DE69935075T2

DE69935075T2 - Biegsames transmyokardimplantat zur induktion der angiogenese

Info

Publication number: DE69935075T2
Application number: DE69935075T
Authority: DE
Inventors: A. Richard Tyngsboro GAMBALE; J. Stephen Medford FORCUCCI; F. Michael Groton WEISER; T. Richard Waltham CHOH; Sean Watertown FORDE
Original assignee: CR Bard Inc
Current assignee: CR Bard Inc
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2019-10-01
Also published as: JP2002525164A; US6949117B2; DE69935075D1; EP1117352A1; US6458092B1; EP1637083A2; US6802858B2; US20010004683A1; EP1637083A3; US20040186557A1; WO2000018325A1; EP1117352B1; US6709425B2; US20010004690A1

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf Implantatvorrichtungen zum Induzieren einer Angiogenese in ischämischem Gewebe.
Hintergrund der Erfindung
Gewebe wird ischämisch, wenn ihm mit Sauerstoff versehenes Blut vorenthalten wird. Blut kann in einem solchen Gewebe vorhanden sein, obwohl es keinen Sauerstoff transportiert. Ischämisches Gewebe kann so wieder belebt werden, dass es normal funktioniert, wenn es trotz des Vorenthaltens von sauerstoffreichem Blut lebensfähig geblieben ist. Eine Ischämie kann durch eine Blockade in dem vaskulären System hervorgerufen werden, welche das sauerstoffreiche Blut daran hindert, den betroffenen Gewebebereich zu erreichen. Eine Ischämie ruft Schmerzen in dem Bereich des betroffenen Gewebes hervor und in dem Fall von Muskelgewebe kann sie die Muskelfunktion unterbrechen.
Obwohl Ischämie in unterschiedlichen Regionen des Körpers auftreten kann, ist häufig Gewebe des Herzens, das Myokard, aufgrund einer koronaren Arterienkrankheit, einem Verstopfen der Koronararterie, welche anderenfalls Blut dem Myokard zuführt, von der Ischämie betroffen. Muskelgewebe, welches durch Ischämie betroffen ist, kann dem betroffenen Individuum Schmerzen hervorrufen. Die Ischämie kann durch ein Wiederherstellen des Blutflusses zu dem betroffenen Gewebe behandelt werden, wenn das Gewebe trotz des Vorenthaltens von sauerstoffreichem Blut lebensfähig geblieben ist.
Die Behandlung einer Myokardischämie wurde durch unterschiedliche Techniken angegangen, die dazu ausgebildet sind, die Blutzufuhr zu der betroffenen Region wieder herzustellen. Eine Koronararterienüberbrückungstransplantation CABG (engl. coronary artery bypass grafting) umfasst das Einfügen eines venösen Segmentes zwischen der Aorta und der Koronararterie, um den verstopften Abschnitt der Arterie zu überbrücken. Sobald der Blutfluss zu dem Abschnitt der Koronararterie hinter der Verstopfung umgeleitet ist, wird die Zufuhr des mit Sauerstoff versehenen Blutes zu dem Bereich des ischämischen Gewebes wieder hergestellt.
Frühe Forscher, vor mehr als dreißig Jahren, haben vielversprechende Resultate zum Revaskulasieren des Myokards durch Durchstoßen des Muskels berichtet, um mehrfache 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, Vol. 50, No, 2, August 1965, Seiten 181-189. Obwohl andere unterschiedliche Erfolgsgrade mit unterschiedlichen Methoden des Durchstoßens des Myokards zur Wiederherstellung des Blutflusses zu dem Muskel berichtet haben, haben viele von diesen gemeinsame Probleme erfahren, wie beispielsweise das Verschließen der erzeugten Kanäle. Unterschiedliche Techniken des Perforierens des Muskelgewebes, um ein Verschließen zu verhindern, wurden von den Forschern berichtet. Diese Techniken umfassen das Durchstoßen mit einem massiven, scharfen, spitzen Draht, einem subkutanen (engl. hypodermic) Röhrchen und ein physikalisches Dehnen des Kanals nach dessen Ausbildung. Berichten zufolge haben viele dieser Methoden immer noch ein Trauma und ein Reißen des Gewebes erzeugt, welche letztendlich zum Verschließen des Kanals führen.
Ein alternatives Verfahren des Erzeugens von Kanälen, welches potenziell das Problem des Verschließens vermeidet, umfasst die Verwendung der Lasertechnologie. Forscher haben Erfolge beim offenhalten von eingebrachten Kanälen in das Myokard berichtet durch das Ausformen der Kanäle mit der Wärmeenergie eines Lasers. Mirhoseini, m. et al., "Revascularization of the Heart by Laser", Journal of Microsurgery, Vol. 2, No. 4, Juni 1981, Seiten 253-260. Von dem Laser wurde berichtet, dass er Kanäle in dem Gewebe ausformt, die sauber sind und ohne Reißen und ohne Trauma hergestellt sind, was es nahelegt, dass eine Narbenbildung nicht auftritt und die Kanäle weniger ein Schließen erfahren, welches von dem Heilungsprozess herrührt. Die Patente von Aita 5,380,316 und 5,389,096 offenbaren einen anderen Ansatz für ein Katheter basiertes Lasersystem für die TMR.
Obwohl es einige veröffentlichte Anerkennung dessen gab, dass es wünschenswert ist, eine transmyokarde Revaskularisierung (TMR) in einer Nichtlaser-Katheterprozedur durchzuführen, scheint es jedoch keinen Beweis dafür zu geben, dass solche Prozeduren in die Praxis umgesetzt wurden. Beispielsweise offenbart das US Patent Nr. 5,429,144 von Wilk das Einstzen eines expandierbaren Stents innerhalb eines vorgeformten Kanals, welcher innerhalb des Myokards zum Zwecke des Erzeugens eines Blutflusses in das Gewebe aus dem linken Ventrikel heraus erzeugt ist.
Das Durchführen von TMR durch das Einsetzen von Stents in das Myokard ist ebenso in WO-A-97/32551 (Hussein et al.) offenbart. Im Hussein Patent sind unterschiedliche Ausführungsformen von Stents offenbart, umfassend Federstents, welche durch das Epikard des Herzens in das Myokard eingeführt werden und so positioniert sind, dass sie zum linken Ventrikel hin offen sind. Die Stents sollten einen offenen Kanal in dem Myokard aufrechterhalten, durch welchen Blut aus dem Ventrikel eintritt und das Myokard künstlich durchblutet (engl. perfuse).
Eine Angiogenese, also das Wachstum von neuen Blutgefäßen im Gewebe, war der Gegenstand einer zunehmenden Anzahl von Studien in den letzten Jahren. Solch ein Wachstum von Blutgefäßen, um eine neue Zufuhr von mit Sauerstoff beladenem Blut auf einen Bereich des Gewebes bereitzustellen, hat das Potenzial, eine Vielzahl von Gewebe- und Muskelleiden, insbesondere Ischämie, zu überwinden. Zunächst fokussierten die Studien darauf, die angiogenen Faktoren, beispielsweise menschliche Wachstumsfaktoren, die durch genetische Engineering-Techniken produziert wurden, zu perfektionieren. Es wurde berichtet, dass das Einspritzen eines solchen Wachstumsfaktors in das Myokardgewebe eine Angiogenese an diesem Ort initiiert, welche durch ein neues, dichtes Kapillarnetzwerk innerhalb des Gewebes gezeigt wird. Schumacher et al., "Induction of Neo-Angiogenesis in Ischemic Myocardium by Human Growth Factors", Circulation, 1998; 97:645-650. Die Autoren haben bemerkt, dass eine solche Behandlung ein Ansatz dafür sein könnte, eine diffuse koronare Herzkrankheit zu bewältigen, nachdem alternative Verfahren der Gabe entwickelt wurden.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Implantatvorrichtung zur Implantation in ischämisches Gewebe bereitgestellt, umfassend: ein Federimplantat, welches aus zwei Segmenten zusammengesetzt ist, welche in entgegen gesetzten Richtungen gewickelt sind und durch eine Brücke miteinander verbunden sind, wobei das Implantat so konfiguriert ist, dass es, wenn es zusammengedrückt (engl. restrained) ist, eine erste Konfiguration mit einem ersten Profil aufweist, und wenn es freigegeben ist, es sich elastisch in eine zweite Konfiguration, die ein zweites Profil aufweist, expandiert, wobei das zweite Profil größer ist als das erste Profil und wobei das umgebende Gewebe, in welches die Implantatvorrichtung eingesetzt ist, durch das Federimplantat, welches einen Druck auf das umgebende Gewebe aufbringt, zumindest teilweise so hinreichend irritiert wird, dass es eine Verletzungsreaktion hervorruft, umfassend einer Thrombosenausbildung, welche eine Angiogenese auslöst.
Die vaskulär bedingten (engl. vascular inducing) Implantate der vorliegenden Erfindung stellen einen Mechanismus zum Initiieren der Angiogenese innerhalb eines ischämischen Gewebes bereit. Die Implantate interagieren mit dem umgebenden Gewebe, in welches sie implantiert sind, und dem Blut, welches in dem Gewebe vorhanden ist, so dass sie eine Angiogenese durch unterschiedliche Mechanismen auslösen.
Primär wird erwartet, dass die Implantate eine Angiogenese in dem ischämischen Gewebe durch eine Interaktion in einer oder mehreren Weisen mit dem Gewebe auslösen, so dass sie eine Verletzungsantwort initiieren. Die Antwort des Körpers auf eine Gewebeverletzung umfasst eine Thromboseformation (engl. trombosis formation) am Ort der Verletzung oder der Irritation. Eine Thrombose führt zu Arteriolen und einem Fibrinwachstum, von dem angenommen wird, dass es letztendlich zum Wachstum von neuen Blutgefäßen führt, um das neue Gewebe mit Blut zu versorgen. Die neuen Blutgefäße, welche sich in diesem Bereich entwickeln, dienen ebenso dazu, Blut dem das ischämische Gewebes umgebenden Gebiet einzuführen, welches vorhergehend mit sauerstoffreichem Blut unterversorgt war.
Die Implantatvorrichtung kann in einer Variation von Konfigurationen ausgeformt sein, um die Aufgaben, die oben genannt sind, zur Initiierung der Angiogenese auszuführen. Spezifisch können die Implantate auf unterschiedliche Weisen angeordnet sein, um eine erste Konfiguration bereitzustellen, welche ein reduziertes Profil bereitstellt und eine zweite Konfiguration, welche expandiert ist, um ein größeres Profil bereitzustellen, welches das umgebende Gewebe irritieren wird und auf dieses eine Spannung aufbringen wird, in welches es implantiert wurde. Die erste Konfiguration ist zum Einführen in den Gewebeort und in das Gewebe geeignet. Die zweite Konfiguration wird erhalten, nachdem das Implantat in das Gewebe eingesetzt ist. Eine Expansion der Vorrichtung auf die Konfiguration des größeren Profils übt nicht nur eine Spannung auf das Gewebe aus, sondern dient auch während sie sich expandiert dazu, das Gewebe leicht einzureißen und zu verletzen. Die Veränderung des Profils zwischen der ersten Konfiguration und der zweiten Konfiguration ist von einer solchen Größe, dass die Irritation und die Verletzung, die durch das umgebende Gewebe bei der Expansion des Implantats erlitten wird, eine Verletzungsantwort induziert, welche in einer Angiogenese resultiert. Obwohl jedoch die Größe der Expansion in die zweite Konfiguration nicht so groß ist, dass das Gewebe deutlich verletzt wird: die Funktion wird verschlechtert und es ist nicht möglich zu heilen.
Zusätzlich dient jedes Ausgangsbeispiel eines Implantats dazu, eine konstante Quelle der Irritation und der Verletzung für das Gewebe bereitzustellen, in welches es implantiert ist, wodurch der Heilungsprozess in dem Gewebe initiiert wird, von dem angenommen wird, dass er zu einer Angiogenese führt. Wenn sich das Gewebe, welches das Implantat umgibt, bewegt, beispielsweise durch die Kontraktion und Relaxation des Muskelgewebes, tritt etwas Reibung und Abrieb durch das Implantat auf, welche das Gewebe verletzen. Die Verletzung, welche durch die äußere Oberfläche des Implantats auf das umgebende Gewebe hervorgerufen wird, zerstört das Gewebe nicht wesentlich, ist aber ausreichend dazu, eine Verletzungsantwort und ein Heilen zu initiieren, welches zur Angiogenese führt.
Ausführungsbeispiele von Implantaten der Erfindung dienen ebenso dazu, die Angiogenese durch das Bereitstellen einer inneren Kammer zu initiieren, in welche Blut eintreten, sich sammeln und Thrombosen ausbilden kann. Das Blut, welches selbst temporär in das Implantat eintritt und dort verbleibt, tendiert dazu zu koagulieren und einen Thrombus auszubilden. Über die Zeit hinweg wird ein kontinuierliches sich Sammeln des Blutes in dem Innenraum eine Thrombose und ein Fibrinwachsum durch das gesamte Innere des Implantats hindurch und in das umgebende Gewebe hervorrufen. Neue Blutgefäße werden wachsen, um das neue Wachstum mit sauerstoffreichem Blut zu versorgen, der Prozess der Angiogenese.
Ausführungsbeispiele von Implantaten können weiter dazu entworfen werden, eine Angiogenese dadurch zu initiieren, dass ein Thrombus aus Blut mit ihnen zum Zeitpunkt von deren Implantation verbunden ist oder in das Innere unmittelbar folgend auf die Implantation eingesetzt wird. Der Blutthrombus kann vor der Implantatprozedur aus dem Patienten entnommen werden und es wird angenommen, dass dieser dabei hilft, die Gewebeheilungsantwort zu initiieren, welche zur Angiogenese führt.
Alternativ oder zusätzlich zu einem Blutthrombus können die Implantatvorrichtungen in einer Vielzahl von Weisen mit einer angiogenen Substanz verbunden sein, um den Prozess der Angiogenese zu unterstützen. In Ausführungsbeispielen, die einen definierten Innenraum aufweisen, kann die Substanz vor der Implantation in dem Innenraum eingesetzt sein oder kann nach der Implantation der Vorrichtung eingespritzt werden. Die Substanz kann flüssig oder fest sein. Der Blutfluss in und interagierend mit dem Innenraum der Vorrichtung wird dazu dienen, die Substanz über den umgebenden Gewebebereich zu verteilen, wobei sich das Blut, welches in die Vorrichtung eintritt, mit der Substanz vermischt und sie dann fort trägt, wenn es die Vorrichtung verlässt. Die Viskosität der Substanz und die Öffnungsgröße, durch welche sie hindurch tritt, bestimmt das Zeitabgabeverhältnis der Substanz.
Substanzen können mit der Vorrichtung nicht nur dadurch verbunden sein, dass sie innerhalb von deren Innenräumen gehalten werden, sondern ebenso durch eine Anwendung auf eine Beschichtung der Vorrichtung. Alternativ kann die Substanz in der Zusammensetzung des Materials der Vorrichtung eingebracht sein. Alternativ kann das Implantat vollständig aus der angiogenen Substanz fabriziert sein. Unter Berücksichtigung dessen, dass es viele unterschiedliche Möglichkeiten gibt, die angiogene Substanz oder Medizin an der Vorrichtung fest zu machen, sind die oben aufgelisteten Verfahren lediglich als Beispiele angegeben und sind nicht dazu gedacht, den Umfang der Erfindung zu beschränken. Unabhängig von dem Verfahren der Verbindung agieren die Implantate der vorliegenden Operation dazu, die angiogene Substanz in dem umgebenden Gewebe durch den Kontakt des Implantats mit dem Gewebe und die Blutzufuhr in dem Gewebebereich zu verteilen.
Beispielsweise kann ein Teil der Implantatvorrichtung eine helixförmige Feder aufweisen, die eine erste Konfiguration aufweist, die dichter gewickelt ist, welche eine längliche Länge aufweist, mehrere Spulen und einen reduzierten Durchmesser. Die zweite Konfiguration der Feder wird ein vergrößertes Profil durch ein Vergrößern des Durchmessers der Spulen und durch ein Verkürzen der Länge der Feder bereitstellen.
Bei der Verwendung können eines oder mehrere der Implantate der vorliegenden Erfindung auf einen Bereich ischämischen Gewebes angewendet werden. Beispielsweise können die Implantate eine Breite von ungefähr 2 mm und eine Länge korrespondierend zu etwas weniger als der Dicke des Gewebes, in welches sie implantiert sind, aufweisen. Es ist vorgesehen, dass Implantate, welche ein 2 mm breites Profil aufweisen, einer Fläche eines ischämischen Gewebes von ungefähr einem Quadratzentimeter dazu dienen, adäquat die Angiogenese über die umgebende Region des Gewebes hinweg voranzutreiben, ohne jedoch die Bewegung des Gewebes aufgrund einer hohen Dichte von Fremdobjekten innerhalb eines abgegrenzten Bereiches von Gewebe zu verändern.
Die Implantate sind dazu gedacht, direkt in das betroffene Gewebe eingeführt zu werden, ohne ein vorheriges Ausformen eines Kanals durch Entfernen von Gewebe, beispielsweise durch Ausbohren (engl. coring) oder Laserablation. Die Einführvorrichtungen werden, während sie mit dem Implantat beladen sind, so betrieben dass sie das Gewebe in einer einzigen Eintreibbewegung durchstoßen und durchdringen. Während die Einführvorrichtung das Gewebe durchdringt, wird das Implantat freigegeben und innerhalb des Gewebes in seine zweite Konfiguration expandiert. Das expandierte Implantat wird zurückgelassen, wenn die Einführvorrichtung herausgezogen wird. Durch die Expansion der Vorrichtung kann das umgebende Gewebe reißen und wird verletzt, während es durch das Implantat zur Seite gedrängt wird. Das mit einer Spannung beaufschlagte Gewebe versucht ebenso um die Vorrichtung herum zurückzudrängen und kann durch die Öffnungen in der Struktur der Vorrichtung eine Hernie ausbilden. Es ist nicht wichtig, dass das Implantat einen offenen Kanal durch das Gewebe hindurch aufrechterhält, damit Blut fließen kann. Die Aufgabe des Implantats ist es, eine Angiogenese auszulösen, so dass nur neue Blutgefäße erzeugt werden, um einen Blutfluss in die Region einzubringen.
Die Vorrichtungen können perkutan und transluminal, thoraxial oder chirurgisch durch ein Einschnittverfahren implantiert werden. In dem Falle, in dem die Implantate innerhalb des Myokardgewebes des Herzens implantiert werden, werden Einführsysteme zum perkutanen Schaffen eines Zugangs zum linken Ventrikel des Herzens und zum Durchdringen und zum Einführen des Implantats in das Myokard offenbart.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Implantat bereitzustellen, das dazu geeignet ist, innerhalb des Gewebes eines menschlichen Körpers implantiert zu werden.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Implantat bereitzustellen, welches durch ein Einführsystem einführbar ist, welches sicher und einfach zu verwenden ist während es Trauma für den Patienten minimiert.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Implantat bereitzustellen, welches das das Implantat umgebende Gewebe irritiert, um eine Heilungsantwort zu initiieren, welche zu einer Angiogenese führt.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Implantat bereitzustellen, welches so konfiguriert ist, dass es an ihm verbunden eine angiogene Substanz aufweist, welche eine Angiogenese innerhalb des das Implantat umgebenden Gewebes fördert.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Implantat bereitzustellen, welches so konfiguriert ist, dass es mit Blut interagiert, welches in dem Gewebe vorhanden ist, in welches das Implantat eingesetzt wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Implantat bereitzustellen, welches einen Innenraum definiert, in welchen Blut eintreten und eine Thrombose ausbilden kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Implantat bereitzustellen, in welches ein Thrombus aus Blut oder eine angiogene Substanz eingesetzt werden kann bevor oder nachdem das Implantat in das Gewebe eingesetzt wurde.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Um ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen und um zu zeigen, wie dieselbe ausgeführt werden kann, wird nun nur beispielsweise Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
1A eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Federimplantats zeigt, welches nicht einen Teil der Erfindung ausformt, in dessen erster Konfiguration eines kleinen Profils;
1B zeigt eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels eines Federimplantats der 1A in seiner zweiten Konfiguration eines großen Profils;
1C zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Implantatvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in seiner ersten Konfiguration eines kleinen Profils;
1D zeigt das Ausführungsbeispiel der Implantatvorrichtung der 1C in seiner zweiten Konfiguration des großen Profils;
2A ist eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels eines Federimplantats der 1A und 1B in dessen erster Konfiguration eines kleinen Profils, welches einem Gewebeort eingeführt wird;
2B ist eine schematische Schnittdarstellung des Implantats der 1A und 1B, welches in seine zweite Konfiguration innerhalb eines Gewebeortes expandiert ist;
2C zeigt eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels der Erfindung der 1C und 1D, welches an einer Einführvorrichtung angebracht ist;
3 zeigt eine Schnittdarstellung des linken Ventrikels eines menschlichen Herzens, aufweisend mehrere Implantate der vorliegenden Erfindung;
4A-4D zeigen eine Schnittdarstellung des linken Ventrikels eines menschlichen Herzens mit einem steuerbaren Einführkatheter, der innerhalb des Ventrikels positioniert ist, um Implantate in das Myokard einzuführen;
5A zeigt in der Seitenansicht eines Gitterröhrenimplantats, welches nicht ein Teil der Erfindung ausformt, in seiner ersten Konfiguration eines kleinen Profils;
5B zeigt eine Seitenansicht des Gitterröhrenimplantats der 5A in seiner zweiten Konfiguration eines großen Profils;
5C zeigt eine detaillierte Ansicht des Bandes des Ausführungsbeispiels der Gitterröhre der 5A und 5B;
6A zeigt eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels der Gitterröhre der 5A-5C in seiner ersten Konfiguration eines kleinen Profils, welches an einen Gewebeort eingeführt wird;
6B zeigt eine Schnittdarstellung des Gitterröhrenimplantats der 5A-5C in seiner zweiten Konfiguration eines großen Profils, welches innerhalb des Gewebes sitzt;
7A zeigt eine perspektivische Ansicht eines gerollten Röhrenimplantats, welches nicht ein Teil der Erfindung ausformt, in seiner ersten Konfiguration eines kleinen Profils;
7B zeigt eine perspektivische Ansicht des gerollten Röhrenimplantats der 7A in seiner zweiten Konfiguration eines großen Profils;
8A ist eine Seitenansicht eines Bleches aus Material, welches dazu verwendet wird, das gerollte Röhrenimplantat der 7A und 7B auszuformen;
8B zeigt eine Endansicht eines Bleches aus Material, welches dazu verwendet wird, das gerollte Röhrenimplantat der 7A und 7B auszuformen;
9A ist eine Seitenansicht und eine teilweise ausgeschnittene Ansicht des gerollten Röhrenimplantats der 7A und 7B, welches an einen Gewebeort mittels einer Einführvorrichtung eingeführt wird;
9B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 9A-9B der 9A;
9C ist eine Seitendarstellung des gerollten Röhrenimplantats der 7A und 7B, welches innerhalb des Gewebes eingesetzt ist und in seine zweite Konfiguration expandiert ist;
9D ist eine Querschnittsansicht des gerollten Röhrenimplantats der 7A und 7B, wenn es entlang der Linie 9D in 9C betrachtet wird;
10A ist eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des Implantats, welches nicht einen Teil der Erfindung ausformt, welches ein Rückgrat in der Mehrzahl von Ringen umfasst in seiner ersten Konfiguration eines kleinen Profils;
10B ist eine perspektivische Ansicht des Implantats der 10A zusammengesetzt aus einem Rückgrat und einer Mehrzahl von Ringen in seiner zweiten Konfiguration eines großen Profils;
11A ist eine Seitenansicht des Implantats der 10A und 10B, welches zusammengesetzt ist aus einem Rückgrat und einer Mehrzahl von Ringen, in seiner ersten Konfiguration eines geringen Profils, welches an einen Gewebeort eingeführt wird;
11B ist eine Querschnittsansicht des Implantats der 10A und 10B, welches aus einem Rückgrat und einer Mehrzahl von Ringen zusammengesetzt ist, betrachtet entlang der Linie 11B-11B in 11A;
11C ist eine Querschnittsseitenansicht des Implantats der 10A und 10B, welches aus einem Rückgrat und einer Mehrzahl von Ringen zusammengesetzt ist, in seiner zweiten Konfiguration eines großen Profils, welches innerhalb eines Gewebes eingesetzt ist;
11D ist eine Querschnittsansicht des Implantats der 10A und 10B, welches aus einem Rückgrat und einer Mehrzahl von Ringen zusammengesetzt ist, betrachtet entlang der Linie 11D-11D in 11C;
12A ist eine Seitenansicht eines gabelförmigen (engl. bifurcated) Implantats, welches nicht einen Teil der Erfindung ausformt, in seiner ersten Konfiguration eines kleinen Profils;
12B ist eine Vorderansicht des gabelförmigen Implantats der 12A in seiner ersten Konfiguration eines kleinen Profils;
12C ist eine Seitenansicht des gabelförmigen Implantats der 12A und 12B in dessen zweiter Konfiguration des großen Profils;
12D ist eine Vorderansicht des gabelförmigen Implantats der 12A-12C in seiner zweiten Konfiguration eines großen Profils;
13 ist eine Seitenansicht eines alternativen gabelförmigen Implantats, welches ebenso nicht einen Teil der Erfindung ausformt, welches eine angeschrägte Durchstechungskante in seiner ersten Konfiguration des kleinen Profils aufweist;
14A ist eine Seitenansicht eines gabelförmigen Implantats, welches nicht einen Teil der Erfindung ausformt, in seiner ersten Konfiguration eines kleinen Profils, welches in einen Gewebeort eingeführt wird;
14B ist eine seitliche Schnittansicht des gabelförmigen Implantats der 14A in seiner zweiten Konfiguration eines großen Profils, welches innerhalb des Gewebes eingesetzt ist;
15A ist eine Draufsicht auf ein gabelförmiges offenes Federimplantat, welches nicht einen Teil der Erfindung ausformt, in seiner ersten Konfiguration eines kleinen Profils;
15B ist eine Draufsicht auf das offene gabelförmige Federimplantat der 15A in seiner zweiten Konfiguration eines großen Profils;
15C ist eine Seitenansicht des offenen gabelförmigen Federimplantats der 15A und 15B in seiner ersten Konfiguration eines kleinen Profils;
15D ist eine Seitenansicht des offenen gabelförmigen Federimplantats der 15A-15C in seiner zweiten Konfiguration eines großen Profils;
16A ist eine Seitenansicht des offenen gabelförmigen Federimplantats der 15A-15D, welches in einen Gewebeort eingeführt wird;
16B ist eine Querschnittsansicht des offenen gabelförmigen Federimplantats der 15A-15D, welches innerhalb des Gewebes angeordnet ist und auf seine zweite Konfiguration eines großen Profils expandiert ist;
17A ist eine Draufsicht auf ein gabelförmiges Rückgrat und Reifenimplantat, welches nicht einen Teil der Erfindung ausformt, in seiner ersten Konfiguration eines kleinen Profils;
17B ist eine Draufsicht auf das gabelförmige Rückgrat und Reifenimplantat der 17A in seiner zweiten Konfiguration eines großen Profils;
17C ist eine Seitenansicht des gabelförmigen Rückgrat und Reifenimplantats der 17A-17B in seiner ersten Konfiguration eines ersten kleinen Profils;
17D ist eine Seitenansicht des gabelförmigen Rückgrat und Reifenimplantats der 17A-17C in seiner zweiten Konfiguration eines großen Profils;
18A ist eine Seitenansicht des gabelförmigen Rückgrat und Reifenimplantats der 17A-17D in seiner ersten Konfiguration eines kleinen Profils, welches in einen Gewebeort eingeführt wird;
18B ist eine Querschnittsansicht des gabelförmigen Rückgrat und Reifenimplantats der 17A-17D, welches innerhalb des Gewebes eingesetzt ist und auf seine zweite Konfiguration des großen Profils expandiert ist;
19A ist eine Seitenansicht eines flexiblen Bürstenimplantats, welches nicht einen Teil der Erfindung ausformt;
19B ist eine Endansicht des flexiblen Bürstenimplantats der 19A;
19C ist eine Seitenansicht des flexiblen Bürstenimplantats der 19A und 19B in dessen Nach-Einführkonfiguration;
19D ist eine Seitenansicht eines flexiblen Bürstenimplantats, welches nicht einen Teil der Erfindung ausformt, welches einen Kern hat, der aus verdrillten Drähten geformt ist;
19E ist eine Seitenansicht des flexiblen Bürstenimplantats, welches in 19D gezeigt ist;
19F ist eine teilweise ausgeschnittene Ansicht des flexiblen Bürstenimplantats der 19A-19E und eines damit verbundenen Einführsystems, welches den gewünschten Gewebeort durchdringt;
19G ist eine teilweise ausgeschnittene Ansicht des eingesetzten flexiblen Bürstenimplantats der 19A-19E und dessen damit verbundenes Einführsystem ist herausgezogen.
Beschreibung
Nur 1C, 1D und 2C offenbaren ein Beispiel einer Implantatvorrichtung, die in den Umfang des beigefügten unabhängigen Anspruchs 1 fällt. Die übrigen Zeichnungsfiguren und die damit verbundene Beschreibung sind beigefügt, um beim Verständnis der vorliegenden Erfindung durch Vergleich und Analogie zu helfen, ebenso um die Erfindung in ihren Kontext zu setzen.
1A und 1B zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines Implantats, welches eine helixförmige Spulenfeder 10 umfasst. Die Feder ist aus einem Draht (engl. filament) 12 aus einem flexiblen Material geformt, beispielsweise einem rostfreiem Stahl oder einem anderen Material oder einem hochdichten Polymer. Der Draht ist helixförmig so gewickelt, dass er einige individuelle Spulen 14 ausformt, welche eine Feder ausformen, die einen Innenraum 15 aufweist. An jedem Ende 16 der Feder endet der Draht 12 mit einer kleinen Fahne 18, welche sich in einer Ebene parallel zu der Achse des Implantats erstreckt. Die Fahnen 18 werden verwendet, um das Implantat an der Einführvorrichtung zu halten, wie detailliert weiter unten beschrieben werden wird. 1C und 1D zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Implantatvorrichtung 26 der Erfindung, umfassend ein Federimplantat welches aus zwei Segmenten 27 zusammengesetzt ist, welche in entgegengesetzten Richtungen gewickelt sind und durch eine Brücke 29 miteinander verbunden sind. Jedes Segment hat ein freies Ende 30, in welchem der Draht 12 in einer birnenförmigen Fahne 18 endet.
Die oben genannten Feder-Ausführungsbeispiele von Implantaten werden einfach von einer ersten Konfiguration in einer zweite Konfiguration gebracht, wobei die zweite Konfiguration des Implantats ein größeres Profil aufweist als das, welches während es in der ersten Konfiguration ist gezeigt wird. Die Profile können als die maximale Breite definiert werden, oder im Fall einer Spule, der Durchmesser der Vorrichtung. 1A und 1C zeigen die Vorrichtung in einer ersten Konfiguration eines kleinen Profils, welches zum Einführen der Vorrichtung in das Gewebe geeignet ist. 1B und 1C zeigen die Implantatvorrichtung in einer zweiten Konfiguration eines größeren Profils, in welches das Implantat nach dem Einführen an den Ort transformiert ist, die das Gewebe unter Spannung hält.
Als ein Resultat des Implantats, welches eine erste Konfiguration eines kleinen Profils und eine zweite Konfiguration eines großen Profils aufweist, übt nach der Implantation in das Gewebe das Implantat eine Spannung auf das umgebende Gewebe aus.
In seiner ersten Konfiguration, wie sie in 1A und 1C gezeigt ist, ist die Feder dichter gewickelt, hat eine längere Länge L₁ und mehr Spulen 14 und daher einen kleineren Durchmesser D₁ als in einer zweiten Konfiguration, die in 1B und 1D gezeigt ist. In der zweiten Konfiguration, die in 1B und 1D gezeigt ist, ist der Durchmesser D₂ größer als D₁ und L₂ ist kleiner als L₁, da sich die Feder expandiert hat, wodurch sie weniger eng gewickelt wird und weniger Spulen 14 aufweist. Das offenbarte Doppelfederausführungsbeispiel der Erfindung expandiert sich elastisch von seiner zusammengedrückten ersten Konfiguration zu seiner zweiten Konfiguration eines größeren Profils, deutlicher nach und nach, als es das Implantat 10 einer einzigen Feder tut. Die Gegenrotation der zueinander entgegengesetzt gewickelten Federsegmente 28 dient dazu, das Abwickeln der Vorrichtung zu verlangsamen, wodurch eine Steuerung bezüglich der Größe der Verletzung, die durch das umgebende Gewebe erfahren wird, bereitgestellt wird.
Die Implantate werden einfacher in den gedachten Gewebeort eingeführt, während sie in der ersten Konfiguration der 1A oder 1C sind. Das reduzierte Profil, welches durch die Feder in einem geringen Durchmesser D₁ der Größenordnung von 1,0-1,5 mm präsentiert wird kann einfacher das Gewebe durchdringen. Ein Kanal muss nicht durch Entfernen von Gewebe durch Ausbohren oder durch Lasertechniken vorgeformt werden, um die Implantate einzusetzen. Die Implantate sind nicht dazu gedacht, einen geöffneten Kanal durch das Zielgewebe hindurch offen zu halten, durch welchen Blut fließen kann. Die Implantate induzieren eine Angiogenese durch eine Interaktion mit dem Gewebe und mit Blut, welches bereits in dem Gebiet ist, in welches sie eingesetzt werden. Sobald sie in dem Gewebe eingesetzt sind, dient die Expansion des Implantats in seine zweite Konfiguration eines größeren Profils im Bereich von 2,0-2,5 mm nicht nur dazu, das Implantat innerhalb des Gewebes zu verankern, sondern dient ebenso dazu, das umgebende Gewebe, in welches es implantiert ist, zu irritieren und zu verletzen. Bevorzugt sind die Federausführungsformen so hergestellt, dass sie eine ungespannte Konfiguration aufweisen, äquivalent zu der zweiten Konfiguration, die in den 1B oder 1D gezeigt ist, da dies die endgültige implantierte Konfiguration der Vorrichtung nach dem Auslösen aus seiner Einführvorrichtung sein wird. Die expandierenden Implantate können das Gewebe einreißen und zur Seite schieben, welches den Einfluss und das Sammeln von Blut aus dem umgebenden Gebiet ermöglicht. Ein Aufrechterhalten eines offenen Kanals für einen Blutdurchfluss durch das Implantat ist jedoch nicht notwendig.
Ein wichtigerer Aspekt des Vorliegens des Implantats ist, dass eine Verletzungsantwort, die durch das umgebende ischämische Gewebe bereit gestellt wird, maximiert wird und eine Angiogenese durch die resultierende Thrombose und ein Fibrinwachstum initiiert wird, so wie es oben beschrieben ist. Die Implantate bleiben gegen das umgebende Gewebe nach der Implantation expandiert und werden durch die Thrombose und das Fibrinwachstum über die gesamte Implantatstruktur hinweg verstopft. Nachdem das neue Gewebe das Implantat umgeben hat und es eingewachsen hat, wird ein neues Gewebewachstum in dem Gebiet auftreten, um das neue Gewebe zu versorgen. In diesem fortgeschrittenen Zustand der Verletzungsantwort und des Heilens kann die Spannung, die auf das umgebende Gewebe angewendet wird, durch das expandierte Implantat minimal oder nicht existent sein, da das Gewebe um das Implantat herum gewachsen ist und es aufgenommen hat.
Zugang zu ischämischen Gewebeorten innerhalb eines Patienten, um die Implantate einzuführen, kann perkutan, chirurgisch oder durch eine Einschnittmethode oder thoraxial erreicht werden. Der weniger invasive und traumatische Perkutanansatz des Einführens der Implantate ist jedoch im Allgemeinen bevorzugt. Eine perkutane Einführvorrichtung zum Einführen der Implantate in das Myokard des Herzens ist in 2A-2C gezeigt. 3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des linken Ventrikels 2 eines menschlichen Herzens 1, auf welchen die Einführvorrichtung zugreift. Jedes der Ausführungsbeispiele von Implantaten, die hierin beschrieben sind, können perkutan mittels eines Einführkatheters 36, der in den 4A-4D gezeigt ist, eingeführt ist, so wie es nachfolgend detailliert beschrieben werden wird. Es sollte beachtet werden, dass, sich über die gesamte Beschreibung der Ausführungsbeispiele von Implantaten und deren damit verbundenen Einführsystemen "proximal" auf die Richtung entlang des Einführpfades, der sich nach extern des Patienten erstreckt, bezieht, und sich "distal" auf die Richtung entlang des Zuführpfades nach intern des Patienten bezieht.
Um den linken Ventrikel des Herzens perkutan zu erreichen, wird zuerst ein Führungskatheter (nicht gezeigt) durch die Gefäße des Patienten hindurch navigiert, um den linken Ventrikel 2 des Herzens 1 zu erreichen. Ein Führungsdraht 34 mit einer Widerhakenspitze kann dann durch den Führungskatheter und in den Ventrikel eingesetzt werden, in dem es das Myokard 4 durchsticht und innerhalb des Gewebes verankert wird. Nach dem Verankern des Führungsdrahtes kann ein steuerbarer Implantateinführkatheter 36 über den Führungsdraht vorgeschoben werden, um innerhalb des Ventrikels so positioniert zu werden, dass er die Implantate einführt. Um das Einführen von mehreren Implantaten zu ermöglichen, kann das Führungsdrahtlumen des Einführkatheters 36 exzentrisch an dem Katheter 36 angeordnet sein. Daher wird sich, wenn der Katheter um den Führungsdraht herum gedreht wird, das Zentrum des Katheters entlang eines kreisförmigen Pfades drehen, so wie es in 4C und 4D gezeigt ist, um einen weiteren Zuführbereich mit einer Führungsdrahtlokalisierung zu erreichen. Der äußere Durchmesser des Einführkatheters ist bevorzugt weniger als 0,100 Inch. Zusätzlich kann der Einführkatheter mit einer Steuerungseigenschaft mittels eines Zugdrahtes versehen sein, der sich entlang des Katheters erstreckt und an seinem distalen Ende angebracht ist, so dass ein Ziehen an dem Draht von dem proximalen Ende aus die distale Spitze des Katheters dazu bringt, abgelenkt zu werden. Eine Steuerungseigenschaft stellt so einen breiteren Bereich eines Einführgebietes mit einer einzigen Kaetheterisierung bereit.
2A und 2B zeigen das Einführen des Federimplantats 10 in Gebewebe. Das Implantat kann über eine flexible Schubröhre 20 zu dem Zuführort getragen werden, welche durch den steuerbaren Einführkatheter 36 verschiebbar ist. 2C zeigt das Ausführungsbeispiel der Implantatvorrichtung 26 der vorliegenden Erfindung, die an der Schubröhre 20 montiert ist. Die Schubröhre, über welchen die Federimplantate getragen werden, kann eine längliche, flexible, subkutane Röhre sein und so konfiguriert sein, dass sie ein scharfes distales Ende 22 zum Durchstoßen der Oberfläche des Gewebes, in welches das Implantat eingesetzt wird, aufweist. Zusätzlich nimmt die Schubröhre verschiebbar einen Freigabedraht 21 auf, welcher sich durch Fadenschlaufee 24 hindurch erstreckt, welche durch Seitenlöcher 25 an dem distalen Ende der Schubröhre 20 hindurch treten, und sich um die Fahnen 18 der Feder herumwickeln. In dem Fall eines alternativen Ausführungsbeispiels erstreckt sich eine Fadenschlaufe 24 von dem Ausgabedraht durch ein Seitenloch hindurch, um auch die Brücke 29 zu fangen. Durch das Verriegeln der Fadenschlaufen mit dem Ausgabedraht innerhalb der Schubröhre werden die Enden 16 der Feder nahe der Schubröhre 20 gehalten, um einen eng gewickelten Durchmesser bei einer vergrößerten Länge in einer ersten Konfiguration während des Einführens der Vorrichtung in das Gewebe aufrecht zu erhalten. Die Fahnen 18 haben bevorzugt eine birnenförmige Konfiguration eines größeren Durchmessers als der Draht 12, um die Fahnen vom Durchrutschen durch den Fadenschlaufen abzuhalten.
Nachdem er durch den Einführkatheter 36 hindurchgeschoben wurde, welcher in die Nähe des zu behandelnden Gewebes angeordnet wurde, wird der Schubdraht 20 distal vorgeschoben, unabhängig von dem Einführkatheter 36, so dass die scharfe distale Spitze 22 das Gewebe durchsticht, so wie in 2A gezeigt. Eine fortgesetzte weitere distale Bewegung des Schubdrahtes 20 schiebt das Implantat in das Gewebe vor, wo es freigegeben werden kann um seine zweite Konfiguration anzunehmen, die ein größeres Profil aufweist als die erste Konfiguration. Die Tiefe, bis zu der das Implantat innerhalb des Gewebes eingesetzt wird, wird nicht als ein signifikanter Faktor für den endgültigen Erfolg der Vorrichtung angesehen, ein Anordnen innerhalb des Gewebes jedoch innerhalb eines Bereiches, von dem angenommen wird, dass er den deutlichsten Betrag an vaskulärer Aktivität aufweist, ist wünschenswert. Beispielsweise wurde im Fall des Myokardgewebes beobachtet, dass Bereiche, die enger an der endokardialen Oberfläche liegen, im Allgemeinen aktiver sind um einen Pumpvorgang in dem Myokard zu erzeugen als es dies die Flächen sind, die enger der epikardialen Oberfläche liegen. Daher ist, wenn Implantate im Myokardgewebe eingepflanzt werden, eine Anordnung nahe der endokardialen Oberfläche bevorzugt, obwohl es nicht notwendig ist, das Implantat bündig mit der Oberfläche einzusetzen. Es wird verstanden, dass ein Bereich von aktivem, bewegtem Muskelgewebe die Implantate der vorliegenden Erfindung dazu bringt, sich zumindest etwas während des Herzzyklus zusammen mit dem umgebenden Gewebe zu verbiegen.
Sobald das Implantat innerhalb des Gewebes angeordnet ist, wird der Freigabedraht 21 proximal relativ zu der Schubröhre 20 herausgezogen. Die Fadenschlaufen werden von dem Draht 21 freigegeben und sind frei dazu, durch die Seitenlöcher 25 hindurchzugehen, wenn sich die Feder elastisch in ihre zweite Konfiguration des großen Durchmessers innerhalb des Gewebes expandiert. Das größere Profil in der zweiten Konfiguration übt einen unmittelbaren Druck auf das umgebende Gewebe aus, was in einigem Einreißen resultiert. Nach der Expansion in die zweite Konfiguration kann das umgebende Gewebe 4 dazu tendieren, in die Implantatvorrichtung an Herniepunkten 28, die zwischen den Spulen 14 des Implantats angeordnet sind, eine Hernie zu bilden. Nach der Implantation wird die Schubröhre 20 proximal durch den Innenraum 15 des Implantats zurückgezogen und zusammen mit dem Freigabedraht zurück in den Einführkatheter 36 und die Anordnung wird aus dem Patienten herausgezogen. Die Fadenschlaufen 24, bevorzugt absorbierbares Nähmaterial, können an dem Implantat angebracht zurückgelassen werden.
Im dem Fall, in dem die Implantate innerhalb des Myokardgewebes 4 des Herzens 1 implantiert sind, können mehrere Implantate 4 innerhalb eines Bereiches eines ischämischen Gewebes angeordnet werden, so wie in 3 gezeigt. Die Implantate 8 expandieren sich im Allgemeinen auf einen Durchmesser von ungefähr 2 mm und sind bevorzugt so voneinander beabstandet, dass jedes Implantat einem Bereich von 1 Quadratzentimeter dient. Obwohl jegliche Anzahl von Implantaten angeordnet werden kann, ist eine Dichte von nahezu einem pro Quadratzentimeter bevorzugt, so dass sie nicht mit der muskulären Funktion des Gewebes, in welches sie implantiert sind, interferieren. Mit anderen Worten könnten viele Implantate innerhalb eines bestimmten Gebietes potenziell mit der Bewegung des Muskelgewebes interferieren, was in einer Verschlechterung anderer notwendiger Funktionen dieses Gewebes führen könnte. Mehrere Implantate werden an einen gegebenen Gewebeort durch eine Wiederholung der Schritte, die zum Einführen eines zu verwendenden Implantats genannt wurden, eingeführt.
Zusätzlich induzieren zum Induzieren einer Verletzungsantwort durch Expandieren innerhalb des Gewebes die Implantate eine Angiogenese innerhalb des umgebenden Gewebes 4 durch andere Mechanismen. Ein solcher Mechanismus ist ein Prozess der Ausbildung einer Thrombose des Blutes, welches eine implantierte Vorrichtung 10 umgibt und welchem erlaubt wird, sich innerhalb des Inneren 15 der Vorrichtung zu sammeln. Blut, welches sich um das Implantat herum oder in dem Implantat sammelt, bildet eine Thrombose aus, welches zu einem Fibrinwachstum und der Grundlage für Arteriolen führt, welche zu Gefäßen werden, um Blut dem abgeheilten Bereich zur Verfügung zu stellen. Dieser Prozess kann weiter verbessert werden durch die Anwendung einer angiogenen Substanz auf die Implantatvorrichtung. Die Substanz kann ein Festkörper oder ein Fluid sein, welches innerhalb des Innenraums 15 der Vorrichtung vor oder nach dem Einführen des Implantats angeordnet sein kann, so dass es in Kontakt kommt mit und verteilt wird durch das Blut, welches eintritt und das Implantat umgibt. Um die angiogene Substanz in das Implantat einzuführen, nachdem es dem Gewebe eingeführt wurde, kann die Einführvorrichtung als eine Leitung konfiguriert sein, durch welche die Substanz übertragen werden kann und in das Implantat ausgegeben werden kann, während die Einführvorrichtung in das Implantat noch miteinander verbunden sind. In dem Fall der Röhren und Katheter, welche oben in Verbindung mit einer Zuführtechnik diskutiert wurden, kann die angiogene Substanz von dem proximalen Ende der Röhre von außerhalb des Patienten aus durch das Lumen der Röhre vorgeschoben werden und aus einem Auslass in dem distalen Ende der Röhre und in oder um die implantierte Vorrichtung herum ausgestoßen werden. Alternativ kann die angiogenese Substanz auf die Vorrichtung beschichtet sein oder die Vorrichtung kann aus einer solchen Substanz hergestellt sein.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vaskulär bedingten Implantate ist in 5A gezeigt. Ein Gitterröhrenimplantat 40 ist in seiner ersten Konfiguration eines kleinen Profils gezeigt, welches zum Einführen in Gewebe geeignet ist. Die Gitterröhre ist zusammengesetzt aus einem Gittermuster aus drahtförmigen Elementen 42, die aus einem Material ausgeformt sind, welches flexibel ist und trotzdem so steif, dass es eine expandierte, zweite Konfiguration, welche ein größeres Profil aufweist als seine erste Konfiguration, aufrechterhalten kann. Das Gitterröhrenausführungsbeispiel kann aus einem dünnen Metallblech hergestellt sein, in welches ein Muster von Zwischenräumen oder Öffnungen ausgeätzt aufweist, und dann gerollt ist und die Enden miteinander verbunden sind, um eine Röhre auszuformen. Alternativ kann das Implantat aus einem Stoff ausgeformt sein, beispielsweise einem Dacron, welcher in eine röhrenförmige Form gerollt ist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die gitterförmige Röhre aus Drahtelementen 42 ausgeformt, welche miteinander verwoben sind, um eine Röhre auszuformen, in der die Elemente relativ zueinander verschiebbar sind. Das Gitter kann elastisch expandierbar sein, wobei es durch die inhärente Elastizität des ausgewählten Materials, beispielsweise eines hoch elastischen oder hoch zugfesten Materials, expandiert bleibt. Alternativ kann die Gitterröhre in seine zweite Konfiguration plastisch verformt sein, wenn die Elemente aus einer plastisch verformbaren Legierung geformt sind.
In dem Drahtgitterausführungsbeispiel sind die Drahtenden 46 zu Ringen 44 miteinander verbunden. Wie in 5C gezeigt, können die Enden 46 der Drahtelemente 42 an dem Endring 44 an Verbindungen 48 verbunden werden. Die Ringe 44 können Polymerröhren sein, die auf die Elementenden wärmegeschrumpft sind, um die Verbindungen auszuformen. Alternativ können die Ringe rostfreier Stahl sein, welcher an den Elementen durch Lötverbindungen verbunden ist. Die Elemente können so hergestellt werden, dass sie beweglich zu dem Ring 44 sind. Obwohl dies nicht gezeigt ist, können die Enden 46 der Elemente so geformt sein, dass sie Ösen haben, die um einen engen Endring 44 herum mit einem Gewinde versehen sind. Daher wären die Enden frei dazu, ihre Position entlang des Ringes während der Expansion von der ersten in die zweite Konfiguration einzustellen. Zusätzlich, wie in 5C gezeigt, kann der Ring 44 nicht kontinuierlich sein, wobei er einen Spalt 50 entlang seiner Oberfläche aufweist, um die Expandierbarkeit zu fördern. In dieser Konfiguration kann der Ring 44 die Stützkraft bereitstellen, um das Implantat in seiner expandierten zweiten Konfiguration zu halten. Der Spalt 40 in dem Ring 44 ermöglicht es dem Ring zum Einführen in eine kleine Konfiguration zusammengerollt zu werden und sich dennoch zu expandieren und in eine größere Konfiguration abzuwinden.
Der Ring 44 kann elastisch expandierbar sein, wobei es seine natürliche Tendenz ist, eine abgewickelte Konfiguration und einen maximalen Durchmesser aufzuweisen. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Ring während des Einführens an den gewünschten Gewebeort in einem spulenförmigen geringeren Durchmesser zusammengedrückt und wird freigegeben, um sich abzuwickeln und sich elastisch zu expandieren in seine größere Konfiguration, sobald er in das Gewebe eingesetzt ist. Die Elemente 42 verbinden sich an den Ringen 44 an beiden Enden des Ausführungsbeispiels der Gitterröhre, so dass sie in die zweite Konfiguration eines größeren Profils unter der Kraft der elastischen Ringe 44 hereingleiten. Alternativ können die Ringe 44 plastisch deformierbar sein, so dass sie sich zusammen mit der Bewegung der Elemente 42 der Gitterröhre 40 deformieren, wenn die Länge der Röhre komprimiert wird, um eine radiale Expansion hervorzurufen.
Das Gitterröhrenimplantat kann über ein Einführsystem eingeführt werden, welches eine relativ steife Röhre eines kleinen Durchmessers 52 aufweist, beispielsweise eine Hyporöhre, die darin verschiebbar in ihrem zentralen Lumen einen durchstoßenden Freigabedraht 54 aufweist, so wie er in 6A und 6B gezeigt ist. In 6A ist die Gitterröhre 40 bezüglich einer Längsbewegung an ihrem proximalen Ende 56 durch einen Stopper 60 gehalten, welcher an der Außenseite der Hyporöhre 52 montiert ist. Das distale Ende 58 der Gitterröhre wird von der Längsbewegung gehalten durch ein kleines Verriegelungselement 62, welches an der Außenseite des Freigabedrahtes 54 montiert ist. Sowohl die Verrieglung 62 als auch der Stopper 60 greifen mit den Ringen 44 an den proximalen und distalen Enden der Gitterröhre 40 ein. Die Hyporöhre 52 und der Freigabedraht 54, welche die Gitterröhre 40 tragen, werden an den gewünschten Gewebeort durch einen vorhergehend angeordneten, steuerbaren Katheter 36 eingeführt, so wie in es in Verbindung mit den 2A und 2B beschrieben worden war. Der steuerbare Einführkatheter 36 ist nicht in den 6A und 6B gezeigt, aber es wird verstanden, dass er ein Teil des Einführsystems ist. Während eine Spannung auf die Gitterröhre aufgebracht wird durch das Aufbringen eines geringen Druckes auf den Freigabedraht 54 in der distalen Richtung und ein Aufrechterhalten des Druckes auf die Hyporöhre 52 in der proximalen Richtung wird die Gitterröhre in seiner ersten Konfiguration eines kleinen Profils und einer verlängerten Länge gehalten. Die Kombination wird gemeinsam distal in Richtung des gewünschten Gewebeortes bewegt.
In dem Fall des Implantierens in das Myokard durchsticht die scharfe distale Durchstechungsspitze 64 des Freigabedrahtes 54 die endokardiale Oberfläche 6, um einen Zugang zu dem Myokard 4 bereitzustellen. Nach der Anordnung der Gitterröhre innerhalb des Myokards 4 wird sie expandiert in ihre zweite Konfiguration durch Bewegung der Hyporöhre, welche mit dem proximalen Ende 56 der Röhre eingreift, in eine proximale Richtung, während die Verriegelung 62 an dem Freigabedraht 54 in eine proximale Richtung sich bewegt. Daher werden die Enden 58 und 56 der Gitterröhre enger zueinander hin bewegt, wodurch sich die Länge der Röhre verkürzt und sie dazu bringt, dass sie sich radial expandiert, wodurch eine Spannung auf das umgebende Myokardgewebe 4 aufgebracht wird. Nach der Expansion der Gitterröhre kann der Freigabedraht 54 proximal herausgezogen werden, so dass dessen distale Durchdringungsspitze 54 innerhalb der Hyporöhre 52 liegt. Die Kombination kann dann aus dem Patienten herausgezogen werden ohne das Risiko einer Verletzung von Gefäßen durch die scharfe Spitze während des Herausziehens.
7A und 7B zeigen noch ein weiteres Ausführungsbeispiel des vaskulär induzierenden Implantats, umfassend eine elastisch expandierbare gerollte Röhre 70. Die gerollte Röhre kann aus einem flachen Blech 52 hergestellt werden, so wie es in 8A und 8B gezeigt ist. Das Material ist bevorzugt flexibel, aber es wird eine elastische Energie aufrechterhalten und dazu tendieren, nachdem es in eine röhrenförmige Form gebogen wird, die Röhre in eine relativ expandierten Konfiguration eines großen Durchmessers zu halten. Ein Metall, wie beispielsweise rostfreier Stahl oder ein hochdichtes Polymer, sind ein bevorzugtes Material. Das Röhrenmaterial kann ein Vollmaterial sein oder kann porös sein, so wie eine Gitterscheibe. Das flache Blech ist bevorzugt so konfiguriert, dass es entlang seiner einen Längskante 56 eine röhrenförmige Kante 78 eingeformt hat, welche als eine Verriegelung zum Halten des Bleches in einer röhrenförmigen Konfiguration dient, während es an den Gewebeort eingeführt wird, so wie es im weiteren Detail nachfolgend beschrieben werden wird. Die röhrenförmige Kante 78 kann ein separates röhrenförmiges Segment sein, welches an dem flachen Blech 72 durch ein Bonden, beispielsweise durch einen Kleber, durch Löten oder durch Schweißen angebracht ist. Alternativ kann die röhrenförmige Kante durch ein Kurven über eine Längskante 72 des Bleches geformt sein, um eine Röhre entlang dieser Kante zu definieren.
Ein Anordnen des flachen Bleches in der ersten Konfiguration des geringen Profils erfordert ein Rollen des flachen Bleches 72 in eine eng gewundene Rolle, um die zylindrische Struktur des röhrenförmigen Implantats 70 zu definieren. In dieser ersten Konfiguration kann die gerollte Röhre auf sich selbst mehrfach aufgespult sein, um einen kleinen äußeren Durchmesser D₁ auszuformen, so wie es in 7A gezeigt ist. Eine Kraft wird benötigt, um das gerollte Röhrenimplantat in der ersten Konfiguration zu halten, da das elastisch deformierte Blechmaterial 72 natürlich in den größeren Durchmesser D₂ in der zweiten Konfiguration tendiert, so wie in 7B gezeigt. Die gerollte Röhre wird in der ersten Konfiguration, die in 7A gezeigt ist, in das Gewebe implantiert und es wird ihr erlaubt, sich in ihre Gleichgewichtskonfiguration zu expandieren, wie in 7B gezeigt ist, welche ein größeres Profil (Durchmesser) aufweist als die erste Konfiguration.
So wie in den anderen Ausführungsbeispielen erzeugt die Expansion der gerollten Röhre innerhalb des Zielgewebes eine geringe Verletzung des das Implantat umgebenden Gewebes, welches ebenso eine Vorrichtung zur Interaktion mit Blut aus dem umgebenden Gewebe bereitstellt, um den Prozess der Angiogenese zu initiieren, so wie es oben beschrieben wurde. In dem Fall einer gerollten Röhre, die aus einem porösen oder Gittermaterial geformt ist, wird eine weitere Verletzung des Gewebes, welches das Implantat umgibt, erwartet aufgrund einer rauen Oberfläche des Implantatmaterials und eines konstant dynamischen Kontaktes mit dem Gewebe. Zusätzlich kann das poröse oder Gittermaterial das Fibrinwachstum durch die Vorrichtung verbessern, um die Angiogenese weiter zu verbessern.
Ein Einführen des gerollten Röhrenausführungsbeispiels 70 ist in 9A und 9B gezeigt. So wie in den anderen Implantatsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann das Ausführungsbeispiel der gerollten Röhre in das Zielgewebe perkutan, thoraxial oder chirurgisch durch eine Einschnittmethode eingeführt werden. Beim Einführen des Implantats in das Myokardgewebe des Herzens ist eine perkutane Einführung bevorzugt, da sie am wenigstens invasiv und traumatisch für den Patienten ist. 9A-9D zeigen das Einführen des gerollten Röhrenimplantats perkutan in das Myokardgewebe des Herzens. Nachdem der linke Ventrikel 2 durch einen steuerbaren Einführkatheter 36, so wie oben beschrieben, betreten wurde, wird der Einführkatheter in einer Position in der Nähe des gewünschten Gewebeortes durch einen Führungsdraht mit einer Widerhakenspitze 34 verankert, welche sich durch ein exzentrisches Führungsdrahtlumen 32 des Einführkatheters hindurch erstreckt. Der Führungsdraht mit der Widerhakenspitze ist in dem Myokardgewebe verankert. Die gerollte Röhre 70 wird durch ein zentrales Lumen 38 des Einführkatheters 36 über einer koaxialen Anordnung der Schubröhre 80 und einen Durchstechungsdraht 82 getragen, welche eine distale Durchstechungsspitze 84 aufweist. Der Durchstechungsdraht 82 ist in der Längsrichtung bezüglich der Schubröhre 80 verschiebbar, so dass er sich entlang der Schubröhre erstrecken kann und die gerollte Röhre auszugeben, so wie es nachfolgend beschrieben werden wird.
Der Schubdraht hat entlang seiner Länge einen rückwärtigen Stopper 86 eingeformt, der durch eine Scheibe konfiguriert ist, welche sich radial von der Schubröhre aus erstreckt, um eine Oberfläche bereitzustellen, gegen die das proximale Ende 88 der gerollten Röhre während des Einführens anliegen kann. Um die gerollte Röhre in ihrer ersten Konfiguration während des Einführens zusammenzuhalten, kann der rückwärtige Stopper zusätzlich zwei sich in der Längsrichtung und distal erstreckende Ausstülpungen 90 und 92 aufweisen. Die innere Ausstülpung 90, welche sich innerhalb des Innenraums der röhrenförmige Kante 78 erstreckt, ist so angeordnet, dass sie während des Einführens an der Kante der äußersten Spule 93 der gerollten Röhre liegt. Die äußere Ausstülpung 92 hält die äußerste Spule 93 von ihrer äußeren Oberfläche aus, wobei sie in Verbindung mit der inneren Ausstülpung zusammenarbeitet, um die Röhre in ihrer ersten Konfiguration des kleinen Durchmessers gegen die elastische Expansionskraft, die der gerollten Röhre inhärent ist, zu halten. Das distale Ende 94 der gerollten Röhre wird in ihrer ersten, kompakten Konfiguration gehalten durch eine sich proximal und longitudinal erstreckende Ausstülpung 96, welche in dem Innenraum 79 des Röhrendrahts 78 an dem distalen Ende 94 der gerollten Röhre sitzt. Die Ausstülpung 96 erstreckt sich proximal von dem angeschärften Ende 84 des Durchstechungsdrahtes 82 aus.
Mit der gerollte Röhre zwischen den Ausstülpungen 90, 92 an dem proximalen Ende 88 und dem Durchstechungsdraht 82, der sich durch seinen Innenraum 74 erstreckt. Mit dem geschärften distalen Ende 84, welches sich von dem distalen Ende 94 der gerollten Röhre aus erstreckt, um das Gewebe zu durchstoßen, in welches es eingeführt werden soll. Die Ausstülpung 96 erstreckt sich proximal zurück in den Innenraum 94 der Röhre. In dieser Konfiguration werden die Schubröhre, der Durchstechungsdraht und die gerollte Röhrenkombination zusammen distal aus dem distalen Ende des Einführkatheters heraus vorgeschoben, so wie es in 9B gezeigt ist, so dass die distale Durchstechungsspitze 84 des Durchstechungsdrahts die Oberfläche des Gewebes 6 durchdringt. Die Anordnung wird distal in das Gewebe 4 in eine Tiefe vorgeschoben, welche das gesamte Implantat aufnimmt, so wie in 9D gezeigt. Das proximale Ende 88 des Implantats kann, muss aber nicht, bündig mit der Oberfläche 6 des Gewebes 4 sein.
Nachdem die Röhre in das Gewebe eingeführt wird, wird der Durchstechungsdraht 82 distal bewegt und die Schubröhre 80 wird proximal bewegt, in entgegengesetzten Richtungen relativ zueinander, so dass sich der rückwärtige Stopper 86 und die Ausstülpungen 90, 92 und 96 von den Enden der Röhre fort bewegen, wobei sie sie von der zusammengedrückten ersten Konfiguration freigeben, so dass sie in ihre zweite Konfiguration des größeren Profils expandiert, so wie in 9C und 9D gezeigt. Nachdem die Röhre aus der Schubröhre und dem Durchstechungsdraht freigegeben ist, wird der Durchstechungsdraht proximal durch den Innenraum 74 der nun expandierten gerollten Röhre 70 in die Schubröhre 80 zurückgezogen, welche dann in den Einführkatheter 36 zurückgezogen wird. Der Führungsdraht mit der Widerhakenspitze 34 wird dann aus seiner verankerten Position innerhalb des Gewebes 4 herausgezogen und der gesamte Einführkatheter 36 wird aus dem Patienten herausgezogen.
10A zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des vaskulär bedingten Implantats. Ein Rückgratimplantat 100 besteht aus einer Mehrzahl von expandierbaren C-förmigen Ringen 102, welche konzentrisch entlang einer axialen Stütze oder Rückgrat 104 angeordnet sind. Jeder Ring ist mit dem Rückgrat an einem Punkt entlang dessen Umfang verbunden. Das Rückgrat liegt in einer Tangente an jeden Ring 102, wobei jeder Ring in einer Ebene liegt, die normal zu der Achse des Rückgrates ist. Eine Diskontinuität 106 an der Oberseite eines jeden Ringes ermöglicht es den Ringen, sich zwischen zwei Konfigurationen zu expandieren. Einer ersten Konfiguration eines kleinen Profils, in welcher die Enden 108 des Ringes miteinander überlappen, um einen Ring eines relativ kleinen Durchmessers zu definieren und einer zweiten Konfiguration, die ein größeres Profil repräsentiert, in welcher die Blätter des Ringes geöffnet sind und nicht miteinander überlappen, wodurch sie einen größeren Durchmesser und Profil definieren.
Das Rückgratimplantat im Ausführungsbeispiel kann eine einheitliche Struktur sein, die aus einem elastisch deformierbaren Material, beispielsweise einem Plastik oder rostfreiem Stahl, geformt ist. Alternativ können die Ringe 102 separate Komponenten sein, die an dem Rückgrat durch Schweißen, Löten oder Verbinden angebracht sind. Die Enden eines jeden Ringes werden bevorzugt so ausgeformt, dass sie Ösen 110 aufweisen. Durch das gemeinsame Verriegeln der Ösen 110 können die elastisch expandierbaren Ringe 102 in einer geschlossenen Konfiguration eines reduzierten Profils gehalten werden, gegen die inhärente Kompressionskraft. Ein länglicher Lösestift 112, der im Phantom in 10A gezeigt ist, kann durch die miteinander ausgerichteten Ösenpaare aller der geschlossenen Ringe in dem Rückgrat eingesetzt werden. Der Zugstift 112 kann durch die Ösen hindurch eingesetzt werden, um die Ringe 102 in einer geschlossenen Konfiguration zu halten, dadurch dass sie jeden Ring 102 in einer geschlossenen Konfiguration halten, wobei die Ösen 110 konzentrisch zueinander ausgerichtet sind. Die Ringe 102 können nach der Implantation innerhalb des Gewebes expandiert werden durch das Herausziehen des Stiftes aus dem Ösen, um die Ringe loszulösen und eine elastische Expansion zu ermöglichen, so wie es nachfolgend detaillierter beschrieben werden wird.
11A-11D zeigen das Einführen des Rückgratimplantats 100. 11A und 11B zeigen das Implantat in seiner ersten Konfiguration eines kleinen Profils, welche während des Einführens und des Einsetzens in den gewünschten Gewebeort aufrechterhalten wird. So wie in den anderen Ausführungsbeispielen, die oben beschrieben sind, wird die Implantation der Vorrichtung beschrieben werden, wenn sie in das Myokardgewebe des Herzens implantiert wird. Obwohl die Vorrichtung durch eine Vielzahl von Verfahren eingeführt werden kann, umfassend chirurgisch oder thoraxial, ist das bevorzugte Verfahren des Einführens perkutan, wobei das Myokard 4 durch den linken Ventrikel des Herzens Zugang findet, so wie es in den 4A-4D gezeigt ist.
Das Rückgratimplantat 100 wird über einen Schubdraht 114 eingeführt, welcher durch den Einführkatheter 36 hindurch verschiebbar ist. Der Schubdraht erstreckt sich während des Einführens durch das Zentrum der Ringe hindurch, während sie in ihrer geschlossenen Konfiguration eines kleinen Profils vorliegen. Der Schubdraht 114 kann einen Durchmesser aufweisen, welcher nahezu die gleiche Größe aufweist wie der innere Durchmesser der Ringe in der geschlossenen Konfiguration eines kleinen Profils, um jegliches Spiel zwischen dem Implantat und dem Schubdraht während des Einführens zu entfernen. Der Zugstift 112 erstreckt sich durch die Ösen 110 hindurch und liegt parallel zu dem Schubdraht 214 durch den Einführkatheter 36, in dem er unabhängig von dem Schubdraht an dessen proximalem Ende, welches sich außerhalb des Patienten erstreckt, manipuliert werden kann.
Der Schubdraht 114 weist ein geschärftes distales Ende 118 auf, welches dazu in der Lage ist, die Gewebeoberfläche 6 zu durchstoßen, um einen Eingangsort bereitzustellen, in welchem das Implantat in das Gewebe 4 eingesetzt werden kann. Um eine proximale Bewegung des Implantats an dem Schubdraht während des Einführens in das Gewebe 4 zu verhindern, könnte der Zugstift 112 oder der Schubdraht 114 an ihrer Oberfläche einen rückwärtigen Stopp eingeformt haben, gegen den sich der am proximalsten gelegene Ring 102 anliegen kann, um einer distalen Bewegung zu widerstehen. Nach dem Einsetzen des Implantats in das Gewebe kann der Zugstift 112 proximal herausgezogen werden, um aus dem Ösen der Ringe 110 entfernt zu werden, was es ihm ermöglicht, sich elastisch in die geöffnete Konfiguration zu expandieren, so wie es in den 11C und 11D gezeigt ist. Nachdem der Zugstift herausgezogen wurde um das Implantat in seine zweite Konfiguration eines größeren Profils zu expandieren, kann der Schubdraht 114 proximal durch das Zentrum der Ringe hindurch herausgezogen werden und aus dem Gewebe heraus und die Einführvorrichtung kann aus dem Patienten herausgezogen werden.
12A-12D zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Implantatvorrichtung, welche eine erste Konfiguration aufweist, welche uniaxial ist und eine zweite Konfiguration, in der ein Abschnitt der Vorrichtung biaxial oder gabelförmig wird. Das gabelförmige Implantat 120 ist bevorzugt eine hohle, einstückige Struktur, die im Wesentlichen aus drei röhrenförmigen Abschnitten besteht, die ähnlich zu einer Hose angeordnet ist. Spezifisch hat das Implantat einen Rumpfabschnitt 122, der eine im Allgemeinen röhrenförmige Konfiguration aufweist, welcher sich in ein erstes Bein 124 und ein zweites Bein 126 aufteilt, von denen jedes ungefähr den halben Durchmesser des Rumpfabschnittes aufweist und eine Länge aufweist, die ungefähr die halbe Länge des gesamten Implantats ausmacht. Wie in den 12A und 12B gezeigt, sind die Beine 124 und 126 geschlossen, wobei die Längsachse parallel zu der Mittelachse des Rumpfabschnitts 122 liegt. In dieser ersten Konfiguration stellt das Implantat 120 ein kleines Profil bereit, welches zum Eindringen und Einführen in das Gewebe geeignet ist.
12C und 12D zeigen das Implantat in dessen zweiter Konfiguration eines vergrößerten Profils, wobei die Beine 124 und 126 voneinander fortgestreckt sind, weggebogen voneinander, so dass deren Achsen einen Winkel von 90° relativ zu der Mittelachse des Rumpfabschnitts 122 einnehmen. Wenn sie in die zweite Konfiguration bewegt sind, dienen die aufgeteilten Beine des Implantats dazu, das umgebende Gewebe, in welches das Implantat eingesetzt wurde, mit Druck zu versehen und zu verletzen. Das Reißen und die Abrasion des Gewebes, welches die nun expandierten Beine 124 und 126 umgibt, antwortet auf die Verletzung durch einen Heilungsprozess, welcher zu einer Angiogenese, so wie oben beschrieben, führt. Zusätzlich, da die Beine in ihrer expandierten Konfiguration verbleiben, wird das Gewebe weiterhin irritiert werden durch das Vorliegen des Implantats, wodurch die Verletzungsantwort weitergeführt wird und die Initiierung der Angiogenese.
13 zeigt eine Variation des biaxialen Implantats 120, welches eine angeschrägte Profilkante 130 aufweist, die entlang der Enden der Beine 124 und 126 ausgeformt ist, um das Eindringen durch das Gewebe zu ermöglichen. Obwohl die stumpfen Kanten der Röhrenenden der Beine 124 und 126, so wie sie in den 12A-12D gezeigt sind, dazu geeignet sind, weiches Gewebe zu durchdringen, stellt die angewinkelte Kante 130, die in 13 gezeigt ist, ein schärferes Profil bereit, um durch harte Lagen von Gewebe hindurch zu dringen. Die angewinkelte Kante kann auf viele Weisen konfiguriert sein, anders als die abfallende Kante, die in 13 gezeigt ist. Zum Beispiel kann das zweite Bein 126 eine Kante aufweisen, die in der entgegengesetzten Richtung von der Kante des Beines 124 angewinkelt ist, um ein Pfeilspitzenprofil auszuformen (nicht gezeigt).
Das biaxiale Implantat kann sich von seiner ersten Konfiguration eines kompakten Profils zu seiner zweiten Konfiguration eines expandierten Profils entweder durch eine inhärente Elastizität des Implantatmaterials bewegen, oder durch eine plastische Deformation. Um das plastisch deformierbare Ausführungsbeispiel zu expandieren, kann eine Teilungskraft zwischen den Beinen des Implantats aufgebracht werden, sobald es in das Gewebe eingesetzt wurde. Die Teilungskraft kann durch einen Zugdraht aufgebracht werden, der sich durch den Innenraum des Implantats erstreckt, welcher eine distale Spitze eines großen Profils aufweist, welche sich zwischen dem nebeneinander liegenden Beinen erstreckt, und wenn der Zugdraht in eine proximale Richtung bewegt wird und aus dem Zentrum des Implantats durch den Rumpfabschnitt entfernt wird. Alternativ und in einem bevorzugten Verfahren ist das Implantat elastisch expandierbar und kann über zwei Führungsdrähte in den erweiterten Gewebebereich eingeführt und expandiert werden, wie detailliert nachfolgend beschrieben werden wird.
14A und 14B zeigen das Einführen des gabelförmigen Ausführungsbeispiels des Implantats in Gewebe, beispielsweise eines Myokardgewebes des Myokard. So wie es bezüglich der anderen Ausführungsbeispiele beschrieben worden war, wird das gabelförmige Ausführungsbeispiel bevorzugt perkutan durch einen steuerbaren Katheter 36 in das Myokard eingeführt, welcher neben dem Myokardgewebe in das linke Ventrikel des Herzens eingesetzt wurde, um das Implantat aufzunehmen. Das gabelförmige Implantat 120 wird durch den Einführkatheter 36 über eine Führungsröhre 132 eingeführt, welche eines solche Größe aufweist, dass sie dem Innendurchmesser des Rumpfabschnitts 122 des Implantats genau angepasst ist. Durch die Führungsröhre 132 erstrecken sich zwei Haltedrähte 134 und 136, welche sich während des Einführens durch den Rumpfabschnitt des Implantats und durch die Beine 124 und 126 erstrecken. Die Haltedrähte 134, 136 sind relativ steif, um die Beine 124, 126 in deren verbundener Konfiguration eines kleinen ersten Profils zu halten, so wie in 14A gezeigt. Die Drähte und die Führungsröhre sind relativ zueinander und durch den Einführkatheter 36 hindurch verschiebbar. Während des Einführens erstreckt sich die Führungsröhre nur durch den Rumpfabschnitt 122 in den Innenraum des Implantats. Die Stützdrähte 134, 136 erstrecken sich distal über den Rumpfabschnitt hinaus und in jedes Bein, um als Aussteifungselemente zu dienen, wobei sie eine axiale Halterung mit dem inneren Durchmesser eines jeden Beines bereitstellen, um der elastischen Kraft der Beine zu widerstehen, auseinander gebogen zu werden.
Während des Einführens wird die gesamte Anordnung distal bewegt, durch die Führungsröhre 132 und die Drähte 134, 136, die distal geschoben werden, um das Implantat aus dem distalen Ende des Einführkatheters 36 freizulegen, so dass es in die endokardiale Oberfläche 6 hindurchdringen kann und in das Myokard 4 eintreten kann, so wie es in 14B gezeigt ist. Die Einführkraft, die das Implantat in die distale Richtung schiebt, wird durch das distale Ende der Führungsröhre 132 aufgebracht, die in der Kreuzung der Beine 138 eingreift. Nachdem das Implantat in das Gewebe 4 eingesetzt wurde, werden die Stützdrähte 134 und 136 proximal aus den Beinen 124, 126 des Implantats herausgezogen, was diesen ermöglicht, sich voneinander weg zu expandieren, um das umgebende Gewebe zu verletzen und es in einen mit Druck belasteten Zustand zu versetzen, welcher durch das Implantat in dessen zweiter Konfiguration aufrecht erhalten wird. Zusätzlich zu dem Bereitstellen einer konstanten Quelle der Irritation und der Verletzung des Gewebes dient das expandierte Implantat dazu, einer Migration aus dem Gewebe hinaus trotz der Gewebebewegung zu widerstehen, da das Implantat während der Expansion in dem Gewebe festgeklammert ist. Nach dem Entfalten des Implantats werden die Führungsröhre 132 und die Haltedrähte 134, 136 weiter proximal in den Einführkatheter 36 gezogen, welcher dann aus dem Patienten herausgezogen werden kann.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines gabelförmigen Implantats ist in den 15A-15D gezeigt. Das offene, gabelförmige Federimplantat 140 ist dazu gedacht, einen Rumpfabschnitt 142 und zwei Beinabschnitte 144 und 146 aufzuweisen, ähnlich zu dem gabelförmigen Ausführungsbeispiel, welches oben diskutiert wurde. Das offene, gabelförmige Federausführungsbeispiel kann zwei helixförmig gewickelte Spulenfedern 148, 150 aufweisen, die miteinander nur an dem proximalen Ende 152 des Rumpfabschnittes verbunden sind. Alternativ kann das gabelförmige Federausführungsbeispiel eine einzige Feder umfassen, welche auf sich selbst an der proximalen Rumpfspule 152 zu einem doppelten Rücken gewickelt ist und zwei Beine 144, 146 definiert, die sich von diesem aus erstrecken und welche jeweils durch jedes Ende einer einzelnen Feder definiert sind. Die Spulenfeder sollte flexibel und dazu in der Lage sein, im Wesentlichen ihre expandierte, gabelförmige und größeres Profil aufweisende Konfiguration aufrecht zu halten unter der Kollabierungskraft des mit Druck versehenen Gewebes, in welches sie implantiert ist.
Die erste Konfiguration des kleineren Profils des Implantats ist in den 15A und 15C gezeigt. Die Spulen 152 jedes der Beine 144 und 146 sind ineinander verschachtelt, so dass sie im Wesentlichen entlang der gleichen Längsachse wie der Rumpfabschnitt 142 liegen. In dieser Konfiguration ist das Gesamtprofil des Implantats 140 minimiert, was das Einführen des Implantats in das Gewebe ermöglicht. Die 15B und 15D zeigen das Implantat in dessen zweiter Konfiguration eines größeren Profils. Die freien Enden jedes der Beine 144 und 146 springen in die offene Position, natürlich angeschrägt in die Y-Form der gabelförmigen Konfiguration, da sie plastisch deformiert sind, so dass sie diese Form während ihrer Ausbildung haben. Das Profil des Implantats wird durch die Bewegung der Beinabschnitte fort von der Achse des Rumpfabschnitts 142 vergrößert. Wenn ihm erlaubt wird, sich innerhalb des ischämischen Zielgewebes zu expandieren, wird von den sich expandierenden Beinabschnitten erwartet, dass sie einige Minimalverletzungen und ein etwaiges Reißen des Gewebes hervorrufen, in welches es implantiert wird. Von der Verletzung, welche kontinuierlich durch das Vorliegen des Implantats in dessen zweiter Konfiguration irritiert wird, wird angenommen, dass sie eine Heilungsantwort durch das Gewebe initiiert, welche eine Angiogenese durch die oben beschriebenen Mechanismen initiiert.
16A und 16B zeigen die Schritte des Einführens eines gabelförmigen offenen Federimplantats in ischämisches Gewebe 4. In 16A wird das Implantat in seiner uniaxialen, ersten Konfiguration des kleinen Profils durch einen relativ steifen Durchdringungsdraht 158 gehalten, welcher eine geschärfte distale Spitze 160 zum Durchdringen der Oberfläche des Gewebes 6 aufweist. Der Durchdringungsdraht 158 erstreckt sich durch den Innenraum 162 des Federausführungsbeispiels, welches die Spulen 154 der Beine 144 und 146 entlang der Mittelachse durch ein Kontrahieren von deren inneren Oberflächen zurückhält. Die Beine werden entgegen der Bewegung durch das Vorhandensein des Drahtes 158 gehalten. Die geschärfte Spitze 160 des Durchstechungsdrahtes erstreckt sich von dem distalen Ende des Implantats aus, so dass sie als erstes das Gewebe während der distalen Bewegung zu dem Implantationsort kontaktiert.
Eine Schubröhre 156 sitzt verschiebbar über dem Schubdraht und weist einen größeren Durchmesser auf als der Schubdraht, wobei er eine solche Form aufweist, dass er in den Umfang der am proximalsten gelegenen Spule 152 des Implantates eingreift. Die Schubröhre stellt eine Schubkraft gegen das Implantat während des Einsetzens in das Gewebe bereit, wenn sowohl der Durchstechungsdraht 158 als auch die Schubröhre 156 gleichzeitig distal bewegt werden, um den Durchstechungsdraht durch das Implantat hindurch zu halten, welches in seiner ersten Konfiguration gehalten wird. Die Schubröhre 156 kann sich ebenso unabhängig von dem Durchstechungsdraht 158 bewegen, so dass, sobald das Implantat in eine angemessene Tiefe innerhalb des Gewebes 4 eingebracht wurde, der Durchstechungsdraht 158 in die Schubröhre zurückgezogen werden kann, so wie es in 16B gezeigt ist, um die Spulen 154 in deren expandierte zweite Konfiguration freizugeben. Nach dem Einführen und Freigeben des Implantats in das ischämische Gewebe können die Schubröhre 156 und der Durchstechungsdraht 158 proximal in den steuerbaren Einführkatheter 36 zurückgezogen werden und die gesamte Anordnung kann aus dem Patienten herausgezogen werden.
17A-17D zeigen eine Variation des offenen, gabelförmigen Ausführungsbeispiels eines Federimplantats. Das gabelförmige Ringimplantat 170 ist aus ersten und zweiten Rückgraten 172, 174 zusammengesetzt, welche jeweils eine Mehrzahl von ringförmigen Reifen 176 aufweisen. Die Reifen 176 sind mit den jeweiligen Rückgraten an einem Punkt um den Umfang herum verbunden, so dass sie im Wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet sind. Die Rückgrate 174, 172 teilen einige gemeinsame Ringe 176 in einem Rumpfabschnitt 178 des Implantats. Die freien Enden der Rückgrate 172, 174 formen jeweils Beinabschnitte 180, 182 des Implantats aus. Das Implantat ist in seiner ersten Konfiguration eines kleinen Profils in 17A und 17C gezeigt.
In der ersten Konfiguration sind die Ringe 176 beider Rückgrate und des Rumpfabschnittes miteinander verwoben und liegen im Wesentlichen entlang der gleichen Längsachse. In der expandierten zweiten Konfiguration federn die Beinabschnitte 180 und 182 unter der elastischen Kraft der Rückgrate 172 und 174 auseinander, welche so vorgeformt sind, dass sie eine gebogene Konfiguration aufweisen, was in der Konfiguration des großen Profils, welche in 17B und 17D gezeigt ist, führt. Das Implantat wird in das ischämische Zielgewebe 4 durch die Schritte, die oben in Verbindung mit dem gabelförmigen offenen Federausführungsbeispiel diskutiert wurden und welche in 18A und 18B gezeigt sind, eingeführt. Der Durchstechungsdraht und die Schubröhre 158 können jeweils verwendet werden, um das gabelförmige Ringimplantat 170 auf die gleiche Weise, wie das offene Federausführungsbeispiel, wie es oben beschrieben ist, einzuführen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Implantats ist in 19A-19D gezeigt. Ein Bürstenimplantat 240 ist aus einem zentralen Kernelement 242 zusammengesetzt, welches eine Mehrzahl von elastischen Borsten 244 aufweist, die sich radial davon erstrecken, um das umgebende Gewebe zu irritieren. Die Borsten 244 der Bürste 240 kollabieren während der Bewegung in das Gewebe während des Einführens gegen den Kern 242, um eine erste Konfiguration eines kleinen Profils zu definieren. Nach dem Einführen in das Gewebe expandieren sich die Borsten elastisch in einer radialen Auswärtsrichtung, bezüglich des Kerns, um eine zweite Konfiguration eines größeren Profils zu definieren, welche das umgebende Gewebe irritiert und einen Druck auf dieses ausübt.
Das zentrale Kernelement 242 ist bevorzugt etwas steif, um ein Einsetzen in das Gewebe 4 zu ermöglichen. Der Kern kann massiv sein oder eine hohle Röhre aufweisen, um ein zentrales Lumen 246 zu definieren, über welches das Implantat in den gewünschten Gewebeort eingeführt werden kann. Zusätzlich kann das zentrale Lumen 246 eine angiogene Substanz umfassen, welche an den gewünschten Gewebeort zusammen mit dem Implantat eingeführt werden kann. Alternativ kann der Kern 242 des Bürstenimplantats aus einigen Drähten zusammengesetzt sein, welche helixförmig um einander oder entlang einer einzigen Achse, so wie in 19D und 19E gezeigt, gewickelt sein kann. Das Bürstenimplantat, welches in 19D gezeigt ist, besteht aus drei helixförmig gewickelten Drähten 248, 250 und 252, welche den Kern 242 definieren. Eingeklemmt zwischen den gewickelten Drähten sind Borsten 244, welche sich radial von dem Kern 244 aus erstrecken. Wie in 19E gezeigt, definieren die drei helixförmig gewickelten Drähte eine zentrale Öffnung 254 durch das Zentrum des Kerns hindurch. Die zentrale Öffnung kann zum Halten einer angiogenen Substanz oder eines Thrombus aus Blut innerhalb des Implantats nützlich sein, welche später mit dem Blutfluss nach der Implantation interagieren. Zusätzlich kann die zentrale Öffnung 254 einen Führungsdraht aufnehmen, so dass das Implantat an seinen gewünschten Ort eingeführt werden kann durch das Führen über den Führungsdraht, welcher in den Patienten eingesetzt wurde. Alternativ kann der Kern 242 aus nur zwei separaten Drähten geformt sein, welche helixförmig um einander herum gewickelt sind, eine zentrale Öffnung 254 kann jedoch nicht deutlich durch nur zwei Drähte definiert werden.
Die Borsten 244, welche an dem Kern 242 angebracht sind, dienen dazu, das umgebende Gewebe zu verletzen und zu irritieren, in welches sie implantiert sind, um eine Verletzungsantwort hervorzurufen, welche zu einer Angiogenese führt. Die Borsten erstrecken sich elastisch von dem Kern aus in einer radialen Auswärtsrichtung, um einen Druck auf das umgebende Gewebe auszuüben und eine Irritation hervorzurufen. Die Borsten stellen eine Mehrzahl von Kontaktpunkten mit dem umgebenden Gewebe bereit, an denen eine Irritation auftritt, wodurch eine Mehrzahl von Ausgangsorten bereitgestellt wird, an denen die Angiogenese initiiert werden kann.
Röhren können werden anstelle der Drähte verwendet, welche den Kern 242 ausformen und ebenso der Borsten 244. Röhrenförmige Borsten und Kerndrähte stellen Lumen bereit, welche eine Quantität einer angiogenen Substanz oder Blutthromben beinhalten können, die dazu gedacht ist, mit dem umgebenden Gewebe, in welches die Vorrichtung eingesetzt ist, zu interagieren. Die Kerndrähte können einen äußeren Durchmesser von 0,203 mm (0,008 inch) aufweisen und die Borsten können einen äußeren Durchmesser im Bereich von 0,152 mm (0,006 inch) bis 0,254 mm (0,010 inch) aufweisen. Die Borsten können aus einem rostfreien Stahl oder Plastik hergestellt sein.
Wie in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen kann das Bürstenimplantat perkutan, thoraxial oder chirurgisch mittels eines Einschnittverfahrens an den gewünschten Gewebeort eingefügt werden. Beispielsweise repräsentiert 19F ein Bürstenimplantat, welches perkutan in das Myokard 4 eingefügt wird. Ein geeignetes Einführsystem für das Implantat des Bürstentypus kann einen steuerbaren Außenkatheter 36 umfassen, in dem ein verschiebbarer Bürstenträgerkatheter 262 eines geringeren Durchmessers, welcher ein zentrales Lumen 262 aufweist, aufgenommen ist. Das distale Ende 264 des Bürstenträgerkatheters ist angeschärft, um dazu in der Lage zu sein, die endokardiale Oberfläche des Myokards 8 zu durchstoßen.
Ein Bürstenimplantat 240 wird durch das zentrale Lumen 262 des Katheters 260 in einer distalen Richtung durch einen Schubdraht 266 geschoben, welcher ebenso eine solche Größe aufweist, dass er in ein zentrales Lumen des Katheters hereinpasst. Daher, um ein Bürstenimplantat in das Gewebe einzuführen, wird das distale Ende des steuerbaren Katheters 36 in die Nähe des gewünschten Gewebeortes gebracht, so wie in 19F und 19G gezeigt. Der Bürstenträgerkatheter, welcher ein Bürstenimplantat 240 und einen Schubdraht 266 innerhalb dessen zentralen Lumens 262 trägt, wird distal durch den steuerbaren Katheter navigiert und aus seinem distalen Ende heraus, so dass das geschärfte distale Ende 264 des Katheters die Oberfläche des Gewebes durchstoßen wird, um ein Einführen des Implantats zu erlauben. Nachdem das distale Ende des Katheters etwas in das Gewebe 4 hereingeschoben wurde, wird der Schubdraht 266 distal bewegt, um das Bürstenimplantat 240 aus der distalen Öffnung 268 des Katheters 260 herauszuschieben.
Alternativ muss das distale Ende des Bürstenträgerkatheters 264 nicht angeschärft sein, um den Gewebeimplantationsort zu durchstoßen. Das Bürstenimplantat selbst kann dagegen eine geschärfte distale Spitze 270 aufweisen, die durch die umwickelten Drähte oder eine Hyporöhre des Kerns 242 ausgeformt ist, welche dazu in der Lage ist, das Gewebe 4 zu durchdringen mit einer Schubkraft, die durch den Schubdraht 266 bereitgestellt ist. Nach der Implantation kann der Schubdraht 266 und der Bürstenträgerkatheter 266 proximal in den steuerbaren Katheter 36 zurückgezogen werden und das Implantatsystem 258 kann aus dem Patienten herausgezogen werden. Die distale Bewegung durch das Gewebe, welche während der Implantation stattfindet, bringt die Borsten 244 dazu, einen spitzen Winkel mit einer Längsachse des Bürstenimplantats aufrecht zu erhalten, welche in die proximale Richtung deuten. Nachdem die Bürste implantiert ist, tendieren die Borsten dazu, elastisch in eine radial auswärts erstreckende Position zurückzukehren, welche eine Belastung auf das umgebende Gewebe aufbringt und eine Irritation hervorruft. Zusätzlich dienen die Borsten als Widerhaken, um eine proximale Migration des Implantats zu verhindern.
Aus dem Vorgenannten wird klar werden, dass die Erfindung ein Implantat und eine Einführvorrichtung zum Hervorrufen einer Angiogenese innerhalb eines ischämischen noch lebensfähigen Gewebes bereitstellt. Die Erfindung ist besonders vorteilhaft beim Fördern einer Angiogenese in einem ischämischen Myokardgewebe des Herzens. Die Implantate sind einfach und sofort in den gewünschten Gewebeort einsetzbar mit einer minimalen Anzahl von Schritten. Die Einführsysteme sind einfach zu bedienen, um die Implantatvorrichtungen schnell und sicher zu implantieren.
Es wird verstanden werden, dass die vorhergehende Beschreibung der Erfindung dazu gedacht ist, bezüglich dieser beschreibend zu sein und dass andere Modifikationen, Ausführungsbeispiele und Äquivalente den Fachleuten klar sind innerhalb des Schutzbereiches der folgenden Ansprüche.

Claims

Implantatvorrichtung (26) zum Implantieren in ischämisches Gewebe, umfassend: ein Federimplantat, welches aus zwei Segmenten (27) zusammengesetzt ist, welche in einander entgegen gesetzten Richtungen gewickelt sind und welche durch eine Brücke (29) miteinander verbunden sind, wobei das Implantat so konfiguriert ist, dass es, wenn es zusammengedrückt ist, eine erste Konfiguration mit einem ersten Profil aufweist, und wenn es freigegeben ist, sich elastisch in eine zweite Konfiguration expandiert, die ein zweites Profil aufweist, wobei das zweite Profil größer als das erste Profil ist und wodurch ein umgebendes Gewebe, in welches die Implantatvorrichtung eingesetzt ist, hinreichend irritiert wird, zumindest teilweise dadurch, dass das Federimplantat eine Spannung auf das umgebende Gewebe aufbringt, um eine Reaktion auf eine Verletzung hervorzurufen, umfassend eine Thromboseausbildung, wodurch eine Angiogenese ausgelöst wird.
Implantatvorrichtung, so wie sie in Anspruch 1 definiert ist, wobei das Implantat ein hohles Inneres (15) definiert.
Implantatvorrichtung, so wie sie in Anspruch 1 definiert ist, wobei das Implantat flexibel ist, nachdem es die zweite Konfiguration angenommen hat.
Implantatvorrichtung, so wie sie in Anspruch 1 definiert ist, weiterhin umfassend eine angiogene Substanz zum Fördern der Angiogenese, welche mit dem Implantat verbunden ist.
Implantatvorrichtung, so wie sie in Anspruch 4 definiert ist, wobei die angiogene Substanz durch eine Beschichtung mit der Vorrichtung verbunden ist.
Implantatvorrichtung, so wie sie in Anspruch 1 definiert ist, wobei der Körper der Vorrichtung ein hohles Inneres (15) definiert, welches so angeordnet und konfiguriert ist, dass es in dem hohlen Inneren eine angiogene Substanz aufnimmt.
Implantatvorrichtung, so wie sie Anspruch 6 definiert ist, weiterhin umfassend eine angiogene Substanz, welche in den hohlen Innenraum herein geladen ist.
Implantatvorrichtung, so wie sie in Anspruch 7 definiert ist, weiterhin umfassend zumindest eine Öffnung in dem Körper in einer Größe, die es der angiogenen Substanz erlaubt, sich von dem Inneren auf die Außenseite der Vorrichtung zu übertragen.
Implantatvorrichtung, so wie sie in Anspruch 1 definiert ist, wobei das Implantat (26) im Wesentlichen zylindrisch ist.
Einführvorrichtung zum Einsetzen eines Implantats in das Myokard eines Patienten umfassend: einen steuerbaren Einführkatheter (36), welcher zumindest ein Lumen (38) und eine definierte Länge aufweist, einen länglichen Schaft (20), der durch das Lumen des Einführkatheters hindurch schiebbar ist, welcher ein proximales Ende, ein geschärftes distales Ende (22), welches dazu in der Lage ist, Gewebe zu schneiden, und eine Länge aufweist, die größer als die Länge des Einführkatheters ist, Mittel an dem distalen Ende des Schafts zum lösbaren Halten des Implantats in einer ersten Konfiguration eines kleinen Profils und welche so konfiguriert sind, dass sie das Implantat in eine zweite Konfiguration eines großen Profils herauslassen können, und dadurch gekennzeichnet dass: eine Implantatvorrichtung (26) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche lösbar an dem distalen Ende des Schafts in der ersten Konfiguration des kleinen Profils durch das Mittel gehalten wird.