DE69915821T2

DE69915821T2 - Intravaskulares implantat sowie herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE69915821T2
Application number: DE69915821T
Authority: DE
Inventors: Shlomo Gabbay
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-05-15
Filing date: 1999-05-13
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2019-05-14
Also published as: EP1077654A4; EP1077654A1; CA2332801A1; US6149665A; DE69915821D1; JP2002515289A; ATE262305T1; WO1999059502A1; EP1077654B1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Implantat für das Kreislaufsystem eines Warmblüters und ein Verfahren zur Herstellung desselben. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Implantat für das Kreislaufsystem eines Warmblüters, das einen kurzfristigen Ausfall minimieren bzw. verhindern wird, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Implantats.
Hintergrund der Erfindung
Eines der größten kardiovaskulären Probleme, von denen Menschen betroffen sind, ist die Bildung von Plaque auf der Innenseite von Blutgefäßwänden. Dies verengt den Durchgang für Blut und verschließt diesen in extremeren Fällen sogar vollständig.
Eine der üblichen Behandlungsmethoden ist der Einsatz der Angioplastie. Dabei wird ein aufblasbarer Ballon am Ende eines Katheters in das Blutgefäß eingeführt und an der Stelle der Plaquebildung aufgeblasen, wodurch die Arterie oder Vene aufgeweitet wird. Mit diesem Vorgang wird jedoch nur eine vorübergehende Linderung erreicht. Das Blutgefäß kehrt im Allgemeinen innerhalb relativ kurzer Zeit wieder in seinen ursprünglichen Zustand zurück.
Um dieses Problem zu beheben, wurde der Vorgang dahingehend modifiziert, dass dabei ein netzartiger Metallstent verwendet wird. Der Stent wird um den Ballonabschnitt des Katheters herum gecrimpt und zusammen mit diesem in das Blutgefäß eingeführt. Der Stent ist nachgiebig genug, so dass er beim Aufblasen des Ballons in Kontakt mit den Blutgefäßwänden gedehnt wird (siehe 1). Der Ballon wird dann entleert und entfernt, so dass der Stent an Ort und Stelle zurückbleibt. Dies ist eine klare Verbesserung gegenüber dem früheren Verfahren, ist aber in keiner Weise ganz zufrieden stellend. Tatsächlich setzen sich etwa 25% bis 30% solcher Stents innerhalb von sechs Monaten zu. Dies ist das Ergebnis eines übermäßigen Zellwachstums, wodurch die Zellen durch die Zwischenräume im Gitter des Stents wachsen, so dass es erneut zu einer Blockierung kommt.
Die US-A-5667523 offenbart ein zweifach abgestütztes intraluminales Transplantat, das eine sandwichartig zwischen zwei strukturellen Stützschichten gelagerte biokompatible biegsame Schicht umfasst.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Implantats für ein Kreislaufsystem eines Warmblüters, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
mindestens ein Teil eines inerten Zylinders wird mit einer biegsamen rohrförmigen Membran umgeben;
die Membran wird um eine Längsachse des inerten Zylinders verdrillt, wodurch ein Innendurchmesser der Membran durch den Schritt des Verdrillens verringert wird;
der verdrillte Membranzylinder wird mit Glutaraldehyd behandelt, um eine gegerbte Membran herzustellen;
der inerte Zylinder wird aus der gegerbten Membran entfernt; und
die gegerbte Membran wird um einen dehnbaren inneren Stent herumgelegt.
Außerdem wird ein Implantat zum Einführen in ein Kreislaufsystem eines Warmblüters bereitgestellt, wobei das Implantat Folgendes umfasst:
einen dehnbaren Stent;
eine mit dem Warmblüter kompatible rohrförmige Membran, die um den Stent herum angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran einen Seitenwandabschnitt aufweist, der relativ zu einer sich in Längsrichtung durch die Membran erstreckenden Achse verdrillt ist, um die radiale Ausdehnung der Membran und des Stents zu erleichtern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den beigefügten Zeichnungen, die Bestandteil dieser Beschreibung sind und in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen, zeigen:
1 eine Seitenansicht eines über einem Ballonkatheter angebrachten Stents;
2A eine perspektivische Ansicht einer Membran, die einen Draht umgibt;
2B eine perspektivische Ansicht der Membran von 2A, nachdem sie relativ zu dem Draht verdrillt wurde;
3 eine Ansicht ähnlich der von 2B, nachdem der Draht entfernt wurde;
4A eine Seitenansicht eines Stents;
4B eine Seitenansicht eines Implantats gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 eine schematische Ansicht, die das Implantat von 4B auf einem Katheter zeigt; und
6 eine Seitenansicht eines Implantats gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
In 1–4B sind die Schritte zur Fertigung eines Implantats 10 gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Das Implantat 10 stellt vorteilhafterweise die strukturelle Verstärkung herkömmlicher Stents bereit und kann das übermäßige Zellwachstum und das erneute Entstehen einer Blockierung von Blutgefäßen verhindern, minimieren bzw. wesentlich verzögern.
1 veranschaulicht einen über einem aufgeblasenen Ballonabschnitt 14 eines Katheters 16 angebrachten Stent 12 in einem gedehnten Zustand. Vorzugsweise hat der Stent 12 die Form eines lang gestreckten Rohres aus einem löchrigen und nachgiebigen Material, das sich radial ausdehnen kann, wenn der Ballonabschnitt 14 des Katheters 16 aufgeblasen wird. Zum Beispiel kann der Stent 12 aus Edelstahl oder einem anderen geeigneten inerten Metall bestehen, das unelastisch verformbar ist, so dass es seine Form behält, nachdem es gedehnt wurde.
Das Implantat 10 enthält außerdem ein Stück einer rohrförmigen Membran 18, die gegenüber dem Körper eines Warmblüters, z. B. eines Menschen, inert ist. Die Membran 18 ist vorzugsweise biologisches Gewebe, zum Beispiel die Brustvene 20 eines Tieres. Der Durchmesser der Membran 18 ist so gewählt, dass er für die behandelte Vene oder Arterie angemessen ist.
Die Membran wird entnommen, gereinigt und auf eine Seitenwanddicke von ungefähr 0,1 mm reduziert. Danach wird die Membran 18 um ein Stück Stange oder Draht 22 herum angeordnet, und ein Ende der Membran wird gegenüber dem Draht befestigt, beispielsweise mit einer Klammer oder Naht (nicht dargestellt). Der freie Abschnitt der Membran 18 wird dann um eine Längsachse 24 des Drahtes 22 verdrillt, bis der Innendurchmesser der Membran verringert wurde. Vorzugsweise wird die Membran soweit gegenüber der Achse 24 verdrillt, dass eine Innenfläche 26 der Membran den Draht 22 berührt (2B). Das andere Ende der Membran 18 wird dann an dem Draht 22 befestigt, um die Membran in ihrer verdrillten Ausgestaltung zu halten.
Da zu behandelnde Blutgefäße verschieden groß sind, werden der Stent 12, die Membran 18 und der Draht 22 dementsprechend gewählt. Wenn zum Beispiel eine Herzkranzarterie betroffen ist, dann hat die Membran 18 einen Ausgangsdurchmesser von etwa 3 bis 5 mm. Der Draht hat dabei einen Durchmesser von etwa 0,4 bis 0,6 mm. Nachdem die Membran 18 über den Draht 22 geschoben und verdrillt wurde, wie oben angegeben, entspricht der Innendurchmesser der Membran dem Außendurchmesser des Drahtes, d. h. etwa 0,4 bis 0,6 mm. Bei größeren Arterien sind die Elemente entsprechend größer.
Die Kombination aus Draht 22 und Membran 18 wird in eine Glutaraldehydlösung getaucht, wodurch die Membran gegerbt bzw. in ihrer verdrillten Ausgestaltung fixiert wird. Das Gerben ist in etwa 24 Stunden im Wesentlichen abgeschlossen. Nach Beendigung des Gerbvorgangs wird die Membran 18 gelöst, und der Draht 22 wird entfernt, wie in 3 gezeigt. Die Membran 18 bleibt in Form eines Rohres zurück, dessen Innendurchmesser ungefähr dem Außendurchmesser des Drahtes 22 entspricht. Die Innenseite 26 der Membran 18 begrenzt ein Lumen 28, das entlang der Länge der Membran verläuft. Die Membran 18 behält vorteilhafterweise infolge des Gerbvorgangs ihre verdrillte Ausgestaltung bei, wenngleich sie biegsam genug bleibt, um ihre radiale Ausdehnung zu erleichtern.
Ein größeres Stück der verdrillten Membran 18 kann wie oben angegeben ausgebildet sein, so dass es verwendet werden kann, um mehrere Implantate gemäß der vorliegenden Erfindung zu schaffen. Das heißt, das gegerbte Stück der verdrillten Membran 18 wird in gewünschte Stücke geschnitten, um über einem entsprechenden Stück des Stents 12 angebracht zu werden. Der Stent 12 ist mit einem Außendurchmesser von, zum Beispiel, etwa 1 mm versehen. Der Außendurchmesser des Stents 12 kann auf einen Durchmesser von etwa 0,8 mm weiter verringert werden, indem er zum Beispiel mit einer Zange oder mit den Fingern gecrimpt wird. Das gegerbte, verdrillte Stück der Membran 18, wie es in 3 gezeigt ist, wird um den Stent 12 von 4A herum angeordnet. Vorzugsweise ist das verdrillte Stück Membran 18 so gewählt, dass es etwas kürzer ist als der Stent 12 und axial relativ zu dem Stent positioniert ist, so dass die Enden des Stents über die Enden der Membran hinausragen, wie in 4B gezeigt.
Weil es beim Einführen fast jedes Fremdkörpers in ein Blutgefäß dazu kommen kann, dass sich unerwünschte Substanzen aus dem Blutstrom ansammeln, sind der Stent 12 und die Membran 18 mit Heparin gebunden. Dies reduziert die Wahrscheinlichkeit, dass sich Blutgerinnsel bilden. Der Zeitpunkt dieses Schrittes ist nicht entscheidend, er muss nur nach dem Gerben mit Glutaraldehyd und vor dem Einführen in den Körper des Patienten stattfinden.
Die Membran 18 wird außerdem um den Stent 12 herum befestigt. Zum Beispiel können eine oder mehrere Nähte 30 und 32 um die Membran 18 und den Stent 12 herum gelegt werden. Wünschenswerterweise sind die Knoten so lose gebunden, dass sich die Knoten beim Aufblasen des Ballons 14 lockern oder lösen und die Membran 18 und der Stent 12 sich dehnen können. Außerdem sollten die Nähte 30 und 32 vorzugsweise aus einem Material gebildet sein, das vom Körper absorbiert werden kann. Es sind zwar im Bereich der Enden der Membran 18 zwei Nähte 30 und 32 dargestellt, doch könnte auch eine einzige Naht im Bereich der Mitte verwendet werden.
Alternativ ist die Membran 18 an dem Stent befestigt, indem die Membran 18 so ausgestaltet ist, dass das sich durch die Membran erstreckende Lumen 28 kleiner ist als der Außendurchmesser des darin einzuführenden Stents 12. Dies gelingt, wenn man den Draht 22 mit einem gewünschten Durchmesser wählt, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Stents 12. Die Membran 18 ist biegsam und kann sich somit elastisch dehnen. Wenn also die Membran 18 über einen Stent 12 mit größerem Durchmesser geschoben wird, bewirkt die notwendige Dehnung der Membran, dass der Stent die Membran festhält. Dies verhindert eine relative axiale Bewegung zwischen dem Stent 12 und der Membran 18. Damit werden auch die Nähte 30 und 32 überflüssig, wenngleich solche Nähte nach wie vor verwendet werden können. Neben der Dimensionierung und Ausgestaltung des Stents 12 gemäß obiger Beschreibung kann die Außenfläche 13 des Stents 12 texturiert oder aufgerauht sein, um weiter zu verhindern, dass die Membran 18 von dem Stent abrutscht.
Um die Befestigung des Implantats 10 an dem Ballonabschnitt 14 des Katheters 16 zu erleichtern, wird der Stent 12 vorzugsweise direkt an den Ballonabschnitt 14 des Katheters 16 gecrimpt. Die Membran 18 wird dann über den Stent 12 und den Ballonabschnitt 14 des Katheters 16 geschoben.
In 5 werden die Membran 18 und der Stent 12 über den Ballonabschnitt 14 des Katheters 16 aufgeweitet. In der Praxis dehnen sich der Stent 12 und die Membran 18 gegen die Innenwand eines behandelten Blutgefäßes aus. Wenn sich das Implantat 10 ausdehnt, dreht sich die verdrillte Seitenwand der Membran 18 auf, wodurch die radiale Ausdehnung des Implantats erleichtert wird. Nachdem er aufgeblasen wurde, wird der Ballonabschnitt 14 wieder entleert, und der Katheter 16 wird entfernt. Die Außenseite der Membran 18 bleibt somit in Kontakt mit der Blutgefäßwand und hemmt im Wesentlichen das Zellwachstum. Wäre die Membran 18 nicht leicht dehnbar ausgestaltet, wie hierin beschrieben, würde die gedehnte Membran im Allgemeinen größere radial nach innen gerichtete Kräfte zeigen, die den Stent 12 zusammenfallen lassen könnten. Infolgedessen wird die Wirksamkeit des Verfahrens durch das Implantat 10 gemäß der vorliegenden Erfindung stark verbessert. Wenn absorbierbare Nähte 30 und 32 verwendet werden, werden sie mit der Zeit vom Körper absorbiert.
Eine weitere Ausführungsform eines Implantats 100 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 6 veranschaulicht. Das Implantat 100 enthält einen inneren Stent 102, der mit dem mit Bezug auf 1–5 beschriebenen Stent 10 im Wesentlichen identisch ist. Ein Stück einer rohrförmigen Hülse oder Membran 104 ist über dem Stent 102 angebracht. Vorzugsweise besteht die Membran 104 aus biologischem Gewebe, zum Beispiel der Brustvene eines Tieres.
Die Membran 104 wird vorzugsweise nach einem Verfahren gebildet, das mit dem mit Bezug auf 2A, 2B und 3 beschriebenen Verfahren im Wesentlichen identisch ist. Insbesondere wird die Membran 104 entnommen, gereinigt und auf eine gewünschte Dicke reduziert. Eine Stange oder ein Draht wird in ein in Längsrichtung durch die Membran 104 gebildetes Lumen eingeführt, und ein Ende der Membran wird relativ zu dem Draht fixiert. Die Membran 104 wird relativ zu dem fixierten Ende verdrillt, so dass ihr Innendurchmesser auf den Durchmesser des Drahtes reduziert ist. Das andere Ende wird dann an dem Draht befestigt, um die Membran in ihrer verdrillten Ausgestaltung zu halten, und die Kombination wird durch eine Glutaraldehydlösung fixiert, wie oben beschrieben. Nachdem sie fixiert wurde, wird die Membran 104 von dem Draht gelöst, und die Membran wird heruntergeschoben, um eine Struktur wie die in 3 gezeigte zu bilden. Die Membran 104 wird auf eine gewünschte Länge zugeschnitten, um über den Stent 102 geschoben zu werden, wie in 6 gezeigt.
Das Implantat 100 enthält außerdem einen aus einem dehnbaren Material gebildeten äußeren Stent 106, der konzentrisch über der Membran 104 und dem inneren Stent 102 angebracht ist. Der äußere Stent 106 ist mit dem inneren Stent 102 im Wesentlichen identisch. Demnach ist die Membran 104 sandwichartig zwischen zwei unelastisch verformbaren Stents 102 und 106 angeordnet.
Das Implantat 100 wird außerdem in einer Weise verwendet, wie sie mit Bezug auf 5 dargestellt und beschrieben ist. Das heißt, das Implantat 100 wird lösbar an einem Ballonabschnitt eines Katheters befestigt und in das zu behandelnde Blutgefäß eingeführt. Sobald das Implantat 100 an der Stelle positioniert ist, an der sich die Plaque abgelagert hat oder die anderweitig verstärkt werden muss, wird der Ballon aufgeblasen, was dazu führt, dass sich der innere Stent, die Membran 104 und der äußere Stent 106 radial ausdehnen. Der Ballon wird dann entleert und entfernt, so dass das gedehnte Implantat 100 in dem Blutgefäß zurückbleibt.
Es wurden zwar bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Bezug auf einen Draht beschrieben, auf dem die Membran zur Dimensionierung angeordnet wird, doch kann jedes zylindrische Objekt einer gewünschten Größe, das gegenüber der Membran inert ist, verwendet werden. Darüber hinaus kann jedes biologische Gewebe anstelle der Brustvene verwendet werden, einschließlich anderer Venen oder Gewebe aus anderen Teilen des Tieres. Außerdem eignen sich für diesen Zweck synthetische Polymere, vorausgesetzt sie sind gegenüber dem Körper inert oder können inert gemacht werden.
Aus der obigen Beschreibung der Erfindung wird der Fachmann Verbesserungen, Änderungen und Modifikationen entnehmen. Solche Verbesserungen, Änderungen und Modifikationen im Rahmen des fachmännischen Könnens sollen von den beigefügten Ansprüchen abgedeckt werden.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Implantats (10) für ein Kreislaufsystem eines Warmblüters, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: mindestens ein Teil eines inerten Zylinders (22) wird mit einer biegsamen rohrförmigen Membran (18) umgeben, die aus synthetischen Polymeren hergestellt oder zuvor entnommen wurde; die Membran (18) wird um eine Längsachse (24) des inerten Zylinders (22) verdrillt, wodurch ein Innendurchmesser der Membran (18) durch den Schritt des Verdrillens verringert wird; der verdrillte Membranzylinder (18) wird mit Glutaraldehyd behandelt, um eine gegerbte Membran (18) herzustellen; der inerte Zylinder wird aus der gegerbten Membran (18) entfernt; und die gegerbte Membran (18) wird um einen dehnbaren inneren Stent (12) herumgelegt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ferner Heparin an die gegerbte Membran (18) gebunden wird, um eine gebundene Membran zu bilden, wobei die gebundene Membran gegenüber dem Warmblüter inert ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem ferner der innere Stent (12) lösbar um einen Ballonabschnitt (14) eines Katheters (16) herum befestigt wird, wahlweise durch Crimpen, wodurch beim Aufblasen des Ballonabschnitts (14) des Katheters (16) der Stent (12) und die Membran (18) gedehnt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die biegsame Membran (18) ein biologisches Gewebe ist, wahlweise ein Blutgefäß eines Tieres, oder ein gegenüber dem Warmblüter inertes Polymer.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ferner die Membran (18) an dem inneren Stent (12) befestigt wird, um eine befestigte Membran bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Membran (18) durch eine Naht (30, 32) an dem inneren Stent (12) befestigt wird; oder wobei der Schritt des Befestigens die Ausgestaltung der Membran (18) mit einem Innendurchmesser umfasst, der kleiner ist als ein Außendurchmesser des inneren Stents (12), so dass der Schritt der Anordnung der Membran (18) um den inneren Stent (12) herum dazu führt, dass die Membran (18) an dem inneren Stent (12) befestigt wird, und wahlweise wobei eine Außenfläche des inneren Stents (12) aufgerauht wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Membran (18) durch eine Naht (30, 32) an dem inneren Stent (12) befestigt wird und die Naht (30, 32) von dem Warmblüter absorbiert werden kann; und wahlweise wobei ein in der Naht (30, 32) gebildeter Knoten sich löst, wenn die befestigte Membran (18) und der innere Stent (12) gedehnt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der inerte Zylinder (22) ein Draht ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ferner ein äußerer Stent (106) um die gegerbte Membran (104) herumgelegt wird.
Implantat (10) zum Einführen in ein Kreislaufsystem eines Warmblüters, mit: einem dehnbaren Stent (12); einer mit dem Warmblüter kompatiblen rohrförmigen Membran (18), die um den Stent (12) herum angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (18) einen Seitenwandabschnitt aufweist, der relativ zu einer sich in Längsrichtung durch die Membran (18) erstreckenden Achse (24) verdrillt ist, um die radiale Ausdehnung der Membran (18) und des Stents (12) zu erleichtern.
Implantat (10) nach Anspruch 10, wobei die Membran (18) mit Glutaraldehyd gegerbt wurde, um den Seitenwandabschnitt der Membran in einer verdrillten Ausgestaltung relativ zu der Achse (24) zu fixieren, wobei sich eine Öffnung in Längsrichtung durch die Membran (18) erstreckt, und wobei die gegerbte Membran (18) wahlweise durch Heparin gebunden wurde.
Implantat (10) nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, wobei der Stent (12) lösbar um einen Ballonabschnitt (14) eines Katheters (16) herum befestigt ist, wodurch beim Aufblasen des Ballonabschnitts (14) des Katheters (16) der Stent (12) und die Membran (18) radial gedehnt werden.
Implantat (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die verdrillte Membran (18) einen Innendurchmesser hat, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Stents (12), so dass beim Anbringen der Membran (18) um den Stent (12) herum die Membran an dem Stent (12) befestigt wird.
Implantat (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Membran (18) aus biologischem Gewebe gebildet ist, wahlweise aus einem Blutgefäß von einem Warmblüter.
Implantat (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei ein äußerer dehnbarer Stent (106) die rohrförmige Membran (104) umgibt.