DE10033278B4

DE10033278B4 - Chirurgische Einrichtung zur Entnahme von Gewebezellen aus einer biologischen Struktur

Info

Publication number: DE10033278B4
Application number: DE10033278A
Authority: DE
Inventors: Andreas Pein
Original assignee: Human Med AG
Current assignee: TAUFIG, AHMMED ZIAH, DR., 50668 KOELN, DE
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2020-07-08
Also published as: CA2415129C; EP1299036A2; WO2002003866A2; DE10033278A1; WO2002003866A3; US20040092987A1; CA2415129A1

Abstract

Chirurgische Einrichtung zur Entnahme von Gewebezellen aus einer biologischen Struktur, die als eine Flüssigkeitsstrahleinrichtung ausgebildet ist, wobei die Flüssigkeitsstrahleinrichtung aus einem Druckerzeuger, einem vom Druckerzeuger unter Druck zu setzenden Vorratsbehälter für die Flüssigkeit und aus einem Operationshandstück (1) für den Austritt der unter Druck stehenden Flüssigkeit und für die Absaugung abgetrennter Gewebezellen besteht, wobei das Operationshandstück (1) eine innere Kapillare (3) für den austretenden Flüssigkeitsstrahl und eine äußere, als ein Ringkanal ausgebildete Kapillare (4) für die Absaugung der abgetrennten Gewebezellen besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass
– die äußere Kapillare (4) am Umfang angeordnete, radiale Absaugöffnungen (5) besitzt,
– die innere Kapillare (3) in einem Düsenstück (6) mündet, das mit der Kanüle (2) starr verbunden ist,
– das Düsenstück (6) eine flach ausgebildete Düsenöffnung (7) für einen im Querschnitt stark abgeflachten Flüssigkeitsstrahl besitzt und
– der Druck des Flüssigkeitsstrahles so geregelt wird, dass der flache Flüssigkeitsstrahl mit einer...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine chirurgische Einrichtung zur Entnahme von Gewebezellen einer biologischen Struktur nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Instrumente werden in chirurgischen Kliniken angewendet.
Die Zelle ist die Grundeinheit der lebenden Materie und besteht im Wesentlichen aus einem oder mehreren Zellkernen, die im Zytoplasma eingebettet und von einer Zellmembran umschlossen sind. Mehrere Zellen bilden im Verband ein Gewebe in den unterschiedlichsten Arten.
Es gibt nun häufig Veranlassungen, solche Gewebezellen aus einer biologischen Struktur, wie beispielsweise dem menschlichen Körper, zu entnehmen.
So muss aus gesundheitlichen oder kosmetischen Gründen häufig überschüssiges Fettgewebe aus allen möglichen Körperteilen entnommen werden. Eine solche Entnahme erfolgt entweder in einer offenen Operation oder durch eine Ultraschallbehandlung. In der Praxis kommt in der Regel die Ultraschallbehandlung zur Anwendung, bei der eine Ultraschallsonde und einer Absaugkanüle in das betreffende Fettgewebe eingeschoben werden. Mit Hilfe der nach allen Richtungen austretenden Ultraschallwellen werden alle angrenzenden Fettzellen zerstört und über die Absaugkanüle entfernt.
Dieses Verfahren hat wesentliche Nachteile. So werden natürlich nicht nur die betreffenden Fettzellen zerstört, sondern auch alle anderen im Wirkungsbereich befindlichen Gewebezellen, wie beispielsweise Blutzellen. Das schädigt den menschlichen Körper und kompliziert und verlängert daher auch den Heilungsprozess. Ein weiserer Nachteil ergibt sich daraus, dass solche Ultraschallsonden nach allen Seiten abstrahlen und somit nicht gezielt eingesetzt werden können. So ist es beispielsweise nicht möglich, Grenzbereiche zwischen dem abzusaugenden Fettgewebe und einem benachbarten gesunden Gewebe zu bearbeiten, ohne dass das gesunde Gewebe beschädigt wird.
Es gehört auch zur medizinischen Praxis, vitale Gewebezellen aus einer biologischen Struktur, beispielsweise der Leber zu entnehmen, um sie außerhalb des menschlichen Körpers auf dem Wege der Teilung zu vermehren und um die so gezüchteten Gewebezellen später dem betreffenden Organ eines menschlichen Körpers wieder zuzuführen. Die Entnahme solcher vitalen Gewebezellen wird entweder in einer offenen Operation oder, wie es die Regel ist, endoskopisch durchgeführt, indem eine kleine Gruppe von Gewebezellen mechanisch abgetrennt und abgezogen werden. Aber auch hier tritt der Nachteil auf dass gesunde Gewebezellen in Mitleidenschaft gezogen und beschädigt werden. Das schädigt und belastet wiederum den menschlichen Organismus.

Aus der US 5,788,667 A ist beispielsweise eine Vorrichtung zum Entfernen von Gewebeteilchen aus dem menschlichen Körper, insbesondere dem Auge bekannt. Diese Vorrichtung besitzt ein Gehäuseröhrchen mit einem stirnseitigen Verschluss und mit einer seitlichen Ansaugöffnung. Im Inneren des Gehäuseröhrchens befindet sich ein erstes Vakuumröhrchen mit einer seitlichen Ansaugöffnung, die mit der seitlichen Ansaugöffnung des Gehäuseröhrchens in Überdeckung liegt. Im radialen Bereich zwischen den beiden Ansaugöffnungen ist eine Röhre mit einer Düse für einen austretenden Wasserstrahl angeordnet. Im Gehäuseröhrchen befindet sich weiterhin ein zweites Vakuumröhrchen zum Abtransport des abgeschnittenen Gewebeteilchens und zur Rückführung des Wasserstrahles. Das Gehäuseröhrchen wird mit seiner seitlichen Ansaugöffnung auf das abzuschneidende Gewebeteil angesetzt. Mit Hilfe des Unterdruckes im ersten Vakuumröhrchen wird das Gewebeteil im erforderlichen Umfang durch die Ansaugöffnung des Gehäuseröhrchens gezogen und praktisch in dieser Position festgesetzt und gehalten. Der dann aus der Düse austretende und quer zur Saugrichtung ausgerichtete Wasserstrahl schneidet das festgehaltene und in das Gehäuseröhrchen hineinragende Gewebeteil ab und transportiert das Gewebeteil mit Unterstützung eines Unterdruckes ah. Diese Vorrichtung hat die Nachteile aller bisher bekannten Lösungen. So werden die Gewebeteile auf einer vorgegeben Schnittlinie getrennt und dabei zwangsläufig Gewebezellen zerschnitten und beschädigt.

In der US 4,024,866 A wurde ein weiterer chirurgischer Apparat zur Entfernung von Gewehe beschrieben, der als eine Flüssigkeitsstrahleinrichtung ausgebildet ist. Zum Apparat gehört ein Operationshandstück mit einer inneren Druckflüssigkeitskanüle und einer, die innere Druckflüssigkeitskanüle umgebenden und als Ringkanal ausgebildeten Absaugkanüle. Die Druckflüssigkeitskanüle besitzt am distalen Ende des Operationshandstückes eine Düsenöffnung und die Absaugkanüle ist ebenfalls am distalen Ende mit einer ringförmigen Absaugöffnung ausgestattet. Auch bei diesem chirurgischen Apparat handelt es sich um eine reine Trennstrahleinrichtung, die Gewebeteile abtrennt und dann die Trennflüssigkeit mit den abgetrennten Gewebeteilen absaugt. Dabei werden wiederum große Teile der abgetrennten Gewebeteile zerstört.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine chirurgische Einrichtung zur Entnahme von Gewebezellen aus einer biologischen Struktur zu entwickeln, mit dem Gewebezellen unbeschädigt ausgetrennt und entnommen werden können.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 3. Die Erfindung beseitigt die genannten Nachteile des Standes der Technik.

Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, dass bei der Entnahme weder die zu entnehmenden Gewebezellen noch die benachbarten und verbleibenden Gewebezellen beschädigt werden. Das ermöglicht zum einen die Weiterverwendung der entnommenen Gewebezellen zum Beispiel für eine außerhalb des menschlichen oder tierischen Körpers vorgenommene Vermehrung der Gewebezellen. Diese Art der Entnahme schont aber auch alle gesunden und im Körper verbleibenden Gewebezellen, weil gezielt nur die gewünschten Gewebezellen entnommen werden.

Dazu ist es zweckmäßig, den Flüssigkeitsstrahl wie ein Schälmesser oder einen Schaber auszubilden. Dass geschieht beispielsweise durch einen flachen Flüssigkeitsstrahl, oder durch mehrere einzelne punktförmige Einzelstrahler, die auf einer geraden oder auch einer gekrümmten Linie angeordnet sind und so im Verband wieder einen geschlossenen und gestreckten Flüssigkeitsstrahl ausbilden.

Es ist aber auch für einige Anwendungsmöglichkeiten zweckmäßig, nur einen punktförmigen oder nur einen leicht abgeflachten Flüssigkeitsstrahl einzusetzen und diesen Flüssigkeitsstrahl unter zur Hilfenahme technischer Bewegungselemente oder auch nur durch die Handbewegungen des Operateurs auf einer Linie über einen bestimmten Bereich pendelartig auszuschwenken. Das bringt ebenfalls die Wirkung eines flachen Flüssigkeitsstrahles.

Es ist auch von Vorteil, wenn der mehr oder weniger flache Flüssigkeitsstrahl sich quer unter einem möglichst rechten Winkel zu den auf einer axialen Linie befindlichen Absaugöffnungen ausdehnt, weil das den kürzesten Transportweg der abgetragenen Gewebezellen zwischen der Schälkante des Flüssigkeitsstrahles und den Absaugbohrungen ergibt.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
Dazu zeigen:
1: das Operationshandstück der chirurgischen Einrichtung mit einem runden Flüssigkeitsstrahl und
2: das Operationshandstück mit einem flachen Flüssigkeitsstrahl.
Die chirurgische Einrichtung zur Entnahme von vitalen Gewebezellen aus einer biologischen Struktur entspricht in ihrem Aufbau weitestgehend einer Flüssigkeitsstrahleinrichtung zum Trennen einer biologischen Struktur. Eine solche Trenneinrichtung ist allge mein bekannt und braucht hier nicht gesondert gezeigt zu werden. Beispielsweise ist eine entsprechende Trenneinrichtung in der EP 0 551 920 B1 beschrieben.
Die chirurgische Einrichtung zur Entnahme von Gewebezellen aus einer biologischen Struktur besteht also im wesentlichen aus einem Druckerzeuger, einer Kolben-Zylinder-Einheit und aus einem speziellen Operationshandstück 1. Im Zylinderraum der Kolben-Zylinder-Einheit ist formschlüssig eine Kartusche eingesetzt, die mit einer sterilen Flüssigkeit gefüllt ist und die mit dem Operationshandstück 1 verbunden ist. Im Betrieb belastet das Druckmedium des Druckerzeugers die Kartusche, wodurch die sterile Flüssigkeit aus der Kartusche gedrückt und zum Operationshandstück 1 gefördert wird, wo sie unter Druck in Form eines feinen Flüssigkeitsstrahles austritt. Alle Geräteeinheiten dieser Hochdruckflüssigkeitsstrahleinrichtung sind so ausgeführt und aufeinander abgestimmt, dass einerseits eine durchgehende Sterilkette für die Flüssigkeit gewährleistet ist und andererseits der austretende Flüssigkeitsstrahl in intelligenter Weise unterschiedliche biologische Strukturen in höchster Präzision zu berabeiten vermag.
Das spezielle Operationshandstück 1 besteht gemäß der 1 und 2 aus einem nicht gezeigten Griffstück für den Operateur und einer Kanüle 2 zum Einführen in die biologische Struktur. Innerhalb der Kanüle 2 ist eine Kapillare 3 für den austretenden Flüssigkeitsstrahl und eine Kapillare 4 zur Absaugung abgetrennter Gewebezellen und der verbrauchten Flüssigkeit ausgebildet.
Vorzugsweise ist dabei die Kapillare 3 zur Versorgung mit Flüssigkeit innenliegend und koaxial zur Kanüle 2 angeordnet und die Kapillare 4 zur Absaugung der Gewebezellen als einen die innenliegende Kapillare 3 umgreifenden Ringkanal ausgebildet. Alternativ können beide Kapillaren 3 und 4 natürlich auch separat nebeneinander in der Kanüle 2 angeordnet sein.
Die Kapillare 4 zur Absaugung der Gewebezellen besitze am distalen Ende der Kanüle 2 mehrere radiale Absaugöffnungen 5, die auf zwei gegenüberliegenden axialen Linien mit gleichen Abständen zueinander angeordnet sind. Die Durchmesser der radialen Ab saugöffnungen 5 sind so gewählt, dass einerseits der Aufbau einer Saugkraft und andererseits die Passierbarkeit der abgetrennten Gewebezellen ermöglicht wird.
Die Kapillare 3 für den austretenden Flüssigkeitsstrahl mündet ebenfalls am distalen Ende der Kanüle 2 in einem Düsenstück 6, das mit der Kanüle 2 starr verbunden ist. Vorzugsweise ist das Düsenstück 6 in die Kanüle 2 eingeschraubt. Das Düsenstück 6 besitzt eine axial angeordnete Düsenöffnung 7, die für die unterschiedlichsten Einsatzbereiche in besonderer Weise ausgebildet ist.
So ist beispielsweise für die Entnahme von Fettgewebezellen die Düsenöffnung 7 des Düsenstückes 6 gemäß der 2 flach in der Art ausgebildet, dass sich ein austretender Flüssigkeitsstrahl mit einem stark abgeflachten Querschnitt ergibt. Dabei ist dieser flache Flüssigkeitsstrahl so ausgerichtet, dass jede der beiden Reihen von radialen Absaugöffnungen 5 im rechten Winkel zu einer der beiden abgeflachten langen Seiten des Flüssigkeitsquerschnittes steht.
Dagegen ist die Düsenöffnung 7 des Düsenstückes 6 beispielsweise für die Entnahme von vitalen Gewebezellen aus der Leber gemäß der 1 rund oder annähernd rund in der Art ausgeführt, dass ein Flüssigkeitsstrahl mit einem runden Querschnitt, mit einem runden Querschnitt mit einer geringen Abflachung oder mit einem ovalen Querschnit austritt. Auch hier sind die radialen Absaugöffnungen 5 etwa im rechten Winkel zu den vorhandenen Abflachungen des Flüssigkeitsstrahles angeordnet.
Mit der gestrichelten Austrittslinie 8 soll angedeutet werden, dass der austretende Flüssigkeitsstrahl durch eine entsprechende Form und Anordnung der Düsenöffnung 7 im Düsenstück 6 auch unter einem vorbestimmten Winkel gegenüber der Mittelachse der Kanüle 2 austreten kann.
Zur Entnahme von Fettgewebezellen zum Beispiel aus kosmetischen Gründen wird zunächst ein minimaler chirurgischer Schnitt in die Bauchdecke des Patienten vollzogen und dann die Kanüle 2 mit dem bereits bereits Druck austretenden Flüssigkeitsstrahl an diese Öffnung angesetzt. Dabei wird die Öffnung der Bauchdecke durch den Druck des austretenden Flüssigkeitsstrahles soweit auseinandergedrückt, dass die Kanüle 2 des Operationshandstückes leicht unter die Bauchdecke bis in den Bereich des Fettgewebes eingeschoben werden kann. Mit seiner freien Hand kann der Operateur an dem vom Flüssigkeitsstrahl ausgehenden Druck außerhalb der Bauchdecke die Position der Kanüle 2 und die Richtung und die Stellung des flachen Flüssigkeitsstrahles erfühlen und mit der Führungshand korrigieren oder verändern. Vor Ort wird der Druck des Flüssigkeitsstrahles so geregelt, dass der flache Flüssigkeitsstrahl mit einer solchen Kraft austritt, die die Fettgewebezellen nicht zerstört, sondern lediglich aus dem Strahlbereich verdrängt. Dadurch verschieben sich benachbarte Fettzellen und lieben voneinander ab, sodass sich zwischen den Fettzellen Freiräume bilden, in die der Flüssigkeitsstrahl eindringt und dort die noch vorhandenen Nahtstellen der benachbarten Zellmembranen auseinanderdrückt. Auf diese Weise werden Fettzellen von benachbarten Fettzellen abgeschält, ohne beschädigt zu werden. Diese Wirkungen können noch dadurch verstärkt werden, dass der Flüsssigkeitsstrahl pulsiert und bewegt wird. Die so abgehobenen Fettzellenverbände werden anschließend über die radialen Absaugöffnungen und die Kapillare 4 abgesaugt und gesondert aufgefangen.
Zur Entnahme von Gewebezellen zum Beispiel der Leber wird die Kanüle 2 des Operationshandstückes 1 lediglich mit einem solchen Düsenstück 6 ausgerüstet, der einen runden, oder annähernd runden und punktförmigen Flüssigkeitsstrahl produziert, und an der chirurgischen Einrichtung wird ein geringerer Druck am Flüssigkeitsstrahl eingestellt. Mit dieser Kanüle 2 und und dieser Druckeinstellung wird in gleicher Art und Weise verfahren, wie bei der Entnahme von Fettzellen. Je nach Bedarf wird der punktförmige Flüssigkeitsstrahl auf einer Linie seitlich bewegt, um den Schäleffekt zu erhöhen. Die einzelnen oder kleineren Zellenverbände werden wiederum abgesaugt und dann zum Zwecke der Zellenvermehrung in eine entsprechende Station gegehen.

1: Operationshandstück
2: Kanüle
3: Kapillare zur Versorgung mit Flüssigkeit
4: Kapillare zur Absaugung abgetrennter Gewebezellen
5: radiale Absaugöffnung
6: Düsenstück
7: Düsenöffnung
8: gestrichelte Austrittslinie

Claims

Chirurgische Einrichtung zur Entnahme von Gewebezellen aus einer biologischen Struktur, die als eine Flüssigkeitsstrahleinrichtung ausgebildet ist, wobei die Flüssigkeitsstrahleinrichtung aus einem Druckerzeuger, einem vom Druckerzeuger unter Druck zu setzenden Vorratsbehälter für die Flüssigkeit und aus einem Operationshandstück (1) für den Austritt der unter Druck stehenden Flüssigkeit und für die Absaugung abgetrennter Gewebezellen besteht, wobei das Operationshandstück (1) eine innere Kapillare (3) für den austretenden Flüssigkeitsstrahl und eine äußere, als ein Ringkanal ausgebildete Kapillare (4) für die Absaugung der abgetrennten Gewebezellen besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass – die äußere Kapillare (4) am Umfang angeordnete, radiale Absaugöffnungen (5) besitzt, – die innere Kapillare (3) in einem Düsenstück (6) mündet, das mit der Kanüle (2) starr verbunden ist, – das Düsenstück (6) eine flach ausgebildete Düsenöffnung (7) für einen im Querschnitt stark abgeflachten Flüssigkeitsstrahl besitzt und – der Druck des Flüssigkeitsstrahles so geregelt wird, dass der flache Flüssigkeitsstrahl mit einer solchen Kraft austritt, dass eine schälende Wirkung eintritt.
Chirurgische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der austretende Flüssigkeitsstrahl in einem vorbestimmten Austrittswinkel zur Kapillare (3) gerichtet ist.
Chirurgische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugöffnungen (5) auf zwei gegenüberliegenden axialen Linien angeordnet sind und im rechten Winkel zum flachen Flüssigkeitsstrahl gerichtet sind.