Медицинский инструмент для микроинвазивного применения



Медицинский инструмент для микроинвазивного применения
Медицинский инструмент для микроинвазивного применения
Медицинский инструмент для микроинвазивного применения

 


Владельцы патента RU 2481812:

КАРЛ ФРОЙДЕНБЕРГ КГ (DE)

Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской технике, и может быть использовано при необходимости локальной транспортировки биологически разлагаемых материалов в тело человека или животного. Предложен инструмент, содержащий тубус (2) и помещенный внутри тубуса (2) толкатель (3), причем толкатель (3) установлен подвижно относительно тубуса (2) и с возможностью перемещения внутри него, причем толкатель (3) закрывает первый конец (2а) тубуса. В тубус (2) помещен биологически разлагаемый ваточный холст (4), который может извлекаться из тубуса (2) с использованием толкателя (3). При этом ваточный холст (4) изготовлен способом центрифугального прядения и обладает способностью к растяжению без разрушения. Изобретение позволяет локально транспортировать биологически разлагаемый материал без разрушений за счет обеспечения механической стабильности такого материала во влажном состоянии. 7 з.п.ф-лы, 3 ил., 3 пр.

 

Изобретение касается медицинского инструмента согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Медицинским инструментом, часто применяемым при минимально инвазивных операциях, является троакар. Троакар представляет собой инструмент, с помощью которого в минимально инвазивной хирургии острым или тупым путем создается доступ к полости тела (например, брюшной полости или грудной полости) и удерживается открытым с помощью цилиндрической, имеющей форму тубуса трубки.

Современные троакары изготовлены либо из титана, хирургической стали, либо из полимерного материала и производятся в виде однократно и многократно используемых инструментов.

В качестве подающего или транспортировочного устройства в троакар может вводиться тубус с толкателем, при этом тубус и толкатель могут быть изготовлены из полимерного материала.

При этом толкатель установлен в тубусе с внутренним диаметром, равным примерно 0,5-12 мм, причем острие толкателя закрывает отверстие тубуса. Тубус и толкатель находятся, по меньшей мере, частично внутри троакара и, по меньшей мере, частично вводятся с его помощью через брюшную стенку в брюшную полость. С помощью тубуса и толкателя в брюшную полость могут транспортироваться материалы, способствующие лечению.

Хирург может после удаления толкателя и/или тубуса с помощью оптики смотреть через троакар или минимально инвазивно оперировать зажимными, режущими и другими инструментами внутри брюшной полости.

Троакары применяются в лапароскопии, тораскопии и артроскопии для осмотра полостей тела и суставов.

В медицинской технике часто возникает потребность введения биологически разлагаемых материалов в тело человека или животного, для способствования заживлению или остановки кровотечений.

При этом необходимо вводить эти материалы без разрушения в предназначенное для них место. Применявшиеся до сих пор биологически разлагаемые материалы обладают недостаточной механической стабильностью. В частности, применявшиеся до сих пор материалы являются недостаточно стабильными во влажном состоянии.

Поэтому в основу изобретения положена задача создать медицинский инструмент, который оснащен таким образом, что биологически разлагаемый материал может без разрушений транспортироваться через тубус и без затруднений размещаться в определенном месте.

Настоящее изобретение решает вышеназванную задачу с помощью медицинского инструмента с признаками пункта 1 формулы изобретения.

Соответственно этому медицинский инструмент содержит тубус и помещенный внутри тубуса толкатель, при этом толкатель является подвижным относительно тубуса и перемещаемым внутри него, и при этом толкатель закрывает первый конец тубуса. В тубусе помещен биологически разлагаемый ваточный холст, при этом ваточный холст может извлекаться из тубуса с использованием толкателя. Неожиданным образом оказалось, что биологически разлагаемые ваточные холсты могут проявлять очень сильную растяжимость и стабильность, а также продавливаться через узкие цилиндрические пространства внутри тубуса. Хотя специалист мог бы ожидать, что такого рода филигранные структуры, как биологически разлагаемые ваточные холсты, при перемещении через тубус разрываются, это предубеждение было успешно преодолено изобретением. Особенно неожиданно выяснилось, что биологически разлагаемые ваточные холсты даже в мокром или влажном состоянии, в частности, после пропитки жидкостями организма, остаются достаточно стабильными. Благодаря этому предложен медицинский инструмент, который оснащен таким образом, что биологически разлагаемый материал может без разрушений транспортироваться через тубус и без затруднений размещаться в определенном месте.

Следовательно, вышеназванная задача решена.

Ваточный холст может быть изготовлен способом центрифугального прядения, при этом несколько волокон ваточного холста скручены друг с другом. При способе центрифугального прядения образуются пряди волокон из скрученных друг с другом волокон. Благодаря этому ваточный холст приобретает особую растяжимость и стабильность. Ваточные холсты такого рода и способ изготовления таких ваточных холстов описаны в документах DE 102005048939 A1, DE 102007011606 A1, DE 102007044648 A1, EP 2042199 A2 и DE 102010012845.7.

Ваточный холст после обработки жидкостью или в мокром состоянии может быть настолько стабильным, что он может сшиваться, склеиваться или фиксироваться аналогичным образом. Благодаря этому ваточный холст может без затруднений перерабатываться внутри тела человека или животного.

Ввиду этого ваточный холст может в мокром или влажном состоянии обладать возможностью растяжения без разрушения по меньшей мере на 30%, предпочтительно по меньшей мере на 70% от своей исходной длины или исходной ширины в ненагруженном состоянии. Благодаря этому ваточный холст может без затруднений сшиваться, склеиваться или аналогичным образом фиксироваться внутри тела человека или животного. Ваточный холст проявляет способность к биологическому разложению внутри тела человека или животного. Благодаря этому ваточный холст может накладываться на рану и без затруднений срастаться с тканью тела человека или животного или разлагаться ею.

Толкатель может быть выполнен в виде медицинского инструмента, предпочтительно в виде хирургических щипцов. При этом предпочтительно, чтобы инструмент, который, например, применяется для оперативных вмешательств, одновременно мог использоваться для извлечения ваточного холста.

По меньшей мере один компонент ваточного холста может содержать активное вещество или быть изготовлен из активного вещества. Благодаря этому активные вещества могут вводиться человеку или животному в виде волокон. Возможно изготовление ваточных холстов, в волокна которых интегрированы активные вещества.

По меньшей мере один компонент может содержать вещество, структура которого по меньшей мере после двух минут нагревания при температуре, равной не менее 50°C, разрушается. При этом под разрушением структуры понимается также уменьшение специфической активности вещества. Такое вещество может представлять собой лекарственное средство, в частности, антибиотик, энзим, стимулятор роста или болеутоляющее средство.

По меньшей мере один компонент может содержать антибиотик. Антибиотики подавляют рост бактерий или микробов.

По меньшей мере один компонент может содержать энзим. Энзимы могут управлять процессами обмена веществ.

По меньшей мере один компонент может содержать стимулятор роста. Стимуляторы роста могут воздействовать на рост клеток.

По меньшей мере один компонент может содержать болеутоляющее средство. Благодаря этому ваточные холсты могут накладываться на раны и облегчать раневые боли.

Ваточный холст может состоять из одного или нескольких слоев. Слой или слои могут быть изготовлены из следующих полимеров или смесей полимеров:

синтетические биодеградируемые полимеры, такие как полиактиды, сополимеры полилактид-ко-гликолида, например, резомер RG 502 H, полилактид-блок-полиэтиленоксиды, например, резомер RGP d 5055, поликапролактоны, поликапролактон-блок-полиэтиленоксиды, полиангидриды, например, полифепросан, полиортоэфиры, полидиоксаноны, полифосфоэфиры, например, полилактофаты, синтетические биосовместимые полимеры или, соответственно, полимеры, которые находят применение в медицине, такие как полиэтиленгликоли, полиэтиленоксиды, поливинилпирролидон, поливинилспирты, полиэтилены, полипропилены, полиуретаны, полидиметилсилоксаны, полиметилметакрилаты, поливинилхлориды, полиэтилентерефталаты, политетрафторэтилены, поли-2-гидроксиэтилметакрилаты, природные биополимеры, такие как протеины и пептиды, полисахариды, липиды, нуклеиновые кислоты и в особенности желатины, коллагены, альгинаты, целлюлозы, эластины, крахмалы, хитины, хитозаны, гиалуроновые кислоты, декстраны, шеллак, конъюгаты полимера и активного вещества, а именно, активного вещества или добавки, связанной с биодеградируемым или биосовместимым полимером, и сополимеры вышеназванных классов полимеров.

В ваточные холсты могут быть добавлены следующие активные вещества:

здесь возможно применение энзимов, противомикробных веществ, витаминов, антиоксидантов, противоинфекционных средств, антибиотиков, антисептиков, противовирусных активных веществ, «anti-rejection agents» (веществ, предупреждающих отторжение) анальгетиков, анальгетических комбинаций, противовоспалительных средств, средств, способствующих заживлению ран, гормонов, стероидов, тестостерона, эстрадиола, пептидов и/или пептидных последовательностей, иммобилизированных способствующих адгезии пептидных последовательностей, таких как пептидные последовательности и пептидные фрагменты внеклеточных матричных протеинов, в частности, пептидов, которые содержат одну или несколько аминокислотных последовательностей RGD-, LDV-, GFOGER-, IKVAV-, SVVYGLR-, COMP-, ADAM-, POEM-, YIGSR-, GVKGDKGNPGWPGAP-, цикло-DfKRG-, KRSR-, изолированных и/или генетически полученных протеинов, полисахаридов, гликопротеинов, липопротеинов, аминокислот, стимуляторов роста, в частности, из семейств стимуляторов роста TGF (в частности, TGF-β), FGF, PDGF, EGF, GMCSF, VEGF, IGF, HGF, IL-1B, IL8 и NG, RNA siRNA, mRNA и/или DNA, или биологических сигнальных молекул, таких как, например, Sonic Hedgelog, противораковых веществ, таких как паклитаксел, доксорубицин, от 1,3 до 2-хлорэтил-1-нитросурея BCNU, камфотецина, живых клеток, опиатов, никотина, нитроглицерина, клондина, фетанила, скополамина, рапамицина, сиролимуса, сульфата гентамицина, кробефата гентамицина, аминосульфокислот, сульфонамидопептидов, аналогичных пептиду молекул на основе D-аминокислот, фуранон-дериватов, дексаметазона, β-трикальцийфосфата и/или гидроксилапатита, в частности, в особенности наночастиц гидроксилапатита, в концентрации, равной 0,000001-70%.

Медицинский инструмент описанного здесь рода может применяться в троакаре. Для этого в троакар может вводиться тубус, снабженный толкателем, при этом в тубус помещен ваточный холст. Сам троакар может тогда вводиться через отверстие в теле.

Медицинский инструмент описанного здесь рода может применяться для транспортировки ваточного холста, который выполнен в качестве гемостазного ваточного холста. Предпочтительно ваточный холст используется при этом для остановки кровотечения.

Медицинский инструмент описанного здесь рода может применяться для осуществления профилактики адгезии. Предпочтительно ваточный холст используется при этом для предотвращения срастаний между тканями.

Медицинский инструмент описанного здесь рода может применяться для транспортировки ваточного холста, который выполнен в качестве материала-носителя для биологически активных субстанций и применяется в локальной терапии. Предпочтительно с помощью ваточного холста биологически активные субстанции, а именно, активные вещества, лекарственные средства или аналогичные вещества могут доставляться в предназначенное для них место тела человека или животного.

В описанном здесь медицинском инструменте, в частности, в троакаре, могут применяться ваточные холсты, которые описаны в документах DE 102005048939 A1, DE 102007011606 A1, DE 102007044648 A1, EP 2042199 A2 и DE 102010012845.7.

Итак, существуют различные возможности, чтобы предпочтительным образом осуществить и еще более усовершенствовать идею изобретения. В этой связи следует сослаться, с одной стороны, на зависимые пункты формулы изобретения, с другой стороны, на последующее пояснение предпочтительных примеров осуществления предлагаемого изобретением медицинского инструмента или, соответственно, ваточного холста.

В связи с пояснением предпочтительных примеров осуществления поясняются также предпочтительные в общем варианты осуществления и усовершенствования идеи.

На чертежах показано:

фиг.1 - вид в разрезе троакара, который введен в брюшную стенку, при этом ваточный холст расположен внутри тубуса, который помещен в троакаре,

фиг.2 - вид в разрезе троакара, показанного на фиг.1, который введен в брюшную стенку, при этом ваточный холст частично извлечен из тубуса, и

фиг.3 - вид в разрезе троакара, показанного на фиг.1 и 2, который введен в брюшную стенку, при этом ваточный холст полностью извлечен из тубуса.

На фиг.1 показан троакар, в котором помещен медицинский инструмент. На фиг.1 показан медицинский инструмент, содержащий тубус 2 и помещенный внутри тубуса 2 толкатель 3, при этом толкатель 3 является подвижным относительно тубуса 2 и перемещаемым внутри него, и при этом толкатель 3 закрывает первый конец 2a тубуса 2. Первый конец 2a может быть также по меньшей мере частично закрываться полым толкателем 3.

В тубусе 2 помещен биологически разлагаемый ваточный холст, при этом ваточный холст 4 может находиться в сложенном или свернутом виде, и при этом ваточный холст может извлекаться из тубуса 2 с использованием толкателя 3.

Ваточный холст 4 изготовлен способом центрифугального прядения, при этом несколько волокон ваточного холста 4 скручены друг с другом. Ваточные холсты 4 такого рода описаны в документах DE 102005048939 A1, DE 102007011606 A1, DE 102007044648 A1, EP 2042199 A2 и DE 102010012845.7.

Помещенный в тубус 2 ваточный холст 4 является биологически разлагаемым в теле человека или животного.

Ваточный холст 4 после обработки жидкостью или в мокром состоянии является настолько стабильным, что он может сшиваться, склеиваться или фиксироваться аналогичным образом.

Ваточный холст 4 в мокром или влажном состоянии обладает возможностью растяжения без разрушения по меньшей мере на 30%, предпочтительно по меньшей мере на 70% от своей исходной длины или исходной ширины в ненагруженном состоянии.

Толкатель 3 концентрически помещен в тубус 2 и снабжен нажимной шляпкой 3a, на которую может накладываться большой палец или другой палец для приведения в действие толкателя 3.

Тубус 2, в свою очередь, концентрически помещен в троакаре 1, при этом ваточный холст 4 помещен внутри тубуса, и при этом толкатель 3 может перемещаться внутри тубуса 2. Троакар 1 вставлен в брюшную стенку 5 человеческого тела.

На фиг.1 ваточный холст 4 еще преимущественно помещен внутри тубуса 2 или, соответственно, внутри троакара 1.

На фиг.2 показано рабочее состояние, в котором толкатель 3 более чем наполовину выдвинул ваточный холст 4 из тубуса 2 или, соответственно, троакара 1.

На фиг.3 показано рабочее состояние, в котором толкатель 3 полностью выдвинул ваточный холст 4 из тубуса 2 или, соответственно, троакара 1.

Теперь ваточный холст 4 может быть разложен или развернут и наложен на орган или на кость.

Ниже представлены конкретные примеры осуществления медицинского инструмента в комбинации с различными вариантами ваточного холста 4.

Конкретно представленные ниже ваточные холсты 4 отличаются описанной выше стабильностью и растяжимостью в мокром состоянии.

Пример осуществления 1:

Схематично изображенный на фиг.1-3 медицинский инструмент состоит конкретно из тубуса 2 с наружным диаметром, равным 9,8 мм, внутренним диаметром, равным 8 мм, и длиной, равной 210 мм. Медицинский инструмент содержит толкатель 3 с диаметром, равным 7,95 мм, и длиной, равной 215 мм. Ваточный холст 4 с поверхностью, составляющей 50 мм × 50 мм, и весом, отнесенным к единице площади, равным 150 г/м2, помещен в тубус 2. Тубус 2 и толкатель 3 состоят из полипропилена (PP).

Составной частью медицинского инструмента является надлежащий ваточный холст 4, который применяется в качестве трехмерной структуры, служащей для закрытия внутренних ран или заполнения дефектов. Этот ваточный холст 4 изготавливается способом центрифугального прядения следующим образом:

Для изготовления ваточного холста 4 сначала приготавливается 20%-ный раствор желатина. Для применения используется желатин типа A PIGSKIN фирмы GELITA AG. Желатин размешивается в воде. Этот раствор желатина для разбухания остается в покое на один час. Затем раствор желатина при 60°C помещается в ультразвуковую ванну и потом примерно два часа выдерживается при температуре, равной 80-85°C.

Темперированный до 80-85°C раствор желатина посредством шлангового насоса направляется в емкость в соответствии с DE 102005048939 A1. Емкость имеет температуру, равную приблизительно 120°C, и вращается со скоростью вращения, равной 4500 об/мин. За счет центростремительной силы волокнистый сырьевой материал выжимается из имеющихся в емкости выемок и прядется в волокна. Волокна растягиваются отсасывающим устройством, которое находится под емкостью.

Получается активный, биологически резорбируемый (рассасывающийся) ваточный холст 4 из желатина со средним диаметром волокна, равным приблизительно 12 мкм. Этот желатиновый ваточный холст сшивается либо во время процесса прядения, либо после. Последующее сшивание может осуществляться, например, посредством обработки альдегидами, такими как, например, формальдегид или глутаральдегид. При этой обработке ваточный холст 4 оставляется на ночь вместе с ванной с раствором формальдегида (Sigma-Aldrich, номер для заказа: F8775) в вакуумном сушильном шкафу. Через 24 ч раствор формальдегида удаляется. Сушильный шкаф вакуумируется по меньшей мере на 72 ч и затем вентилируется. Обработанный таким образом желатиновый ваточный холст является стабильным в течение периода времени, составляющего от нескольких дней до нескольких недель (предпочтительно более 4 недель) в буфере PBS. PBS означает «Phosphate Buffered Saline» (фосфатно-солевой буфер) (Sigma-Aldrich P5368-10PAK). При этом речь идет о физиологической буферной среде, имеющей значение pH, равное 7,4, которая используется в качестве простейшей модели для жидкостей организма.

Пример осуществления 2:

Схематично изображенный на фиг.1-3 медицинский инструмент состоит из тубуса 2 с наружным диаметром, равным 9,8 мм, внутренним диаметром, равным 8 мм, и длиной, равной 210 мм. Он содержит толкатель 3 с диаметром, равным 7,95 мм, и длиной, равной 215 мм. Ваточный холст 4 с поверхностью, составляющей 50 мм × 50 мм, и весом, отнесенным к единице площади, равным 150 г/м2, помещен в тубус 2. Тубус 2 и толкатель 3 состоят из полиметилметакрилата (PMMA).

Ваточный холст 4 содержит антибиотик и изготавливается способом центрифугального прядения следующим образом:

Для изготовления ваточного холста 4 сначала приготавливается 20%-ный раствор желатина. Для применения используется желатин типа A PIGSKIN по примеру осуществления 1. Желатин размешивается в воде. Этот раствор желатина для разбухания остается в покое на один час. Затем раствор желатина при 60°C помещается в ультразвуковую ванну и потом примерно два часа выдерживается при температуре, равной 80-85°C.

Темперированный до 80-85°C раствор желатина посредством шлангового насоса направляется в емкость в соответствии с DE 102005048939 A1. Незадолго до поступления раствора желатина в выемки к раствору желатина подмешивается одна ампула раствора гентамицина (GENTAMICIN 40 фирмы HEXAL AG). Емкость имеет температуру, равную приблизительно 120°C, и вращается со скоростью вращения, равной 4500 об/мин. За счет центростремительной силы волокнистый сырьевой материал выжимается из имеющихся в емкости выемок и прядется в волокна. Волокна растягиваются отсасывающим устройством, которое находится под емкостью. После сшивания желатина получается ваточный холст 4 с содержащимся в нем антибиотиком, который является противомикробным и одновременно биологически резорбируемым.

Получается обладающий противомикробной активностью, биологически резорбируемый ваточный холст 4 из желатина со средним диаметром волокна, равным 12 мкм. Желатиновый ваточный холст сшивается либо во время процесса прядения, либо после. Последующее сшивание может осуществляться, например, посредством дегидротермальной обработки. При этой обработке ваточный холст 4 оставляется на ночь в вакуумном сушильном шкафу. Сушильный шкаф для этого сначала вакуумируется, а затем нагревается до 140°C. Стабилизированные таким образом волокна разбухают, однако сразу не растворяются в водной среде. Обработанный таким образом желатиновый ваточный холст является водостойким в течение периода времени, составляющего от нескольких часов до нескольких дней (предпочтительно более 2 часов).

Пример осуществления 3:

Схематично изображенный на фиг.1-3 медицинский инструмент состоит из тубуса 2 с наружным диаметром, равным 9,8 мм, внутренним диаметром, равным 8 мм, и длиной, равной 210 мм. Он содержит толкатель 3 с диаметром, равным 7,95 мм, и длиной, равной 215 мм, а также ваточный холст 4 с поверхностью, составляющей 50 мм × 50 мм, и весом, отнесенным к единице площади, равным 150 г/м2, помещен в тубус 2. Тубус 2 и толкатель 3 выполнены из полиэфиркетона (PEK).

Ваточный холст 4 состоит из желатина и гидроксилапатита, содержащего антибиотик, и изготавливается способом центрифугального прядения следующим образом:

Для изготовления ваточного холста 4 сначала приготавливается 20%-ный раствор желатина. Для применения используется желатин типа A PIGSKIN по примеру осуществления 1. Желатин размешивается в воде. Этот раствор желатина для разбухания остается в покое на один час. Затем раствор желатина при 60°C помещается в ультразвуковую ванну, добавляются 2,5% гидроксилапатита в виде наночастиц (Sigma-Aldrich, номер для заказа: 677418), раствор обрабатывается полчаса ультразвуком и потом примерно два часа выдерживается при температуре, равной 80-85°C.

Темперированный до 80-85°C раствор желатина посредством шлангового насоса направляется в емкость в соответствии с DE 102005048939 A1. Емкость имеет температуру, равную приблизительно 120°C, и вращается со скоростью вращения, равной 4500 об/мин. За счет центростремительной силы волокнистый сырьевой материал выжимается из имеющихся в емкости выемок и прядется в волокна. Волокна растягиваются отсасывающим устройством, которое находится под емкостью. Сшивание осуществляется одним из способов, описанных в примерах осуществления 1 и 2. После сшивания желатина ваточный холст 4 опрыскивается раствором гентамицина и после этого сушится.

В отношении других предпочтительных вариантов осуществления и усовершенствований предлагаемой изобретением идеи ссылаемся, с одной стороны, на общую часть описания, а с другой стороны, на прилагаемые пункты формулы изобретения.

1. Медицинский инструмент для локальной транспортировки биологически разлагаемых материалов в тело человека или животного, содержащий тубус (2) и помещенный внутри тубуса (2) толкатель (3), причем толкатель (3) установлен подвижно относительно тубуса (2) и с возможностью перемещения внутри него, причем толкатель (3) закрывает первый конец (2а) тубуса, отличающийся тем, что в тубусе (2) помещен биологически разлагаемый ваточный холст (4), причем ваточный холст (4) может извлекаться из тубуса (2) с использованием толкателя (3), причем ваточный холст (4) изготовлен способом центрифугального прядения и обладает способностью к растяжению без разрушения.

2. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что ваточный холст (4) после обработки жидкостью или во влажном состоянии является настолько стабильным, что он может сшиваться, склеиваться или фиксироваться аналогичным образом.

3. Инструмент по п.1 или 2, отличающийся тем, что ваточный холст (4) в мокром или влажном состоянии обладает способностью к растяжению без разрушения по меньшей мере на 30%, предпочтительно по меньшей мере на 70% от своей исходной длины или исходной ширины в ненагруженном состоянии.

4. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что толкатель (3) выполнен в виде медицинского инструмента, предпочтительно в виде хирургических щипцов.

5. Инструмент по п.1 или 4, отличающийся тем, что он пригоден для использования в троакаре (1).

6. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что он пригоден для транспортировки ваточного холста (4), который выполнен в качестве гемостазного ваточного холста.

7. Инструмент по п.1 или 6, отличающийся тем, что он пригоден для осуществления профилактики адгезии.

8. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что он пригоден для транспортировки ваточного холста (4), который выполнен в качестве материала-носителя для биологически активных субстанций, при локальной терапии.



 

Наверх