DE102004009318A1

DE102004009318A1 - Vorrichtung zur wiederholten semi-invasiven Abrasion von Veränderungen an den Wänden von Hohlorganen

Info

Publication number: DE102004009318A1
Application number: DE102004009318A
Authority: DE
Inventors: Klaus Abraham-Fuchs; Friedrich Dr. Fuchs; Rainer Kuth; Johannes Dr. Reinschke; Günter Dr. Ries; Rudolf Röckelein
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2004-02-26
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2024-02-27
Also published as: DE102004009318B4; US20050209682A1; US8182499B2

Abstract

Vorrichtung zur wiederholten semi-invasiven Abrasion von Veränderungen an den Wänden von Hohlorganen, insbesondere Blutgefäßen oder dem Gastrointestinaltrakt eines Patienten mit einem ortsfest am Ort der Veränderungen gegen die Wand des Hohlorgans (1) verklemmbaren äußeren Stent (2) mit Ausnehmungen (3), durch die die Veränderungen nach innen einragen können und mit einem darin geführten, die Innenbohrung des äußeren Stents (2) nur unwesentlich einengenden Schneidkörper mit an der Innenseite des äußeren Stents (2) gleitenden Schneiden, der magnetisch mit einem äußeren Magnetsystem gekoppelt ist, durch das er um die Stentachse (7) verdrehbar und/oder in der Stentachse (7) längsverschiebbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur wiederholten semi-invasiven Abrasion von Veränderungen an den Wänden von Hohlorganen, insbesondere Blutgefäßen oder dem Gastrointestinaltrakt eines Patienten.

Sind Hohlorgane, wie z. B. Blutgefäße oder der Darm pathologisch verändert, z. B. aufgrund des Wachstums maligner oder benigner Tumore oder Polypen, oder durch Gefäßablagerungen, so wird häufig mittels invasiver Eingriffe das pathologische Gewebe oder die Ablagerungen entfernt. Dies geschieht entweder chirurgisch oder mittels invasiver Kathetereingriffe. Hierbei stellt sich insbesondere das Problem, dass die pathologischen Vorgänge chronisch sind, d. h. die Gewebsveränderungen oder Ablagerungen bereits nach mehreren Wochen oder Monaten wiederkehren (sogenannte Restenosen), sodass wiederholte, den Patienten belastende und teuere Eingriffe notwendig sind. Hinzu kommt noch, dass in vielen Fällen die zu behandelnden Bereiche der Hohlorgane, beispielsweise im Dünndarm, durch Katheter von außen nicht erreichbar sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ohne aufwändige Kathetermanipulationen und ohne chirurgische Eingriffe eine beliebig häufige semi-invasive Abrasion der Veränderungen an den Wänden von Hohlorganen ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine derartige Vorrichtung erfindungsgemäß gekennzeichnet durch einen ortsfest am Ort der Veränderungen gegen die Wand des Hohlorgans verklemmbaren äußeren Stent mit Ausnehmungen, durch die die Veränderungen nach innen einragen können und mit einem darin geführten, die Innenbohrung des äußeren Stents nur unwesentlich einengenden Schneidkörper mit an der Innenseite des äußeren Stents gleitenden Schneiden, der magnetisch mit einem äußeren Magnetsystem gekoppelt ist, durch das er um die Stentachse verdrehbar und/oder in der Stentachse längsverschiebbar ist.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der der Schneidkörper bevorzugt ebenfalls ein hülsenförmiger innerer Stent sein kann, lässt sich – nach einmaligem Einbringen dieser Vorrichtung in das krankhaft veränderte Zielgebiet des Hohlorgans – durch bloßes Einbringen des Patienten in ein Magnetsystem immer wieder eine Abrasion pathologischen Gewebes oder von Ablagerungen durch Aktivierung des inneren Stents und dessen Verdrehung oder Längsverschiebung im äußeren Stent erreichen. Die Stents können dabei in an sich bekannter Weise spiralig oder gitterförmig gebaute Röhren sein, wobei der innere Stent Gitteröffnungen mit scharfen Rändern aufweisen soll, sodass er die durch die Öffnung des äußeren Stents einragenden abzutragenden Veränderungen abschneiden kann.

Während der äußere Stent aus Edelstahl oder einem biokompatiblen Kunststoff bestehen kann, soll der innere Stent wegen der Notwendigkeit der scharfen Ränder der Gitteröffnungen bevorzugt aus Metall, beispielsweise ebenfalls wieder Edelstahl, bestehen.

Um den inneren Stent durch das äußere Magnetsystem im äußeren Stent zu verdrehen oder in dessen Längsachse zu verschieben, kann der innere Stent entweder zumindest teilweise aus einem magnetischen Material bestehen, oder man kann im inneren Stent einen Stabmagneten befestigen, wobei die Anordnung und Größe des Stabmagneten natürlich so gewählt ist, dass er nur einen geringen Teil des Querschnitts aufnimmt, sodass durch diesen Stabmagneten nicht die Blutzirkulation oder die normale Darminhaltsbewegung gestört wird.

Als weitere Alternative für die Bewegung des als Schneidkörper dienenden inneren Stents im äußeren Stent könnte gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die beiden Stents an einander benachbarten Enden mit ferromagnetischen, vorzugsweise ringförmigen, Elementen versehen sind, durch die sie von einem äußeren Magnetfeld in Richtung der Stentachse gegen die Wirkung einer Vorspannfeder gegeneinander bewegbar sind. Drückt man beispielsweise die genannten mit den ferromagnetischen Elementen versehenen Enden durch eine Vorspannfeder auseinander – bzw. zieht man die abgelegenen Enden durch eine Zugfeder aneinander an – so wird durch Anlegen eines äußeren Magnetfeldes eine Magnetisierung der ferromagnetischen Elemente erfolgen, die sich daraufhin gegen die Federwirkung anziehen. Schaltet man das äußere Magnetsystem wieder ab, entfällt die Magnetisierung und damit die Anziehungswirkung und die Vorspannfeder verschiebt den inneren Stent wieder in die Ursprungslage. Beim Wiedereinschalten des äußeren Magnetsystems wiederholt sich der Vorgang und man kann auf diese Art und Weise durch eine pulsförmige magnetische Erregung einen wiederholten linearen Schneidzyklus erzeugen.

Der äußere Stent soll dabei an wenigstens einem, vorzugsweise beiden Enden, mit einspringenden Anschlägen für den inneren Stent versehen sein.

Die Einbringung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung aus ineinander verschiebbaren oder verdrehbaren Stents kann beispielsweise mit Hilfe eines Katheters erfolgen.

Für Fälle, in denen eine solche Kathetereinbringung nicht möglicht ist, beispielsweise in dem bereits angesprochenen Fall der Anordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Dünndarm an Stellen, die durch Katheter von außen überhaupt nicht erreichbar sind, ist zum Einbringen der erfindungsgemäßen Abrasionsvorrichtung in weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine Anordnung vorgesehen, die gekennzeichnet ist durch ein den Behandlungsbereich des Patienten aufnehmendes Magnetsystem zur Erzeugung eines 3D-Gradientenfeldes zur fernge steuerten Bewegung eines mit einem Linearmotor versehenen, frei im Hohlorgan beweglichen Endoroboters, an dem die Stents angekuppelt an den Einsatzort verbracht und dort wieder abgekuppelt werden.

Wenn das äußere 3D-Magnetfeld stark genug ausgelegt werden kann, um den Endoroboter mit den anhängenden Stents entgegen der Reibung der Stents im Hohlorgan an den Einsatzort zu transportieren, sollen die beiden ineinander geschobenen Stents gemeinsam in einem Arbeitsgang eingebracht werden.

In den meisten Fällen ist aber eine solche Einbringung der aufgespannten Stents wegen der Reibung im Hohlorgan nicht mit Hilfe eines Endoroboters durchführbar (ergibt sich die Möglichkeit der Einbringung mit Hilfe eines Katheters, so können ja sehr viel größere Kräfte aufgebracht werden), sodass in diesem Fall zunächst der äußere Stent in einem eingefalteten Zustand eingebracht und am Einsatzort aufgespannt wird und dass dann der innere Stent in eingefaltetem Zustand in dem bereits aufgespannten äußeren Stent eingezogen und danach aufgespannt wird.

Dabei kann vorgesehen sein, dass der Stent federnd zusammenfaltbar und die Fixierverbindung beim Erreichen des Zielortes von außen freigebbar ist, sodass sich der Stent radial und gegebenenfalls auch axial ausdehnt und sich dann durch Anlegen an die Hohlorganwand klemmend fixiert.

Stattdessen kann auch vorgesehen sein, dass der Stent aus einem Werkstoff mit Memory-Effekt besteht, der zusammengefaltet eingebracht und zum Aufspannen über den Sprungpunkt erwärmt wird, sodass er dann wieder in seine ursprüngliche Form mit größerem radialen Durchmesser zurückkehrt. Dabei kann die Erwärmung durch einen Stromimpuls erfolgen, der über die Kupplung zum Endoroboter oder induktiv von außen eingespeist werden kann.

Schließlich liegt es auch noch im Rahmen der Erfindung, den Stent mit einem, sich vorzugsweise langsam auflösenden (Depoteffekt) Medikament zu beschichten, beispielsweise mit Cortison zur Langzeitbehandlung von Morbus Crohn.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines Hohlorgans eines Patienten, beispielsweise eines Blutgefäßes oder des Dünndarms, mit einer erfindungsgemäßen aus zwei ineinander verschiebbar angeordneten Stents bestehenden Abrasionsvorrichtung,
2 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie II-II in 1 und
3 eine abgewandelten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der die ineinander angeordneten Stents durch ferromagnetische Ringe im äußeren Magnetfeld bewegbar sind.
Die in den 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung zur wiederholten Abrasion von Veränderungen an den Wänden eines Hohlorgans 1, beispielsweise eines Blutgefäßes oder des Dünndarms, besteht aus einem äußeren Stent 2 in Form eines spiralig oder gitterförmig gebauten Rohrs, durch dessen Öffnungen 3 das pathologische Gewebe oder die Ablagerungen nach innen einwachsen oder eingedrückt werden. Im Inneren dieses äußeren Stents 2 ist ein innerer Stent 4 gleitend verschiebbar gelagert, der ebenfalls als spiralig oder gitterförmig gebautes Rohr ausgebildet sein kann, wobei einspringende Anschläge 5 an den Enden des äußeren Stents ein Herausschieben des inneren Stents aus dem äußeren Stent verhindern. Der innere Stent weist Gitteröffnungen 6 auf, die scharfe Ränder aufweisen, sodass bei der Bewegung des inneren Stents 4, sei es eine rotierenden Bewegung um die Stentlängsachse 7, sei es eine lineare Bewegung in Stentlängsachse 7, die ins Innere des äußeren Stents einragenden zu beseitigenden Veränderungen von diesen scharfen Rändern 8 sauber abgeschnitten werden können. Zur Bewegung des inneren Stents dient ein äußeres nicht dargestelltes Magnetsystem, das im Ausführungsbeispiel nach den 1 und 2 ein durch die Magnetpfeile 9 angedeutetes Drehfeld ist, durch das der mit einem quer eingebauten Stabmagneten 10 versehene innere Stent um die Achse 7 verdrehbar ist.
Anstelle des Vorsehens eines eingebauten Stabmagneten 10 könnte auch eine Quermagnetisierung des inneren Stents 4, der demzufolge zumindest teilweise aus magnetischem Werkstoff besteht, vorgesehen sein.
Die 3 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei dem der innere Stent 4 und der äußere Stent 2 an einander benachbarten Enden mit ferromagnetischen Ringen 11 und 12 versehen sind und diese beiden Enden durch eine Druckfeder 13 auseinander gedrückt werden. Durch Anlegen eines äußeren Magnetfeldes parallel zur Längsachse 7 der Stents erfolgt eine Mangetisierung der ferromagnetischen Ringe 11 und 12, die sich demzufolge anziehen und so den inneren Stent 4 im äußeren Stent 2 nach rechts gegen die Wirkung der Vorspannfeder 13 bewegen. Schaltet man das äußere Magnetfeld ab, so drückt die Feder 13 den inneren Stent wieder nach links, sodass durch ein gepulstes äußeres lineares Magntefeld eine oszillierende Schneidbewegung erzielbar ist.
Die Art des Einschiebens von Stents mit Hilfe eines Katheters ist hinlänglich bekannt, ebenso wie das Einbringen der Stents mit Hilfe eines Endoroboters, die im deutschen Patent DE 101 42 253 C1 beschrieben ist. Ein näheres Eingehen auf diese mögliche Einbringung der Stents ist daher an dieser Stelle nicht erforderlich. Das Einbringen der Stents im zusammenge falteten Zustand ist in einer parallelen Patentanmeldung im Einzelnen beschrieben.

Claims

Vorrichtung zur wiederholten semi-invasiven Abrasion von Veränderungen an den Wänden von Hohlorganen, insbesondere Blutgefäßen oder dem Gastrointestinaltrakt eines Patienten gekennzeichnet durch einen ortsfest am Ort der Veränderungen gegen die Wand des Hohlorgans (1) verklemmbaren äußeren Stent (2) mit Ausnehmungen (3), durch die die Veränderungen nach innen einragen können und mit einem darin geführten, die Innenbohrung des äußeren Stents (2) nur unwesentlich einengenden Schneidkörper mit an der Innenseite des äußeren Stents (2) gleitenden Schneiden, der magnetisch mit einem äußeren Magnetsystem gekoppelt ist, durch das er um die Stentachse (7) verdrehbar und/oder in der Stentachse (7) längsverschiebbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidkörper ein hülsenförmiger innerer Stent (4) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stents (2, 4) spiralig oder gitterförmig gebaute Röhren sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Stent (4) Gitteröffnungen (6) mit scharfen Rändern (8) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Stent (2) aus Edelstahl oder einem bio-kompatiblen Kunststoff und der innere Stent (4) aus Metall, insbesondere Edelstahl, besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der in nere Stent (4) zumindest teilweise aus einem magnetischen Material besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im inneren Stent (4) ein Stabmagnet (10) befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stents (2, 4) an einander benachbarten Enden mit ferromagnetischen, vorzugsweise ringförmigen, Elementen (11, 12) versehen sind, durch die sie von einem äußeren Magnetfeld in Richtung der Stentachse (7) gegen die Wirkung einer Vorspannfeder (13) gegeneinander bewegbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Stent (2) an wenigstens einem Ende einspringende Anschläge (5) für den inneren Stent aufweist.
Anordnung zum Einbringen einer Abrasions-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in das Hohlorgan eines Patienten (Tier oder Mensch), gekennzeichnet durch ein den Behandlungsbereich des Patienten aufnehmendes Magnetsystem zur Erzeugung eines 3D-Gradientenfeldes zur ferngesteuerten Bewegung eines mit einem Linearmotor versehenen, frei im Hohlorgan beweglichen Endoroboters, an dem die Stens angekuppelt an den Einsatzort verbracht und dort wieder abgekuppelt werden.
Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden ineinandergeschobenen Stents (2, 4) gemeinsam eingebracht werden.
Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst der äußere Stent (2) in einem eingefalteten Zustand eingebracht und am Ein satzort aufgespannt wird und dass dann der innere Stent (4) in eingefaltetem Zustand in den bereits aufgespannten äußeren Stent (2) eingezogen und danach aufgespannt wird.
Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Stent (2, 4) federnd zusammenfaltbar und die Fixier-Verbindung von außen freigebbar ist.
Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Stent (2, 4) aus einem Werkstoff mit Memory-Effekt besteht und zum Aufspannen über den Sprungpunkt erwärmt wird.
Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung durch einen Stromimpuls erfolgt, der über die Kupplung zum Endoroboter oder induktiv von außen eingespeist wird.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Stent aus einem Werkstoff besteht oder mit einem solchen beschichtet ist, das besonders körperverträglich ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Stent mit ein, vorzugsweise sich langsam auflösenden Medikamenten beschichtet ist.