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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung liegt auf dem Gebiet der Biomedizin, mit besonderem Blick
auf Zellimplantate zur Herstellung von biologischen Faktoren bei
der Behandlung von chronischen degenerativen Erkrankungen, wie bei
der Herstellung von Material für
Gewebeimplantate wie z.B. Schienen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Ein
Mangel an einem biologischen Faktor in einem Individuum ist der
Hauptgrund für
das Auftreten von chronischen degenerativen Erkrankungen wie Diabetes
Mellitus, Parkinson, Hypothyroidism und anderen Krankheiten.
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Die übliche Behandlung
einiger dieser Krankheiten besteht in der Verabreichung der in den Individuen
fehlenden biologischen Faktoren oder von Substanzen, die deren Herstellung
stimulieren. Typischerweise geschieht dies mittels Injektionen der Produkte,
die mittels Chemie oder Biotechnologie erhalten werden. Diese Behandlungsart
hat verschiedene Nachteile insbesondere im Hinblick auf die erforderliche
Dosierungshäufigkeit,
um die Menge des Faktors auf einem optimalen Wert zu halten, was
im Prinzip fast unmöglich
zu erreichen ist. Nichtsdestotrotz stellt dieses Verfahren nach
wie vor die am häufigsten
angewandte Methode dar, da sie die leichteste und günstigste
zur Verfügung
stehende Option ist.
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Um
die Bioverfügbarkeit
von Faktoren zu verbessern sind Versuche unternommen worden, um Verfahren,
Vorrichtungen und Apparate zu entwickeln, die die Freisetzung von
Faktoren kontrollieren.
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Eine
Alternative betrifft Pumpen, die die Dosierung des biologischen
Faktors bedarfsgerecht kontrollieren. Abgesehen davon, dass dieses
Verfahren kompliziert ist, hat es sich als nicht geeignet erwiesen,
um die Dosierung zu kontrollieren, da keine Mittel zur Verfügung stehen,
um den Bedarf mit einem ausreichenden Maß an Sicherheit zu bestimmen.
Pumpen haben sich daher nicht als erfolgreich erwiesen.
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Die
Implantation von Zellen, die den biologischen Faktor herstellen,
ist eine andere Alternative, die ausprobiert worden ist. Der direkte
Kontakt dieser Zellen mit dem Körper
des Patienten verhindert jedoch den Fluss von Nahrungsmitteln, was
die Zerstörung
der Zellen zur Folge hat. Die Lebensspanne der implantierten Zellen
ist daher vergleichsweise kurz und der Transfer der biologischen
Faktoren begrenzt. Entsprechend ist der therapeutische Effekt nicht
ausreichend.
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Gewebe,
die die Implantate abzustoßen scheinen,
bestehen aus Zellen wie Lymphozyten, Plasmazellen und Antikörper. Fibrocollagen
ist ein Mittel, um fremde Körper
zu bedecken, selbst wenn sie positiv sind. Die Menge an produziertem
Fibrocollagen ist vergleichsweise hoch und daher geeignet, um die
implantierten Zellen zu zerstören.
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Diese
Gewebe, die auf natürliche
Weise hergestellt werden, könnten
als Schienen für
Implantate in verschiedenen Körperteilen,
wie z.B. Blutgefäßen, der
Harnröhre
etc., verwendet werden, da es vorteilhaft ist, dass solche Schienen
aus patienteneigenen Geweben abgeleitet sind. Es ist jedoch ein
limitierender Faktor gefunden worden: Für eine effektive Nutzung der
Gewebe benötigt
man größere Mengen
und Größen der
Gewebe, als sie im Körper
verfügbar sind.
Bis heute gibt es kein Verfahren um diesen zur Verwendung als Schienen
geeigneten Materialtyp zu gewinnen.
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Um
die mit der Abstoßung
von direkten Zellimplantaten einhergehenden Probleme zu vermeiden
ist eine Vielzahl von Vorrichtungen entwickelt worden, die im allgemeinen
aus einer Kammer oder einer Kapsel bestehen, in der die Zellen so
platziert werden, dass sie isoliert sind und nicht im Kontakt mit dem
Immunsystem des Individuums stehen.
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Die
Implantatsvorrichtungen, die die Zellen enthalten, bestehen im allgemeinen
aus natürlichen Polymeren
wie Collagen und Alginaten oder synthetischen Polymeren wie z.B.
Polyacrylaten, Vinylacrylonitril und Polyxylen.
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US
Patent 5,614,205 beschreibt z.B. eine Matrix bestehend aus einer
Poly-Para-Xylen-Membran
und einer Insulin-produzierenden Zellkultur zur Behandlung von Diabetes
Mellitus. Die Membran hat eine bestimmte Porosität, die den Durchtritt von Nahrungsmitteln
und biologischen Faktoren erlaubt, den Durchtritt von Immunstoffen
aber verhindert. Es wird erwähnt,
dass die biokompatible Membran keine Abstoßung hervorruft.
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US
Patent 5,569,462 beschreibt, wie es zur Mortalität von Zellen kommt, die einen
biologischen Faktor von Interesse produzieren, weil die Nahrungsmittel-
und Abfallproduktflüsse
während
der ischämischen
Zeitspanne des Implantates nicht adäquat sind. Ein alternativer
Vorschlag sieht vor, eine Vorrichtung mit einer Kammer für Zellen
zu verwenden, bei der die Vorrichtung mit einer biokompatiblen Material
wie z.B. Polytetrafluorethylen (PTFE) mit einer Breite von 15 μm und einer
Porosität
von 5 μm
immunoisoliert wird.
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US-A-5,741,334
beschreibt eine artifizielle pankreatische Perfusionsvorrichtung,
wobei die Vorrichtung eine hohle Faser umfasst, deren beiden Enden
mit einem Blutgefäß und mit
Langerhans-Inseln verbunden sind, die um die hohle Faser ausgesät sind.
Die Faser und die Inselzellen sind in einer semipermeablen Umhüllung eingeschlossen,
die eine Porengröße aufweist,
die klein genug ist, um die Inselzellen und den Wirt vor immunreaktiven
Substanzen zu schützen.
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Zusätzlich ist
die Verwendung von immunmodulatorischen Verbindungen wie immunsuppressiven
Wirkstoffen, zu denen z.B. Mycophenolsäure, Cyclosporin, Rapamacyn
etc. gehören,
oder es werden entzündungshemmende
Stoffe, zu denen z.B. Kortikosteroide gehören, benötigt.
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Angesichts
der Tatsache, dass die ischämische
Zeitspanne endet wenn eine gute Neovaskularisierung erreicht worden
ist, schlagen die Erfinder die Verwendung eines Mittels für eine bessere
Neovaskularisierung vor, wie z.B. die Verwendung einer Substanz
oder von die Substanz verstärkenden
oder herstellenden Zellen, die die Neovaskularisierung stimulieren.
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Diese
Vorrichtungen lösen
nicht in befriedigender Weise die verschiedenen Nachteile der bereits
erwähnten
Implantate, obwohl sie aus biokompatiblen Material bestehen, weil
immer noch Gewebebildung und eine inadäquate Vaskularisierung um die Vorrichtung
in relativ kurzen Zeitspannen nach der Implantation auftreten. Daher
ist der Blutfluss zu den Geweben in dieser Region niedrig und entsprechend ist
die Nährstoffverfügbarkeit
ebenfalls gering.
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Obwohl
sie permeabel sind, weisen die Konstruktionsmaterialien der Vorrichtung
eine zusätzliche
Barriere für
den Austausch von Nahrungsstoffen und biologischen Faktoren zwischen
den implantierten Zellen und dem Patientenkörper auf.
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Außerdem ist
es allgemein bekannt, dass die Verwendung von Produkten wie Cyclosporin
zur Reduktion der Immunantwort und Inhibition der Erkennung und
Abstoßung
von Transplantaten und/oder Implantaten negative Auswirkungen auf
die Neovaskularisierung hat, und daher die Wahrscheinlichkeit erhöht ist,
dass die Transplantation oder Implantation nicht erfolgreich ist.
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US
Patent 5,725,854 beansprucht ein Verfahren zur Behandlung von Krankheiten,
das die Verabreichung von Sertollizellen zusammen mit Zellen, die
den jeweiligen biologischen Faktor herstellen, umfasst. In diesem
Stand der Technik wird ein Versuch unternommen, um eine immunologisch
bevorzugte Zelle herzustellen. Es ist allgemein bekannt, dass Sertollizellen
immunologische Toleranz begünstigen
und eine hohe Menge an Elementen enthalten, um Zellen, die den biologischen
Faktor produzieren, zu schützen
und deren Funktionieren für
eine unbegrenzte Zeitspanne zu gewährleisten. Bei dieser Alternative
wird die Abstoßung
jedoch auch nicht komplett unterdrückt und es ist daher notwendig,
immunosuppressive oder immunomodulatorische Stoffe weiterhin zu
verabreichen, was wiederum einen negativen Effekt auf die Neovaskularisierung
hat.
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Zusätzlich wird
in keiner der oben genannten Erfindungen eine Möglichkeit gelehrt, um die Menge an
hergestelltem Fibrocollagen zu kontrollieren. Dabei ist es genau
diese Substanz, die den Hauptfaktor bei der Implantatabstoßung darstellt.
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Aus
diesem Grund ist es nach wie vor notwendig, einen wirksamen und
effizienten Weg zur erfolgreichen Implantation von Zellen, die biologische Faktoren
zur Behandlung von Krankheiten produzieren, zu identifizieren.
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Es
ist daher eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung
zur Implantation zur Verfügung
zu stellen, die z.B. in einem Verfahren zur Gewebeentwicklung in
einem in angenehmer Weise leichten und günstigen Weg verwendet werden
können,
um sowohl das Implantat an Zellen, die die biologischen Faktoren
für die
Behandlung von Krankheiten herstellen, aufzunehmen oder um Schienen
zur Verfügung
zu stellen, die als Gewebetransplantate eingesetzt werden können.
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Eine
weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es Mittel zur Verfügung zu
stellen, um natürliche
Fibrocollagenröhrchen
kontrollierter Breite, Durchmesser und Länge herzustellen.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine isolierte
Stelle zur Verfügung
zu stellen, deren Eigenschaften eine gute Neovaskularisierung für den adäquaten Transfer
von Nahrungsmitteln und biologischen Faktoren ermöglichen
wird.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Verwendung von immunomodulatorischen
Substanzen zu reduzieren.
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Diese
und andere Aufgaben der Erfindung werden angesichts der folgenden
detaillierten Beschreibung der Erfindung besser im Detail eingeschätzt werden
können.
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Kurze Beschreibung
der Abbildungen
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1 stellt
eine allgemeine und perspektivische Ansicht einer bevorzugten Vorrichtung
zur Ausführung
des Verfahrens dar, die beide erfindungsgemäß sind.
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2 entspricht
eine der bevorzugten Ausführungsformen
von einem der Dichtungspfropfen der im Rahmen dieser Erfindung in
Erwägung
gezogenen Vorrichtung dar.
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3 entspricht
einem Kolben, der gemäß einer
der bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung mit einem Dichtungsmechanismus verbunden ist.
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Bei
der folgenden Beschreibung der Erfindung wird auf die Abbildungen
Bezug genommen, um die Beschreibung in größerer Klarheit darzustellen.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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In 1 ist
eine Vorrichtung 10 gezeigt, die aus einem Zwischenbereich
oder Körper 20 besteht, der
bevorzugt porös
ist und im Inneren eine Kavität aufweist,
die einen Kolben 40 behaust und an dessen Enden ein Satz
Dichtungsmittel oder -mechanismen 30 angebracht sind. Einer
davon ist mit einem ersten Dichtungselement 50 verbunden,
wohingegen der andere mit einem zweiten Dichtungselement 60 verbunden
ist, dessen eines Ende so mit dem Kolben 40 verbunden ist,
dass es fest innerhalb des porösen Körpers 20 des
genannten Kolbens 40 fixiert ist, wenn die Vorrichtung
mit Hilfe des zweiten Dichtungspfropfens 60 verschlossen
ist. Es soll erwähnt werden,
dass in Übereinstimmung
mit dem Verfahren, in dem die beschriebene Vorrichtung verwendet werden
soll, und in Übereinstimmung
mit dieser Erfindung das zweite Dichtungselement 60 durch
ein anderes Dichtungselement 50 oder ähnliche Elemente so ersetzt
werden kann, dass die Kavität
die den Kolben 40 umgibt, frei bleibt und auf diese Weise
ein innerer Raum generiert wird, der geeignet ist, um Zellen und/oder
Substanzen zur Herstellung des im jeweiligen Fall interessierenden
biologischen Faktors aufzunehmen, wie der gesamten Beschreibung
dieser Erfindung entnommen werden kann.
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Der
poröse
Körper 20 ist
bevorzugt aus einem zylindrischen Gitter und kann aus rostfreiem Stahl,
inerten Polymeren oder jedem anderen Material gebildet sein, das
dem Zwischenstück
des Satzes der Vorrichtung 10 eine dimensionale Stabilität verleihen
und die notwendige Porosität
innerhalb der genannten Vorrichtung gewährleisten kann. In Übereinstimmung
mit den Aufgaben der Erfindung muss der Grad an Porosität des porösen Zwischenkörpers 20 der
vorliegenden Erfindung eine Maschenweite von 16 bis 59 Quadrat pro
linearem Zentimeter (40 bis 150 Maschenweite (Quadrat pro linearem
Inch)) aufweisen und bevorzugt zylindrische Form einnehmen. Das
poröse
Zwischenstück
oder der poröse
Körper 20 kann
jede Länge
einnehmen die adäquat
ist, um den therapeutischen Notwendigkeiten Rechnung zu tragen und
in adäquater
Weise die Herstellung des benötigten
biologischen Faktors favorisiert; d.h. die Länge ist ca. 10 bis 80 mm. Die
Länge kann
jedoch entsprechend dem Verwendungszweck der Vorrichtung, die z.B.
eingesetzt werden kann um Schienen zu erhalten, beträchtlich
länger
sein. In diesem Fall wird die Länge
ca. 200 mm betragen. Wie bereits erwähnt wurde, sind beide Enden
des porösen
Zwischenkörpers
der hier beschriebenen Vorrichtung in adäquater Weise mit Dichtungssätzen 39 und
deren jeweiligen Elementen 50 und/oder 60 verbunden.
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Es
war möglich
zu zeigen, dass der Grad an Porosität des Gitters, das den porösen Zwischenkörper 20 bildet,
in Übereinstimmung
mit dem Verfahren, wie es hier vorgestellt wird, und den Funktionen
des Organismus eines Patienten die Größe der neu geformten Gefäße in dem
Fibrocollagen bestimmt.
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Die
Dichtungsmechanismen 30, die an den jeweiligen Enden der
Vorrichtung 10 lokalisiert sind und im Rahmen dieser Erfindung
in Betracht gezogen werden, weisen bevorzugt eine ringförmige Form auf,
deren Länge
geeignet ist um beide Seiten der genannten Vorrichtung abzudichten.
Die Proportionen der Dichtungsmechanismen können im Hinblick auf den porösen Zwischenkörper 20 von
10 % bis 50 % der Länge
des porösen
Körpers 20 ausmachen und
einen Durchmesser aufweisen, der dem Durchmesser des porösen Körpers 20 ähnlich ist.
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An
einem Ende der Dichtungsmechanismen 30 gibt es Assemblierungs-
und Befestigungsmechanismen, die in diesem Fall als bevorzugte Form
ein Innengewinde haben, um die Dichtungselemente 50 und/oder 60 zu
verbinden. Am entgegengesetzten Ende der genannten Dichtungsmechanismen 30 gibt es
Verbindungselemente 31 die es erlauben das entsprechende
Ende des porösen
Körpers 20 in
entsprechender Weise zu befestigen. Dazu können sämtliche Mittel, mit oder ohne
Gewinde, verwendet werden.
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In Übereinstimmung
mit einer der bevorzugten Ausführungen
der konstruktiven Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestehen die
genannten Verbindungselemente 31 bevorzugt aus einem konzentrischen,
gerillten Element zwischen den inneren und äußeren Wänden der Röhre, wo ein Teil einer der
Enden des porösen
Körpers 21 in
den Verbindungsteil der Dichtungsmechanismen 31 derart
eingefügt
und befestigt wird, dass der Druckkontakt zwischen den Dichtungsmechanismus
und dem porösen Körper 21 größer als
die Spannungskraft ist, die durch das Verschrauben und Entschrauben
der Dichtungselemente 50 und/oder 60 hervorgerufen wird.
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Gemäß 3 besteht
das den Kolben 40 bildende Element aus einem Element mit
einem bevorzugt festen, zylindrisch geformten Abschnitt, der an
einem seiner Enden mit dem Dichtungselement 60 verbunden
ist und dann wiederum mit den entsprechenden Elementen des porösen Körpers 20 und
der Dichtung 30 verbunden wird. Zu Identifikationszwecken
kann das Dichtungselement 60 eine leicht unterschiedliche
Form zu dem Dichtungselement 50 aufweisen, um es von dem
Dichtungselement 50 unterscheidbar zu machen und in Übereinstimmung
mit den für
die Verwendung vorgesehenen Verfahren zu entfernen. An dem distalen
Ende oder dem Ende, das dem Kolben 40 entgegengesetzt ist befindet
sich das Endstück
des genannten Elementes, das eine Riffelung oder eine Verbindung 41 aufweisen
kann, um mit dem inneren Ende 53 des Verbindungselementes 50 des
verbundenen Satzes der erfindungsgemäßen Vorrichtung so verbunden
zu werden, dass der Kolben 40 vollständig innerhalb des porösen Körpers 20 fixiert
bleibt und die vorgesehene Trennung zwischen beiden Elementen konzentrisch konstant
ist. Diese Ausführungsform
verlangt, dass die Länge
des genannten Kolbens 40 praktisch gleich lang mit dem
Satz aus dem porösen
Körper 20 und den
Dichtungsmechanismen 30 ist. Es ist zu erwähnen, dass
die hier gegebenen Informationen die Ausführungsform betreffen, in der
der Kolben 40 lang genug ist, dass sein Ende 41 in
Kontakt mit dem entsprechenden Dichtungselement (50) mechanismus (53)
ist und sich mit diesem selbst verbindet. Gute Ergebnisse werden
jedoch auch mit einem Kolben erzielt, dessen Länge nur einem Teil der Länge des
porösen
Körpers
entspricht. Der Durchmesser des Kolbens 40 kann praktisch
das Äquivalent
des inneren Durchmessers des porösen
Körpers 20 sein.
Für bessere
Ergebnisse wird vorzugsweise jedoch die Entfernung zwischen dem
inneren Durchmesser des porösen
Körpers
im Hinblick auf den äußeren Durchmesser
des Kolbens zwischen 1 bis 10 Millimeter liegen, wobei der Durchmesser
des Kolbens bevorzugt zwischen 4 bis 25 Millimeter liegt.
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Der
Kolben kann fest oder hohl sein. Die Anmelderin hat jedoch gefunden,
dass die Verwendung eines hohlen Kolbens schwerwiegende Nachteile aufweist,
da Flüssigkeit
in dem Hohlraum des Kolbens zurückgehalten
wird, wenn die Vorrichtung im Körper
des Patienten platziert wird, und über die Zeit sich zersetzt,
was zu schweren Infektionen führen kann.
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Gemäß der 2 kann
das Dichtungselement 50 eine gewöhnliche Form aufweisen. In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird für
eine bessere Leistungsfähigkeit
der Erfindung das genannte Dichtungselement jedoch eine Befestigungszone 51,
die durch einen Kopf mit einer bevorzugt semi-sphärischen
Form definiert ist, eine zylindrische Zone in Einheit mit einem
Befestigungsmechanismus entsprechend dem Dichtungsmechanismus 30 des
porösen
Körpers 20,
bei dem es sich um ein Außengewinde 52 mit
einem Durchmesser handeln kann, der bevorzugt dem Durchmesser der
Dichtungsmechanismen 30 ähnlich ist, um diese adäquat miteinander zu
verbinden und eine konzentrische Befestigungszone beinhalten, die
aus einem zylindrischen Element mit einem bevorzugten Durchmesser
von 1 bis 4 Millimeter besteht, der aber kleiner als das Loch des
Befestigungsabschnittes 41 des Kolbens 40 ist, die
als Ausrichtungsmittel für
den Kolben in dem verbundenen Satz der erfindungsgemäßen Vorrichtung fungiert.
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Um
die Dichtungselemente 50 und/oder 60 einfach miteinander
zu verbinden und lösen
zu können
(was bevorzugt durch Ver- und Entschrauben geschieht) weist der
semi-sphärische
Kopf der Befestigungszone 51 ein Loch auf, das jede geometrische Form
aufweisen kann, die die Verwendung eines geeigneten Werkzeuges ermöglicht,
bei dem es sich z.B. um die Verwendung eines Werkzeuges wie z.B. eine
Art Schlüssel,
Imbusschlüssel
oder ähnlichem handeln
kann.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung bilden die Befestigungszone 52 des Dichtungselementes 60 und
des Befestigungsabschnittes 41 des Kolbens 40 ein
Einstücksatz,
damit die Handhabung beider Elemente leichter ist. Dieser Einstücksatz enthält eine
Befestigungszone 61 und einen zusätzlichen Unterstützungsabschnitt,
um passend ein verlängertes
Element, mit zwei Seiten, die parallel und senkrecht zu der Achse
des Dichtungspfropfes 60 über 50 % seiner Länge sind,
um einen Unterstützungssatz
für den
Daumen und den Zeigefinger zu bilden, wenn der Satz innerhalb des
Innengewindeabschnittes des Dichtungsmechanismus 30 ver-
und entschraubt wird. Die Länge
des genannten Unterstützungsabschnittes
kann 10 bis 40 % der Länge des
porösen
Körpers 20 ausmachen.
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Bei
Gebrauch kann die Dicke der hergestellten Fibrocollagenröhre von
dem Abstand zwischen dem porösen
Körper 20 und
dem Zylinder 40 abhängen.
Entsprechend wird der Abstand gemäß den Erfordernissen bestimmt,
wie sie sich aus der Verwendung der Fibrocollagenröhre ergeben.
Auf diese Weise definiert der genannte Abstand den Widerstand, den
die Röhre
dem Zusammenbruch entgegensetzt, und die Einheitlichkeit des Fibrocollagenbetts.
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Die
Durchmesser des porösen
Körpers 20 und
des Kolbens 40 werden in Übereinstimmung mit dem Volumen
und der benötigten
Dicke zwischen 4 bis 35 Millimeter mit einem Abstand oder von 1
bis 10 Millimeter mit einem Lichtstrahl gewählt.
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Die
Anmelderin hat herausgefunden, dass die Dicke der Fibrocollagenröhre und
die Größe der neu
geformten Gefäße wichtige
Eigenschaften darstellen, die eine Stelle mit optimalen Bedingungen
für das Überleben
der Zellen für
Zeitspannen gewährleisten,
die adäquat
für die
Aufrechterhaltung eines wirksamen therapeutischen Effektes sind.
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Die
Vorrichtung wird mit Materialien, wie sie für medizinische Zwecke geeignet
sind, hergestellt. Z.B. kann es sich bei den Materialien um rostfreien Stahl,
reines Polytetrafluoroethylen (PTFE), Titan etc. handeln.
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Wie
der Beschreibung der Vorrichtung, die die Implantation von biologischem
Material fördert, entnommen
werden kann, können
die Stücke
durch maschinelles Herstellen der Gewindeteile oder durch Injektion
in Gussformen. Das jeweils eingesetzte Verfahren hängt dabei
von den zum Einsatz kommenden Materialien ab.
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In Übereinstimmung
mit der Erfindung besteht das Verfahren zur Implantation des biologischen
Materials in der Ausführungsform
als Reservoir, das aus der Bildung einer biologischen Fibrocollagenröhre unter
Verwendung der vorgenannten Vorrichtung resultiert, aus: der Implantation
des Vorrichtungssatzes im Körper
des Patienten oder Individuums, wobei das Dichtungselement 60 an
einem der Enden des porösen
Körpers
so platziert ist, dass der Kolben 40 im Inneren des Körpers positioniert
ist. Wenn der poröse
Körper 20 auf
diese Weise implantiert wird, wird er durch die natürliche Wirkung
des Körpers
des Patienten mit einer Fibrocollagenschicht beschichtet. Nachdem
sich die Fibrocollagenschicht gebildet hat, wird anschließend ein
teilweiser Einschnitt vorgenommen, um den Teil der Vorrichtung,
in dem das Dichtungselement mit dem Zylinder 60 verbunden
ist, zu exponieren, um diese zu entfernen. Wenn der genannte Zylinder
entfernt ist, wird eine neovaskularisierte Fibrocollagenröhre erhalten,
die zur Implantation von einem biologischen Faktor produzierenden
Zellen durch das Loch in dem Dichtungselement 60 geeignet
ist. Die Vorrichtung wird dann mit dem Dichtungselement 50 so
verschlossen, dass die Fibrocollagenröhre innerhalb des Organismus
geschlossen ist. Auf diese Weise sind die den biologischen Faktor
fördernden
Zellen in Kontakt mit den neu gebildeten vaskularisierten Geweben
und der biologische Faktor wird durch den Blutstrom absorbiert.
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Da
die im Organismus des Individuums hergestellte Fibrocollagenröhre eine
Art Wirkstoffgenerierendes Gewebe für Implantate ist, wird bei
einer anderen Ausführungsform
der Verwendung der Vorrichtung in Übereinstimmung mit dem oben
beschriebenen Verfahren die genannte Röhre entfernt werden, ohne dass
das Dichtungselement und der Zylinder 60 getrennt werden
müssen.
Bei dieser Ausführungsform
wird der Vorrichtungssatz komplett entfernt und die Fibrocollagenröhre aus
dem Körper
des Patienten oder Individuums und die genannten Gewebe sind dazu
fähig und
geeignet, um als Gewebeimplantate oder Schienen verwendet zu werden. Wenn
dies notwendig ist, können
die Dichtungselemente 50 und 60 und der Zylinder 40 entfernt
werden. Die Fibrocollagenröhre
kann dann unmittelbar an dem notwendigen Platz implantiert oder
wie geplant verwendet werden.
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Wenn
die Vorrichtung zur Förderung
von Fibrocollagenröhren
verwendet wird, kann der Durchmesser der Vorrichtung von 4 bis 25
Millimeter Lichte betragen und die Länge wird durch Berechnungen basierend
auf den notwendigen Formen kalkuliert, wenn die Vorrichtung als
Schiene eingesetzt wird.
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Wenn
die Vorrichtung als Reservoir für
ein biologisches Material eingesetzt wird, wird nur eines der Dichtungselemente 60 mit
dem Zylinder 40 oder der aus beiden Elementen gebildete
Satz entfernt. Aus dem den biologischen Faktor produzierenden Zellen
bestehendes biologisches Material und optional das Kulturmedium
innerhalb der Fibrocollagenröhre
werden in den Raum injiziert, der durch die Entfernung des Zylinders 40 zurück geblieben
ist, und ein Dichtungselement 50 wird angebracht, um zu
verhindern, dass das biologische Material Orte erreichen kann, an
denen sich keine Fibrocollagenröhre gebildet
hat.
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Um
die Effektivität
der Behandlung zu erhöhen,
können
Faktor produzierende Zellen die mittels bekannter Techniken genetisch
manipuliert wurden, eingesetzt werden.
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Das
optional eingesetzte Kulturmedium wird in Abhängigkeit von der zu implantierenden
Zellart ausgewählt.
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Die
Anmelderin hat gefunden, dass mit dem im Rahmen dieser Erfindung
in Betracht gezogenen Verwendungen der Vorrichtung es möglich ist,
semi-isolierte Stellen mit guter Neovaskularisierung und entsprechend
günstigen
Bedingungen hinsichtlich der Zellviabilität zu erhalten. Gleichermaßen wird eine
günstige
Austauschrate der biologischen Faktoren erzielt. Bei der Behandlung
von Diabetes wird z.B. eine bessere Antwort auf einen Stimulus in
Form der Glukosekonzentration im Blut gewährleistet.
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Die
Menge an Zellen, die im Falle der Behandlung von Diabetes in der
Literatur genannt wird, beträgt
zwischen 6000 bis 12000 Langerhand-Inseln pro Kilogramm Patientengewicht.
Im Falle der vorliegenden Erfindung ist gefunden worden, dass diese mit
Sertolli-Zellen kombiniert werden können, um sie immunologisch
vor einer Abstoßung
zu schützen.
Zusätzlich
zu den oben genannten Ausführungen
kann die Vorrichtung auch verwendet werden, um innerhalb der Vorrichtung
Zellen zu positionieren, die Substanzen mit therapeutischer Aktivität produzieren, wie
dies im Falle von Thyroid- oder Parathyroidzellen unter anderem
der Fall ist, ohne dass dies bedeuten soll, dass die Vorrichtung
Wirkungen hat, die nicht im Umfang der Erfindung enthalten sind.
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Anwendungsbeispiele
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Die
im Rahmen der Erfindung in Betracht gezogene Vorrichtung wurde als
bevorzugte Ausführungsform
implantiert, um die Implantation von Zellen, die einen biologischen
Faktor im dorsalen Teil einer Probe von Long Evans Ratten mit einem
Gewicht zwischen 80 und 200 Gramm zu begünstigen.
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Diabetes
wurde mittels intravenöser
Applikation von 65 mg/kg von Streptozotocin in einer Gruppe von
zehn Ratten mit der Vorrichtung, die Gegenstand der Erfindung ist,
und einer Kontrollgruppe induziert.
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Die
Glukosekonzentration zeigte in beiden Gruppen keine nennenswerten
Unterschiede und lag in der Größenordnung
von 337 mg/dL.
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Eine
Transplantation von Langerhans-Inseln wurde in beiden Gruppen durchgeführt und
die Inseln wurden isoliert und mittels bekannter üblicher
Techniken konserviert mit dem Unterschied, dass in der Rattengruppe
mit der Vorrichtung, die Langerhans-Inseln in der durch die Vorrichtung
geformten Stelle eingebracht wurden. Keine der Tiere wurden immunodepressive
Wirkstoffe verabreicht.
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Die
Glukosekonzentration wurde während der
ersten Woche täglich
und anschließend
einmal pro Woche gemessen.
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Die
Tiere in der Kontrollgruppe zeigten eine Glykämie von über 250 mg/dL während zwei
aufeinanderfolgender Tage innerhalb der ersten drei Tage.
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Die
Tiere mit der Vorrichtung, um die Bildung von Fibrocollagenröhren zu
fördern,
zeigten einen signifikanten Abfall der Glukosekonzentration auf
150 mg/dL.