EP2280658A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von dermis - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen von dermis

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Publication number
EP2280658A1
EP2280658A1 EP08749494A EP08749494A EP2280658A1 EP 2280658 A1 EP2280658 A1 EP 2280658A1 EP 08749494 A EP08749494 A EP 08749494A EP 08749494 A EP08749494 A EP 08749494A EP 2280658 A1 EP2280658 A1 EP 2280658A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plate
cutis
piece
dermis
tissue
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08749494A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Iwatschenko
Hans Gärtner
Arnd Wilhelmi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tutogen Medical GmbH
Original Assignee
Tutogen Medical GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tutogen Medical GmbH filed Critical Tutogen Medical GmbH
Publication of EP2280658A1 publication Critical patent/EP2280658A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/32—Surgical cutting instruments
    • A61B17/322—Skin grafting apparatus
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/32—Surgical cutting instruments
    • A61B17/322—Skin grafting apparatus
    • A61B2017/3225—Skin grafting apparatus with processing of harvested tissue

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for producing dermis as a transplant.
  • the transplant is usually referred to as a tissue or organ to be transplanted.
  • the dermis (dermis) is a layer of the more extensive organ “cutis” (cutis), which are used in connection with vertebrates and in particular in connection with human skin, whereby the skin is usually roughly divided into three layers, the epidermis (epidermis). Epidermis), the dermis (dermis, corium), and the subcutis (subcutis)
  • the skin obtained from, for example, a donor must be rid of the subcutis Fat, nerves, blood vessels, connective tissue strands etc.
  • the upper skin layer, the epidermis, is delimited by the stratum basale from the underlying dermis (dermis, corium).
  • the dermis is dominated by connective tissue cells (fibroblasts), which form an extracellular matrix (ECM).
  • fibroblasts connective tissue cells
  • Their main components are fiber proteins (collagens).
  • two layers are usually distinguished, namely the reticular dermis (stratum reticulare) facing the subcutis and the papillary dermis (stratum papillae) facing the epidermis.
  • cutis-derived transplants whereby both human beings and suitable animals are considered as donors, for example pigs. Cutis is removed from such tissue dispensers, processed by chemical processes and sterilized. Such grafts are used, for example, for the therapy of larger abdominal wall defects, especially in incisional hernias.
  • the collagen structure of the implant implanted in this way serves the body as a guide rail for building new endogenous tissue.
  • the degradation process of the implant and the formation of the body's own connective tissue run parallel, so that after a few weeks the soft tissue defect is closed by a scar.
  • plastic networks are implanted, which should cover the defect at the hernia.
  • a disadvantage of such plastic nets is their encapsulation and the subsequently required further operation.
  • Prepared dermis which is to be used as a transplant for the treatment of in particular soft tissue defects in the patient, is previously subjected to an inactivation method in order to avoid undesired complications (infections, transplant rejection).
  • the known inactivation methods include steps for inactivating microorganisms, viruses, prions and cells of the tissue donor. This ensures optimal compatibility and safety of the implant.
  • the prior art knows the so-called Tutoplastmaschine for the above-mentioned inactivation and preservation for the production of a ready-to-use, sterile graft.
  • This Tutoplastmaschine sets the present invention as known and also applicable here. In particular, it involves the following steps in the preparation of a transplant from Cutis:
  • the dry product must first be rehydrated with physiological saline solution on site and returned to a state as before the solvent preservation.
  • the cutis of the donor for example, the human donor
  • the papillary dermis adhere to large amounts of adipose tissue (subcutis), which must be removed very carefully in the prior art so as not to damage the tissue structure.
  • the lack of dimensional stability of the dermis section causes difficulties.
  • the piece of skin can be held very poorly when the scalpel is used to remove the fatty tissue.
  • a very experienced taxidermist needs about 20 minutes. It is based on the cut at the border between the stratum reticulare and the Unterhautfettgewebe (the adipose fat).
  • the dry dermis preserved by the Tutoplast procedure must be rehydrated before it can be used in a patient.
  • an inhomogeneous and tissue-dependent swelling behavior occurs, so that the thickness (thickness) of the resulting product then hardly predictably develops in the wet state compared to the (dry) initial state.
  • the invention has for its object to provide a method and apparatus for producing dermal graft, with a user (surgeons) a uniform graft strength can be provided.
  • the invention teaches a method for producing a dermis graft of a predetermined strength, in which
  • a) a piece of cutis is placed on a plate, b) the piece of cutis is brought into contact with the plate such that a mechanical removal of material is made possible on the side of the cutis facing away from the plate, and c) by means of a tool on the said Page material is removed from the cutis.
  • the invention thus includes the mechanical processing of the cutis in the wet, ie raw state to a desired thickness (thickness) and the subsequent application z.
  • the Tutoplast process for preservation as described above.
  • the tissue shrinks in the Tutoplast procedure (as described above)
  • the tissue regains its strength which it obtained after carrying out the method according to the invention using the device according to the invention.
  • the invention makes it possible to provide the user (surgeon) with a graft having a well-defined strength upon rehydration at the site of use, such that when using multiple graft pieces, the surgeon can only insert pieces after rehydration, for example , ie when used on the patient, have the same strength.
  • the processing of a piece of cutis obtained from a donor takes place in the hydrated state of the tissue.
  • the piece of tissue to be processed, Cutis is essentially connected over the whole area to a plate and then, on the side facing away from the plate, is machined mechanically to remove components which are undesirable for the transplant.
  • the connection of the piece Cutis with said plate is over the entire surface so that the said mechanical processing is possible without distortions of the cutis.
  • a particularly elegant connection of the piece to be processed Cutis with said plate is made possible in the wet state of the cutis by a freezing technique.
  • the plate is brought to a temperature at which the cutis freezes sufficiently firmly on the plate in order to enable the subsequent mechanical processing, for example, preferably with a milling cutter.
  • the preparation technique according to the invention can also be referred to as "machining.”
  • the freezing of the cutis to be processed on the plate can be promoted, for example, by applying the plate and / or the material to be applied to the plate papillary side of the cutis are moistened with a freezing liquid, for example water.
  • the inventive device for producing dermis graft of a predetermined strength is provided with
  • the device has means for Abküh ⁇ len said plate, so that a piece to be processed cutis adheres sufficiently firmly to the plate and has a sufficiently strong structure to the mechanical processing, for example with a milling cutter, too enable.
  • a milling cutter is used as a tool for mechanical machining, but in general another tool having cutting means can also be used, in particular a rotating tool with cutting means.
  • a heat sink is used according to a preferred embodiment of the invention, to which the plate is removably applied. This allows easy replacement of the plate in the apparatus for cleaning and sterilizing the plate. It can then be used successively with one and the same device, a plurality of plates.
  • the tool used for example the milling cutter
  • the tool used may be mountable in the device such that, like the plate, it is interchangeably mountable in the device from one piece of cutis to the next piece of cutis, while cleaning and sterilizing unused tools (milling) can be.
  • the variants of the invention described above allow very fast fixation of the tissue to be treated by freezing on a smooth plate. In this sufficiently frozen state of the tissue in particular subdermal adipose tissue can be removed quickly and effectively. Furthermore, irregularities on the reticular side of the dermis can be neatly leveled and the thickness of the dermis can be reduced to exactly the desired level. Even after a subsequent drying, for example by means of the above-described Tutoplast method, and then carried out by the onset of the surgeon rehydration then the graft has exactly the obtained after processing according to the invention strength, the z. B. can be indicated on the packaging of the usually dry delivered graft.
  • the invention allows a considerable saving of time in the manufacture of the graft and also a very considerable improvement in terms of graft quality and reproducibility of the production results.
  • FIG. 1 shows schematically an exemplary embodiment of a device for producing a dermis graft.
  • FIG. 2 shows the device according to FIG. 1 in plan view.
  • the aim of processing a i5 piece of cutis from a donor to be performed with the device according to the figure is the production of a human graft which has a predeterminable thickness in the wet state.
  • a piece of cutis as obtained from a donor as a starting material may have a thickness in the range of 4 to 7 mm, and after performing the method by means of a device according to the figure, the 2o graft should then have a thickness of, for example, Range from 3 to 4 mm.
  • the starting material ie the piece of Cutis
  • the device shown in the figure has a base plate 10 which serves to support the essential components of the device.
  • the figure shows a side view, partly in section, of essential components of the device.
  • bearing blocks 12 for example, two bearing blocks
  • the axis of rotation is provided with the reference numeral 16.
  • the figure shows the state of the device with closed upper housing part 14.
  • the upper housing part 14 can be opened in the figure counterclockwise about the axis of rotation 16.
  • Locking blocks 18 serve to lock the upper housing part 14 in the closed state in which the further processing of the cutis described below takes place.
  • In this closed state covers the upper housing part (which is partially broken away in the figure) on all sides of the cutis to be machined and the resulting ablated Tissue pieces off, so that no accumulating in the process tissue parts can escape uncontrollably to the outside.
  • the housing top may optionally be provided with a transparent window so that a user can visually follow the machining process.
  • a plate 20 is supported via a plurality of support pins 22, 24 (only two shown) above the base plate 10.
  • the plate 20 In the closed state of the upper housing part 14 hold down press 26, 28, the plate 20 on a heat sink 32 such that a good thermal contact between the heat sink 32 and the plate 20 is made.
  • Cutis 30 On the plate 20 to be processed piece Cutis 30 is placed over the entire surface, with any air or the like are struck.
  • the cutis has an upper surface 30a corresponding to the subcutis, i. on the upper side 30a of the cutis 30, the removal of tissue (for example fat, etc.) should take place.
  • tissue for example fat, etc.
  • the heat sink 32 has an inlet 34 for a cooling medium and an outlet 36 for the cooling medium. Between the heat sink 30 and the base plate 10 is an insulating plate 38, so that cooling effect is not unnecessarily exerted on the base plate 10, but the cooling extends substantially to the plate 20.
  • a temperature sensor (not shown) may be mounted to control the temperature of the plate 20.
  • the temperature sensor is provided with a control for the heat sink 32. If the cooling of the heat sink 32 in the manner described above by flow of a cold medium through the inlet 34 and the outlet 36, then the controller controls the temperature of the medium in the manner of a control loop as a function of the measured temperature of the plate 20.
  • cooling media For example, liquid carbon dioxide, nitrogen, etc. come into consideration in the variant shown in the figure.
  • thermoelectric heat sink 32 which is cooled by a flowing cooling medium
  • other cooling techniques can be used, for example, solid-state cooling techniques (so-called Peltier element).
  • Peltier element solid-state cooling techniques
  • the temperature to be set on the plate 20 is located as needed in the range of 0 ° C to -50 0 C.
  • the device has a milling cutter 40, which is guided over the upper side 30a of the piece Cutis 30 in such a way that the desired tissue removal takes place.
  • the milling cutter 40 can therefore be guided in tracks over the surface 30a of the cutis 30.
  • the guidance can be done manually, whereby the user visually (through said window) tracks the progress of the tissue removal and then stops the procedure when the visible surface of the cutis has reached a desired structure.
  • the guidance and control of the milling cutter 40 can also be carried out by machine in such a way that the user can input a definable final thickness of the cutis via a computer and the milling cutter then processes the cutis in accordance with a predetermined, optionally multi-layer removal program.
  • a device for measuring the thickness of the cutis 30 can be provided, for example an optical measuring device with the surface of the plate 20 as the reference point.
  • the actual thickness of the cutis can be measured and correlated to a target thickness that should be at the end of the machining process and the computer (or the user) guides the mill 40 over the cutis 30 until it reaches all Make the desired target strength.
  • a cutter pin 42 carrying the milling cutter 40 can be adjusted via a height adjustment 44.
  • the cutter 40 is rotated by means of an electric motor 48.
  • a piece of cutis 30 to be processed is placed on a plate 20.
  • the plate 20 may be located outside the device shown in the figure. Any air pockets or liquid inclusions between the cutis and the plate are pushed out with a suitable scraper (not shown).
  • the heat sink 32 is brought to the desired temperature. Then the plate 20 is placed with the full-surface piece lying on the heat sink 32 and the upper housing part 14 is folded into the closed state shown in the figure. The upper housing part 14 is secured by means of the locking blocks 18 via bolts (not shown) in the closed position.
  • the hold-down device 26 are thereby pressed onto the plate 20, so that the plate 20 over the entire surface fed on the heat sink 32nd is applied and its temperature assumes. If the piece Cutis 30 has the desired temperature, the machining process can be started. In this case, the cutter can, if thicker layers of fatty tissue etc. are to be removed from the cutis, be lowered in several stages in height to remove layer by layer.
  • Figure 2 shows the device described above in plan view, wherein the web 50 of the cutter meandering is guided over the cutis to be processed.
  • a window 52 allows visual monitoring of the process.
  • a handle 54 allows handling of the device.
  • the device described with reference to the figure can be supplemented with, in particular, an aspirator which sucks off material removed under vacuum as soon as it is removed from the cutter 40 by the cutis.
  • an aspirator which sucks off material removed under vacuum as soon as it is removed from the cutter 40 by the cutis.
  • a "chip pan" may also be provided.
  • the thus-prepared dermis implant can be removed after completion of the process of the plate 20 and then z.
  • the graft then shrinks but regains its original shape and thickness on subsequent rehydration.

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Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Dermis-Implantates mit vorgebbarer Stärke sieht vor, dass ein Stück Cutis (30) auf eine Platte (20) gelegt wird. Mit einer Fräse (40) wird Subcutis-Material abgetragen, bis die Cutis eine gewünschte Stärke hat.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Dermis
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Dermis als Transplantat.
Als Transplantat wird üblicherweise ein zu transplantierendes Gewebe oder Organ bezeichnet. Die Dermis (Lederhaut) ist eine Schicht des umfassenderen Organs „Haut" (Cutis). Diese Bezeichnungen werden im Zusammenhang mit Wirbeltieren und insbesondere auch im Zusammenhang mit der menschlichen Haut verwendet. Dabei wird die Haut üblicherweise grob in drei Schichten aufgeteilt, die Epidermis (Oberhaut), die Dermis (Lederhaut, Corium) und die Subcutis (Unterhaut). Um für eine Vielzahl von chirurgischen Einsätzen ein geeignetes Transplantat bereitzustellen, muss die von zum Beispiel einem Spender gewonnene Haut von der Subcutis befreit werden. Die Subcutis besteht insbesondere aus adipösem Fett, Nerven, Blutgefäßen, Bindegewebssträngen etc..
Die obere Hautschicht, also die Epidermis, wird durch das stratum basale von der darunter liegenden Dermis (Lederhaut, Corium) abgegrenzt. Die Dermis wird von Bindegewebszellen (Fibroplasten) dominiert, welche eine extrazelluläre Matrix (ECM) bilden. Deren Hauptbestandteile sind Faserproteine (Kollagene). Bei der Dermis werden üblicherweise zwei Schichten unterschieden, nämlich die der Subcutis zugewandte retikuläre Dermis (stratum reticulare) und die der Epidermis zugewandte papilläre Dermis (stratum papilläre).
Der Stand der Technik kennt den Einsatz von aus Cutis gewonnenen Transplantaten, wobei als Spender sowohl Menschen als auch geeignete Tiere in Betracht kommen, zum Beispiel Schweine. Solchen Gewebespendern wird Cutis entnommen, mit chemischen Verfahren aufbereitet und sterilisiert. Eingesetzt werden derartige Transplantate zum Beispiel zur Therapie von größeren Bauchwanddefekten, insbesondere bei Narbenhernien. Die Kollagenstruktur des so implantierten Implantats dient dem Körper als Leitschiene zum Aufbau von neuem körpereigenem Gewebe. Am Ort der Implantation laufen der Abbauprozess des Implantats und die Bildung von körpereigenem Bindegewebe parallel, sodass nach einigen Wochen der Weichgewebedefekt durch eine Narbe verschlossen ist. Alternativ werden bei solchen Indikationen auch Kunststoffnetze implantiert, die den Defekt an der Bruchpforte überdecken sollen. Nachteilig bei derartigen Kunststoffnetzen ist deren Einkapselung und die anschließend erforderliche weitere Operation. Präparierte Dermis, die als Transplantat zur Behandlung von insbesondere Weichgewebedefekten am Patienten eingesetzt werden soll, wird zuvor einem Inaktivierungs- verfahren unterzogen, um unerwünschte Komplikationen (Infektionen, Transplantatabstoßung) zu vermeiden.
Die bekannten Inaktivierungsverfahren beinhalten Schritte zur Inaktivierung von Mikroorganismen, Viren, Prionen und der Zellen des Gewebespenders. Hierdurch wird eine optimale Verträglichkeit und Sicherheit des Implantates gewährleistet. Der Stand der Technik kennt das sogenannte Tutoplastverfahren für die vorstehend ge- nannte Inaktivierung und die Konservierung zur Herstellung eines gebrauchsfertigen, sterilen Transplantates. Dieses Tutoplastverfahren setzt die vorliegende Erfindung als bekannt und auch hier einsetzbar voraus. Es beinhaltet insbesondere folgende Schritte bei der Vorbereitung eines Transplantates aus Cutis:
- Zerstörung der Gewebezellen mittels Wechselbädern mit Kochsalzlösungen und entmineralisiertem Wasser zur Mobilisierung intrazellulärer Proteine;
- Auswaschen zellulärer und extrazellulärer Bestandteile;
- Inaktivierung von Bakterien und Viren etc. mittels Natronlauge;
- Inaktivierung von Bakterien und Viren etc. mittels Wasserstoffperoxyd; - Inaktivierung von Viren und Wasserentzug mittels eines Lösungsmittels
(insbesondere Aceton); und
- Entzug von Aceton mittels Trocknung.
Bei dem Tutoplast-Verfahren wird das Gewebe entwässert und dies führt zu einer inhomogenen Schrumpfung.
Will dann der Arzt am Patienten das so hergestellte Transplantat einsetzen, muss zuvor vor Ort das trockene Produkt mit physiologischer Kochsalzlösung rehydratisiert und in einen Zustand wie vor der Lösungsmittelkonservierung zurückversetzt werden.
Bei dem oben erläuterten Tutoplast-Verfahren muss anfänglich die Cutis des Spenders (zum Beispiel des menschlichen Organspenders) vorbereitet werden. Zum Beispiel haften der papillären Dermis große Mengen Fettgewebe (Subcutis) an, die im Stand der Technik sehr vorsichtig entfernt werden müssen, um die Gewebestruktur nicht zu beschädigen. Schwierigkeiten bereitet dabei insbesondere die mangelnde Formfestigkeit des Dermisabschnitts. Bei der Bearbeitung lässt sich das Hautstück sehr schlecht halten, wenn mit dem Skalpell das Fettgewebe entfernt werden muss. Für ein Hautstück der Größe von 200 mm x 300 mm benötigt ein sehr erfahrender Präparator circa 20 Minuten. Er orientiert sich bei der Schnittführung an der Grenze zwischen dem stratum reticulare und dem Unterhautfettgewebe (dem adipösen Fett). Dabei ergibt sich eine resultierende Dermisstärke des Transplantates, die gleich der Hautstärke des Spenders ist. Nun hat aber jeder Gewebespender, abhängig von Alter, Geschlecht und Konstitution, eine andere Hautstärke. Durch die spenderbedingten Unterschiede der Hautstärke entstehen somit Transplantate mit unterschiedlichen Stärken (Dicken), nach der Konservierung, also insbesondere der Anwendung des oben beschriebenen Tutoplast-Verfahrens. Auch ist die reticulare Seite im Ergeb- nis häufig stark unregelmäßig.
Die mit dem Tutoplast-Verfahren konservierte trockene Dermis muss, wie oben erläutert ist, rehydratisiert werden, bevor sie bei einem Patienten einsetzbar ist. Allerdings tritt bei dem Rehydratisierten ein inhomogenes und gewebeabhängiges Quellverhalten auf, sodass die Stärke (Dicke) des entstehenden Produktes sich dann im nassen Zustand gegenüber dem (trockenen) Ausgangszustand kaum vorhersehbar entwickelt. Das bedeutet, dass zwei Stücke trockene Dermis von unterschiedlichen Spendern nach der Rehydratisierung stark unterschiedliche Stärken aufweisen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Dermis-Transplantat bereitzustellen, mit dem einem Anwender (Chirurgen) eine einheitliche Transplantatstärke zur Verfügung gestellt werden kann.
Hierzu lehrt die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Dermis-Transplantates einer vorgebbaren Stärke, bei dem
a) ein Stück Cutis auf eine Platte gelegt wird, b) das Stück Cutis so mit der Platte in Anlage gebracht wird, dass auf der von der Platte abgewandten Seite der Cutis ein mechanischer Materialabtrag ermöglicht ist, und c) mittels eines Werkzeuges auf der genannten Seite Material von der Cutis abgetragen wird.
Die Erfindung beinhaltet also das mechanische Bearbeiten der Cutis im nassen, d.h. rohen Zustand auf eine gewünschte Stärke (Dicke) und die anschließende Anwendung z. B. des Tutoplast-Verfahrens zur Konservierung, wie es oben beschrieben ist. Bei dem Tutoplast-Verfahren schrumpft zwar das Gewebe (wie oben beschrieben), jedoch erhält das Gewebe bei der beschriebenen Rehydratisierung seine Stärke wieder, die es nach Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhalten hat. Somit ermöglicht die Erfindung, dem Anwender (Chirurgen) ein Transplantat zur Verfügung zu stellen, welches nach Rehydratisierung am Ort des Einsatzes eine genau definierte Stärke aufweist, sodass beim Einsatz mehrerer Transplantat-Stücke der Chirurg zum Beispiel nur Stücke einsetzen kann, die nach der Rehydratisierung, also beim Einsatz am Patienten, die gleiche Stärke aufweisen.
Erfindungsgemäß erfolgt also die Bearbeitung eines von einem Spender (human oder nicht-human) gewonnenen Stückes Cutis im hydratisierten Zustand des Gewebes. In diesem Zustand wird das zu bearbeitende Stück Cutis im Wesentlichen ganzflächig mit einer Platte verbunden und dann auf der von der Platte abgekehrten Seite me- chanisch zur Entfernung von für das Transplantat unerwünschten Bestandteilen bearbeitet. Die Verbindung des Stückes Cutis mit der genannten Platte erfolgt ganzflächig so, dass die genannte mechanische Bearbeitung ohne Verwerfungen der Cutis ermöglicht ist. Eine besonders elegante Verbindung des zu bearbeitenden Stückes Cutis mit der genannten Platte wird im Nasszustand der Cutis durch eine Ge- friertechnik ermöglicht. Dabei wird die Platte auf eine Temperatur gebracht, bei der die Cutis hinreichend fest an der Platte anfriert, um die anschließende mechanische Bearbeitung, zum Beispiel bevorzugt mit einer Fräse, zu ermöglichen. In Analogie zur mechanischen Bearbeitung von zum Beispiel metallischen Werkstücken, kann die erfindungsgemäße Präparationstechnik auch als „spanabhebend" bezeichnet werden. Das Anfrieren der zu bearbeitenden Cutis an der Platte kann zum Beispiel dadurch gefördert werden, dass die Platte und/oder die an die Platte anzulegende papilläre Seite der Cutis mit einer gefrierenden Flüssigkeit, zum Beispiel Wasser, angefeuchtet werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen von Dermis-Transplantat einer vorgebbaren Stärke ist versehen mit
- einer Platte, mit der ein Stück Cutis in Anlage bringbar ist, und
- einem Werkzeug zum Abtragen von Material auf der von der Platte abgewand- ten Seite der Cutis. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Vorrichtung Mittel auf zum Abküh¬ len der genannten Platte, so, dass ein zu bearbeitendes Stück Cutis hinreichend fest an der Platte anhaftet und eine hinreichend feste Struktur hat, um die mechanische Bearbeitung, zum Beispiel mit einer Fräse, zu ermöglichen.
Bevorzugt wird für die mechanische Bearbeitung als Werkzeug eine Fräse eingesetzt, jedoch kann allgemein auch ein anderes, Schneidmittel aufweisendes Werkzeug eingesetzt werden, insbesondere ein rotierendes Werkzeug mit Schneidmitteln.
Zum Abkühlen der Platte wird gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ein Kühlkörper eingesetzt, an den die Platte entfernbar anlegbar ist. Dies ermöglicht einen einfachen Austausch der Platte in der Vorrichtung zum Reinigen und Sterilisieren der Platte. Es können mit ein und derselben Vorrichtung dann auch eine Vielzahl von Platten sukzessive eingesetzt werden.
Auch das verwendete Werkzeug, zum Beispiel die Fräse, kann so in der Vorrichtung montierbar sein, dass sie ähnlich wie die Platte von einem Stück Cutis zum nachfolgenden Stück Cutis austauschbar in der Vorrichtung montierbar ist, während gerade nicht eingesetzte Werkzeuge (Fräsen) gereinigt und sterilisiert werden können.
Die vorstehend beschriebenen Varianten der Erfindung ermöglichen eine sehr schnelle Fixierung des zu behandelnden Gewebes durch Auffrieren auf einer glatten Platte. In diesem hinreichend gefrorenen Zustand des Gewebes kann insbesondere subdermales Fettgewebe schnell und effektiv entfernt werden. Es können weiterhin Un- ebenheiten auf der retikulären Seite der Dermis sauber eingeebnet werden und es kann dabei die Stärke der Dermis auf genau ein gewünschtes Maß reduziert werden. Auch nach einer anschließenden Trocknung, zum Beispiel mittels des oben beschriebenen Tutoplast-Verfahrens, und einer dann vom das Transplantat einsetzenden Chirurgen durchgeführten Rehydratisierung hat dann das Transplantat genau die nach der erfindungsgemäßen Bearbeitung gewonnene Stärke, die z. B. auf der Verpackung des üblicherweise trocken gelieferten Transplantats angegeben werden kann.
Unwägbarkeiten hinsichtlich der Stärke des Transplantates aufgrund der oben be- schriebenen Schrumpfungseffekte werden somit vermieden. Die Erfindung ermöglicht eine ganz beträchtliche Zeitersparnis bei der Herstellung des Transplantates und auch eine ganz erhebliche Verbesserung hinsichtlich der Transplantat-Qualität und der Reproduzierbarkeit der Herstellungsergebnisse.
5 Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Die Beschreibung betrifft sowohl das Verfahren als auch die Vorrichtung.
Die Figur 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Herstel- lo len eines Dermis-Transplantates.
Figur 2 zeigt die Vorrichtung gemäß Figur 1 in Draufsicht.
Ziel der mit der Vorrichtung gemäß der Figur durchzuführenden Bearbeitung eines i5 Stückes Cutis von einem Spender ist die Herstellung eines Transplantates zum Einsatz am Menschen, welches im Nasszustand eine vorgebbare Stärke (Dicke) hat. Zum Beispiel kann ein Stück Cutis, wie es als Ausgangsmaterial von einem Spender gewonnen wird, eine Stärke im Bereich von 4 bis 7 mm haben und nach der Durchführung des Verfahrens mittels einer Vorrichtung gemäß der Figur soll dann das 2o Transplantat eine Stärke von zum Beispiel im Bereich von 3 bis 4 mm aufweisen.
Das Ausgangsmaterial, also das Stück Cutis, kann zum Beispiel in einer Kochsalzlösung angeliefert werden, oder auch in gefrorenem Zustand. 5 Die in der Figur dargestellte Vorrichtung hat eine Grundplatte 10, die zur Abstützung der wesentlichen Komponenten der Vorrichtung dient. Die Figur zeigt in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, wesentliche Komponenten der Vorrichtung.
Auf Lagerböcken 12 (zum Beispiel zwei Lagerböcken) ist ein Gehäuseoberteil 14 0 drehbar gelagert. Die Drehachse ist mit dem Bezugszeichen 16 versehen. Die Figur zeigt den Zustand der Vorrichtung mit geschlossenem Gehäuseoberteil 14. Somit kann zum Öffnen der Vorrichtung das Gehäuseoberteil 14 in der Figur gegen den Uhrzeigersinn um die Drehachse 16 aufgeklappt werden. Verriegelungsblöcke 18 dienen dazu, das Gehäuseoberteil 14 im geschlossenen Zustand, in dem die weiter5 unten beschriebene Bearbeitung der Cutis erfolgt, zu verriegeln. In diesem geschlossenen Zustand deckt das Gehäuseoberteil (welches in der Figur teilweise weggebrochen ist) allseitig die zu bearbeitende Cutis und die dabei anfallenden abgetragenen Gewebestücke ab, sodass keine bei dem Verfahren anfallenden Gewebeteile unkontrolliert nach außen dringen können. Das Gehäuseoberteil kann gegebenenfalls mit einem durchsichtigen Fenster versehen sein, sodass ein Benutzer den Bearbeitungsvorgang visuell verfolgen kann.
Eine Platte 20 ist über mehrere Stützzapfen 22, 24 (nur zwei gezeigt) über der Grundplatte 10 abgestützt. Im geschlossenen Zustand des Gehäuseoberteils 14 drücken Niederhalter 26, 28 die Platte 20 auf einen Kühlkörper 32 derart, dass ein guter thermischer Kontakt zwischen dem Kühlkörper 32 und der Platte 20 hergestellt ist.
Im offenen Zustand des Gehäuseoberteils 14 wirken die Niederhalter 26, 28 nicht auf die Platte 20, sodass diese vom Kühlkörper 32 abgenommen werden kann.
Auf die Platte 20 wird das zu bearbeitende Stück Cutis 30 ganzflächig aufgelegt, wobei eventuelle Lufteinflüsse oder dergleichen ausgestrichen werden.
Die Cutis hat eine Oberseite 30a, die der Subcutis entspricht, d.h. auf der Oberseite 30a der Cutis 30 soll der Abtrag von Gewebe (zum Beispiel Fett etc.) erfolgen.
Der Kühlkörper 32 hat einen Eintritt 34 für ein Kühlmedium und einen Austritt 36 für das Kühlmedium. Zwischen dem Kühlkörper 30 und der Grundplatte 10 befindet sich eine Isolierplatte 38, sodass nicht Kühlwirkung unnötig auf die Grundplatte 10 ausgeübt wird, sondern sich die Kühlung im Wesentlichen auf die Platte 20 erstreckt. An der Platte 20 kann ein Temperaturfühler (nicht gezeigt) angebracht sein, um die Temperatur der Platte 20 zu steuern. Hierzu ist der Temperaturfühler mit einer Steuerung für den Kühlkörper 32 versehen. Erfolgt die Kühlung des Kühlkörpers 32 in der vorstehend beschriebenen Weise durch Strömung eines kalten Mediums über den Eintritt 34 und den Austritt 36, dann steuert die Steuerung die Temperatur des Mediums in der Art eines Regelkreises in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur der Platte 20. Als Kühlmedien kommen bei der in der Figur dargestellten Variante insbesondere flüssiges Kohlendioxid, Stickstoff, etc. in Betracht.
In Abwandlung des vorstehend beschriebenen Kühlkörpers 32, der über ein strömendes Kühlmedium abgekühlt wird, können auch andere Kühltechniken eingesetzt werden, zum Beispiel Festkörper-Kühltechniken (sogenanntes Peltier-Element). Die auf der Platte 20 einzustellende Temperatur liegt je nach Bedarf im Bereich von O0C bis -500C.
Die Vorrichtung weist beim dargestellten Ausführungsbeispiel einen Fräser 40 auf, der so über die Oberseite 30a des Stückes Cutis 30 geführt wird, dass der gewünschte Gewebeabtrag erfolgt. Der Fräser 40 ist also in Bahnen über die Oberfläche 30a der Cutis 30 führbar. Die Führung kann gemäß einer Variante von Hand erfolgen, wobei der Benutzer optisch (durch das genannte Fenster) den Fortgang des Gewebeabtrags verfolgt und das Verfahren dann abbricht, wenn die sichtbare Oberfläche der Cutis eine gewünschte Struktur erreicht hat. Die Führung und Steuerung des Fräsers 40 kann aber auch maschinell so erfolgen, dass vom Benutzer über einen Rechner eine vorgebbare Endstärke der Cutis eingebbar ist und der Fräser sodann gemäß einem vorgegebenen, gegebenenfalls mehrschichtigen Abtragungsprogramm die Cutis bearbeitet. Hierzu kann gemäß einer Variante der Vorrichtung eine Einrich- tung für die Messung der Stärke der Cutis 30 vorgesehen sein, zum Beispiel eine optische Messeinrichtung mit der Oberfläche der Platte 20 als Bezugspunkt. Damit kann die Ist-Stärke der Cutis gemessen werden und in Beziehung gesetzt werden zu einer Soll-Stärke, die am Ende des Bearbeitungsverfahrens stehen soll und der Rechner (oder der Benutzer) führt die Fräse 40 so lange über die Cutis 30 bis sie an allen Stellen die gewünschte Soll-Stärke hat.
Zur Änderung der Relativposition des Fräsers 40 im Bezug auf die Cutis ist ein den Fräser 40 tragender Fräserzapfen 42 über eine Höhenverstellung 44 einstellbar. Der Fräser 40 wird mittels eines Elektromotors 48 gedreht.
Beim Betrieb der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird zunächst ein zu bearbeitendes Stück Cutis 30 auf eine Platte 20 aufgelegt. Dabei kann die Platte 20 sich außerhalb der in der Figur dargestellten Vorrichtung befinden. Eventuelle Lufteinschlüsse oder auch Flüssigkeitseinschlüsse zwischen Cutis und Platte werden mit einem geeigneten Abstreifer (nicht gezeigt) zur Seite herausgedrückt.
Der Kühlkörper 32 wird auf die gewünschte Temperatur gebracht. Dann wird die Platte 20 mit dem ganzflächig darauf liegenden Stück Cutis auf den Kühlkörper 32 gelegt und das Gehäuseoberteil 14 wird in den in der Figur gezeigten Schließzustand geklappt. Das Gehäuseoberteil 14 wird mittels der Verriegelungsböcke 18 über Bolzen (nicht gezeigt) in der Schließstellung gesichert. Die Niederhalter 26 werden dabei auf die Platte 20 gepresst, sodass die Platte 20 ganzflächig satt am Kühlkörper 32 anliegt und dessen Temperatur annimmt. Hat das Stück Cutis 30 die gewünschte Temperatur, kann der Bearbeitungsvorgang gestartet werden. Dabei kann der Fräser dann, wenn stärkere Lagen Fettgewebe etc. von der Cutis abzutragen sind, in mehreren Stufen in seiner Höhe abgesenkt werden, um Schicht für Schicht abzutragen.
Figur 2 zeigt die oben beschriebene Vorrichtung in Draufsicht, wobei die Bahn 50 der Fräse mäanderförmig über die zu bearbeitende Cutis geführt ist. Ein Fenster 52 ermöglicht die optische Überwachung des Vorganges. Ein Griff 54 ermöglicht die Handhabung der Vorrichtung.
Die anhand der Figur beschriebene Vorrichtung kann ergänzt werden um insbesondere einen Absauger, der unter Vakuum abgetragenes Material absaugt, sobald es vom Fräser 40 von der Cutis entfernt ist. Zur geordneten Entfernung von abgetragenem Material kann auch eine „Spänewanne" vorgesehen sein.
Das so herstellte Dermis-Implantat kann nach Beendigung des Verfahrens von der Platte 20 abgenommen werden und sodann z. B. der oben beschriebenen Tutoplast- Konservierung unterzogen werden. Dabei schrumpft dann das Transplantat, erhält jedoch bei einer anschließenden Re-Hydratisierung wieder die ursprüngliche Form und Dicke.
Bezugszeichenliste
10 Grundplatte
12 Lagerbock
14 Gehäuseoberteil
16 Drehachse
18 Verriegelungsbock
20 Platte
22 Stützzapfen
24 Stützzapfen
26 Niederhalter (für 20)
28 Niederhalter (für 20)
30 Cutis
30a Oberseite (von 30)
32 Kühlkörper
34 Eintritt Kühlmedium
36 Austritt Kühlmedium
38 Isolierplatte
40 Fräser
42 Fräserzapfen
44 Höhenverstellung (von 40)
46 Gegenmutter (von 40)
48 Motor
50 Bahn
52 Fenster
54 Griff

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen von Dermis mit einer vorgebbaren Stärke, bei dem 5 a) ein Stück Cutis (30) auf eine Platte (20) gelegt wird, b) das Stück Cutis (30) so mit der Platte (20) in Anlage gebracht wird, dass auf der von der Platte (20) abgewandten Seite (30a) der Cutis ein mechanischer Materialabtrag ermöglicht ist, und c) mittels eines Werkzeuges (40) auf der genannten Seite (30a) Material von der lo Cutis (30) abgetragen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem in Schritt b) das Stück Cutis (30) im Wesentlichen ganzflächig mit der Platte (20) verbunden wird.
i5 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Stück Cutis (30) und der Platte (20) durch Anfrieren erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der 2o Materialabtrag mittels einer Fräse (40) erfolgt.
5. Vorrichtung zum Herstellen von Dermis mit einer vorgebbaren Stärke, mit
- einer Platte (20), an die ein Stück Cutis (30) in Anlage bringbar ist, und
- einem Werkzeug (40) zum Abtragen von Material auf der von der Platte (20) 5 abgewandten Seite (30a) der Cutis (30).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, mit Mitteln (32) zum Abkühlen der Platte (20).
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass0 das Werkzeug Schneidmittel aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug eine Fräse (40) ist. 5
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8 mit Mitteln (32) zum Abkühlen der Platte (20), um ein ganzflächiges Anhaften der Cutis (30) an der Platte (20) zu bewirken.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, mit einem Kühlkörper (30), an den die Platte (20) anlegbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (20) und/oder das Werkzeug (40) austauschbar in der Vorrichtung montierbar ist/sind.
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