmesser der Röhrcheneinrichtung abgequetscht oder eingedrückt wird.
Noch eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein biologisch absorbierbares, flexibles, gewirktes oder gewebtes Röhrchen mit gewelltem Äußeren und relativ glattflächigem Inneren zu schaffen, um Nervenaxonwachstum innerhalb der Röhrcheneinrichtung zu fördern.
Noch eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine flexible, biologisch absorbierbare Nervenröhrcheneinrichtung zu schaffen, die gewebsverträglich ist, Neuromausbildung minimiert, nachchirurgisches Anschwellen auffängt und für optimale Umgebung sorgt, die für Nervenregeneration über eine beträchtliche Nervenlücke oder einen -defekt nicht immunisierend ist.
Es ist eine Sekundäraufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer flexiblen, biologisch absorbierbaren Röhrcheneinrichtung zu schaffen, die für Nervenregeneration über große oder beträchtliche Nervenlücken von ungefähr 2 mm bis ungefähr 6 cm optimale Umgebung schaffen kann.
Noch andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung sind durch die Beschreibung teilweise offensichtlich und werden teilweisen durch diese deutlich.
Die Erfindung schafft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Vorrichtung für die Reparatur von Nervendefekten oder -lücken von eineinhalb Zentimetern oder mehr mit einem flexiblen, porösen, gewirkten oder gewebtes Netzröhrchen aus einem biologisch absorbierbaren Polymer wie denjenigen, die in der untenstehenden Tabelle I aufgelistet sind. Die gewirkte oder gewebte Netzstruktur ist bevorzugt, da sie eine leicht verbiegbare Struktur mit der richtigen Porosität aufweist, um für eine ausgezeichnete Umgebung für Nervenregeneration innerhalb der Einrichtung zu sorgen und gleichzeitig Sauerstoffdiffusion in die Umgebung zuläßt. Die Röhrcheneinrichtung ist entlang ihrer Außenseite gewellt, um ein Röhrchen bereitzustellen, daß über einen Bogen von 180 Grad gebogen werden kann, ohne den Innenumfang der Röhrcheneinrichtung abzuquetschen oder einzudrücken. Die Innenfläche des Röhrchens ist relativ glatt, um innerhalb der Röhrcheneinrichtung für optimale Umgebung für Nervenaxonwachstum in Längsrichtung zu sorgen. Es ist unerwünscht, eine rauhe Innenfläche bereitzustellen, die bewirken kann, daß die Nervenaxonen innerhalb der Röhrcheneinrichtung in Längsrichtung in unregelmäßiger Weise regenerieren. TABELLE I (1) Poly-Alpha-Hydroxysäuren wie Polyglycolsäure (nachfolgend PGA), Polymilchsäure, Copolymere aus Milch- und Glycolsäure und Copolymerisate dieser Polymere mit anderen Polyestern wie Epsilon-Caprolacton (siehe US-Patent Nr. 4,118,470). (2) Copolymere mit einem Glycolsäureester und Trimethylencarbonat-Bindungen (US-Patent Nr. 4,243,775), z.B. das Copolymer im Nahtmaterial MAXON (American Cyanamid Company, Wayne, N. J. 07470, USA) (3) Polydioxanon (US-Patent Nr. 4,052,988). (4) Polyester aus Diolen und Succinsäure und/oder Oxalsäure, wie gemäß den US-Patenten 4,032,993 und 3,883,901, isomorphe Copolyoxalate (US-Patent Nr. 4,141,087) und Poly(Alkylenoxalate) (US-Patent Nr. 4,140,678). (5) Polymere aus unsymmetrisch substituierten 1,4-Dioxan- 2,5-dionen (US-Patent Nr. 3,960,152).
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das gewirkte oder gewebte Netzröhrchen aus 100 % PGA hergestellt. Das Material PGA ist ein biologisch absorbierbares Polymer, das seine Zugfestigkeit für ungefähr 30 Tage aufrecht erhält und dann langsam innerhalb des Körpers hydrolysiert wird. Die bekannte, anerkannte Geschwindigkeit bei Nervenregeneration ist ungefähr ein Millimeter (1 mm) pro Tag. Daher bleibt eine aus dem Polymer PGA hergestellte Röhrcheneinrichtung ausreichend lange am Ort, um es einem Nerv zu ermöglichen, daß er sich über eine Nervenlücke oder einen -defekt von 30 mm oder 3 cm regenieren kann.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das gewirkte oder gewebte Netzröhrchen aus einem Copolymer aus Glycolid und Trimethylencarbonatbindungen hergestellt (Nahtmaterial MAXON ). Es ist bekannt, daß dieses Copolymer seine Zugfestigkeit für mindestens 56 Tage beibehält und dann langsam im Körper resorbiert wird. Eine aus Copolymerfasern aus MAXON hergestellte Röhrcheneinrichtung könnte dazu verwendet werden, Nervenlücken oder -defekte von 5 cm odermehr zu überbrücken.
Die Verwendung einer erfindungsgemäßen Röhrcheneinrichtung zum Überbrücken beträchtlicher Nervenlücken oder -defekte beinhaltet die Auswahl einer Einrichtung, die eine flexible, poröse, biologisch absorbierbare Röhrcheneinrichtung mit gewellter Außenfläche und relativ glatter Innenfläche ist, das Anordnen einer kleinen Mikronaht durch ein erstes Ende der Röhrcheneinrichtung hindurch und dann, durch die Nervenscheideschicht am proximalen Ende des durchtrennten Nervs, Ziehen des proximalen Nervenendes in das erste Ende der Röhrcheneinrichtung und dortiges Befestigen, Setzen einer zweiten Mikronaht durch ein zweites Ende der Röhrcheneinrichtung und dann, durch die Nervenscheideschicht am distalen Ende des durchtrennten Nervs, Ziehen des distalennervenendes in das zweite Ende der Röhrcheneinrichtung und dortiges Befestigen, was es ermöglicht, daß das proximale und distale Nervenende ausreichend weit voneinander beabstandet sind, daß das proximale Nervenaxon über die Nervenlücke in das distale Nervenende einwächst.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird beispielhaft in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht, die Teil der Beschreibung bilden und in denen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen gewellten Röhrcheneinrichtung ist;
Fig. 2 eine Seitenansicht der gewellten Röhrcheneinrichtung ist, wobei dargestellt ist, daß ein proximales und ein distales Nervenende innerhalb der erfindungsgemäßen Röhrcheneinrichtung befestigt sind;
Fig. 3 ein Teilquerschnitt durch die in Fig. 2 dargestellte Röhrcheneinrichtung ist, der die gewellte Außenfläche in Beziehung zur relativ glatten Innenfläche zeigt, wobei innerhalb der Röhrcheneinrichtung das proximale und distale Nervenende vor Ort vernäht sind;
Fig. 4 eine Seitenansicht einer Aufspannvorrichtung zum Wellen des Röhrchens ist, mit einem Stahlstab und einem Futter mit einem über dem Stab angeordneten nichtgewellten Röhrchen, wobei ein Strang Nahtmaterial um das Röhrchen gewikkelt ist;
Fig. 5 ist eine Seitenansicht der Aufspannvorrichtung zum Wellen, die zeigt, wie das Röhrchen in Längsrichtung auf dem Stab zusammengedrückt ist, wobei angrenzend an jedes Ende des Röhrchens eine Einfassung angeordnet ist, um sicherzustellen, daß das Röhrchen die gewünschte Form beibehält; und
Fig. 6 eine Ansicht eines Vakuumofens ist, in dem das zusammengedrückte Röhrchen und die Aufspannvorrichtung zum Wellen im Vakuum erwärmt werden, um die extern gewellte Oberfläche des Röhrchens sich setzen zu lassen.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Die biologisch absorbierbare Einrichtung und ihr Herstellverfahren gemäß der Erfindung betreffen ein flexibles Röhrchen, das dadurch hergestellt wird, daß biologisch absorbierbare Fasern durch Wirken oder Weben in die Form eines Röhrchens gebracht werden und sich die Röhrchen dann im Trockenen unter Wärme setzen, um die in in-vivo-Festigkeit der Polymerfasern zu verbessern und um ein Röhrchen mit Wellen an seiner Außenfläche zu schaffen. Die gewellte Außenfläche des Röhrchens erlaubt ein Biegen des Röhrchens, ohne daß der Innenkanal der Röhrcheneinrichtung versperrt wird. Das Röhrchen wird dazu verwendet, eine beträchtliche Nervenlücke oder einen -defekt zu überbrücken, wie sie auftritt, wenn ein Nerv durchtrennt oder zerrissen wird und die Nervenenden nicht leicht aneinander zurückgeführt werden können. Das Röhrchen ist mit einer relativ glatten Innenfläche versehen, um die Einführung von Nervenenden in die Röhrcheneinrichtung zu erleichtern und um eine Umgebung innerhalb des Röhrchens zu schaffen, die Axonwachstum in Längsrichtung über die Nervenlücke oder den -defekt fördert.
Unter den beigefügten Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine biologisch absorbierbare Röhrcheneinrichtung 10, die gemäß der Erfindung hergestellt wurde. Das Röhrchen 10 weist eine Außenfläche 12 und eine Innenfläche 14 auf. Es ist gezeigt, daß die Röhrchenaußenfläche 12 mehrere Falten oder Wellen 16 trägt. Die Wellen 16 auf der Röhrchenaußenfläche 12 ermöglichen es, daß die Röhrcheneinrichtung über einen Bogen von 180 Grad gebogen werden kann, ohne daß die Innenfläche 14 eingequetscht oder eingedrückt wird. Dieses Merkmal ist für die Funktion der Röhrcheneinrichtung extrem wichtig, da es häufig erforderlich ist, daß die Röhrcheneinrichtung über Gelenke oder Bereiche läuft, wo ein Biegen des regenierenden Nervs auftritt. Wenn die Innenfläche 14 einbeult oder Falten bildet, wird die Strömung von Axonalsubstanzen über die Nervenlücke blockiert und der Nerv regeniert nicht vollständig über die Lücke.
Die Fig. 2 und 3 zeigen die Röhrcheneinrichtung 10 vor Ort, wobei sie eine Nervenlücke oder einen -defekt zwischen einem proximalen Nervenende 18 und einem distalen Nervenende 20 überbrückt. Ein biologisch absorbierbares Nahtmaterial wie das Nahtmaterial DEXON (American Cyanamid Company, Wayne, N. J. 07470, USA) oder das Nahtmaterial MAXON (American Cyanamid Company, Wayne, N. J. 07470, USA) ist unter 22 und 24 dargestellt, das das proximale Nervenende 18 und das distale Nervenende 20 mit der Wand der Röhrcheneinrichtung 10 verbindet.
Das Nahtmaterial 22 wird an einem Punkt ungefähr 5 mm entfernt von einem Ende der Röhrcheneinrichtung durch die Wand derselben gefädelt und dann in die Nervenscheideschicht des proximalen Nervenendes 18. Das Nahtmaterial 22 wird dann angezogen, damit das proximale Nervenende in das Ende der Röhrcheneinrichtung 10 überführt wird. Dann wird das Nahtmaterial 22 auf im Stand der Technik bekannte Weise mit der Röhrchenwand verknotet. Dann wird der Prozeß mitdem Nahtmaterial 24 wiederholt, um das distale Nervenende 20 in das entgegengesetzte Ende der Röhrcheneinrichtung hineinzuziehen.
Wie in Fig. 3 dargestellt, sind das proximale und das distale Nervenende 18 und 20 so innerhalb der Röhrcheneinrichtung 10 befestigt, daß zwischen den Nervenenden eine Lücke vorhanden ist. Das proximale Nervenende 18 regeniert über die Nervenlücke in das distale Nervenende 20 hinein. Aus Fig. 3 ist erkennbar, daß die Wellen 16 detaillierter eine Reihe von Kämmen 26 und Tälern 28 entlang der gesamten Röhrchenaußenfläche 12 aufweisen. Es ist dargestellt, daß die Innenfläche 14 mehrere ebene Flächen 30 aufweist, um für eine relative glatte Fläche zu sorgen, um die Einführung von Nervenenden in die Röhrcheneinrichtung zu erleichtern und um für optimale Umgebung für Axonalwachstum innerhalb des Röhrchens zu sorgen.
Die Art des Erzeugens der Wellen 16 an der Röhrchenaußenfläche 12 ist in den Fig. 4 - 6 dargestellt. Fig. 4 zeigt ein nichtgewelltes (gewirktes oder gewebtes) Netzröhrchen, das über einen Stahlstab 32 gezogen ist. Der Durchmesser des Stabs 32 ist ungefähr so bemessen, daß das Röhrchen eng passend über den Stahl gleitet. Der Stab 32 und das Netzröhrchen sind auf einem Spannfutter 34 einer Wickelvorrichtung wie einer (nicht dargestellten) Drehbank oder einer anderen käuflich erhältlichen Vorrichtung zum Verdrehen des Stabs 32 angebracht. Eine (nicht dargestellte) Flechtspule ist mit einem Nahtmaterial 36 wie dem Nahtmaterial 4/0 DEXON (American Cyanamid Company, Wayne, N. J. 07470, USA) bewikkelt, die am (nicht dargestellten) Schneidwerkzeughalter der Drehbank befestigt werden kann. Das Nahtmaterial 36 wird mit einem Ende des Röhrchens verknotet, wie bei 38 dargestellt, und dann wird die Drehbank gedreht, um das Nahtmaterial um das Netzröhrchen 10 zu wickeln. Vorzugsweise wird das Nahtmaterial 36 so um das Netzröhrchen 10 gewunden, daß ungefähr zwölf (12) Windungen an Nahtmaterial pro 2,5 cm (1 Zoll) Länge des Röhrchens vorhanden sind. Wenn die Gesamtlänge des Netzröhrchens mit Nahtmaterial bewickelt wurde, wird das Nahtmaterial 36 durchgeschnitten und um das entgegengesetzte Ende des Netzröhrchens 10 herum verknotet.
Fig. 5 zeigt das Netzröhrchen 10 in zusammengedrücktem oder in Längsrichtung komprimiertem Zustand auf dem Stab 32, so daß die Gesamtlänge des Röhrchens ungefähr auf die Hälfte beschnitten ist. Auf den Stab 32 ist eine Einfassung 40 gesetzt, um das Netzröhrchen 10 im zusammengedrückten oder komprimierten Zustand zu halten. Das komprimierte Netzröhrchen 10, der Stab 32 und das Futter 34 werden dann in einem Vakuumofen 42 angeordnet, wie in Fig. 6 dargestellt. Der Vakuumofen wird auf 130 ºC erwärmt und Vakuum wird bis auf 1 Torr oder-weniger durch Abpumpen erzeugt. Das Netzröhrchen 10 wird für zwei Stunden bei ≤ 1 Torr und 130 ºC im Vakuumofen belassen. Die Verwendung eines Vakuumofens für die Röhrcheneinrichtung verbessert auch die in-vivo-Eigenschaften der verwendeten Polymerfasern, die die Röhrcheneinrichtung aufbauen. Der Absetzprozeß durch Wärme ist im US-Patent Nr. 3,422,181 für Chirgwin, Jr. vollständiger beschrieben, das hiermit durch Inbezugnahme eingeschlossen wird.
Das Netzröhrchen 10, der Stab 34 und das Futter 34 werden dem Vakuumofen 42 entnommen und in einer (nicht dargestellten) Laminarströmungshaube auf Raumtemperatur abgekühlt. Das Nahtmaterial 36 wird sorgfältig entfernt, wodurch ein gefaltetes oder gewelltes Netzröhrchen zurückbleibt. Dann werden die beiden Enden des Netzröhrchens 10 mit einer Schere beschnitten und es wird in eine thermisch geformte klappbare Schale eingesetzt. Die Schale wird zur Sterilisation durch bekannte Verfahren in einem Folienbeutel angeordnet und abgedichtet und ein zweitesmal sterilisiert.
Die in den Fig. 1 - 6 dargestellte Röhrcheneinrichtung 10 ist aus mehreren biologisch absorbierbaren Polymerfasern gewirkt oder gewebt. Die bevorzugten Polymere und Copolymere sind Polyglycolsäure (US-Patent Nr. 3,297,033), Polyglycolsäure (US-Patent Nr. 3,636,956) und Poly(Glycol-Co-Trimethylencarbonat) (US-Patent Nr. 4,243,775). Diese Polymere und Copolymere sind bevorzugt, da es bekannt ist, daß sie vom Körper bei Implantation gut toleriert werden, zusätzlich, daß sie innerhalb des Körpers absorbierbar sind.
Die Polymer- und Copolymerfasern sind durch im Stand der Technik bekannte Verfahren erhältlich. Die Fasern werden dann zu Röhrchenform gewirkt oder gewebt. Verschiedene Verfahren zum Wirken oder Weben derartiger Netzröhrchen werden in den untenstehenden Beispielen weiter beschrieben.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das gewirkte oder gewebte Netzröhrchen vollständig aus Polymerfasern aus 100 % PGA hergestellt. Das Material PGA ist ein biologisch absorbierbares Polymer, das seine Zugfestigkeit für ungefähr dreißig (30) Tage aufrechterhält und dann innerhalb des Körpers langsam hydrolysiert wird. Da die anerkannte Nervwachstumsrate ungefähr ein Millimeter (1 mm) pro Tag besteht, bleibt eine aus einer PGA-Polymerfaser hergestellte Röhrcheneinrichtung um einen durchgetrennten Nerv herum ausreichend lang vor Ort, um es zu ermöglichen, daß ein Nerv über eine Nervlücke oder einen -defekt von 30 mm oder 3 mm regeniert.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das gewirkte oder gewebte Netzröhrchen aus einem Copolymer aus Glycolid und trimethylencarbonatbindungen (Nahtmaterial MAXON ) hergestellt. Es ist bekannt, daß diese Copolymerfaser ihre Zugfestigkeit für mindestens sechsundfünfzig Tage aufrecht erhält, bevor sie langsam in den Körper resorbiert wird. Eine aus der Copolymerfaser MAXON hergestellte Röhrcheneinrichtung könnte dazu verwendet werden, Nervenlücken von fünf Zentimeter oder mehr zu überbrücken.
Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden durch die folgenden Beispiele weiter veranschaulicht, jedoch sollen die speziellen Materialien und die Mengen derselben, wie sie bei diesen Beispielen genannt werden, wie auch andere Bedingungen und Einzelheiten nicht so ausgelegt werden, daß sie diese Erfindung unangemessen beschränken. Z.B. könnten, während die Beispiele ein in Z-Richtung gedrilltes Garn benutzen, die Aufbauten gewebter und gewirkter Röhrchen auch Verdrillung in S-Richtung benutzen, oder eine Kombination von Fasern mit Verdrillungen sowohl in Z- als auch S-Richtung könnte beim Herstellen eines erfindungsgemäßen Röhrchenerzeugnisses kombiniert werden.

BEISPIEL 1

Aufbau eines gewebten Röhrchens - PGA-Polymerfasern

Polymerfasern aus PGA wurden auf einer 1 x 1 Steigkastenwebmaschine von Crompton & Knowles mit einem Schiffchen unter Verwendung von 16 Weblitzen gewebt. Das Netzröhrchen wurde als Doppelgewebe mit an beiden Seiten befestigten Webkanten gewebt. Das Kettgarn war ein dreilagiges PGA-Garn mit 46 Denier/21 Einzelfäden (Fasern) mit 5 Windungen pro 2,5 cm (1 Zoll) der Verdrillung in Z-Richtung. Das Schuß(Füll)Garn war ein dreilagiges PGA-Garn mit 46 Denier/41 Einzelfäden mit 1,5 Windungen pro 2,5 cm (1 Zoll) einer Verdrillung in Z-Richtung. Der Netzröhrchenaufbau war ein 1 x 1 Gewebe mit Leinwandbindung mit 120 Zugfäden pro 2,5 cm (1 Zoll) pro Seite und 88 Schußfäden pro 2,5 cm (1 Zoll). Die Gesamtanzahl von Zugfäden im Netzröhrchenaufbau schwankte von ungefähr 60 bis ungefähr 111, um Röhrchengrößen von 2 mm bis 6 mm Innendurchmesser (ID) zu ergeben. Das Netzröhrchen wurde dann gewellt, einem Wärmesetzvorgang unterzogen und auf die gewünschte Länge (6 cm) geschnitten, wie oben erörtert. Dieser Aufbau ergibt ein flexibles und poröses, gewebtes Netzröhrchen, das gemäß der Erfindung verwendet werden kann.

BEISPIEL 2

Gewebter Röhrchenaufbau - MAXON -Copolymerfasern

Copolymerfasern aus MAXON wurden mit demselben Typ von Steigkastenwebmaschine wie beim Beispiel 1 zu einem Netzröhrchen gewebt. Jedoch war hier das Kettgarn ein fünflagiges Copolymergarn mit 50 Denier/25 Einzelfäden mit 5 Windungen pro 2,5 cm (1 Zoll) einer Verdrillung in Z-Richtung.
Das Schuß(Füll)Garn war ein fünflagiges Copolymergarn mit 50 Denier/25 Einzelfäden mit 2 Windungen pro 2,5 cm (1 Zoll) einer Verdrillung in Z-Richtung. Der Netzröhrchenaufbau war ein 1 x 1 Gewebe mit Leinenbindung mit 62 Zugfäden pro 2,5 cm (1 Zoll) pro Seite und 68 Schußfäden pro 2,5 cm (1 Zoll). Das gewebte Netzröhrchen wurde gewellt und wie beim Beispiel 1 einem Wärmesetzvorgang unterzogen, um eine erfindungsgemäße Röhrcheneinrichtung zu schaffen.

BEISPIEL 3

Gewirkter Röhrchenaufbau - PGA-Polymerfasern

Polymerfasern aus PGA wurden auf einer Rundkulierwirkmaschine von Lamb unter Verwendung eines einsystemigen Jerseystichaufbaus zu einem Netzröhrchen gewirkt. Der Wirkmaschinenzylinder wies eine Nahtdichte von 25 Nadeln pro 2,5 cm (1 Zoll) auf und die Gesamtanzahl von Nadeln in einem vorgegebenen Zylinder wurde verändert, um nach der Gewebeendbearbeitung ein Netzröhrchen mit einem Durchmesser von 2 mm bis 6 mm ID zu erhalten. Das verwendete Garn wurde dadurch hergestellt, daß 4 Lagen PGA-Fasern mit 46 Denier/21 Einzelfäden kombiniert wurden) die alle mit 2,3 Windungenpro 2,5 cm (1 Zoll) einer Verdrillung in Z-Richtung gelegt waren. Die gewebten Netzröhrchen wurden alle auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 endbearbeitet, um ein poröses, flexibles, gewirktes Netzröhrchen zu ergeben, das gemäß der Erfindung verwendet werden kann.

BEISPIEL 4

Gewirkter Röhrchenaufbau - MAXON -Copolymerfasern

Copolymerfasern aus MAXON wurden auf demselben Typ von Wirkmaschine und Strickaufbau wie beim Beispiel 3 zu einem Netzröhrchen gewirkt. Jedoch hatte der Zylinder eine Nadeldichte von 33 Nadeln pro 2,5 cm (1 Zoll) mit einer Gesamtnadelanzahl von ungefähr 14 um den Umfang. Das verwendete Garn wurde dadurch hergestellt, daß 3 Lagen aus Copolymerfasern mit 50 penier und 1 Lage aus Copolymerfasern mit 25 Denier kombiniert wurden, die alle mit 2,5 Windungen pro 2,5 cm (1 Zoll) mit Verdrillung in Z-Richtung verlegt waren, um nach der Endbearbeitung einen Netzröhrchendurchmesser mit ungefähr 2 mm ID zu erhalten. Das gewirkte Netzröhrchen wurde wie beim obigen Beispiel 1 gewellt und einem Wärmesetzvorgang unterzogen.

Claims

1. Medizinische Einrichtung zur Verwendung bei der Behandlung eines durchgetrennten Nervs, mit einer porösen und flexiblen, röhrchenförmigen Struktur (10) aus gewirkten oder gewebten biologisch absorbierbaren Polymerfasern, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ermöglichen von Nervenwachstum über eine große Lücke die röhrchenförmige Struktur ein Röhrchen ist, das die Enden eines durchtrennten oder zerrissenen Nervs mit dazwischenliegender Lücke ein schließen und schützen kann und das eine Anzahl von Falten (16) auf seiner Außenfläche (12) aufweist, so daß das Röhrchen gebogen werden kann, ohne daß sein Innendurchmesser abgequetscht oder eingedrückt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das Röhrchen aus mehreren Garnen auf einer Kulierwirkmaschine unter Verwendung eines einsystemigen Aufbaus mit Jerseystich gewirkt ist und die biologisch absorbierbaren Polymerfasern aus einer Kombination von drei Lagen Garn von 50 Denier und einer Lage Garn von 25 Denier bestehen, die alle mit 2,3 Windungen pro 2,5 cm (1 Zoll) Verdrillung verlegt sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das Röhrchen aus mehreren Garnen gewebt ist, wobei das Kettgarn ein dreilagiges biologisch absorbierbares Polymergarn von 46 Denier/21 Einzelfäden mit 5 Windungen pro 2,5 cm (1 Zoll) Verdrillung ist und das Schuß(Füll)Garn ein dreilagiges biologisch absorbierbares Polymergarn von 46 Denier/21 Einzelfäden mit 1,5 Winde ungen pro 2,5 cm (1 Zoll) Verdrillung ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Polymerfasern aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Polyglycolsäure, Polymilchsäure, Polydioxanon, Poly(Lactid-Co-Glycolid), Poly (Glycolid-Co-Trimethylencarbonat), Polyesterimiden sowie aus Copolymeren und Mischungen hieraus besteht.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, bei der die Polymerfasern aus Polyglycolsäure bestehen.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, bei der die Polymerfasern aus Poly(Glycolid-Co-Trimethylencarbonat) bestehen.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das Röhrchen mit einer relativ glatten Innenfläche (14) versehen ist, um Axonwachstum in Längsrichtung über die Nervenlücke innerhalb des Röhrchens zu fördern.

8. Verfahren zum Herstellen einer medizinischen Einrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

(a) Anordnen eines gewirkten oder gewebten ungewellten Röhrchens (10) über einem Stab (32);

(b) Wickeln von Nahtmaterial um das ungewellte Röhrchen mit einem Abstand zwischen den Windungen in Längsrichtung;

(c) Zusammendrücken des Röhrchens in Längsrichtung;

(d) Festhalten des Röhrchens im zusammengedrückten Zustand, während

(e) es einem Wärmesetzvorgang unterzogen wird;

(f) Entfernen des Röhrchens aus der Anordnung; und

(g) Sterilisieren des Röhrchens.