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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Verfahren zum Herstellen
von implantierbaren medizinischen Vorrichtungen, die aus konserviertem
tierischem Gewebe gebildet sind, und speziell ein Set und ein Verfahren
zum chemischen Fixieren (d. h. "Gerben") von stentlosen
Aorten-Bioprothesen, die von tierischen Spendern gewonnen sind.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Von
Tieren gewonnene Herzklappen wie etwa Schweineherzklappen haben
sich als brauchbarer bioprothetischer Ersatz für kranke endogene Herzklappen
erwiesen. Diese tierischen Herzklappen enthalten typischerweise
große
Mengen an Bindegewebsproteinen wie Kollagen und Elastin. Nach der Entnahme
der Herzklappe und/oder anderer gewünschter Gewebe von den Spendertieren
werden sie einem chemischen "Gerb"-Verfahren unterzogen, wobei
die Bindegewebsproteine in dem Gewebe einem oder mehreren chemischen
Vernetzungsmitteln (d. h. "Fixiermitteln" oder "Gerbmitteln") ausgesetzt werden.
Diese Vernetzungsmittel reagieren dann mit den Bindegewebsproteinen
unter Bildung von chemischen Vernetzungsstellen zwischen (oder manchmal in)
den Bindegewebs-Proteinmolekülen. Die
für das Gerbverfahren
einsetzbaren Arten von chemischen Vernetzungsmitteln umfassen Formaldehyd,
Glutaraldehyd, Dialdehydstärke,
Hexamethylendiisocyanat und bestimmte Polyepoxyverbindungen. Das
Gerbverfahren macht das tierische Gewebe relativ inert in Bezug
auf die lebende Wirtsumgebung und führt zur Fixierung (d. h. Stabilisierung)
des Gewebes, so daß es
eine unveränderliche
Konfiguration hat und sich nach dem Implantieren nicht zersetzt.
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Eine
bestimmte Art von Herzklappen-Bioprothese, die seit einigen Jahren
bei Chirurgen beliebt ist, ist als "stentlose Aorten-Bioprothese" bekannt. Diese stentlosen
Aorten-Bioprothesen weisen keinerlei künstlichen Stent oder Stützrahmen
auf und sind vollständig
aus einem konservierten Segment der Aorta des Spendertiers geformt,
in dem sich die Aortenklappenblättchen
befinden.
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Beispiele
von handelsüblichen
stentlosen Klappen-Bioprothesen umfassen die Edwards PrimaTM stentlose Bioprothese (Baxter Edwards
AG, Spierstraße
5, CH-6848 Horw, Schweiz), die Medtronic FreestyleTM Aortenwurzel-Bioprothese
(Medtronic, Inc. 7000 Central Avenue NE, Minneapolis, Minnesota
55432-3576) und die St. Jude TorontoTM SPV stentlose
Bioprothese (St. Jude Medical, Inc., One Lillebei Plaza, St. Paul,
Minnesota 55117).
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Das
Gerben von stentlosen Herzklappen-Bioprothesen ist mit besonderen
technischen Herausforderungen verbunden, weil es infolge der Abwesenheit
von jeglichem Stent oder künstlicher
Stützstruktur
notwendig ist, die stentlose Bioprothese während der Zeit, in der sie
dem/den Gerbmittel(n) ausgesetzt ist, vorübergehend zu stützen. Ein
spezielles System und Verfahren zum Gerben von stentlosen Bioprothesen
ist in der
US-PS 4 372 743 (Lane) mit
dem Titel "Low-Pressure
Fixation of Valvular Tissue Intended for Implantation" beschrieben. Bestimmte
Komponenten dieses Systems sind jedoch zum Gerben einiger Arten
von Aorten-Bioprothesen alles
andere als optimal. Insbesondere stützt die in der
US-PS 4 372 743 (Lane) angegebene
Fixiervorrichtung die Aortensinusse nicht vollständig, so daß während des Gerbvorgangs eine
gewisse Formänderung
oder ein Kollabieren dieser Sinusse auftreten kann.
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Es
besteht also auf dem Gebiet ein Bedarf für die Entwicklung eines neuen
Sets und Verfahrens zum Gerben von stentlosen Aorten-Bioprothesen
auf solche Weise, daß die
Aortensinusse in im wesentlichen offenen, nichtkollabierten Konfigurationen
fixiert werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Set und ein Verfahren zum Gerben
einer Aorten-Bioprothese bereit,
wobei die koronaren und nicht-koronaren Aortensinusse gestützt werden,
um eine Formänderung oder
ein Kollabieren dieser Sinusse während
des Gerbverfahrens zu verhindern. Das System der vorliegenden Erfindung
umfaßt
ferner eine Vorrichtung, um die Durchgängigkeit von Segmenten der
Koronararterien des Spendertiers aufrechtzuerhalten, die man in Übereinstimmung
mit einer neuen Art von stentlosen Aorten-Bioprothese, die als Edwards
Prima Plus stentlose Bioprothese von Baxter International verkauft
wird, an der Bioprothese angebracht läßt. Diese neue stentlose Bioprothese
weist konservierte durchgängige
brauchbare Segmente der Koronararterien des Spendertiers auf, die
von dem Aortenbereich der Bioprothese, an dem Segmente der Koronararterien
des Spendertiers verblieben sind, nach außen verlaufen. Alternativ kann
das Gerbsystem der vorliegenden Erfindung auch zum Gerben von anderen
Arten von stentlosen Aorten-Bioprothesen verwendet werden, die eventuell
keine solchen Koronararteriensegmente haben.
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Gemäß der Erfindung
wird ferner ein Gerbsystem für
Aorten-Bioprothesen angegeben, das einen Stützeinsatz aufweist, der so
konfiguriert ist, daß er
die stentlose Aorten-Bioprothese während des Gerbvorgangs hält und abstützt. Dieser
Stützeinsatz ist
speziell so konfiguriert, daß die
natürliche
anatomische Konfiguration der drei (3) Aortensinusse (d. h. eines
linken Koronarsinus, eines rechten Koronarsinus und eines Nicht-Koronarsinus)
während
des Gerbvorgangs erhalten bleibt. Dabei hat der Stützeinsatz
zwei (2) allgemein konvexe Koronarsinus-Abstützelemente und ein (1) allgemein
konvexes Nicht-Koronarsinus-Abstützelement,
die daran ausgebildet sind. Dieses Erhalten der Aortensinusse in ihren
im wesentlichen offenen, nichtkollabierten Konfigurationen während des
Gerbvorgangs ist besonders wichtig, wenn Aorten-Bioprothesen gegerbt
werden, an denen durchgängige
Koronararteriensegmente angebracht sind, wie etwa die Edwards Prima Plus
stentlose Bioprothese, die von Baxter International, Inc. zu erhalten
ist. Um also das Gerben solcher Bioprothesen mit durchgängigen Koronararteriensegmenten
weiter zu erleichtern, weist das Gerbsystem der vorliegenden Erfindung
zusätzlich
Koronarsegmentlumen-Abstützungen
auf (z. B. Dorne oder andere innere oder äußere Abstützelemente), um die Durchgängigkeit
der Koronararteriensegmente während
des Gerbvorgangs aufrechtzuerhalten.
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Ferner
wird gemäß der Erfindung
ein Verfahren zum Gerben einer stentlosen Aorten-Bioprothese angegeben, wobei die Bioprothese
während
des Gerbvorgangs auf einem Einsatz der oben angegeben Art plaziert
ist. Um das Gerben von Bioprothesen zu ermöglichen, an denen Segmente
von Koronararterien des Spendertiers belassen sind, weist das Verfahren
ferner den Schritt der Verwendung von inneren und/oder äußeren Abstützungen
auf, um den offenen Zustand und die Durchgängigkeit der Koronarsegmentlumen
während
des Gerbvorgangs aufrechtzuerhalten.
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Weitere
Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann
aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Schnittansicht
eines bevorzugten chemischen Gerbsystems, das verwendbar ist, um
eine stentlose Aorten-Bioprothese zu gerben, wobei diese Bioprothese
auf einem Stützeinsatz
gemäß der Erfindung
angebracht ist;
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2 ist ein Längsschnitt
durch die Bioprothese und den Stützeinsatz
von 1;
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2a ist eine Perspektivansicht
einer stentlosen Aorten-Bioprothese;
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3 ist eine Perspektivansicht
eines bevorzugten Bioprothese-Stützeinsatzes,
der bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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3a ist eine weitere Perspektivansicht des
Bioprothese-Stützeinsatzes
von 3;
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4 ist eine Draufsicht auf
das Ausströmende
der bevorzugten stentlosen Aorten-Bioprothese;
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5 ist eine teilweise auseinandergezogene
Längsschnittansicht
der stentlosen Aorten-Bioprothese
von 2, wobei gezeigt
ist, wie die Koronararteriensegmente nach dem Gerben der Bioprothese
zugerichtet werden können.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In
der folgenden Beschreibung sollen die bevorzugte Ausführungsform
und die gezeigten Beispiele als beispielhaft angesehen werden und
keine Einschränkung
der Vorrichtungen und Verfahren der vorliegenden Erfindung darstellen.
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Es
werden zwar beispielhafte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben, für den Fachmann
ist jedoch ersichtlich, daß eine
Reihe von Änderungen,
Modifikationen oder Abwandlungen der hier beschriebenen Erfindung
möglich
sind. Sämtliche
derartigen Änderungen,
Modifikationen und Abwandlungen sollten daher als im Rahmen der
Erfindung liegend angesehen werden.
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1 zeigt ein chemisches Fixiersystem 11, das
für die
Niederdruckfixierung (d. h. das "Gerben") einer Schweine-Aorten-Bioprothese 10 brauchbar
ist. Das System 11 weist allgemein einen mit Gerblösung 15 gefüllten Behälter 13 und
einen Einsatz 100 auf, auf dem die stentlose Aorten-Bioprothese 10 angebracht
ist.
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Wie
die 2, 2a, 4 und 5 zeigen, ist die spezielle
Aorten-Bioprothese 10 aus einem konservierten Segment einer
Säugeraorta 12 gebildet,
die einen Zuströmrand
oder ein Zuströmende
IE, einen Ausströmrand
oder ein Ausströmende
OE und die darin positionierten Aortenklappenblättchen 20 des Spendertiers
hat. Segmente der rechten und linken Hauptkoronararterien 14a, 14b des
Spendertiers erstrecken sich von dem Aortensegment 12,
und diese Koronararteriensegmente 14a, 14b haben
offene, durchgängige
Lumen 15a, 15b, die durch sie hindurch verlaufen.
Diese Bioprothese 10 stammt bevorzugt vom Schwein.
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Nachdem
die Bioprothese von dem Spendertier entnommen ist, werden die Koronararteriensegmente 14a, 14b auf
eine gewünschte
Länge abgeschnitten.
Die Länge
dieser Koronararteriensegmente ist typischerweise 1 bis 6 mm und
bevorzugt möglichst
lang (d. h. bis zur ersten Aortengabel, die an jeder Hauptkoronararterie
des Spendertiers vorhanden ist). Nachdem die Koronarsegmente 14a, 14b abgeschnitten
sind, werden Dornelemente 16 in die Lumen 15a, 15b der
Koronarsegmente 14a, 14b eingesetzt, um die Durchgängigkeit
dieser Lumen 15a, 15b während des Gerbvorgangs aufrechtzuerhalten.
Ligaturen 18 werden um die Koronarsegmente 14a, 14b herumgebunden,
um die Dornelemente 16 während des Gerbvorgangs in den
Lumen 15a, 15b zu halten.
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Nachdem
die Bioprothese 10 zugerichtet ist und die Dornelemente 16 in
die Koronarsegmentlumen 15a, 15b eingesetzt und
darin befestigt sind, wird die Bioprothese auf einem Einsatz 100 angebracht.
Dieser Einsatz stützt
und erhält
die gewünschte
Konfiguration der Bioprothese 10 während des Gerbvorgangs. Der
bevorzugte Einsatz 100, wie insbesondere in den 2, 3a und 3b zu
sehen ist, weist ein allgemein rohrförmiges Element mit einem oberen
Ende TE, einem unteren Ende BE, einer äußeren Oberfläche 102,
einer inneren Oberfläche 104 und
einer hohlen Bohrung 106 auf, die in Längsrichtung hindurchverläuft.
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Am
oberen Ende TE des Einsatzes 100 sind zwei (2) Koronarsinus-Stützelemente 110a, 110b und ein
(1) Nichtkoronarsinus-Stützelement 112 ausgebildet.
Die Koronarsinus-Stützelemente 110a, 110b haben äußere Oberflächen 114a, 114b,
die eine konvexe oder nach außen gekrümmte Konfiguration
haben, die im wesentlichen gleich wie die im wesentlichen offene
Gestalt des rechten und linken Koronarsinus ist, und sind dem rechten
und linken Koronarostium in der entnommenen Bioprothese 10 benachbart
positioniert. Eine Vielzahl von Durchgangslöchern 118 ist in jedem
der Koronarsinus-Stützelemente 114a, 114b gebildet,
wie zu sehen ist.
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Das
Nichtkoronarsinus-Stützelement 112 hat ebenfalls
eine äußere Oberfläche 116,
die konvexe oder nach außen
gekrümmte
Konfiguration hat, die jedoch geringer als diejenige der äußeren Oberflächen 114a, 114b der
zwei (2) Koronarsinus-Stützelemente 110a, 110b ist.
Das Nichtkoronarsinus-Stützelement 112 ist
kürzer
als die Koronarsinus-Stützelemente 110a, 110b,
und seine äußere Oberfläche 116 ist
im wesentlichen gleich der Gestalt der Innenwand des Nichtkoronarsinus
(d. h. des Bereichs des Inneren der aufsteigenden Aorta gegenüber dem
rechten und dem linken Koronarsinus und mittig zwischen diesen)
der Aorta des Spendertiers. Zwischen den Stützelementen 110a, 110b und 112 sind
allgemein U-förmige
Ausnehmungen 47 gebildet. Diese die Konfiguration betreffenden
Aspekte des oberen Bereiche UP des Einsatzes 100 sind daher
analog der Gestalt des Inneren der Aortenwurzel des Spendertiers,
wenn sich die Koronarsinusse im wesentlichen in ihrer aufgeweiteten
oder offenen Konfiguration befinden.
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Der
untere Bereich LP des Einsatzes 100 hat eine Wand mit allgemein
zylindrischer Konfiguration, die an beiden Enden offen ist und die
zentrale Bohrung 106 des Einsatzes 100 definiert.
Eine ringförmige
Stufe 108 ist um die innere Oberfläche 104 der hohlen
Bohrung 106 herum in einem Abstand von dem unteren Ende
BE ausgebildet, wie 2 zeigt.
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Gemäß 2 ist die Bioprothese 10 mit
den Dornelementen 16, die in ihre Koronarsegmente 14a, 14b eingesetzt
sind, auf dem Einsatz 100 so angebracht, daß das obere
Ende TE des Einsatzes 100 innerhalb des Hauptlumens der
Bioprothese liegt, die Koronarstützelemente 110a, 110b innerhalb
des rechten bzw. linken Koronarsinuses positioniert sind und das
Nichtkoronarsinus-Stützelement 112 innerhalb
des Nichtkoronarsinus positioniert ist. Der Aortenbereich 12 der
Bioprothese 10 erstreckt sich nach unten über die äußere Oberfläche 102 des
Einsatzes 100, und das Ausströmende OE der Bioprothese liegt unmittelbar über einer
Markierungswarze 120, die an der äußeren Oberfläche 102 des
Einsatzes 100 gebildet ist und sich davon nach außen erstreckt,
wie 2 zeigt.
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Bei
dem in der Zeichnung dargestellten speziellen Beispiel haben die
Dornelemente 16 Bohrungen 17, die in Längsrichtung
durch sie verlaufen. Die Bohrung 17 jedes Dornelements 16 ist
mit einem der Durchgangslöcher 118 ausfluchtbar,
die in dem benachbarten Koronarstützelement 110a oder 110b gebildet
sind. Ein Stift 19 wird in jede Dornelementbohrung 17 und
in ein Durchgangsloch 18 des benachbart liegenden Koronarstützelements 110a oder 110b eingesetzt,
um die Bioprothese 10 während
des Fixiervorgangs auf dem Einsatz 100 zu halten.
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Bei
der gezeigten bevorzugten Ausführungsform
sind die Dornelemente 16 aus Silikonschlauchmaterial geformt,
sie können
aber aus anderem Material bestehen wie etwa Polyurethan, Polyester,
Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyethylen, rostfreiem Stahl, Titan
oder einer Metallegierung. Der Einsatz 10 kann aus einem
biokompatiblen Material geformt oder maschinell bearbeitet sein,
das mit der Gerblösung 15 nicht
chemisch reagiert. Ein spezielles Material, aus dem der Einsatz 100 geformt
sein kann, ist Epoxidharz, obwohl auch verschiedene alternative Materialien
verwendet werden können.
Der Einsatz 100 ist bevorzugt hinreichend transparent,
um die Sicht auf die Innenwand der Bioprothese 10 zu erlauben,
während
sie auf dem Einsatz 100 angebracht ist.
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Wenn
die Bioprothese 10 richtig auf dem Einsatz 100 angebracht
ist, dient die Ausnehmung 47 dazu zu verhindern, daß der Einsatz 100 mit
den Klappenblättchen 20 an
den Kommissuren 27 in Kontakt gelangt und diese beschädigt. Um
eine Beschädigung
des Gewebes der Bioprothese 10 zu vermeiden, sind die mit
Gewebe in Kontakt gelangenden Oberflächen 102, 114a, 114b, 116 glatt
und weisen keinerlei potentiell traumatische Vorsprünge oder Grate
auf. Ebenso sind die äußeren Ränder der
Stützelemente 110a, 110b, 112 und
die inneren Ränder der
Ausnehmungen 47 gleichmäßig gekrümmt und weisen
keinerlei scharfe Ecken auf.
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Das
System 11 kann verwendet werden, um eine oder mehrere Bioprothesen 10 zu
gerben, die auf die oben beschriebene Weise auf Einsätzen 100 angebracht
sind. Das System umfaßt
einen Behälter 13,
einen Verteiler 63, ein mit dem Verteiler 63 verbundenes
Reservoir 65, eine Pumpe 67, eine Saugleitung 69,
die von der Gerblösung
15 im Inneren des Behälters
zum Saugeinlaß der
Pumpe führt,
und eine Auslaßleitung 71,
die vom Auslaß der
Pumpe zu dem Verteiler 63 führt. Der Verteiler 63 ist
in dem Behälter 61 fest
angeordnet und hat einen Kanal 73, der mit der Leitung 71 und
dem unteren Ende des Reservoirs 65 verbunden ist. Die Gerblösung 15 füllt den
Behälter 61 bis
zu einer vorbestimmten Höhe,
und das Reservoir 65 ist an der Oberseite 75 offen,
die in einem vorgegebenen Abstand über dem Pegel der Gerblösung 15 in
dem Behälter 61 liegt.
Der Höhenunterschied
zwischen den Pegeln der Gerblösung 15 in dem
Behälter 61 und
in dem Reservoir 65 stellt die Druckdifferenz über den
Klappenblättchen 21, 23 und 25 dar,
an denen der Gerbvorgang ausgeführt
wird. Dies ist eine statische Druckhöhe, und ein Durchfluß ist nur
erforderlich, um Verluste aufzufüllen,
und ein geringfügiger
Anfangsdurchfluß ist
erforderlich, um die Klappenblättchen 21, 23 und 25 zu
schließen.
Bei der gezeigten Ausführungsform
ist die durch die Differenz der beiden Höhen repräsentierte Druckhöhe 2 mmHg.
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Der
Kanal 73 in dem Verteiler 63 steht auch mit einer
Steigleitung 77 in Verbindung, auf der ein Verschluß 79 angebracht
ist. Das obere Ende des Verschlusses 79 ist in dem unteren
Ende des Einsatzes 17 aufgenommen, bis es an der ringförmigen Stufe 108 anliegt,
wodurch sichergestellt ist, daß der Verschluß 79 und
der Einsatz 100 zusammenwirken, um die Klappe 13 vertikal
innerhalb des Behälters 61 anzubringen,
was erwünscht
ist. Weitere Klappen 13 können auf gleiche Weise an dem
Verteiler 63 angebracht werden, falls das gewünscht wird.
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Die
Gerblösung 15 kann
jede Zusammensetzung haben, die imstande ist, Bindegewebsproteine (d.
h. Kollagen und Elastin) zu vernetzen, die in dem Gewebe der Bioprothese 10 anwesend
sind.
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Wenn
die Komponenten die Position von 1 einnehmen,
kann die Pumpe 67 betrieben werden und Gerblösung 15 aus
dem Behälter 61 durch die
Leitungen 69 und 71, den Verteiler 63 und
nach Bedarf über
die Oberseite 75 des Reservoirs 65 zu fördern, um
die gewünschte
statische Druckhöhe aufrechtzuerhalten.
Die Durchflußrate
der Fixierlösung
durch die Bioprothese ist null oder zumindest ausreichend gering,
um das Aufbringen einer Geschwindigkeitsbelastung auf die Blättchen 20 zu
vermeiden. Daher ist das Innere der Bioprothese 10 einschließlich des
Inneren der Klappenblättchen 20 einem
statischen Druck ausgesetzt, der bis zur Höhe der Oberseite 75 ansteigt.
Gleichzeitig wird die äußere Oberfläche der
Bioprothese der Gerblösung 15 mit einem
statischen Druck ausgesetzt, der der Höhe der Gerblösung in
dem Behälter 61 entspricht.
Bevorzugt entspricht die Druckdifferenz, welcher die Bioprothese 10 (und
speziell die empfindlichen Klappenblättchen 20) ausgesetzt
ist, der Höhendifferenz
zwischen dem oberen Ende 75 des Reservoirs 65 und dem
Pegel der Gerblösung 15 in
dem Behälter 61. Dadurch
ist sichergestellt, daß der
Innendruck in der Bioprothese 10 den äußeren Druck übersteigt,
so daß die
Klappenblättchen 20 in
die geschlossene Position gedrängt
werden. Da außerdem
der Flüssigkeitspegel
in dem Reservoir 65 nicht über das obere Ende 75 ansteigen
kann, wird auch der maximale Innendruck reguliert. Durch Verwendung
eines bekannten Volumens der Gerblösung 15 in Behältern mit
bekanntem Volumen kann die Druckdifferenz über den Klappenblättchen 20 auf
dem gewünschten Nennwert
gehalten werden.
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Die
Wirkung der Gerblösung 15 auf
die Bioprothese 10 tendiert zum Schrumpfen und Verziehen der
Bioprothese 10. Der Eingriff der Bioprothese 10 in dem
Bereich der Koronarsinusse 31 mit den relativ steifen Koronar-
und Nichtkoronarsinus-Stützelementen 110a, 110b und 112 verhindert
jedoch eine signifikante Formänderung
dieser kritischen Bereiche der Bioprothese 10 und sorgt
für die
Beibehaltung der im wesentlichen offenen, normalen anatomischen
Konfiguration der Koronarsinusse während des Gerbvorgangs. Das
ist bei der bevorzugten Bioprothese 10 besonders wichtig,
um einen im wesentlichen natürlichen,
nichtturbulenten Blutdurchfluß von dem
Hauptlumen der Bioprothese 10 in die Koronarsegmentlumen 15a, 15b zu
erleichtern. Das Gewebe in der Nachbarschaft des rechten Koronarklappenblättchens 20 enthält zusätzliches
Muskelgewebe, und die angepaßte
Gestalt des rechten Koronarsinus-Stützelements 110b ist
mit der Basis des rechten Koronarblättchens 20 in Eingriff,
um eine signifikante Formänderung
und Schrumpfung in diesem sehr muskelreichen Bereich zu verhindern.
Die unteren Bereiche der Bioprothese 10 sind ferner mit
der äußeren Oberfläche 102 des
unteren Bereichs LP des Einsatzes 100 in Eingriff, um die
natürliche
Gestalt des unteren Bereichs LP ohne Schrumpfung oder Verwerfung
aufrechtzuerhalten.
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Die
Bioprothese 10 bleibt mit der Gerblösung 15 über einen
ausreichenden Zeitraum in Kontakt, um die Fixierung der Bioprothese
zu erreichen. Die tatsächliche
Fixierungsdauer wird durch das jeweils eingesetzte chemische Fixierungsmittel
und seine Konzentration bestimmt. Die für diesen Zweck einsetzbaren
chemischen Fixiermittel umfassen Glutaraldehyd, Formaldehyd, Dialdehydstärke, Hexamethylendiisocyanat
und (eine) bestimmte Polyepoxyverbindung(en) sowie Kombinationen
dieser Mittel. Das derzeit bevorzugte Fixiermittel ist eine Lösung aus
0,625% gepuffertem Glutaraldehyd, und die bevorzugte Behandlungsdauer
für die
Bioprothese in dem Fixierungssystem 11, das dieses bevorzugte
Fixiermittel enthält,
ist 3 bis 24 h.
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Nach
Abschluß des
Gerbvorgangs wird die Bioprothese 10 aus der Gerblösung entnommen,
und die inneren oder äußeren Stützelemente
(z. B. Dornelemente 16) werden entfernt. Wie 5 insbesondere zeigt, werden
bei Anwendungen, bei denen innere Stützelemente wie die Dornelemente 16 mit
Ligaturen 18 befestigt wurden, diese Ligaturen 18 typischerweise
vor der Entnahme der Dornelemente 16 entfernt. Falls erforderlich,
können
danach alle distalen Bereiche 19 von Koronararteriensegmenten 14a, 14b mit
einer Länge
L2, die unter den Ligaturen 18 oder
distal davon liegen, abgeschnitten und entsorgt werden, so daß verbleibende
Koronarsegmente 14a, 14b einer Länge L1 und mit im wesentlichen anatomischer Konfiguration
an der Bioprothese 10 verbleiben. Dabei ist es erwünscht, daß diese
Ligaturen 18 so distal wie möglich angebracht werden, um
die Länge
L1 der Koronararteriensegmente 14a, 14b zu maximieren,
die nach dem Abschneiden und Entfernen der distalen Bereiche der
Koronarsegmente 14a, 14b verbleiben. Bevorzugt
ist die Länge
L1 der Koronararteriensegmente, die nach
dem letzten Zurichten verbleibt, mindestens 1 bis 2 mm und typischerweise im
Bereich von 2 bis 6 mm, wogegen die Länge L2 der entsorgten
distalen Koronarsegmente 19 bevorzugt geringer als 4 mm
und typischerweise ungefähr
1 mm ist.
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Nachdem
die inneren oder äußeren Stützelemente
(z. B. Dorne 16) entfernt sind und die Koronararteriensegmente 14a, 14b einen
letzten Zurichtvorgang (falls erforderlich) durchlaufen haben, wird die
Bioprothese 10 mittels einer geeigneten Sterilisationstechnik
sterilisiert, etwa durch Eintauchen in eine biokompatible Sterilisationslösung. Dann
wird die Bioprothese vermessen, um ihren Außendurchmesser zu bestimmen,
und dieser Außendurchmesser
kann auf den nächstkommenden
Millimeter gerundet werden.
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Nachdem
die Bioprothese 10 vermessen ist, wird sie einem zweiten
Zurichtschritt unterzogen, in dem im wesentlichen das gesamte Myokardgewebe abgeschabt
wird, wobei zum Zweck der Verstärkung ein
dünner
Knorpelrand benachbart dem rechten Koronarseptumband belassen wird.
Das linke und rechte Koronararteriensegment 14a, 14b läßt man bestehen.
Das gesamte Zurichten wird mit dem Ziel durchgeführt, ein intaktes Aortenwandsegment über den vorstehenden
Koronarsegmenten 14a, 14b zu belassen, wobei dieses
intakte Aortenwandsegment ausreichende Breite hat, um (a) eine richtige
Ausfluchtung der Kommissur aufrechtzuerhalten, (b) ein Verziehen
der Bioprothese 10 während
des Annähens zu
verhindern und/oder (c) falls gewünscht, einen Austausch eines
suprakoronaren Segments der aufsteigenden Aorta des Patienten (z.
B. einen "totalen Wurzelaustausch") zuzulassen.
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Schließlich wird
das Zuströmende
IE der Bioprothese 10 auf dieselbe Ebene wie die Segel
der Klappenblättchen 20 zugerichtet,
wobei gewöhnlich ein
intaktes Segment von ungefähr
3 bis 4 mm Breite, gemessen von dem Gelenkpunkt des Blättchens,
belassen wird. Das gesamte Fettgewebe in der Aorta wird entfernt.
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Wie
die 3 und 3a zeigen, enthält das resultierende
Aortensegment 12 drei Klappenblättchen 20, die jeweils
an dem Aortensegment 12 an einer Verbindungsstelle befestigt
sind. Die inneren Ränder 25 der
Klappenblättchen 20 treffen
aufeinander, wenn sich die Blättchen 20 in
ihren geschlossenen Positionen befinden, wie die Zeichnung zeigt.
Außerdem
bilden die Blättchen 20 an
ihren Verbindungsstellen mit der Aortenwand Kommissuren, und die Blättchen sind
mit dem Aortensegment 12 entlang Blättchenverbindungsstellen 29 verbunden.
Die den Verbindungsstellen 29 benachbarte Wand des Aortensegments 12 bildet
die Koronarsinusse. Das Blättchen 20,
das dem rechten Koronararteriensegment 14a am nächsten ist,
ist in Bezug auf die beiden anderen Blättchen 20 etwas asymmetrisch
positioniert.
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Fakultativ
kann eine aus textilem Flächengebilde
bestehende Abdeckung (nicht gezeigt) um das Zuströmende IE
der Bioprothese 10 herum und/oder auf einem Bereich einer
Seite der Bioprothese 10, der dem rechten Koronarseptumband
entspricht, angeordnet sein. Eine solche Abdeckung aus textilem Flächengebilde
erhöht
die Festigkeit des Zuströmendes
IE der Bioprothese 10, das an den nativen Aortenring angenäht ist,
und dient daher dem Zweck, die Fäden
am Durchreißen
des Gewebes der Bioprothese 10 zu hindern. Diese Abdeckung
aus textilem Flächengebilde
kann aus einem dünnen
biokompatiblen Material bestehen, das ausreichende Festigkeit hat, um
Fäden festzuhalten.
Beispielsweise kann eine solche Abdeckung aus textilem Flächengebilde
aus Polyestergewebe einer Dicke von 0,20 mm (0,008 inch) und mit
einem Gewicht von 72 g/m2 bestehen. Das
für die
Abdeckung verwendete textile Flächengebilde
wird bevorzugt entlang der Diagonalen geschnitten, um einen engen
Sitz um gekrümmte
Oberflächen
herum sicherzustellen. Das textile Flächengebilde wird dann von Hand
oder mit anderen geeigneten Mitteln unter Verwendung eines nichtabsorbierbaren
biokompatiblen Fadens an die Bioprothese 10 angenäht.
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Markierungen 32 in
der Segelmitte, etwa Stiche mit einem Faden, dessen Farbe mit dem
Körper der
Bioprothese 10 kontrastiert, können an der oben beschriebenen
Abdeckung aus textilem Flächengebilde
(falls vorhanden) entlang dem Zuströmrand bevorzugt an der Stelle der
Segelmitte jedes Blättchens 20 vorgesehen
werden, um den Operateur beim Ausfluchten der Bioprothese 10 mit
der eigenen Aorta des Patienten zu unterstützen. Wenn das Gewebe beispielsweise
weiß ist,
können
die Markierungen 32 Stiche mit marineblauem Faden und dergleichen sein.
Ein beispielhafter hellgrüner
Markierungsfaden ist PTFE-beschichteter Polyesterfaden Größe 6,0 mit 110
bis 130 denier.
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Zusätzliche
Kommissurmarkierungen 33 können ebenfalls an der Abdeckung
aus textilem Flächengebilde
und/oder am Zuströmende
der Bioprothese 10 an den Orten der Klappenkommissuren
gebildet werden, um den Operateur beim Ausfluchten der Bioprothese
mit den eigenen anatomischen Strukturen des Patienten zu unterstützen. Diese
fakultativen Kommissurmarkierungen 33 können auf die gleiche Weise
gebildet werden, wie oben unter Bezugnahme auf die Segelmittenmarkierungen 32 beschrieben
wurde, haben aber bevorzugt eine Farbe, die von den Segelmittenmarkierungen 32 verschieden
ist, damit der Operateur leicht zwischen den Segelmittenmarkierungen 32 und
den Kommissurmarkierungen 33 unterscheiden kann.
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Eine
Klappenfestlegeeinrichtung kann an dem Ausströmende OE der Bioprothese angebracht werden,
um das Anbringen eines langgestreckten Griffs daran zu erleichtern.
Eine solche Klappenfestlegeeinrichtung kann von dem Typ sein, der
in der
US-PS 5 336 258 (Quintero
et al.) beschrieben ist. Alternativ kann anstelle der Verwendung
einer solchen Klappenfestlegeeinrichtung die Bioprothese in einer käfigartigen
Haltevorrichtung des Typs angebracht sein, die in der
US-PS 5 800 531 mit dem Titel Bioprosthetic
Heart Valve Implantation Device beschrieben ist.