DE10327904B3 - Production of a heart valve prosthesis comprises pulsing a nutrient solution through a section of vein containing a valve in a bioreactor - Google Patents

Abstract

Production of a heart valve prosthesis comprises removing a section of vein containing a valve, placing the vein in a bioreactor charged with a nutrient solution, passing a nutrient solution through the vein by pulsed circulation, and slowly increasing the flow rate or pressure until the valve is adapted for use as a heart valve prosthesis. Production of a heart valve prosthesis comprises removing a section of vein containing a valve, placing the vein in a bioreactor charged with a nutrient solution, passing a nutrient solution through the vein by pulsed circulation, and slowly increasing the flow rate or pressure until the valve is adapted for use as a heart valve prosthesis, where the flow rate or pressure is continuously monitored and maintained below a level that would cause functional valve insufficiency.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung biologischer Herzklappenprothesen.The invention relates to a method for the production of biological heart valve prostheses.

Es sind bereits Herzklappenprothesen bekannt, die für den operativen Herzklappenersatz zur Behandlung von Herzklappenerkrankungen eingesetzt werden. Man unterscheidet dabei mechanische von biologischen Herzklappenprothesen.They are already heart valve prostheses known for the operative heart valve replacement for the treatment of heart valve diseases be used. A distinction is made between mechanical and biological Prosthetic heart valves.

Mechanische Herzklappenprothesen sind Herzklappen, die aus extrem beständigen Materialien wie Metall und Kunststoff bestehen. Der Nachteil dieser An von Prothesen besteht darin, dass die körperfremden Materialien der Herzklappe Thrombosen verursachen. Deshalb müssen Patienten, die solche Prothesen tragen, blutgerinnungshemmende Medikamente einnehmen, die zu einer herabgesetzten Blutgerinnungsfähigkeit führen. Weil solche Antikoagulantien zu schwerwiegenden Nebenwirkungen führen können, bedarf die Einnahme einer kontinuierlichen Überwachung.Mechanical prosthetic heart valves are heart valves that are made of extremely durable materials such as metal and plastic. The disadvantage of this type of prostheses is in that the stranger Materials of the heart valve cause thrombosis. Therefore, patients who wear such prostheses, anticoagulant drugs ingesting, leading to decreased blood clotting ability to lead. Because such anticoagulants can lead to serious side effects taking continuous surveillance.

Biologische Herzklappenprothesen sind überwiegend natürliche Herzklappen vom Schwein oder in Form einer Herzklappe in ein Gerüst eingenähtes Rinderperikardgewebe. Sämtliche Materialien werden hierzu einer chemischen Behandlung unterzogen, die die Festigkeit des Gewebes erhöht und die Abwehrreaktion des Körpers gegen das Fremdgewebe reduziert. Neben den Abwehrreaktionen des Körpers besteht der Nachteil dieser An von Prothesen in der beschränkten Lebensdauer. Danach muss die gealterte Herzklappenprothese durch eine neue Prothese ersetzt werden.Biological heart valve prostheses are predominant natural Pork heart valves or bovine pericardial tissue sewn into a scaffold in the form of a heart valve. All For this purpose, materials are subjected to a chemical treatment, which increases the strength of the tissue and the immune response of the body reduced against the foreign tissue. In addition to the body's defense reactions the disadvantage of this type of prostheses in the limited life. After that, the aged prosthetic heart valve must be replaced by a new prosthesis be replaced.

Ein Verfahren zum Herstellen einer Herzklappe aus tierischem Material ist aus der WO 82/02829 A1 bekannt.A method of making one Heart valve made of animal material is known from WO 82/02829 A1.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer biologischen Herzklappenprothese mit guter Verträglichkeit zu schaffen.The invention is based on the object Process for the production of a biological heart valve prosthesis with good tolerance to accomplish.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, die Unteransprüche geben bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.This object is achieved by the Features of claim 1 solved the subclaims represent preferred embodiments of the invention.

Das Verfahren greift hierfür auf funktionsfähige, lebende Venenklappen zurück, die im Verlauf des Verfahrens auf eine zur Verwendung als Herzklappenprothese geeignete Ausprägung gebracht werden. Vorzugsweise wird aus demselben zu behandelnden Patienten ein eine Venenklappe enthaltender Venenabschnitt aus der tiefen Beinvene, die ohne Begleiterscheinungen entbehrlich ist, entnommen. Eine Abstoßungsreaktion bei der Transplantation der Venenklappe als Herzklappenprothese nach Durchführung des Verfahrens kann so ausgeschlossen werden, da es sich bei der Venenklappe um autologes Gewebe handelt. Die Venenklappe ist jedoch vom Durchmesser zu klein, als das sie z.B. für den Pulmonalklappenersatz eingesetzt werden könnte.For this purpose, the process uses functional, living ones Venous valves back, which during the course of the procedure for use as a prosthetic heart valve suitable expression to be brought. It is preferably to be treated from the same Patients a vein section containing a venous valve from the deep leg vein, which can be dispensed with without side effects, taken. A rejection reaction in the transplantation of the venous valve as a heart valve prosthesis after implementation The procedure can be excluded because it is the Venous valve is autologous tissue. However, the venous valve is from Diameter too small to e.g. for the pulmonary valve replacement could be used.

Deshalb wird im Folgenden der Venenabschnitt in einen Bioreaktor mit Nährlösung eingesetzt, wobei in einem Kreislauf Nährlösung pulsatil durch den Venenabschnitt gepumpt wird. Dabei pulsiert die Nährlösung im Kreislauf bevorzugt mit einer Frequenz ähnlich der Herzfrequenz. Als Reaktion auf langsames, kontinuierliches oder schrittweises Erhöhen des Flusses oder Drucks passt sich der Venenabschnitt mit der enthaltenden Venenklappe den Durchflussbedingungen durch Wachstum an. Dabei wird der Fluss oder Druck überprüft und an einen Wert unterhalb einer funktionellen Klappeninsuffizienz eingestellt. Es sei in diesem Zusammenhang daraufhin gewiesen, dass ein Zusammenhang zwischen Fluss und Druck besteht. Eine Veränderung des Flusses führt bei konstantem Widerstand auch zu einer Veränderung des Druckes und umgekehrt. Deshalb führt die Modifikation einer der beiden Regelgrößen auch zur Veränderung der zweiten Regelgröße.Therefore, in the following the vein section placed in a bioreactor with nutrient solution, whereby in a nutrient solution pulsatile is pumped through the vein section. The nutrient solution pulsates in the Circulation preferred with a frequency similar to the heart rate. As Respond to slowly, continuously, or gradually increasing the Flow or pressure matches the vein section with the containing one Venous valve adapts to flow conditions through growth. Doing so the flow or pressure checked and on set a value below a functional valve insufficiency. In this connection it should be pointed out that a connection between flow and pressure. A change in the flow leads to constant resistance to a change in pressure and vice versa. Therefore leads the Modification of one of the two control variables also for change the second controlled variable.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden der Nährlösung Wachstumshormone und/oder Signaltransduktoren beigefügt, die eine gezielte Wachstumsförderung bewirken.In a particularly preferred embodiment the invention, growth hormones are the nutrient solution and / or signal transducers attached, which provide targeted growth promotion cause.

Nach Erreichen einer für die Verwendung als Herzklappenprothese vorteilhaften Form und Ausprägung, wird die mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung modifizierte Venenklappe entnommen und steht für die Verwendung als biologische Herzklappenprothese zur Verfügung.After reaching one for use as a heart valve prosthesis advantageous shape and expression the venous valve modified by the method of the present invention taken and stands for use as a biological prosthetic heart valve.

Claims (6)

Verfahren zur Herstellung biologischer Herzklappenprothesen, gekennzeichnet durch Entnehmen eines eine Venenklappe enthaltenden Venenabschnitts, Einbringen des Venenabschnitts in einen mit einer Nährlösung beschickten Bioreaktor, Anlegen eines nährlösungshaltigen, durch den Venenabschnitt führenden, pulsierenden Kreislaufs und langsames Erhöhen des Flusses oder Drucks bis die Venenklappe eine als Herzklappenprothese geeignete Ausprägung erreicht, wobei der Fluss oder Druck ständig überprüft und auf einem Wert unterhalb einer auftretenden funktionellen Klappeninsuffizienz gehalten wird.Process for the production of biological heart valve prostheses, characterized by removing a vein section containing a venous valve, inserting the vein section into a bioreactor charged with a nutrient solution, applying a pulsatile circuit containing nutrient solution, which leads through the vein section, and slowly increasing the flow or pressure until the venous valve becomes a heart valve prosthesis Appropriate expression achieved, the flow or pressure is constantly checked and kept at a value below an occurring functional valve insufficiency. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nährlösung im Kreislauf mit einer Frequenz ähnlich der Herzfrequenz pulsiert.A method according to claim 1, characterized in that the nutrient solution in the Circuit with a frequency similar the heart rate is pulsating. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nährlösung Wachstumsfaktoren enthält.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized that the nutrient solution growth factors contains. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nährlösung Signaltransduktoren enthält.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized that the nutrient solution signal transducers contains. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Venenabschnitt aus der tiefen Beinvene stammt.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized that the vein section from the deep leg vein comes. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spender der Venenklappe und der Empfänger der Herzklappenprothese identisch sind.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized that the donor of the venous valve and the recipient of the Heart valve prosthesis are identical.