SE519023C2 - Kateterburna mikrokirurgiska verktygsset - Google Patents

Description

519 023 2 kallade stents för att vidga stenotiskt område eller för att invändigt eller externt förstärka eller förbinda strukturen (-ema). (Fig lB). Stents är av särskilt intresse eftersom de skall insättas på insidan av röret, för att sedan lämnas där för att expandera en stenotisk (exempel: blodkärl, gallkanal) eller förstärka en svag (exempel: blodkärl med artärbrock, delad gallkanal) del av en rörformad struktur.

Uppsättningar av fingrar skulle kunna användas för att hålla cylindriska föremål såsom exempelvis nerver och nervfibrer eller blodkärl. Med hjälp av mikromanövreringar som håller strukturema (fig 3), kan närbelägna mikrostrukturer fungerande som neurala kännande eller aktiverande elektroder för att medge registrerandet av signaler från/eller aktiverande av nerver, Denna kan användas som en syntetisk nervförbindning, överbryggande en söndersliten nerv eller nervfiber.

Element med någon temporär mekanisk funktion kan insättas i membran (flg 4). Insats- anordningar av detta slag kan användas för att montera ett hål genom ett membran såsom exempelvis ofta utnyttjas vid öronkirurgi för tryckutjänming. Tillverkandet av dessa mikro- anordningar kommer att till stor grad minska ansträngningarna vid placerandet och avlägs- nandet av de insatta anordningarna och för att hålla dem på plats under den önskade tiden.

Clips, stents, fingeruppsättningar och insticksanordningar, kan när de väl applicerats vara resorberbara eller permanenta. De kan främja olika grader av stimulering av cellväxt på sin yta, varierande grader av antitrombotisk aktivitet likaväl som olika antibiotiska aktiviteter.

De kan också vara bärare för olika biokemiska eller biologiska komponenter.

De nödvändiga elementen för att åstadkomma dessa funktioner är de elektrokemiskt ak- tiverade mikromusklema, byggda genom mikrobearbetning av tunn metall och polymera skikt (Elisabeth Smela, Olle Inganäs och Ingemar Lundström: "Controlled Folding of Micron-size Structures", Science 268 (1995) sid 1735-1738) eller endast polymerskikt. Dessa manövre- ringar kan produceras i storlekar från mikrometrar till centirnetrar och fungerar väl i biolo- giska fluidum såsom exempelvis blodplasma, blod, buffer och urin. De är därför lämpliga verktyg för mikroinvasiv kirurgi inuti kroppen.

Mângsidigheten för uppbyggnaden och snabbheten i svar, likaväl som kraften för dessa manövreringar gör dem till en av de bästa typerna av mikromanövreringar inuti kroppen. Ett internationellt patent täcker en fabrikationsväg för sådana anordningar (A Elisabeth Smela, Olle Inganäs och Ingemar Lundström: "Förfaranden för fabrikation av mikrobearbetade struk- turer och mikrobearbetade strukturer utnyttjande sådana förfaranden", svensk patentansökan 519 023 3 SE 9500849-6 10 mars 1995 följd av PCT och internationellt patentsökande).

KÅND TEKNIK Kombinationen av mikromanövreringar och katetrar är inte väldokumenterad i litteraturen.

En patentsökning ger ett fåtal exempel men inget som beskriver användningen av mikro- manövreringar som verktyg anordnade inuti en kateter, flera exempel på användning mikro- manövreringar för att placera en kateter i läge återfinns i de följande patenten: US577l902 Mikrobearbetade manövreringar/sensorer för intratubulär placer- ing/styrning US5819749 Mikroventil WO9837816Al Mikrofabricerade terapeutiska manövreringar WO9739688A2 Förfarande och apparatur för tillförande av en anordning i ett kärl WO9739674Al Flerändamålsmedicininstrument US5855565 Kardiovaskulär mekanisk expanderande kateter Flera mekanismer föreslås för mikromanövreringarna i dessa ansökningar som återfinns bland formminneslegeringar (inkluderande polymera material) och piezoelektriska material.

Användningen av konjugerade polymerer i mikromuskler är inte dokumenterat för kateter- verktyg. Vår nyhet och uppfinning ligger därför i användningen av mikromanövreringar base- rade på konjugerade polymerer som manövreras elektriskt och monterade i eller på en kateter eller nål, för att placeras i läge med hjälp av katetem och sedan aktivera mikromanövrerings- strukturen som bärs av nålen. Mikrofabrikationen av sådana mikromanövreringar möjliggör ett antal geometrier från l0ttm och större, som är svåra att producera medelst mekaniska pro- duktionstekniker. De kan produceras genom användningen av förfarandet som presenteras i patent A ovan och sedan monteras i eller på nålen eller katetern, eller de kan produceras ge- nom nya framställningsförfaranden. Med hjälp av denna uppfinning är helt nya mikrokirur- giska verktyg tillgängliga.

Producerandet av individuellt manövrerade verktygsuppsättningar ger små svårigheter utom de för producerandet av det individuella verktyget; man måste se till att elektriska kon- takter är anordnade för att manövrera varje mikromanövrering separat. Detta kan göras ge- nom att ansluta den enskilda mikromanövreringen som skall användas som arbetselektrod; ka- 519 023 4 tetem används sedan som motelektrod och kommer att kunna tillföra all den laddning som nå- gonsin behövs för att manövrera alla dessa mikromanövreringar. Eftersom ledningar lätt kan framställas med bredder ner till lOpm med fotolitografi eller med mjuk litografi kan man an- ordna åtminstone 50 mikromanövreringar längs verktygsuppsättningen placerade i/på en nål med lmm bredd, med den enkla filosofin med placerandet av parallella ledare. Skulle mer krävas kan mer sofistikerade adresseringsscheman erfordras.

Om behov skulle föreligga för treelektrodssystem i någon av applikationerna, erbjuder mikrofabricerade referenselektroder eller referenselektroder av makrostorlek anordnade i kateterhöljet en lösning för detta problem.

Skulle verktygsuppsättningama adresseras kollektivt, och verktygsuppsättningen är utfor- mad för att frigöra det yttersta clipset vid aktivering av alla clipsen behövs en mekanism för att begränsa rörelsema för alla utom det yttersta clipset. Detta görs genom att sammansatta clipsuppsättningen i ett cylindriskt hölje, företrädesvis katetern, före införandet i kroppen. Det cylindriska höljet begränsar nu rörelsen för mikromanövreringarna, vilka fåfángt försöker expandera det starka metallhöljet vid påverkan. När det yttersta clipset Cl påverkas öppnas clipset; likaså är det näst yttersta clipset C2 delvis fritt att röra sig när det skjuter ut utanför det cylindriska höljet. Därför frigör delöppnandet av C2 clipset Cl som öppnas för efterföljande spontant stängande på den plats som där det skall anbringas.

BIFOGADE RITNINGAR Fig 1 visar clips och clipsuppsättningar, där clipsen är monterade efter varandra och är inneslutna av ett cylindriskt hölje och där påverkan av det yttersta clipset Cl öppnar clipset för att förena den öppna strukturen Wl, och sedan frigöras genom den samtidiga manövre- ringen av C2 för att lämnas vid strukturen Wl sammanhållande strukturerna.

Fig 2 visar rörpincetter, pincetter och knivar baserade på mikromanövreringar. Den indi- kerade rörelsen drivs av mikromanövreringar lämpligt monterade och utformade.

Fig 3 visar en nervförbindning, där ett antal små fingrar lindas runt en cylindrisk nerv för att åstadkomma ett tätt grepp på nerven. Två separata nerver är här förbundna med hjälp av en gemensam nervförbindning, vilket skulle kunna vara önskvärt för âstadkommandet av återväxt för nerverna. Dessutom kan små elektroder vara utformade längs mikrofingrarna och användas för att känna eller inducera nervsignaler.

Fig 4 en insättningsanordning, för att göra ett temporärt pennanent hâl genom ett mem- 519 023 5 bran. Anordningen är innesluten i en kateter/kanyl/nål och insätts genom membranet för att låta anordningen bilda ett hål genom membranet.

Claims (19)

519 023 s i I I _ I I v I 6 PATENTKRAV

1. Verktygsanordníng för biomedicinsk kirurgi, kännetecknad av att (i) verktygen består av skiktade polymera mikromuskler anordnade för att åstadkomma geometriska ändringar och rörelser via elektrokemiskt inducerande ändringar av volymen för åtminstone ett av polymerskikten och (ii) verktyget eller verktygsanordningen är monterade på en bärare med forrnen av en nål som insätts i en kanyl/kateter genom vilken verktygen kan påverkas elektriskt via externa organ för att inducera en mekanisk rörelse för att verka på biologiska strukturer.

2. Verktygsanordníng enligt krav 1, kännetecknad av att den skiktade polymeren består av en enda skiktad polymer.

3. Verktygsanordníng enligt krav l, kännetecknad av att den skiktade polymeren består av en tvåskiktad polymer.

4. Verktygsanordníng enligt krav 1, kännetecknad av att den skiktade polymeren består av flera skikt polymer och metallskikt.

5. Verktygsanordníng enligt något av kraven 1 - 4, kännetecknad av att ett antal identiska verktyg är placerade på en Verktygsanordníng sträckande sig längs en längd av kanyl, katetern eller nålen, och varvid aktiveringen av ett verktyg närrnast utgången ur katetern är inrättad att frige ett verktyg från verktygsanordníngen och är anordnade att lärrma det vid utgångspunkten ur katetern i syfte att montera verktyget på eller i någon biologisk struktur.

6. Verktygsanordningen enligt krav 1, kännetecknad av att ett antal av identiska verktyg är placerade på Verktygsanordningen sträckande sig längs katetern eller nålen och där varje verktyg är anordnat att aktiveras individuellt.

7. Verktygsanordníng enligt krav 1, kännetecknad av att ett antal icke identiska verktyg är placerade på Verktygsanordningen sträckande sig längs katetern eller nålen och där varje verktyg är anordnat att bli individuellt aktiverat.

8. Verktygsanordníng enligt ett eller flera av kraven 1 - 7, kännetecknad av att det individuella verktyget är ett clips.

9. Verktygsanordníng enligt ett eller flera av kraven 1 - 7, kännetecknad av att det individuella verktyget är ett expanderbart cylindriskt föremål.

10. Verktygsanordníng enligt ett eller flera av kraven 1 - 7, kännetecknad av att det 519 023 i'

11. Verktygsanordning enligt ett eller flera av kraven 1 - 7, kännetecknad av att det individuella verktyget är en kniv, vilken är arrangerad på en manövrering, som är anordnad för linjär och/eller vinkelrörelse.

12. Verktygsanordning enligt ett eller flera av kraven 1 till 7, kännetecknad av att det individuella verktyget är en skarp nål som anordnad på en manövrering som är inrättad för linjär och/eller vinkelrörelse.

13. Verktygsanordning enligt ett eller flera av kraven 1 - 7, kännetecknad av att det individuella verktyget är en vidgare (dilator).

14. Verktygsanordning enligt ett eller flera kraven 1 - 7, kännetecknad av att det individuella verktyget är en klamma.

15. Verktygsanordningen enligt ett eller flera av kraven 1 - 7, kännetecknad av att det individuella verktyget är en pincett.

16. Verktygsanordning enligt ett eller flera av kraven 1 - 6, kännetecknad av att polymermikromusklerna är uppbyggda av skikt, av vilka åtminstone ett är en konjugerad polymer.

17. Verktygsanordning enligt krav 16, kännetecknad av att den konjugerade polymeren är utvald från gruppen bestående av pyrol-, anilin-, tiofen-, parafenolem, vinylin-, och fenolen- polymerer och copolymerer inkluderande substituerade former av de olika monomererna.

18. Verktygsanordning enligt krav 1, kännetecknad av att verktyget är uppbyggt av tvåskiktad polymer, där den elektriskt aktiverade volymändringen för åtminstone en konjugerad polymer är anordnad att framkalla ett böjande av nämnda tvåskikt.

19. Verktygsanordning enligt krav 1, kännetecknad av att verktyget är uppbyggt av flerskiktade polymerer, där den elektriskt aktiverade volymändringen för åtminstone en konjugerad polymer är anordnad att ge en böjning av det multipla skiktet. P0021