DE102017010422A1 - Balloon with multilayer wall construction for the dynamic sealing of organs and cavities in the body - Google Patents
Balloon with multilayer wall construction for the dynamic sealing of organs and cavities in the body Download PDFInfo
- Publication number
- DE102017010422A1 DE102017010422A1 DE102017010422.0A DE102017010422A DE102017010422A1 DE 102017010422 A1 DE102017010422 A1 DE 102017010422A1 DE 102017010422 A DE102017010422 A DE 102017010422A DE 102017010422 A1 DE102017010422 A1 DE 102017010422A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- balloon
- layer
- pvc
- pur
- pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. ventilators; Tracheal tubes
- A61M16/04—Tracheal tubes
- A61M16/0434—Cuffs
- A61M16/0443—Special cuff-wall materials
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M25/00—Catheters; Hollow probes
- A61M25/10—Balloon catheters
- A61M2025/1043—Balloon catheters with special features or adapted for special applications
- A61M2025/1075—Balloon catheters with special features or adapted for special applications having a balloon composed of several layers, e.g. by coating or embedding
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M25/00—Catheters; Hollow probes
- A61M25/10—Balloon catheters
- A61M25/1002—Balloon catheters characterised by balloon shape
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Hematology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
Die Erfindung beschreibt ein mehrlagig extrudiertes Ballonfolienmaterial, das bevorzugt eine äußere PUR-Lage aufweist und im Inneren des Ballons eine PVC-Lage integriert, wobei die PVC-Lage einen durch ihre plastische, nicht-elastische Art der Verformung einen dämpfenden Effekt auf die Öffnungskinetik der ösen- bzw. kanalartigen Formationen von residual ausgeformten, in Faltung eingestülpten, in situ platzierten Ballonkörpern auf die sich elastisch, unter Spannung verformende PUR-Lage entwickelt, und so die Öffnung der Ösen bzw. Kanäle bei passagerem Druckabfall im Ballon reduziert.The invention describes a multilayer extruded balloon sheeting, which preferably has an outer PUR layer and integrated in the interior of the balloon a PVC layer, wherein the PVC layer by its plastic, non-elastic type of deformation a damping effect on the opening kinetics of ösen- or channel-like formations of residual shaped, convoluted invaginated, placed in situ balloon bodies on the elastic, under tension deforming PU layer developed, and so reduces the opening of the eyelets or channels at passing pressure drop in the balloon.
Description
Bei vielen Katheteranwendungen ist es erforderlich einen ballonartigen Körper derart zu positionieren, dass er zum einen ein Lumen oder Binnenraum derart okkludiert oder ausfüllt, dass der jeweilige, sich akut im Rahmen der jeweiligen Körperfunktion physiologisch einstellende Raum möglichst vollständig, also ohne verbleibenden residualen Raum, ausgefüllt wird, aber dabei in seiner Form weitestgehend erhalten bleibt.In many catheter applications, it is necessary to position a balloon-like body in such a way that it occludes or fills a lumen or inner space in such a way that the respective space that is physiologically adjusting within the framework of the respective body function is filled as completely as possible, ie without remaining residual space will be preserved, but in its form as far as possible.
Der Ballonkörper soll also bei kleinst möglichem, vom Ballon ausgeübten, transmuralen Druck eine effiziente Dichtung, Okklusion oder raumfüllende Tamponade herzustellen, insbesondere dann, wenn sich der Querschnitt des Organs oder Hohlraums kontinuierlich, beispielsweise zyklisch, der Motilität des Organs oder der Körperhöhle folgend, in seiner Form verändert.Thus, with the smallest possible transmural pressure exerted by the balloon, the balloon body should produce an efficient seal, occlusion or space filling tamponade, especially if the cross section of the organ or cavity is continuous, for example cyclical, following the motility of the organ or body cavity changed its shape.
Grundsätzliche Lösungswege für das Problem der dynamischen Dichtung wurden bereits in
Die in
Eine besondere Herausforderung stellt sich bei der Dichtung von Organen, die im Thorax eines Patienten liegen, wie beispielsweise der Trachea (Luftröhre) oder des Ösophagus (Speiseröhre). Beides sind Hohlorgane die in der thorakalen Höhle platziert sind oder durch die thorakale Höhle hindurchreichen. Sie sind im Thorax zyklischen Druckschwankungen ausgesetzt, die sich im Rahmen der vom Patienten geleisteten thorakalen Atemarbeit bzw. bei normaler Spontanatmung oder auch bei maschinell unterstützter Atmung einstellen.A particular challenge is the sealing of organs that lie in the thorax of a patient, such as the trachea (trachea) or the esophagus (esophagus). Both are hollow organs that are placed in the thoracic cavity or pass through the thoracic cavity. In the thorax, they are exposed to cyclical pressure fluctuations that occur as part of the thoracic respiratory work performed by the patient or during normal spontaneous respiration or even during mechanically assisted breathing.
Kommt es atemmechanisch bedingt, während der Einatmung des Patienten zu einem Abfall des im Thorax herrschenden intra-thorakalen Drucks, überträgt sich dieser passagere Druckverlust auf die tracheale und ösophageale Wandung. Als Folge des Druckverlustes kommt es zu einer passageren Weitung der Luftröhre und des Ösophagus, was wiederum zu einem Druckverlust von tracheal und ösophageal dichtenden Ballonmanschetten führt. Im Moment der Weitung des Organlumens bzw. des Nachlassens des Organtonus weitet sich der Durchmesser der endständigen Ösenformationen, was passager, also für den Moment der Weitung mit einer vermehrten Durchlässigkeit der Ösen bzw. einem passageren Dichtungsverlust einhergeht.If, due to respiratory mechanics, the patient experiences a decrease in intra-thoracic pressure in the thorax, this temporary pressure loss is transmitted to the tracheal and oesophageal walls. As a result of the pressure loss, there is a temporary dilation of the trachea and the esophagus, which in turn leads to a pressure loss of tracheal and oesophageal sealing balloon cuffs. At the moment of widening of the organ lumen or the release of the organtoon, the diameter of the terminal loop formations widens, which is passing, ie for the moment of widening associated with an increased permeability of the eyelets or a temporary loss of seal.
In der aktuellen Literatur zum Dichtungsverhalten residual, also auf ein Übermaß ausgeformter Ballonkörper wird die Fähigkeit zur Herstellung einer organverträglichen bzw. funktionell organkompatiblen Dichtung überwiegend an statischen Betrachtungsmodellen erprobt. So wird beispielsweise in einer von Bassi und Kollegen durchgeführten Untersuchung [
Statische Modelle sind jedoch nicht in der Lage die atemsynchron schwankenden Änderungen des trachealen Durchmessers bzw. des Organtonus zu reflektieren bzw. in die Evaluierung des Dichtungsverhaltens aufzunehmen. Die besondere Abhängigkeit der Dichtung von Trachealtuben-Ballons (Cuffs) von der thorakalen Atemarbeit eines Patienten wird zum Beispiel von Badenhorst und Kollegen [
Die vorliegende Erfindung beschreibt einen Lösungsweg zur Verbesserung des dynamischen Dichtungsverhaltens von zyklisch belasteten Ballonkörpern, wobei die Wandung der Ballons einen mehrlagigen Aufbau aus PVC und PUR Lagen aufweisen.The present invention describes a solution to improve the dynamic sealing behavior of cyclically loaded balloon bodies, wherein the wall of the balloons have a multilayer construction of PVC and PUR layers.
Die Erfindung kombiniert Materialeigenschaften derart, dass sich ein dünnwandiger, besonders kleine Ösen formierender Ballon ergibt, der zum einen die erforderliche mechanische Stabilität aufweist, und zum anderen die elastische Wiederaufrichtung der Öse bei Druckabfall im Ballon minimiert.The invention combines material properties such that a thin-walled, particularly small eyelets forming balloon results, on the one hand has the required mechanical stability, and on the other hand minimizes the elastic re-establishment of the eyelet with pressure drop in the balloon.
Besonders vorteilhaft zeigen sich hierbei Kombinationen von PUR-Außenlagen, die mit PVC-Innenlagen kombiniert werden, wobei die Wandungsstärke der PUR-Lage auf ein Maximalmaß reduziert wird, um so zwar Formstabilität und Belastungsstabilität des Ballons zu gewährleisten, aber den elastisch öffnenden Effekt auf die Ösen so weit wie möglich zu reduzieren. Um die Dynamik der Öffnung der ösenartigen Formationen weiter einzuschränken bzw. träger zu gestalten, wird die PURelastische PUR-Lage mit einer nicht-elastischen, sich plastisch träge verhaltenden PVC-Lage verbunden.Combinations of PUR outer layers, which are combined with PVC inner layers, are particularly advantageous here, wherein the wall thickness of the PUR layer is reduced to a maximum size, in order to ensure dimensional stability and load stability of the balloon, but the elastically opening effect on the To reduce eyelets as much as possible. In order to further restrict the dynamics of the opening of the loop-like formations or to make them sluggish, the PURelastic PUR layer is combined with a non-elastic, plastically sluggish PVC layer.
Wird beispielsweise ein PUR-Folienlage der Shore-Härte
Weiterhin erlaubt es die beschriebene Mehrlagigkeit der Ballonhülle PVC überhaupt in Wandungsstärken von unter bzw. um 30 µm so herzustellen, dass beim Blasverfahren gleichmäßige Wandungsstärken hergestellt werden können. Der PUR-Anteil im durch Blasformung zum Ballon umgeformten, ko-extrudierten Rohschlauch dient hierbei als stabilisierender, sich elastisch aufdehnender, eine gleichmäßige Ausformung ermöglichender Träger, der den sich plastisch verhaltenden PVC-Anteil sozusagen bei der Ausformung innerhalb der Blasformkavität mitnimmt und gleichmäßig in der ausgeformten Ballonhülle verteilt.Furthermore, the described multi-layeredness of the balloon envelope makes it possible to produce PVC in wall thicknesses of less than or equal to 30 .mu.m in such a way that uniform wall thicknesses can be produced during the blowing process. The PUR content in the co-extruded raw tube formed by blow molding into a balloon serves as a stabilizing, elastically expanding, uniform shaping enabling carrier, which, so to speak, entrains the plastically behaving PVC portion in the mold cavity during the molding and uniformly in the mold distributed balloon envelope distributed.
In entsprechender Weise stabilisiert die PUR-Lage den erfindungsgemäßen Ballon auch innerhalb es Körpers bei anlastender Organmechanik. Hernienartige, nicht mehr reversible, plastische Auswölbungen der dünnwandigen Ballonhülle werden durch den PUR-Anteil auch dann vermieden, wenn es zu passageren höheren Druckanstiegen im Ballon kommt. Ohne stabilisierenden Co-Layer sind PVC basierte Ballons im Bereich von oder unter 30 µm strukturell zu instabil bzw. zu wenig formstabil, um im Patienten sicher verwendet werden zu können.In a corresponding manner, the PUR layer also stabilizes the balloon according to the invention within the body in the case of load-bearing organ mechanics. Herniated, no longer reversible, plastic bulges of the thin-walled balloon envelope are avoided by the PU content even when it comes to passageren higher pressure increases in the balloon. Without stabilizing co-layer, PVC-based balloons in the range of or below 30 μm are structurally too unstable or not sufficiently dimensionally stable in order to be used safely in the patient.
Die mehrlagige Beschaffenheit einer Ballonhülle, die durch einen PUR-Anteil stabilisiert ist, ist ferner für die Reduktion von Migrations- oder Durchlässigkeiten von Wasser oder Gasen von Vorteil. So kann bei einer Kombination mit PVC, wegen der besseren Barriere-Eigenschaften gegen polare Medien, insbesondere der Durchtritt von Wasser in den Ballon hinein reduziert werden bzw. die Auskondensation von Wasser im Ballon vorteilhaft vermindert werden.The multilayered nature of a balloon envelope stabilized by a PUR content is also advantageous for the reduction of migration or permeabilities of water or gases. Thus, in combination with PVC, because of the better barrier properties against polar media, in particular the passage of water into the balloon can be reduced or the condensation of water in the balloon can advantageously be reduced.
Die Merkmale der Erfindung werden in den folgenden Abbildungen im Einzelnen beschrieben:
-
zeigt einen erfindungsgemäßen Aufbau einer Ballonhülle aus zwei Ko-Lagen.
-
shows a construction according to the invention of a balloon envelope of two co-layers.
Die Wandung eines erfindungsgemäßen Ballons sollte im Sinne einer bevorzugten, membranartigen Dünnwandigkeit, 30 bis 35 µm nicht überschreiten. Bevorzugt beträgt bei dieser Gesamtwandstärke das Verhältnis der Wandungsstärken der PUR-Lage zur PVC-Lage
Kommt es beispielsweisebei bei einer spezifischen Anordnung von PUR der Härte
Insbesondere bei kurzfristigen, zyklischen Änderungen im Ballonfülldruck von beispielsweise 20 Wechseln pro Minute und Druckwechseln von 30 mbar auf 5 mbar bleiben die Dichtungseigenschaften des Ballons weitestgehend erhalten. Bei Sekreten mit speichelartiger Konsistenz kommt der freie Fluss bei den sich im in situ positionierten Ballon einstellenden Ösendurchmessern vollständig zum Erliegen, auch pump-artige, ausmelkende Effekte auf die Öse, bzw. den sich ausformenden Kanälen bleiben bei zyklischen Druckwechseln weitgehend aus.Particularly in the case of short-term, cyclical changes in the balloon filling pressure of, for example, 20 changes per minute and pressure changes from 30 mbar to 5 mbar, the sealing properties of the balloon remain largely intact. In secretions with saliva-like consistency, the free flow comes to a complete halt in the case of the in-situ-positioned balloon diameters, and pump-like, effervescent effects on the eye, or the forming channels, remain largely unaffected by cyclic pressure changes.
Im Rahmen der Erfindung können die aus PVC und PUR bestehenden Ballonlagen auch umgekehrt angeordnet werden, wobei sich sie PVC-Lage dann auf der Ballon-Außenseite befindet.In the context of the invention, the PVC and PUR existing balloon layers can also be arranged vice versa, with it PVC layer is then on the outside of the balloon.
Ferner sind beispielsweise 3-lagige Ausführungen möglich, wobei die PUR-Lage bevorzugt zwischen zwei PVC-Lagen sandwich-artig eingefasst wird. Bei einer Gesamtwandungsstärke von 30 bis 35 µm kann die Verteilung der Einzellagen beispielsweise außen 13 µm PVC, mittig 8 µm PUR uns außen 13µm PVC aufweisen. Diese Ausführung ist besonders vorteilhaft bei der Begrenzung von Migrationseffekten polarer Substanzen, wie zum Beispiel Wasser, und deren Akkumulation im Balloninneren.Furthermore, for example, 3-ply embodiments are possible, wherein the PUR layer is preferably sandwiched between two PVC layers. For example, with a total wall thickness of 30 to 35 μm, the distribution of the individual layers can be 13 μm PVC on the outside, 8 μm PUR on the outside with 13 μm PVC on the outside. This embodiment is particularly advantageous in limiting migration effects of polar substances, such as water, and their accumulation in the balloon interior.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 1061984 B1 [0003, 0004]EP 1061984 B1 [0003, 0004]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- An in vitro study to assess determinant features associated with fluid sealing in the design of endotracheal tube cuffs and excerted tracheal pressures; Bassi et al.; Critical care Medicine, 2013; 41:518-526 [0007]An in vitro study to assess determinant features associated with fluid sealing in the design of endotracheal tube cuffs and excerted tracheal pressures; Bassi et al .; Critical Care Medicine, 2013; 41: 518-526 [0007]
- Changes in cuff pressure during respiratory support, C.H. Badenhorst, Critical Care Medicine 1987, 15;4, 300-302 [0008]Changes in cuff pressure during respiratory support, C.H. Badenhorst, Critical Care Medicine 1987, 15; 4, 300-302 [0008]
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102017010422.0A DE102017010422A1 (en) | 2017-11-11 | 2017-11-11 | Balloon with multilayer wall construction for the dynamic sealing of organs and cavities in the body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102017010422.0A DE102017010422A1 (en) | 2017-11-11 | 2017-11-11 | Balloon with multilayer wall construction for the dynamic sealing of organs and cavities in the body |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102017010422A1 true DE102017010422A1 (en) | 2019-05-16 |
Family
ID=66335109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102017010422.0A Pending DE102017010422A1 (en) | 2017-11-11 | 2017-11-11 | Balloon with multilayer wall construction for the dynamic sealing of organs and cavities in the body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102017010422A1 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1061984A1 (en) | 1998-03-09 | 2000-12-27 | Fred G. Göbel | Tracheal breathing apparatus |
-
2017
- 2017-11-11 DE DE102017010422.0A patent/DE102017010422A1/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1061984A1 (en) | 1998-03-09 | 2000-12-27 | Fred G. Göbel | Tracheal breathing apparatus |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| An in vitro study to assess determinant features associated with fluid sealing in the design of endotracheal tube cuffs and excerted tracheal pressures; Bassi et al.; Critical care Medicine, 2013; 41:518-526 |
| Changes in cuff pressure during respiratory support, C.H. Badenhorst, Critical Care Medicine 1987, 15;4, 300-302 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE10305553B4 (en) | Device for tamponade of body cavities | |
| EP1061984B1 (en) | Tracheal breathing apparatus | |
| EP2068989B1 (en) | Cuff of a respiratory device | |
| DE10321990B4 (en) | Trachealbeatmungungsvorrichtung | |
| DE2827648A1 (en) | PNEUMATICALLY CONTROLLED PRESSURE RELIEF VALVE, ESPECIALLY FOR MEDICAL APPLICATIONS | |
| DE102012112097A1 (en) | Pressure-balancing device | |
| DE19855521A1 (en) | Tube with sealed cuff | |
| DE102013014483A1 (en) | Bladder catheter used for continuous drainage of urine from bladder of patient, has catheter main portion which is preformed with polyurethane-based balloon component that is dilated into higher-volume state by preformed tension | |
| DE102012112095A1 (en) | Balancing balloon and method for its manufacture | |
| DE102017010422A1 (en) | Balloon with multilayer wall construction for the dynamic sealing of organs and cavities in the body | |
| EP4329835B1 (en) | Catheter-like device for the supply and/or removal of substances to or from the body of a patient and method for the manufacture of such a device | |
| DE102019003482A1 (en) | Balloon with multilayer wall structure for the dynamic sealing of oranges and cavities in the body | |
| DE3921524A1 (en) | Sealing sleeve for tracheal tube - is made from layers of material which is impervious to narcotic gases | |
| DE2055049A1 (en) | Device for ventilation-synchronous sealing of tubes and cannulas | |
| EP3620196B1 (en) | Ventilation apparatus | |
| DE102019008011A1 (en) | Balloon for medical catheter applications with a media-tight barrier layer | |
| EP4114487B1 (en) | Tracheal ventilation device having optimized cuff tube | |
| EP0513650A1 (en) | Tracheal tube with blocking sleeve with stabilized permeation | |
| EP4176914B1 (en) | Breathing apparatus with conduit for filling a cuff in the tracheal section | |
| DE2127589C3 (en) | Tracheal tube | |
| DE19845415A1 (en) | Tracheal tube has a sub-glottis trachea-blocking inflatable cuff posing reduced pneumonia risk | |
| DE102019110828A1 (en) | Balloon for medical applications and the manufacture thereof | |
| EP3395379A1 (en) | Balloon for a balloon catheter and method for production of such a balloon |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: KUECHLER, STEFAN T., DIPL.-ING. (UNIV.), DE |
|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: ADVANCED MEDICAL BALLOONS GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CREATIVE BALLOONS GMBH, 68753 WAGHAEUSEL, DE |
|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: WUESTHOFF & WUESTHOFF PATENTANWAELTE UND RECHT, DE |