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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum therapeutischen
Einführen
von Naht- und anderen Materialien in Körpergewebe in faserartiger
Form.
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Stand der
Technik
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In
Medizin und Chirurgie wächst
zunehmend der Bedarf daran, für
verschiedene klinische Zwecke eine Materialmasse entweder im Körpergewebe
oder in einem Raum im Körper
nahe an Körpergewebe
zu platzieren. Diese Zwecke beinhalten das Verfüllen von Gewebe als eine Therapie
für intrinsische Schließmuskel-Defizienz
(ISD), welche zur Inkontinenz führt.
Bei einigen Arten von Inkontinenz führt ein Sinken der Harnröhrenwiderstand
unter Stress zur Urinleckage. Dieses Lecken ist peinlich und kann
die Person veranlassen, ihren Lebensstil zu verändern, um Aktivitäten zu vermeiden.
Kürzlich
sind verschiedene injizierbare Materialien für den Zweck des "Ausfüllens" des periurethralen
Raums vorgeschlagen worden, was die Hahnröhre einrichtet und somit den Hahnröhrenwiderstand
verbessert.
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Andere
klinische Anwendungen beinhalten die Implantation von Material einschließlich des
Verschlusses von Aneurysmen, arteriovenösen Fehlfunktionen (AVMs) und
Fisteln wie auch dem Verschluss der Blutzufuhr von Tumoren, insbesondere von
Gehirntumoren, vor der Operation, um das Bluten während der
Operation zu vermindern.
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Um
sicherzustellen, dass solche Verfahren minimal invasiv sind, wurde
klinisch bestimmt, dass ein Verfüllen
beispielsweise durch Nadelinjektion erreicht werden sollte. Es wurde
angenommen, dass es aufgrund der Verwendung einer Nadel notwendig war,
das Material auf eine Flüssigsuspension
oder Partikel zu reduzieren, so dass es in der Lage wäre, durch
eine Nadel in das Gewebe hindurchzugehen. Dies verminderte die Anzahl
möglicher
Materialien signifikant. Es wurden Teflon (PTFE) Partikel, Silikonpartikel,
Collagensuspensionen und verschiedene andere Materialien ausprobiert.
Die meisten der mit der Therapie assoziierten Probleme waren mit
dem Material assoziiert. Beispielsweise resorbierte Collagen zu
schnell, was die Notwendigkeit für
viele Wiederholtherapien bedingte. Teflonpartikel wandern durch den
Körper
und sind daher klinisch unerwünscht.
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Bekannte
Technologie hat in ähnlicher
Weise die Materialien beschränkt,
die transvaskulär,
endoskopisch oder über
eine Röhre
in Verbindung mit einem Laparoskop zugeführt werden können. Artikel, die
durch Schieben zugeführt
werden und eine Verwendung dieser Vorrichtungen ist typischerweise entweder
auf Fluide oder auf relativ steife Festkörper beschränkt.
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Die
kontrollierte Freisetzung von Medikamenten aus Polymeren und chirurgischem
Nahtmaterial ist eine weitere im Stand der Technik bekannte therapeutische
Modalität.
Die Anwendung dieser Technik hat jedoch bislang das Einsetzen von
Nahtmaterial unter Verwendung konventioneller Verfahren des Ziehens
des Nahtmaterials in das Gewebe, etwa vermittels einer Nähnadel oder
von Pinzetten erfordert, was Schwierigkeiten bezüglich des Zugangs zum Ort der
Implantierung mit sich brachte. US-A-2625934 offenbart eine Vorrichtung
zum Einführen
von faserartigem Füllmaterial
mit den Merkmalen der Präambel
von Anspruch 1.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist in Anspruch 1 unten definiert. Sie erweitert
den Bereich an Materialien, die zum Füllen verwendet werden können, wie auch
für andere
Zell- und Medikamentenzuführanwendungen.
Die Erfindung gestattet es einer unten definierten Faser, durch
eine Nadel oder andere Leitung eingeführt zu werden, was es gestattet,
solch wohl bekannten biokompatiblen Materialien, wie die bei Nahtmaterial
verwendeten, zu erwägen.
Durch diesem neuen Vorteil kann das Material nicht nur einen Fülleffekt
haben, sondern kann abhängig
von den anderen Eigenschaften der verwendeten Faser andere mechanische
Eigenschaften wie Federung, Starrheit, Flexibilität, Masse,
Orientierung und Permeabilität
hinzufügen.
Weiterhin kann das eingeführt werdende
Material ein Festkörper,
komprimiertes Partikelmaterial oder ein Komposit sein, was einen Bereich
von möglichen
Funktionen eröffnet,
welche das Material haben kann, wie etwa Medikamentenzufuhr, Bestrahlung,
Chemotherapie oder Thermotherapie. Die dreidimensionale Natur des
Endergebnisses kann für
das Bereitstellen eines Gerüstmaterials für das zelluläre Einwachsen
von Zellen angemessen sein, die entweder mit der Faser injiziert
werden oder solche sind, die dazu induziert werden, in die Matrix einzuwachsen.
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Die
Vorrichtung ist in der Lage, eine signifikante Materialmenge durch
einen kleinen Zugang, d. h. eine Öffnung im Körper, wie unten definiert,
im Körper
zu platzieren. Dieses Material kann mit einem Medikament oder Zellen
oder einem anderen aktiven Material vorbeladen sein, um einen gewünschten
Effekt beim Körper
zu erzeugen. Die Dosierung kann durch die Länge der Fasern und die Art
der Vorbeladung gesteuert werden und kann zum Zeitpunkt der Zuführung unter
weitgehender Auswahl modifiziert werden. Solch ein Verfahren kann
für das
Zuführen von
subkutanem Heparin, Insulin, kontrazeptiven Substanzen oder anderen
Pharmazeutika nützlich sein,
die für
Herzerkrankungen, Raucherentwöhnung etc,
nützlich
sind. Der Vorteil dieses Ansatzes gegenüber anderen subkutanen Medikamentenzuführvorrichtungen
ist sein extrem niedriges Profil und die Leichtigkeit, mit der sie
innerhalb jeglichen Orts des Körpers,
insbesondere in der Nähe
von zu beeinflussendem Gewebe, positioniert werden kann.
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Nach
der Erfindung wird ein Verfahren zum Modifizieren einer Gewebeeigenschaft
einer Person beschrieben, wobei das Verfahren im Bereitstellen einer
Fasermenge, Öffnen
eines Zugangs im Körper der
Person, wobei sowohl "Faser" als auch "Zugang" unten definiert
werden, Einführen
der Faser durch den Zugang in einen Bereich in der Nähe des Gewebes
und Lokalisieren der Faser in dem Bereich, um so die Gewebeeigenschaft
zu modifizieren, besteht. Die zu modifizierende Gewebeeigenschaft
kann die Masse, das Volumen, die Orientierung, Starrheit, Flexibilität, Federwirkung
und Permeabilität
des Gewebes beinhalten. Die Faser wird direkt oder mit der Hilfe
eines Endoskops oder Laparoskops eingeführt. Ausführungsformen der Erfindung
stellen Verfahren zum Füllen
des Gewebes einer Person, Einrichten der Wand eines Gefäßes, wobei "Gefäß" unten definiert
ist, Verschließen
eines Gefäßes, Verhindern
einer Schwangerschaft, Sterilisieren einer Person, Verklumpen eines
Ulkus, Behandeln eines Aorthen-Aneutismus, Behandeln eines blutigen Ösophagusknotens,
Bereitstellen von Chemotherapie, Freisetzen eines Medikaments, Katalysieren
biochemischer Reaktionen, Bereitstellen von Geburtenkontrolle, Unterstützen von
Zellwachstum in einer Person, Vernähen von Körpergewebe, Bereitstellen von
Anästhesie
und Zuführen
eines Stents in ein Gefäß bereit.
Jedes der vorgenannten Verfahren weist die Schritte des Bereitstellens
einer Menge an Faser und ihr Einführen in den Körper auf.
Das Filament kann vorbeladen sein, wie oben beschrieben. In weiteren
Ausführungsformen
der Erfindung kann eine kontinuierliche Faserlänge geschnitten werden, um
eine gewünschte
Faserlänge
innerhalb des Körpers
der Person bereitzustellen und Fluid kann ebenfalls in die Person
in Verbindung mit der Faser injiziert werden.
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Gemäß der Erfindung
wird ein Verfahren zum Entfernen von Faser aus einer Stelle im Körper beschrieben,
welches aus den Schritten des Einführens eines Hohlschafts an
die Stelle, Aufhaken der Faser mit einem Hakenwerkzeug und Entnehmen der
Faser über
den Hohlschaft besteht.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die eine Röhre zum
Einführen
in einen gegebene Stelle im Körper
und einen Zufuhrmechanismus zum Zuführen von Fasern längs der
Achse der Röhre
in einer Weise aufweist, dass alle Längen der Faser länger als
das Dreifache des Durchmessers der Faser gestützt wird. Die Röhre kann
starr oder auch halbstarr oder flexibel sein.
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Bei
einer Ausführungsform
der Erfindung weist der Zuführmechanismus
eine innere Kanüle
mit einem Innendurchmesser auf, der allgemein dem Durchmesser der
Faser entspricht und eine Befestigungsanordnung, welche eine koaxiale äußere Kanüle sein
kann, um die axiale Bewegung der inneren Kanüle zu gestatten. Schließlich wird
ein Betätigungsmechanismus
bereitgestellt, um die innere Kanüle in axialer Hin- und Herbewegung,
welche aus einer Vorwärts- und Rückwärtsbewegung
in Bezug auf die Halterungsanordnung besteht, zu zwingen. Bei alternativen
Ausführungsformen
kann der Betätigungsmechanismus
eine Kombination von Greifern oder einen Greifer und eine Bremse
umfassen. Zusätzlich
kann die innere Kanüle
unterschiedliche proximate und distale Segmente und eine Haltefeder zum
Rückziehen
des distalen Segments zum proximalen Segment während der Rückwärts-Bewegung des distalen Segments
aufweisen.
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Bei
weiteren Ausführungsformen
der Erfindung kann eine Spitze auf der Halteanordnung zum Durchstoßen des
Körpergewebes
vorgesehen sein, und ein Fenster kann neben der Spitze vorgesehen sein,
um zu gestatten, dass Fasern der Stelle zugeführt werden. Faserschneider
werden bei mehreren alternativen Ausführungsformen vorgesehen, um
zu gestatten, dass die gewünschten
Faserlängen
im Körper
gelassen werden. Bei einer Ausführungsform des
Faserschneiders ist ein tordierbarer Kopf neben dem distalen Ende
der Röhre angeordnet,
wobei eine Scheroberfläche
auf dem tordierbaren Kopf und/oder dem distalen Ende der Leitung
so angeordnet ist, dass eine Rotation des tordierbaren Kopfes die
Faser durchtrennt. Bei anderen Faserschneider-Ausführungsformen
ist eine scherende Oberfläche
auf der inneren Kanüle
und/oder der Halteanordnung der Vorrichtung vorgesehen, so dass
die relative Bewegung der inneren Kanüle und der Halteanordnung ein Abscheren
der Faser verursacht.
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Andere
Faserzufuhrmechanismen sind in alternativen Ausführungsformen der Erfindung
vorgesehen, welche mit der Faser im Eingriff befindliche Förderbänder, ein
gezahntes Antriebsrad und ein Tragrad zum Vorrücken der Faser und eine Umkehrwelle
beinhalten, welche die Faser im Schaft vorwärtstreibt und dann unter Loslassen
der Faser zurückspringt.
Ein Motor kann zum repetitiven Zyklieren des Zuführmechanismus verwendet werden.
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Eine
Vorrichtung zum Entfernen einer Faser aus einer Stelle im Körper wird
beschrieben, wobei die Vorrichtung aus einem Leiter und einem Haken zum
Schnappen und Zurückziehen
des Filaments durch den Leiter besteht.
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Ein
Stent zum Modifizieren einer Gewebeeigenschaft einer Person wird
beschrieben, wobei der Stent aus zumindest einem Strang an Faser
besteht und wobei die so modifizierte Gewebeeigenschaft zumindest
eine von Masse, Volumen, Orientierung, Starrheit, Flexibilität, Federwirkung
und Permeabilität des
Gewebes umfasst.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist eine schematische
Illustration einer Faserinjektionsvorrichtung 1 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 illustriert die Hauptkomponenten
einer Faserinjektionsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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3A–3C zeigen
Querschnittsansichten eines Faserzufuhrmechanismus im Vorschubstadium eines
Faserzufuhrzyklus gemäß der in 2 Ausführungsform der gezeigten Erfindung.
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4A und 4B zeigen Querschnittsansichten eines
Faserzufuhrmechanismus im Rücksetzstadium
eines Faserzufuhrzyklus gemäß der in 2 gezeigten Ausführungsform
der Erfindung.
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5 zeigt eine Explosionsansicht
eines Faserzufuhrmechanismus gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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6 ist eine Querschnittsansicht
der distalen Spitze eines Faserzufuhrmechanismus gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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7A und 7B sind Querschnittsansichten der distalen
Spitze von 6, welche
einen Faserschneidemechanismus gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung zeigen.
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7C ist eine perspektivische
Ansicht der distalen Spitze einer Röhre gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung, welche einen alternativen Faserschneidemechanismus
zeigt.
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7D ist eine Querschnittsansicht
des Faserschneidemechanismus von 7C.
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8 ist eine Querschnittsansicht
eines alternativen Faserzufuhrmechanismus, der nicht gemäß der Erfindung
ist.
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9 ist ein Schema eines angetriebenen Antriebssystems
zum Zyklieren des Schafts 27 auf Knopfdruck.
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10 illustriert ein Layout
einer alternativen Ausführungsform
des Systems der 8 und 9.
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11A ist ein Querschnitt
des Ergebnisses, nachdem die Vorrichtung verwendet worden ist, um die
Wand einer tubulären
Struktur innerhalb des Körpers
einzurichten.
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11B illustriert eine Ausführungsform
der Erfindung zum Behandeln eines Ulkus.
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12 illustriert eine Vorrichtung
zum Entfernen einer Faser im Körper,
nachdem sie platziert worden ist.
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13A bis 13C illustrieren die Verwendung der Vorrichtung
von 1 zum Durchgeben
von Nahtmaterial durch und um Gewebe und in 13C zum Erzeugen einer Serie von verknüpften Schlaufen.
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14 illustriert einen Mechanismus,
durch welchen Partikel in den Körper
injiziert werden können.
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15A und 15B zeigen jeweils eine abgesenkte Blase
einer weiblichen Person und dieselbe Blase, nachdem sie unter Verwendung
einer mit der Vorrichtung der Erfindung implantierten Faser angehoben
worden ist.
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16 zeigt eine Embolie, die
in einem Blutgefäß mittels
einer mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung
implantierten Faser erzielt worden ist.
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17 zeigt ein Aneurysma,
das mittels einer mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung implantierten
Faser gefüllt
worden ist.
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18 bis 26 illustrieren verschiedene Vorrichtungen
zum Erzielen einer Bewegung einer Faser längs eines gewünschten
Pfads, um so die Implantation der Faser zu gestatten, von denen
die Vorrichtungen der 24 bis 26 gemäß der vorliegenden Erfindung
sind und diejenigen der 18 bis 23 nicht.
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18A und 18B illustrieren eine Vorrichtung zum
Erzielen einer Bewegung einer Faser unter Verwendung eines Paars
von Förderbändern, die symmetrisch
im Eingriff mit der Faser sind;
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19 illustriert eine Vorrichtung
zum Erzielen einer Bewegung einer Faser unter Verwendung eines gezahnten
Antriebsrads, mit welchem die Faser durch ein Tragrad in Eingriff
steht;
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20 illustriert eine Vorrichtung ähnlich zu der
von 19, welche ein gezahntes
Antriebsrad verwendet, mit welchem die Faser durch ein Tragrad in
Eingriff gebracht ist, aber bei dem die Faser auch mittels einer
Führung
in Eingriff mit dem Antriebsrad gebracht ist, welche eine gekrümmte Oberfläche aufweist,
die im Allgemeinen konform ist mit dem Radius des Antriebsrads;
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21A und 21B illustrieren eine Vorrichtung ähnlich zu
der von 19, welche ein
gezahntes Antriebsrad verwendet, mit welchem die Faser mittels eines
Tragrads in Eingriff ist, bei der das Tragrad jedoch weich ist;
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22 illustriert eine Vorrichtung
zum Erzielen einer Bewegung einer Faser, die ein gezahntes Antriebsrad
verwendet, mit dem die Faser durch eine röhrenförmige Führung in Eingriff ist;
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23A und 23B illustrieren eine Vorrichtung zum
Erzielen einer Bewegung einer Faser, die ein Antriebsrad verwendet,
mit welchem das Filament durch einen Läuferriemen in Eingriff gebracht ist;
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24A bis 24E illustrieren eine Vorrichtung zum
Erzielen einer Bewegung einer Faser, die ein Paar von axial umkehrenden
röhrenförmigen Elementen
verwendet, in welchen die Faser angeordnet ist, in Verbindung mit
einem periodisch klammernden Finger;
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25A bis 25E illustrieren eine Vorrichtung ähnlich der
von 24A bis 24E, bei der aber die Schraubenfedern
der späteren
Figuren durch komplementär
passende Erweiterungen der röhrenförmigen Elemente
verdrängt
sind.
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26A und 26B illustrieren eine Vorrichtung zum
Erzielen einer Bewegung einer Faser, die ein Paar von Armen verwendet,
die dazu veranlasst werden, axial vor und zurück zu gehen, während sie alternativ
an entgegengesetzten Enden jedes Hubs geöffnet und geschlossen werden.
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27A bis 31D illustrieren Ausführungsformen der Erfindung,
bei denen ein Bereich nahe einer Spitze einer Kanüle, welche
eine Faser trägt,
mit einer Anordnung versehen ist, zum Schneiden der Faser, die ein
konzentrisch angeordnetes Element und ein Fenster in beiden Elementen
verwendet, durch welches die Faser platziert und durchtrennt wird;
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27A und 27B illustrieren eine Ausführungsform,
bei der das äußere Element
proximal in Bezug auf das innere Element gezogen wird, um ein Schneiden
zu erzielen;
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28A und 28B illustrieren eine Ausführungsform,
bei der das äußere Element
distal in Bezug auf das innere Element geschoben wird, um ein Schneiden
zu erzielen;
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29A bis 29C illustrieren eine Ausführungsform,
bei der die inneren und äußeren Elemente
in Bezug aufeinander rotiert werden, um ein Schneiden zu erzielen;
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30A bis 30E illustrieren die Weise, in der eine
Spitze, welche eine Schneidanordnung eines der oben beschriebenen
Typen aufweist, in Verbindung mit einem geeigneten Fenster verwendet
werden kann, um die Darstellung eines ungeeigneten Drucks durch
das distale Ende der Faser auf Gewebe der Person zu verhindern,
an der die Erfindung verwendet werden kann; und
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31A und 31B und 32A und 32B illustrieren eine mögliche Konfiguration
für den
Fall einer Ausführungsform ähnlich der
von 26A und 26B.
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Detaillierte Beschreibung
spezifischer Ausführungsformen
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Um
ein Gesamtverständnis
der vorliegenden Erfindung bereitzustellen, wird sie unter Bezugnahme
auf die Anwendung der Erfindung diskutiert, eine Gewebeverfüllung bereitzustellen.
Es versteht sich jedoch für
Durchschnittsfachleute, dass das allgemeine Verfahren, und System
und die allgeemeine Vorrichtung, die hier beschrieben werden, gleichermaßen in allen
Fällen
anwendbar sind, bei denen eine Faserinjektion einen Nutzen haben
würden. Eine Liste
möglicher
Verwendungen für
die Technologie beinhaltet, ist jedoch nicht beschränkt auf,
die Injektion eines faserbasierten Systems zur Medikamentenzufuhr
in den Körper,
subkutane oder interstitielle Injektion einer Faser für den Zweck
des Verfüllens,
Formens, Aufbringens von Druck oder Hinzufügens anderer mechanischer Eigenschaften
(wie etwa Federwirkung oder Starrheit) und die Injektion einer Faser,
um als eine Matrix oder ein Gerüst
zu dienen, in dem ein zellulärer
Prozess fortschreiten kann (d. h. Knochenersatz, Heilung, implantiertes
Zellgerüst).
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Andere
klinische Anwendungen beinhalten die Injektion einer Faser, welche
andere Eigenschaften, wie etwa Strahlenundurchlässigkeit, Magnetismus, Radioaktivitäts-Bestrahlung oder
Fluoreszenz trägt,
die alle für
die Anwendung als ein klinischer Tracer oder ein therapeutisches
Agens geeignet sind, in den Körper. Ähnlich kann
die Faser chemische Eigenschaften haben, welche es ihr gestatten, als
ein Tracer spezifischer biochemischer Prozesses oder als ein Katalysator
zu dienen, um gewünschte Reaktionen
innerhalb des Gewebes zu stimulieren oder zu verstärken. Diese
Erfindung repräsentiert
ein neues Konzept in der Zufuhr und Entnahme von Massen wie auch
von therapeutischen und diagnostischen Agenzien.
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Die
Anwendungen alleine der Gewebeverfüllung sind vielfältig, wenn
einmal erkannt wird, dass Gewebeverfüllung bequem und unter niedrigem
Risiko bei Verwendung dieses Verfahrens, Systems und Vorrichtung
der vorliegenden Erfindung erzielt werden kann. Gewebeverfüllungsanwendungen
beinhalten, sind jedoch nicht beschränkt auf, periurethrale Verfüllung des
Harnleiterschließmuskels,
Unterstützung
des Harnleiters, Therapie von vesikoureteralem Reflux, Verhindern
von Ösophagusreflux über den gastroösophagealen
Schließmuskel
und Behandlung des analen Schließmuskels für die Behandlung von Stuhlinkontinenz.
Andere Anwendungen des Gewebeverfüllens, die unter Verwendung
der vorliegenden Erfindung erzielt werden können, beinhalten das Verfüllen von
Blutgefäßen, sowohl
intern als auch extern, zusammen mit der Behandlung von blutenden
Ulki. Die aufgelisteten Anwendungen sind beispielhaft gegeben, obwohl
es sich versteht, dass der Schutzbereich der Erfindung nicht auf
die aufgelisteten Anwendungen beschränkt ist, sondern alle Anwendungen enthält, wo faserartiges
Material nützlicherweise
in den Körper
injiziert wird.
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Wie
in dieser Spezifikation und in den hier angehängten Ansprüchen verwendet wird ein in
einer fadenartigen Form bereitgestelltes Material als "schlaff" bezeichnet, falls
seine Knickspannung gemessen in Krafteinheiten durch Querschnittsflächeneinheit
des Materials kleiner als oder vergleichbar mit der Scherfestigkeit
ist, die für
weiches Körpergewebe (wie
etwa die Haut) typisch ist. Scherfestigkeit wird in denselben Einheiten
wie Spannung ausgedrückt. Knickspannung,
wie sie in der Mechanik bekannt ist, bezieht sich auf die Kraft
pro Flächeneinheit,
die axial auf ein Element ausgeübt
wird, welche die Deformation des Elements in einer Richtung orthogonal
zur Achse des Elements verursacht. Es ist in der Mechanik auch bekannt,
dass die Knickspannung eines Elements proportional zum außerdiagonalen
Kompressionsmodulus ist (d. h. die im Verhältnis der axialen Kompressionsspannung
zur quer zur axialen Richtung induzierten Dehnung) und umgekehrt
proportional zum Quadrat des Verhältnisses ungestützter Länge zum
Durchmesser des Elements. Daher wird, je länger oder dünner ein Faden ist, um so weniger Kraft
pro Flächeneinheit
benötigt,
um ihn zum Knicken zu bringen.
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Es
ist natürlich
bekannt, dass starre, nadelförmige
Arbeitsmittel, wie alle Arten von Nadeln oder Klammern, durch Aufbringen
einer hinreichenden axialen Kraft längs der Richtung der Einführung in Gewebe
getrieben werden können.
Im Gegensatz dazu lehrt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum
Einführen
von Materialien, die eher schlaff als starr sind. Im Hinblick auf
die Definition von "schlaff", die oben gegeben
wurde, sind schlaffe Materialien inhärent unfähig, durch die Anwendung von
axialer Kraft in Gewebe getrieben zu werden. Diese Materialien werden
gemeinsam als "Fasern" bezeichnet. Genauer
gesagt, wie in dieser Spezifikation in den hier anhängenden
Ansprüchen
verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Faser" auf ein schlaffes Material und kann
biokompatible Materialien wie etwa Polypropylen, Nylon, DACTRONTM,
Polybutylester, Polybutylethylen, Polyglykolsäure (PGA) und deren Variationen
und jegliches andere Material, das natürlich auftritt, biologisch
oder menschgemacht ist, beinhalten, die für eine bestimmte Anwendung
auf Basis der Biokompatibilität,
Biodegradierbarkeit oder jeglicher anderer gewünschter Eigenschaft ausgewählt worden
ist. Andere bei bestimmten klinischen Anwendungen nützliche
Fasermaterialien sind Komposite, Gewebe oder Festkörper und
beinhalten Seide, Metall, "Darm", Collagen, Elastin,
Knorpel und Knochen. Der Ausdruck "Faser" beinhaltet insbesondere alle Materialien,
wie etwa Polypropylen, die derzeitig als Nahtmaterial geliefert
und verwendet werden und als solches bezeichnet werden. Zusätzlich beinhaltet
der Ausdruck "Faser" die Verwendung von
Materialien mit Formgedächtnis
wie etwa Nitinol, das mit besonderen klinischen Vorteilen verwendet
werden kann. Während
viele der vorstehenden Materialien in ein drahtförmiges Element geformt werden
können,
das nicht wie hier definiert schlaff ist, ist der Ausdruck "Faser" in der Beschreibung
und in den beigefügten Zeichnungen
auf die Ausführungsform
solcher Materialien in ihren schlaffen Formen beschränkt.
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Da
die "Faser" schlaff ist, ist
ersichtlich, dass Materialien dieser Kategorie, falls ungeführt gegen die
Oberfläche
von Körpergewebe
gedrückt,
wahrscheinlich eher knicken als die Oberfläche zu spalten, in das Körpergewebe
zu penetrieren oder einen Raum in dem Gewebe zu expandieren oder
zu schneiden.
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Wenn
eine Faser gebogen ist, wie etwa unter ihrem eigenen Gewicht oder
aufgrund eines kompressiven Knickens, geben die inneren Bereiche
unter Kompression nach. Eine am distalen Ende einer gebogenen Faser
durch ihr Treiben gegen eine Oberfläche angelegte Kraft ist nicht
mehr länger
axial und hat eine Vektorkomponente, die zu einem weiteren Biegen
führt.
Eine plastische Deformation kann die Rückkehr des Filaments in seine
ursprüngliche
Konfiguration selbst nach Wegnehmen der Last hemmen. Jedoch muss
die Faser keine plastische Deformation erfahren, falls sie gemäß der vorliegenden
Erfindung geeignet eingeführt
und innerhalb des Körpergewebes
gefangen wird.
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Im
Stand der Technik wird Nahtmaterial als ein schlaffes Material dahingehend
behandelt, dass es durch Gewebe gezogen wird, wie etwa mit einer Nadel
oder Pinzette, und nicht geschoben. Für Nahtmaterial oder andere
hinreichend dünne
Fasern können
unter Verwendung der Lehren des vorliegenden Patents große Kräfte pro
Querschnittsflächeneinheit über kleine
Querschnittsflächen
entwickelt werden. Die von der Spitze der Faser ausgeübte Kraft
pro Flächeneinheit
kann leicht die Scherfestigkeit des Körpergewebes übersteigen,
so dass die Faser dadurch das Gewebe spalten und penetrieren kann.
Die Wahrnehmung dieser Fähigkeit
einer Faser unter Verwendung der Verfahren dieser Erfindung zur
Penetrierung von Körpergewebe,
ermöglicht
das Spektrum klinischer Anwendungen, die hier beschrieben werden.
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Wie
in der Beschreibung und den anhängenden
Ansprüchen
verwendet, bezieht sich ein "Portal" zum Einführen von
Fasern in den Körper
auf jegliche natürlich
existierende oder erzeugte Öffnung
in den Körper
oder ein Gewebe. Die Erfindung lehrt das Einführen einer Faser in die Umgebung
eines Gewebes während,
wie in dieser Beschreibung und in anhängigen Ansprüchen verwendet
eine "Umgebung" zumindest einen
Teil des Gewebes selbst, wie auch seine Wände und benachbarte Gewebe
oder eine Körperhöhle beinhaltet.
Da einige Gewebe zu klein, fragil oder sensitiv sein können, um
ein direktes Einführen einer
Faser zu gestatten, kann die Faser gemäß den Lehren der vorliegenden
Erfindung in proximales Gewebe eingeführt werden, das nahe aber nicht
direkt assoziiert mit dem Zielgewebe ist.
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Zusätzlich kann
das Einführen
von Filamenten über
ein Gefäß erzielt
werden, wobei, wie in dieser Beschreibung und den anhängigen Ansprüchen verwendet,
sich der Begriff "Gefäß" auf jeglichen Gang,
Gefäß, Durchgang
oder Höhlung
bezieht, die im Körper
entweder durch natürliche
anatomische Bildung oder durch chirurgische Intervention auftritt.
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1 illustriert eine Faserinjektionsvorrichtung 1 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. Hier wird eine Nadel durch die Haut 2 in
den Körper 3 eingeführt. Eine
kleine Faser 5 wird in den interstitiellen Raum 4 injiziert. Die
Nadel 6 ist an einem Gehäuse 7 angebracht,
das einen Einlass 11 für
Fluid, eine Fluidsteuerung 8 für Fluidinjektion, eine Injektionssteuerung 9 zum
Vorschieben der Faser und eine Schneidsteuerung 10 aufweist.
Fachleute werden erkennen, dass die Nadel 6 auch ein e)
starre, flexibele, deformierbare, verformbare, halbstarre oder halbflexible
Kanüle
oder Katheter sein kann, die/der perkutan, endoskopisch oder transvaskular
eingeführt
wird. Weiterhin kann die Faser 5 auch ein resorbierbares
oder nicht resorbierbares Nahtmaterial, Draht oder irgendwelche
anderen Materialien sein, die in der Definition von "Faser", wie oben gegeben,
umfasst sind. Diese Faser kann ein Kompositmaterial, in das Medikamente,
Zellen oder radioaktive Substanzen eingebettet sind, sein. Die Kombination
von Medikamenten mit Polymer, um eine programmierte Freisetzung
der Medikamente innerhalb des Körpers
zu erreichen, ist bekannt, wie in A. Loh, Controlled Release of
Drugs from Surgical Suture, 1987 beschrieben, auf das hierin Bezug
genommen wird. Das Einführen
einer Faser in den Körper,
die mit einem therapeutischen oder diagnostischen Agens vorbeladen
worden ist, ob durch Einbetttechnik oder Imprägnierung innerhalb des Fasermaterials
oder anderes Binden an der Faser, ob zum Zeitpunkt der Herstellung
oder zum Zeitpunkt der Einführung
in den Körper,
ist im Schutzumfang der Erfindung beinhaltet. Während in der Vorrichtung keine
anderen Arbeitskanäle
gezeigt sind, werden Fachleute erkennen, dass die Modifikation der
Vorrichtung, um zu gestatten, dass zusätzliche Instrumentierung innerhalb
oder längs
der Vorrichtung durchgehen kann, nicht von der Erfindung abweicht. Solche
anderen Kanäle
können
zum Einführen
von Energieführungen,
Drähten,
endoskopischen Visualisierungsvorrichtungen und chirurgischen Geräten bereitgestellt
sein. Die Vorrichtung, wie gezeigt, würde einfach in den periurethralen
Raum vorgeschoben werden, um Gewebe zu verfüllen oder Medikamente zuzuführen, um
Inkontinenz zu behandeln, oder den perivaskularen Raum für venöse Rekonstitution
oder Medikamentenzufuhr oder der interstitiellen Raum innerhalb
eines Tumors für
eine Chemotherapie, Bestrahlung oder magnetische Thermotherapie.
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In
dieser Spezifikation und in anhängenden Ansprüchen bezeichnet
der Ausdruck "distal" das Ende der Faserinjektionsvorrichtung 1 oder
das Ende irgend eines Komponententeils der Faserinjektionsvorrichtung 1,
wie etwa Röhre 6,
welche zum Zufuhrpunkt von Faser 5 in den Körper 3 hinein
lokalisiert ist. Die Röhre 6 dient
als eine Zufuhrkanüle,
durch welche die Faser 5 in den Körper der Person eingeführt wird. Ähnlich bezeichnet
in dieser Spezifikation und in anhängenden Ansprüchen der
Ausdruck "proximal" das Ende der Faserinjektionsvorrichtung 1 oder
das Ende irgend eines Komponententeils der Faserinjektionsvorrichtung 1,
die vom Punkt der Zufuhr von Faser 5 in den Körper 3 entfernt
lokalisiert ist. Aufgrund der Notwendigkeit einer Minimierung des
Durchmessers des distalen Endes 12 der Faserinjektionsvorrichtung 1 um
zu vermeiden, dass ein großes
Loch im Körper 3 der
Person zurückbleibt, verbleibt
der voluminösere Nahtmaterialzufuhrmechanismus
typischerweise in der voluminöseren
proximalen Sektion 7 der Vorrichtung. Daher kann der Zufuhrmechanismus,
wie unten beschrieben, nicht an der Faser ziehen, sondern muss sie
vorwärts schieben.
Um ein Schieben eines schlaffen Materials in den Körper zu
gestatten, muss die Zone zwischen dem Zufuhrmechanismus 7 und
der Röhre 6,
in der die Faser 5 nicht gehalten ist, minimal gehalten
werden. Bei einigen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
gibt es keine ungehaltene Länge
der Faser 5, während
bei anderen Ausführungsformen eine
Länge der
Faser 5 ungehalten ist und typischerweise nicht größer als
das Dreifache des charakteristischen Durchmessers der Faser ist.
Zusätzlich
wird man erkennen, dass ein Interstitialstent, der entweder aus
einem einzelnen einheitlichen Faserstrang oder aus mehreren Strängen gebildet
ist, allgemein eingesetzt werden kann, innerhalb des Rahmens der Lehren
der Erfindung, um irgendwelche Eigenschaft oder Eigenschaften eines
Organs oder Gewebes durch Einführen
in die Umgebung des Organs oder Gewebes, wie hierin beschrieben,
zu modifizieren.
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Nunmehr
unter Bezugnahme auf 2,
in der die Hauptkomponenten einer verwendeten Faserzufuhrvorrichtung
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zum Vorschieben der Faser in das Gewebe. Die innere
Kanüle 14 ist
ein röhrenförmiger Abschnitt
mit einem Durchmesser, der eng an den Durchmesser der Faser 5 angepasst
ist, für
welche die innere Kanüle 14 Halterung
bereitstellt. Die innere Kanüle 14 verhindert,
dass Faser 5 als ein Ergebnis der Axialkraft, die sie in
den Körper
schiebt, knickt oder verklemmt und ist wiederum axial innerhalb
einer koaxialen äußeren Kanüle 15 gehalten. Bei
alternativen Ausführungsformen
kann die innere Kanüle 14 durch
andere Weisen von Befestigungsanordnungen zurückgehalten werden, um Kanäle zu beinhalten,
wie Durchschnittsfachleuten wohl bekannt ist.
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3A zeigt ein Ausschnittsfenster 16 im proximalen
Abschnitt der inneren Kanüle 14.
Das Ausschnittsfenster 16 exponiert einen kleinen Abschnitt
von Faser 5 und gestattet dem Betätigungsklotz bzw. Betätigungskissen 17,
die Faser 5 und die innere Kanüle 14 mit einem Betätigungsmechanismus 502 (in 5 gezeigt) zu koppeln. Der
Betätigungsklotz 14 wird
funktional als "Greifelement" bezeichnet. 3B zeigt den Betätigungsklotz 17 in
einer Richtung 18 quer zu der Faser 5 heruntergedrückt, um
sie sicher zu ergreifen. 3c zeigt
das Vorschieben mittels der Wirkung des Betätigungsmechanismus 502 (in 5 gezeigt) des Betätigungsklotzes 17 nach
links und des Vorschiebens zusammen mit dem Betätigungsklotz 17 sowohl
von innerer Kanüle 14 als
auch von der Faser 5, so dass eine Länge von Faser 5 gleich
dem Abstand 19 der Bewegung des Betätigungsklotzes 17 in
das Körpergewebe
gepresst wird.
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4A und 4B illustrieren den nächsten Schritt der Faserzufuhraktion,
den Rücksetzteil
des Zyklus, wobei der Betätigungsklotz 17 vom
Kontakt mit der Faser 5 zurückgezogen wird und proximal
in retrograder Richtung 404 gezwungen wird, so dass die
innere Kanüle 14 und
der Betätigungsklotz 17 zu ihrer
ursprünglichen
proximalen Position zurückkehren.
Gemäß der Erfindung
weist die innere Kanüle 14 ein
distales Segment 408 und ein proximales Segment 410 auf,
die durch Sicherheitsfeder 412 getrennt sind. Die Richtung 406 des
Zurückziehens
des distalen Segments 408 der inneren Kanüle 14 wird als
retrograde Richtung bezeichnet. Während des Rücksetzteils des Faserzufuhrzyklus
wird die Faser 5 selbst daran gehindert, aus dem Körpergewebe
zurück
herauszukommen, mittels Reibungsbremse 402, die proximal
des Betätigungsklotzes 17 lokalisiert
ist, welche die Faser 5 innerhalb des proximalen Segments 410 der
inneren Kanüle 14 sichert.
Das Rückziehen
des distalen Segments 408 der inneren Kanüle 14 wird
in einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung mittels der durch die Sicherheitsfeder 412 bei
Kompression gelieferte Kraft erzielt. Die beschriebene Zuführaktion
gestattet es, dass eine hohe Kraft pro Querschnittsflächeneinheit
beim Vorschieben der Faser 5 in das Körpergewebe angelegt wird, während eine
niedrigere Kraft durch die Sicherheitsfeder 412 geliefert
wird, um das distale Segment der inneren Kanüle 14 zurückzuziehen.
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Nunmehr
unter Bezugnahme auf 5,
bei der die Komponenten eines Faserzufuhrmechanismus, der allgemein
mit Bezugszeichen 500 bezeichnet wird, in Explosionsansicht
gezeigt werden. Der Betätigungsmechanismus 502 wird
als Daumenklotz 504 umfassend gezeigt, welchen der Arzt
verwendet, um den Schieber 506 vorwärts bis zu einem Anschlag in
der Schieberführung 508 vorzuschieben. Durch
Pressen auf den distalen Teil 505 des Daumenklotzes 504 veranlasst
der Arzt den Aktivatorklotz 17 (in den 4A und 4B gezeigt),
in Kontakt mit der Faser 5 (in 4A gezeigt) zu kommen und, während er
auch den Daumenklotz 504 vorwärts schiebt führt er eine
diskrete Menge von Faser 5, die von Spule 510 längs der
Zufuhrachse 512 abgewickelt wird, den Körpergewebe zu, gemäß dem oben unter
Bezugnahme auf 3 beschriebenen,
mechanischen Prinzip. Bei einer alternativen Ausführungsform
wird die Betätigung
des Faservorschiebens mittels eines elektrischen Steppers errichtet, unter
Verwendung von dem Durchschnittsfachmann bekannten mechanischen
Prinzipien. Die Menge an bei jedem Vorschiebschritt des Zufuhrzyklus
zugeführten
Faser ist typischerweise in der Größenordnung von 5 mm. Jedoch
kann das Design und die Einstellung des Faserzufuhrmechanismus 500 eine längere oder
kürzere,
bei jedem Vorschubschritt zuzuführende
Faserlänge
vorsehen, tatsächlich
kann jede gewünschte
Faserlänge
pro Vorschiebschritt vorgesehen sein. Um den Mechanismus für die nächste Zufuhr
zurückzusetzen,
drückt
der Mediziner den proximalen Teil 503 des Daumenklotzes 504,
wodurch die Klinke 514 von einer in einem Körper 524 enthaltener
Ratschenstange 522 freikommt und dem Daumenklotz 505 und
dem distalen Segment 408 der inneren Kanüle 14 (in 4B gezeigt) gestattet wird, sich
zurückzuziehen,
gemäß den oben
unter Bezugnahme auf 4A bis 4B diskutierten Prinzipien.
Da der Betätigungsklotz 17 nunmehr
von der Faser 5 hoch weggehalten wird und da das Nahtmaterial durch
Bremse 402 in seiner vorderen Position gehalten wird, bleibt
die Länge
der zuvor zugeführten
Faser im Körpergewebe.
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6 zeigt eine Querschnittsansicht
einer distalen Spitze eines Faserzufuhrmechanismus gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung. Es ist gefunden worden, dass, falls der Spitze 600 der
Faser 5 selbst gestattet wird, sich zum Beginn der Prozedur
gerade in das Körpergewebe
hineinzudrücken,
sie gelegentlich das Gewebe penetrieren und weiter vorwärts wandern
kann als klinisch angezeigt, und anstatt in dem die Spitze 602 der äußeren Kanüle 15 umgehenden
Bereich zu verbleiben und Erzeugen der beabsichtigten Lokalisation
von Faser für
die Zwecke des Gewebeverfüllens,
Gefäß-Verschließen oder
irgend einer der anderen klinischen Zwecke von Faserlokalisation.
Eine Lösung dieses
Problems ist gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung die Bereitstellung des Ausschnittfensters 604 in
der äußeren Kanüle 15 unmittelbar
proximal der Spitze 602. Wenn die Faser gemäß dem oben
beschriebenen Zufuhrverfahren oder sonst wie vorwärts geschoben
wird, biegt sie sich und knickt dann zur einzigen Öffnung in
dem Bereich ab: Fenster 604. Somit betritt die Faser das
Körpergewebe
in einer leicht seitlichen Weise und präsentiert dem Gewebe eine Fläche, die
so groß ist, dass
die Kraft pro Flächeneinheit
unzureichend ist, um das Gewebe zu scheren und unbeabsichtigte Penetration
zu verursachen. Wenn einmal ein Faserabwickelprozess auf diese Weise
begonnen hat, verbleibt die implantierte Faser innerhalb des Zielbereichs
des Körpers.
Um das äußere Kanülenfenster 604 in
die Richtung weisen zu lassen, in welche die Faser auf das Gewebe
aufgebracht werden soll, ist die äußere Kanüle 15 voll um ihre
Achse in feststehenden Schritten, typischerweise 45°-Schritten, drehbar.
Eine Sperrkugelanordnung hält
die äußere Kanüle in der
gewählten
Orientierung, gemäß dem Durchschnittsfachmann
bekannten mechanischen Prinzipien.
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Wenn
hinreichend Faser in den Körper
eingeführt
worden ist, um das beabsichtigte Gewebeverfüllen oder eine andere klinische
Aufgabe zu erzielen und die in der Faserinjektionsvorrichtung gespeicherte
Faser länger
ist als die Menge an Faser, die in der vorgenommenen Anwendung verwendet werden
soll, schneidet der Mediziner die Faser, bevor er die Vorrichtung
zurückzieht.
Somit kann die gewünschte
Länge während des
Verlaufs der Prozedur festgelegt werden und abgetrennt werden, nachdem sie
in den Körper
der Person eingebracht worden ist. Ein Verfahren zum Schneiden der
Faser wird unter Bezugnahme auf die 7A und 7B beschrieben. Bei einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist ein Anschlag 702 innerhalb des Lumens 704 der äußeren Kanüle 16 vorgesehen.
Das distale Ende 706 des distalen Segments 412 der
inneren Kanüle 14 ist
mit einer geschärften
Kante versehen. Wenn hinreichend Faser 5 injiziert worden
ist, um das klinisch indizierte Implantat 700 zu bilden,
wird daher das distale Segment 412 der inneren Kanüle 14 gegen
den Anschlag 702 geschoben, was Faser 5 abschneidet.
Um der inneren Kanüle 14 zu
gestatten, bis zum Schneidanschlag 702 vorzurücken, muss
ein Auslöser 15 (in 5 gezeigt) durch den Mediziner aktiviert
werden, was den Schieberanschlag 520 (in 5 gezeigt) freigibt, der ansonsten das
Vorschieben der inneren Kanüle 14 zu
dem Punkt des Abschneidens der Faser verhindert. Bei einer alternativen,
aber äquivalenten
Ausführungsform
ist die geschärfte
Kante innerhalb des Lumens 704 der äußeren Kanüle 16 vorgesehen,
während
mutatis mutandis der Schneidanschlag nun an der distalen Kante der
inneren Kanüle 14 vorgesehen
ist. Die Schneidaktion zum Abschneiden der Faser bleibt wie beschrieben.
Bei einer alternativen Ausführungsform wird
die Schneidfunktion durch Bereitstellen einer Passung hoher Toleranz
der inneren Kanüle 14 vorgesehen,
so dass, wenn die distale Kante 706 der inneren Kanüle 14 über die
distale Kante 606 (in 6 gezeigt)
des Fensters 604 (in 6 gezeigt)
geschoben wird, die Faser 5 abgeschert wird. Das Scheren der
Faser 5 kann auch alternativ durch Rotation der inneren
Kanüle 14 in
Bezug auf die äußere Kanüle erzielt
werden, wobei Scheroberflächen
auf einem oder beiden Elementen vorgesehen wird, wie für den Fachmann
ersichtlich wäre.
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Ein
anderes Verfahren zum Abschneiden der Faser wird in Bezug auf die 7C und 7D beschrieben. Bei einer alternativen
Ausführungsform
der in 7C gezeigten
Erfindung ist die Röhre 708,
die in Verbindung mit irgendeinem der hier beschriebenen Faserzufuhrmechanismen
verwendet werden kann, an ihrem distalen Ende mit einem tordierbaren
Kopf 710 versehen, welcher das Fenster 712 in
der distalen Oberfläche 714 enthält. Nunmehr
unter Bezugnahme auf die in 7D gezeigte
Querschnittsansicht wird ein Drehmoment übertragen, um den tordierbaren
Kopf 710 über
Drehmomentdraht 716, welcher durch die Röhre 708 läuft, zu
rotieren, so dass ein Drehmoment an seinem proximalen Ende (nicht gezeigt)
angelegt werden kann. Wenn der tordierbare Kopf 710 gedreht
wird, wird die Faser 5 durch den Klingeneinsatz 718 geschnitten,
so dass beim Zurückziehen
der Röhre 708 aus
dem Körper
die benötigte
Länge an
Faser 5 im Körper
bleibt. Bei einer Ausführungsform
der Erfindung ist eine Kanüle 720 durch
die Röhre 708 parallel
zur Faser 5 vorgesehen, so dass Fluid oder ein Führungsdraht über Kanüle 720 durch Öffnung 714 im
tordierbaren Kopf 710 in den Körperbereich eingeführt werden
kann, in welchen die Faser 5 eingesetzt wird.
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8 zeigt das Detail einer
anderen Weise, in der die Faser in das Gewebe vorgeschoben werden
kann. Innerhalb des Lumens 26 an der Spitze der Nadel 6 wird
die Faser durch Streben 24 und 25 in einer Position
gegen die Wand gehalten. Der Schaft 27 weist einen Kopf 21 und
einen gegenüber
der Spitze des Kopfs 21 um eine kleine Distanz zurückgesetzten Kanal 22 auf.
Wenn der Schaft 27 vorgeschoben wird, kommt der Kopf 21 in
Kontakt mit der partiellen Drehachse 23 und wird vorwärts gezwungen,
wobei er mit der Faser 5 in Eingriff kommt. Wenn der Schaft 27 sich
weiter vorschiebt, wird die Faser 5 vorwärts geschoben,
wenn der Kopf 21 sich unter die Drehachse 23 schiebt.
Bei weiterem Vorschieben des Schafts 27 richtet sich Kanal 22 schließlich mit
Drehachse 23 aus, was ihm gestattet, in seine ursprüngliche
Form zurückzuspringen,
wobei er außer
Eingriff mit Faser 5 kommt. Wenn der Schaft 27 dann
zurückgezogen
wird, gleitet der Kopf 21 über die Drehachse 23 und
verliert seinen Kontakt mit der Faser 5, was ein unbeabsichtigtes
Zurückziehen
der Faser 5 verhindert. Schließlich ist der Zyklus komplett,
wenn der Kopf 21 über
das Drehgelenk 23 springt und in seine ursprüngliche
Form und Position beim Beginn des Zyklus zurückschnappt.
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9 illustriert ein Schema
eines angetriebenen Antriebssystems zum Zyklieren des Schafts 27 auf
Knopfdruck. Wenn der Schalter 38 eingeschaltet wird, dreht
der Strom für
einen kleinen Motor 35 einen Satz von Zahnrädern 33 und 34,
die ein in einem Kanal 31 laufendes Gestänge 32 antreiben.
Das Gestänge 32 ist
am Schaft 27 an dem Punkt innerhalb oder nahe dem Kanal 31 angebracht.
Die Stromquelle 37 kann mit einem Prozessor 36 verbunden sein,
der in der Lage sein kann, "in
Zeit" zu korrelieren,
zu verfolgen oder zu steuern, wie auf die Masse der innerhalb des
Körpers
deponierten Faser bezogen. Alternativ werden Fachleute wahrnehmen,
dass verschiedene mechanische Methoden einfach angewendet werden,
welche es dem Schaft gestatten würden,
handbetrieben oder mechanisch angetrieben zu werden.
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10 illustriert ein Layout
einer Ausführungsform
des Systems. Die Fluidsteuerung 8 kann das im Gefäß 43 gespeicherte
Fluid durch die Spitze von Nadel 6 hindurchtreiben. Ein
Hauptzweck des Fluids ist es, den von der Faser zu besetzenden Raum
zu dilatieren; in dieser Hinsicht kann das Fluid eine geeignete
Flüssigkeit
wie etwa Kochsatzlösung sein,
obwohl das Fluid auch oder alternativ Anästhetika, Antibiotika und andere
Medikationen sein kann. Andere Verfahren können ebenfalls zur Dilatation des
Raums verwendet werden, einschließlich des Aufblasens eines zeitweiligen
Ballons. Alternativ kann die Implantation der Faser selbst verwendet werden,
um die Dilatation des Raums zu verursachen. Weiterhin wird erwogen,
dass ein Endoskop wünschenswerterweise
vor, während
oder nach der Behandlung in den Raum eingeführt werden kann, um eine richtige
Platzierung sicherzustellen. Die Injektionsöffnung 11 stellt einen
Zugang zum Gefäß 43 bereit.
Die Injektionssteuerung 9 ist am Antriebsmechanismus 45 angebracht,
der nachfolgend mit dem Schaft 27 verbunden ist. Wie früher diskutiert,
treibt die Bewegung des Schafts 27 die Faser 5 vorwärts. Die
Spule 41 speichert die Faser 5 vor der Zufuhr
und dient als ein Faserreservoir, wenn Faser 5 vorgeschoben
wird. Falls nur ein Teil der Faser 5 benötigt wird,
kann die Faser 5 durch Schneidmechanismus 42 durchtrennt
werden, der durch die Schneidsteuerung 10 aktiviert wird.
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11A ist ein Querschnitt
des Ergebnisses, nachdem die Vorrichtung verwendet worden ist, um die
Wände einer
tubulären
Struktur 52 oder eines Gefäßes (wie oben definiert) innerhalb
des Körpers
einzurichten. Die tubuläre
Struktur 52 kann jegliche innerhalb des Körpers sein,
wie etwa ein Harnleiter, eine Harnröhre, eine Vene, eine Arterie,
ein Darm, ein Ösophagus,
ein Magen, ein Oropharynx oder ein Schließmuskel. Anderes Körpergewebe 54 umgibt die
Wand 53 der tubulären
Struktur 52. Faserbälle 51 sind
auf jeder Seite der tubulären
Struktur platziert worden, um eine Steigerung des Widerstands gegenüber Fluss
zu erzeugen, einen Ort für
lokale Medikamentenzufuhr vorzusehen oder interne Strukturen, wie
etwa Ventile, zu unterstützen.
Die Platzierung der Faserbälle 51 in äußerlichem
Körpergewebe 54 ist beispielhaft
gezeigt, während
die Platzierung innerhalb oder nahe der Wand 53 ebenfalls
im Schutzumfang der Erfindung liegt.
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11B illustriert eine andere
Anwendung des Apparats der Erfindung, bei der die Faserinjektionsvorrichtung 1 bei
der Behandlung eines Ulkus, wie etwa eines Magengeschwür des Zwölffingerdarms,
Magens oder unteren Ösophagus
angewendet wird. Die Röhre 6 ist
als die Faser (nicht gezeigt) in den Krater 56 der ulzerierten
Mucosa 57, welche das Blutgefäß 58 umgibt, zuführend gezeigt.
Durch Einführen
der Faser in die Nähe
des Blutgefäßes 58 ist
es möglich,
die Zufuhr von Blut zum Ulkus zu stoppen.
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12 illustriert eine Vorrichtung
zum Entfernen einer Faser im Körper,
nachdem sie platziert worden ist. Die Kanüle 61 wird in das
Zentrum des Faserballs vorgeschoben und dann wird der Haken 62 vorwärts geschoben.
Wenn einmal ein Strang der Faser vom Haken 62 eingefangen
oder geschnappt worden ist, könen
die Faser und die Vorrichtung zurückgezogen werden.
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Die
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann für andere Zwecke als das Verfüllen von
Gewebe verwendet werden. Insbesondere kann die Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung auch für
die Zufuhr von Nahtmaterial für
Zwecke wie etwa das Nähen,
das Ligieren und die Anastomose verwendet werden. Bei diesem Modus
kann die Vorrichtung in und durch Gewebe hindurchgeführt werden,
wobei eine einzelne Schleife an Nahtmaterial vorgeschoben wird,
bevor sie zurückgezogen
wird. Wie in den 13A bis 13C gesehen, kann die Prozedur
es gestatten, dass das Nahtmaterial durch und um das Gewebe geführt wird,
ohne Notwendigkeit des Manipulierens einer losen Nadel. Hier wird
die Nadel 71 durch das Gewebe 72 mit Hilfe eines
Greifers 73 geführt.
Wenn einmal durch das Gewebe hindurch, wird die Faser 74 vorgeschoben
und von Greifer 73 ergriffen; dann kann die Nadel 71 zurückgezogen
werden. Wenn die Faser wie gewünscht
ausgebracht worden ist, kann die Faser durchtrennt werden und wenn
die Faser einmal durchtrennt ist, kann ein Knoten geknüpft werden.
Eine andere Verwendung wird in 7C gezeigt.
Hier können
verschiedene Einführungen
der Nadel 71 durchgeführt
werden, um eine Serie verknüpfter
Schlaufen 75 zu erzeugen, die schließlich gespannt und verknüpft werden
können.
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14 illustriert den Mechanismus
nicht gemäß der vorliegenden
Erfindung, durch welchen Partikel in den Körper injiziert werden können. Wieder, wie
im Falle der Faser, kann der Partikel eines der derzeit erhältlichen
biokompatiblen Materialien sein, einschließlich aber nicht beschränkt auf
Seide, Plastik, Polymer, Metall, Zellen, Collagen, Knochen oder ein
anderes oben in Verbindung mit der Definition des Begriffs "Faser" beschriebenen Material.
Spezifisch kann wie bei der Faser das Material auch irgendein verfügbares Nahtmaterial,
wie etwa Polyglykolsäure (PGA),
Polytetrafluorethylen (PTFE), DACTRONTM, Polypropylen, Nylon-Polyester, Seide,
Polybutylester, Edelstahl, Titan, Chromdarm, Polybutylester, Baumwolle
oder Silber sein. Hier werden Partikel 80 gezeigt, wie
sie in eine erzeugte Höhlung 86 innerhalb
des Körpers 87 injiziert
werden. Die Partikel 80 werden den Schaft 81 herunter
entlang geführt;
mit einem unter Druck stehenden Fluid 83 aus der Speicherkammer 88,
welche durch Druckquelle 84 angetrieben ist. Das Fluid
wird dann über
Kanal 82 durch Absaugquelle 85 zurückgezogen.
Die Druck- und Absaugquellen können
manuell aktiviert werden oder können
elektronisch gesteuert oder sonst wie gesteuert werden. Das unter
Druck stehende Fluid kann auch ein Gas wie CO2 sein, kann aber auch
Saline, Dextrose, ein Antibiotikum oder ein anderes biokompatibles
Agens sein, das entweder passiv wirkt, um die Partikel zu unterstützen, ihren
Bestimmungsort zu erreichen, oder einen anderen Zweck durchzuführen, wie
etwa Bereitstellen von antibiotischem Schutz, Aktivieren der Partikel,
wenn sie vor Ort sind oder Bereitstellen eines Mittels, durch welches
die Partikel an einem Ort gehalten werden können. Die Partikel können von
jeder Größe sein,
die es ihnen gestattet, den Schaft einer Kanüle, eines Katheters oder einer
Nadel herunter eingeführt
zu werden.
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Die 15A und 15B zeigen jeweils eine gesenkte Blase
einer weiblichen Person und dieselbe Blase, nachdem sie durch Verwendung
einer mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung implantierten
Faser angehoben worden ist. In diesen Figuren sind die Blase 91 und
der Blasenhals 93 in Bezug auf das Scharmbein 92,
die Vagina 94, den Uterus 95 und den Anus 96 gezeigt.
Wie in 15B gezeigt,
wird die Faser 99 in dem Gewebe so implantiert, dass sie eine
Anhebung der Blase im Bereich des Blasenhalses 93 bewirkt.
Die Faser 99 wird unter Verwendung der Kanüle 98 eingeführt, an
der das Zufuhrwerkzeug 97 angebracht ist. Detaillierte
Beschreibungen des Zufuhrwerkzeugs 97 werden unten gegeben.
Es ist ersichtlich, dass andere Organe und Gewebe in ähnlicher
Weise unter Verwendung ähnlicher
Techniken unterstützt
oder reloziert werden können.
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16 zeigt eine Embolie, die
in einem Blutgefäß vermittels
einer mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung
implantierten Faser erzielt worden ist. Hier ist die Faser 106 eingeführt worden,
um eine Embolie im Blutgefäß 101 zu
erzeugen. Das Einführen
der Faser wird zuerst durch angemessenes Platzieren eines Führungsdrahtes 103 in
einer im Stand der Technik bekannten Weise erzielt. Der Katheter 102 ist
mit einem Schneider 104 und einem Seitenloch 105 ausgestattet,
von dem die Faser 106 ausgeht. Nachdem eine geeignete Länge an Faser
in das Blutgefäß 101 implantiert
worden ist, wird der Schneider 104 verwendet, um die Faser
an dem Punkt zu schneiden, wo sie aus dem Katheter austritt, und
der Katheter und der Führungsdraht
werden danach entfernt. Eine zu dieser Technik ähnliche kann in einem anderem Gewebe
verwendet werden, um einen Fluss oder eine Leckage zu verhindern.
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17 zeigt ein Aneurysma,
das mittels einer mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung implantierten
Faser verfüllt
worden ist. In dieser Figur wird Faser 106 verwendet, um
das Aneurysma 111 im Blutgefäß 101 zu füllen. Wiederum
wird das Einführen
unter Verwendung des Führungsdrahtes 103, über welchen
der Katheter 102 eingesetzt wird, erzielt. Der Katheter 102 wird
verwendet, um die Faser 106 zu transportieren, die von
dem Seitenloch 105 ausgeht und, nachdem eine gewünschte Länge implantiert
worden ist, durch Schneider 104 geschnitten wird.
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18A bis 26 illustrieren verschiedene Vorrichtungen
zum Erzielen der Bewegung einer Faser längs eines gewünschten
Pfads, um so die Implantation der Faser zu gestatten. Es ist ersichtlich,
dass Vorrichtungen, die eine Maschine für das Vorschieben von Faser
in einem Katheter bereitstellen, in einer Vielzahl von Zufuhrwerkzeugen
inkorporiert sein können.
Eine Art von Zufuhrwerkzeug kann in der Form einer vollständig handbetriebenen
Einheit sein, die eine Spule oder Kartusche mit Faser, die Faservorschiebmaschine,
wie auch ein Einbauteil zur Aufnahme eines Katheters oder anderer
Einsetzvorrichtungen, enthält.
Die gesamte Einheit kann wegwerfbar sein, oder sie kann mit Merkmalen
ausgestattet sein, die sie in die Lage versetzen, einer Sterilisation in
einem Autoklaven oder durch andere Mittel Stand zu halten. In ähnlicher
Weise liegt es im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, die
Faservorschiebmaschine in ein erstes Gehäuse, gemeinsam mit einer Kassette
oder Spule für
die Faser, zu legen und zu gestatten, dass das Gehäuse auf
einem Tisch platziert wird oder sonstwie an einem praktischen Ort zur
Verwendung gehängt
oder montiert wird. Damit zusammenhängend kann am Gehäuse eine
wegwerfbare Kanüle
zum Transportieren der Faser zum Operationsort angebracht sein.
Die Kanüle
kann mit einem geeigneten Griff und einer Steueranordnung versehen
sein, wie auch mit einer Spitze. Die Kanüle, der Griff und die Spitze
können
alle als wegwerfbar oder alternativ als sterilisierbare Gegenstände implementiert
sein. Die Faservorschiebmaschine kann motorbetrieben oder handbetrieben
sein. Für
den Fall, dass sie handbetrieben ist, kann die Energie für die Vorrichtung
durch sukzessives Drücken
eines Auslösers
oder Hebels gegen einen Handgriff für das Werkzeug bereitgestellt
werden; das Ausmaß des Drückens kann
das Ausmaß des
Vorschiebens der Faser regulieren.
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Wie
oben diskutiert, kann die Faser ein Monofilament sein, das beispielsweise
aus einem geeignetem Polymer, wie etwa Nylon, Polybutylester oder Polypropylen,
hergestellt ist. Alternativ kann die Faser geflochten sein. Im Fall
einer geflochtenen Faser und manchmal im Fall eines Monofilaments
kann es die Flexibilität
der Faser schwierig machen, sie vorzuschieben, selbst in einer Kanüle. Falls
dies der Fall ist, kann die Faser mit einem geeigneten Versteifungsagens
behandelt werden, typischerweise zu einem Zeitpunkt vor dem Platzieren
der Faser im Zufuhrwerkzeug. Das Versteifensagens wird vorzugsweise
aus einem absorbierbaren Material hergestellt, wie etwa Stärke, aber
andere Materialien können
verwendet werden, welche die erforderliche Steifheit bereitstellen
und die Irritation von Gewebe vermeiden. Die Steifheit einer Faser
kann auch durch Temperatureffekte in situ variiert werden, wie etwa
durch die Verwendung der temperaturabhängigen Eigenschaften von Polymeren
und anderem Material, wie dem Fachmann geläufig.
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Das
Filament kann dem Zufuhrwerkzeug in einer Spule oder einer anderen
geeigneten Form zur Verfügung
gestellt werden. In dieser Hinsicht sollte bemerkt werden, dass
es für
viele Fasermaterialien typisch ist, ein gewisses Formgedächtnis zu
haben und die Weise, in welcher die Faser aufgewickelt ist, kann
die Weise berühren,
in welcher die Faser reagiert, wenn sie aus dem Zufuhrwerkzeug austritt,
und selbst während
sie durch das Zufuhrwerkzeug vorgeschoben wird. Demzufolge kann
das Aufwickeln der Faser in einer Weise implementiert werden, die
dafür ausgelegt
ist, Charakteristika bereitzustellen, die für die bestimmte vorliegende
Implantationsaufgabe geeignet sind. Wenn es beispielsweise gewünscht ist, dass
die Faser ein kleines Volumen fest belegen soll, kann die Faser
auf einer Spule kleinen Durchmessers gewunden werden und auf der
Spule in Position erhitzt werden, um eine Memorisierung des mit
der Spule assoziierten kleinen Radius zu verursachen. Man beachte,
dass der kleine Radius in einem Formgedächtnis bewahrt bleiben kann,
selbst falls die Faser nachfolgend auf eine andere Spule umgewickelt werden
muss, um sie in das Zufuhrwerkzeug einzuführen. Es ist natürlich auch
möglich,
die Faser zu sterilisieren, nachdem sie auf die Spule gewickelt worden
ist.
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18A und 18B illustrieren eine Vorrichtung zum
Erzielen von Bewegung einer Faser unter Verwendung eines Paars von
Transportbändern,
die symmetrisch in Eingriff mit dem Filament sind. Hier sind die
Transportbänder 121 und 122 in
Eingriff mit dem Filament 123. Die Bänder werden durch eine oder
mehrere Rollen 124 angetrieben, auf denen sie montiert
sind. Die Faser 123 wird durch eine Eingangsröhre 126 zu
einer Ausgangsröhre 125 geführt, die
vorzugsweise nahe der Stelle lokalisiert ist, an der die Faser aus
dem Bänderpaar
hervortritt, um so ein Zusammenballen zu vermeiden. Der Außendurchmesser
der Ausgangsröhre 124 kann
abgeschliffen sein, um eine enge Nähe zwischen der Ausgangsröhre 125 und
den Transportbändern 121 und 122 zu
gestatten.
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19 illustriert eine Vorrichtung
zum Erzielen der Bewegung einer Faser unter Verwendung eines gezahnten
Antriebsrads, in das die Faser durch ein Tragrad in Eingriff gebracht
wird. Das gezahnte Antriebsrad wird als Position 131 gezeigt
und das Tragrad als Position 132. Ebenfalls werden die
Eingangsröhre 126 und
die Ausgangsrohre 125 gezeigt. Der Außendurchmesser der Ausgangsröhre 125 kann
abgeschliffen sein, um eine dichte Nähe zwischen der Ausgangsröhre 125 und
den Antriebsrädern 131 und 132 zu
gestatten.
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20 illustriert eine Vorrichtung ähnlich der von 19, die ein gezahntes Antriebsrad
verwendet, mit dem die Faser durch ein Tragrad in Eingriff gebracht
wird, bei dem aber die Faser auch durch eine Führung mit einer gekurvten Oberfläche, die
allgemein dem Radius des Antriebsrads entspricht, mit dem Antriebsrad
in Eingriff gebracht wird. Hier wird die Führung als Position 141 gezeigt
und ersetzt die Eingangsröhre 126.
Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass sie die Länge der
Faser 123 vergrößert, die
in Eingriff mit dem Antriebsrad 131 ist und daher eine
bessere Traktion durch das Antriebsrad 131 sicherstellt.
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Die 21A und 21B illustrieren eine Vorrichtung ähnlich der
von 19, und verwenden
ein gezahntes Antriebsrad 131, mit dem die Faser durch ein
Tragrad 132 in Eingriff gebracht wird, wo aber das Tragrad 132 weich
ist.
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22 illustriert eine Vorrichtung
zum Erzielen der Bewegung einer Faser unter Verwendung eines gezahnten
Antriebsrads, mit dem die Faser mittels einer tubulären Führung in
Eingriff gebracht ist. In dieser Figur arbeitet das Antriebsrad 131 durch
einen in der röhrenförmigen Führung 161 ausgebildeten Schlitz.
Diese Vorrichtung hat den Vorteil, dass sie eine komplette Zusammenführung der
Eingangs- und Ausgangsröhren
erzielt.
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Die 23A und 23B illustrieren eine Vorrichtung zum
Erzielen der Bewegung einer Faser unter Verwendung eines Antriebsrads,
mit dem die Faser mittels eines Folgerriemens in Eingriff gebracht ist.
In dieser Figur ist das Antriebsrad 171 gezeigt, wie es
die Faser 123 gegen Riemen 173 in Eingriff bringt,
der um die Rollen 172 herum angeordnet ist. Die Faser tritt
durch die Ausgangsröhre 125 aus.
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24A bis 24E illustrieren eine Ausführungsform
zum Erzielen der Bewegung einer Faser unter Verwendung eines Paars
von axial hin und her gehenden röhrenförmigen Elementen,
in denen die Faser angeordnet ist, in Verbindung mit einem periodisch
klammernden Finger. In diesen Figuren arbeiten die röhrenförmigen Elemente 181 und 182 innerhalb
der Hülle 185.
Das röhrenförmige Element 181 wird
dazu veranlasst, sich in der Hülle 185 zu
bewegen, wobei es die Faser 123 während der Zufuhrphase mitnimmt.
Der Finger 186 ist federgespannt, um die Spitze 187 des
Fingers zu veranlassen, gegen die Faser 123 im Tunnel 189 des röhrenförmigen Elements 181 zu
drücken.
Während
der Rücksetzphase wird
die Faser 123 durch Finger 186 an einer rückwärts gerichteten
Bewegung gehindert. In 24A ist
das röhrenförmige Element 181 vollständig vorgeschoben,
nachdem es gerade einen Hub abgeschlossen hat. In 24B ist die Spitze 187 des Fingers 186 veranlasst
worden, sich von der Faser 123 im Kanal 189 zu
entfernen, aufgrund der Wirkung des Kurvenschiebers 188.
Das Lösen
des Fingers 186 von der Faser gestattet es dem röhrenförmigen Element 181,
axial in der Hülle 185 nach
links zu gleiten, ohne jegliche Bewegung der Faser in eine linkswärtige Richtung
zu verursachen. Die aus dem röhrenförmigen Element 181 und
dem Finger 186 mit seiner Kurve 188 bestehende
Baugruppe ist daher in 24C voll
zurückgezogen
gezeigt. In 24D ist die
Kurve 188 nach rechts geschoben worden, was dem Finger 186 gestattet,
in Eingriff mit der Faser 123 an der Spitze 187 des
Fingers zu kommen. Der so in Eingriff gekommene Finger wird in 24D gezeigt. An diesem Punkt
können
dann das röhrenförmige Element
und die Fingerbaugruppe nach rechts vorrücken, wie in 24A gezeigt. Um die Form der Faser 123 zu
bewahren, befindet sich zwischen Enden der röhrenförmigen Elemente 181 und 182 eine Feder 183 innerhalb
der Hülle 185.
Diese Federn umgeben die Faser und tendieren dazu, jegliches Biegen
der Faser zu vermindern, welche die Übertragung von Kraft längs ihrer
Länge verhindern
würde. 24E zeigt die Baugruppe
der 24A bis 24D um 90° gedreht. Es kann jedoch gesehen
werden, dass der Kurvenschieber 188 eine Umkehrkraft an der
Nase 188a aufnehmen kann. Ein Schlitz 188b ist in
einem Teil der Kurve ausgebildet, durch welchen Pfosten 181a und 181b vorragen,
die starr mit dem röhrenförmigen Element 181 gekoppelt
sind. Demgemäss
wird, wenn die Kurve nach rechts geschoben wird und wenn der Pfosten 181a am
linken Ende von Schlitz 188b auftrifft, die an der Nase 188a bereitgestellte
Kraft das röhrenförmige Element 181 veranlassen,
sich nach rechts zu bewegen. Wenn der Pfosten 181b den
rechtesten Teil des Schlitzes 188b berührt, wird das röhrenförmige Element 181 nach links
bewegt. Diese Anordnung gestattet es derselben umkehrenden Kraft
an Nase 188a, sowohl die Kurve 188 als auch das
röhrenförmige Element 181 zu
betätigen.
Wie in gewissen anderen Ausführungsformen
gezeigt, kann es notwendig oder wünschenswert sein, eine geeignete
Anordnung zum Anlegen eines kleinen Widerstands gegenüber der
linkswärtigen
Bewegung der Faser bereitzustellen, wenn das röhrenförmige Element 123 aus
der voll vorgeschobenen Position zurückgezogen wird.
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Die 25A bis 25E illustrieren eine Ausführungsform ähnlich zu
der von 24A bis 24E, in der jedoch die Schraubenfeder
der letzteren Figuren durch komplementärpassende Erweiterungen der röhrenförmigen Elemente
verdrängt
sind. In diesem Fall beinhaltet das röhrenförmige Element 181 die
Erweiterung 191, und das röhrenförmige Element 182 beinhaltet
die Erweiterung 192. Die Hübe zum Vorschieben der Faser
im Falle von 25A bis 25D entsprechen den zuvor
in Verbindung mit den 24A bis 24D beschriebenen Hüben. Ähnlich korrespondiert 25E mit 24E. Es kann in 25C gesehen werden, dass, wenn die röhrenförmigen Elemente 181 und 182 getrennt
sind, einige Führung
für die
Faser 122 ist durch die Erweiterungen 191 und 192 der
röhrenförmigen Elemente 181 bzw. 182 bereitgestellt
wird. Obwohl nur ein einzelnes Paar 191 und 192 von
Erweiterungen gezeigt ist, liegt es im Schutzumfang der vorliegenden
Erfindung, eine Mehrzahl von Erweiterungen für jedes der röhrenförmigen Elemente 181 und 182 in
solch einer Weise bereitzustellen, dass die Erweiterungen einander
treffen, wenn die röhrenförmigen Elemente 181 und 182 voll
vorgeschoben sind, um den Effekt einer einzelnen Röhre zu erzielen
und wenn die röhrenförmigen Elemente
getrennt sind, ist eine Mehrzahl von Erweiterungen um das Ende des
röhrenförmigen Elements
vorhanden, um der Faser Halt zu geben.
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Die 26A und 26B illustrieren eine Ausführungsform
zum Erzielen einer Bewegung einer Faser unter Verwendung eines Paars
von Armen, die dazu veranlasst werden, axial hin und her zu gehen, während sie
abwechselnd an gegenüberliegenden Enden
jedes Hubs geöffnet
und geschlossen werden. In dieser Figur werden die Arme 201 und 202 gezeigt, die
Spitzen 203 bzw. 204 zum Greifen der Faser 123 enthalten.
Die Kurvenanordnung 205 wird so angeordnet, dass sie sukzessive
das Öffnen
und Schließen
der Arme 201 und 202 und damit der Spitzen 204 und 203 bewirkt.
Die Kurvenanordnung 205 ist auch dafür ausgelegt, eine umkehrende
Bewegung der Armbaugruppe in Links-Rechts-Richtung zu verursachen,
d. h. in Richtung der Länge
der Faser 123. Weiterhin ist die Kurvenanordnung 205 so
konfiguriert, dass ein Betriebszyklus die Spitzen 203 und 204 dazu
veranlasst, die Faser 123 zu greifen, wenn die Armanordnung
in ihrer linkesten Position ist und das Greifen der Faser zu erhalten,
bis die Armanordnung ihre rechteste Position erreicht hat. In dieser
Position wird die Armanordnung veranlasst, sich zu öffnen, woraufhin
der Griff der Spitzen 204 und 203 an der Faser 123 freigegeben
wird. In den 26A und 26B kann die Spule 207 aus
die Faser bildendem Material wie auch die Ausgangsröhre, durch
welche die Faser 123 läuft,
nachdem sie von den Spitzen 204 und 203 ausgegangen
ist, gesehen werden. In der Ausgangsröhre 207 liegt ein
Kanal, in den die Klinke 206 vorragt. Die Klinke ist in
solcher Weise gewinkelt, dass sie der Vorwärtsbewegung der Faser wenig
Widerstand entgegensetzt, jedoch der Rückwärtsbewegung der Faser beachtlichen
Widerstand entgegensetzt (Vorwärtsbewegung
ist nach rechts). Falls gewünscht
wird, die Faser 123 zurückzuziehen,
können die
Arme 201 und 202 geöffnet werden und die Spule 207 kann
angetrieben werden, um ein Wiederaufwickeln zu bewirken, in welchem
Fall die Klinke 206 auch optional außer Eingriff von der Faser
kommen kann. Alternativ kann die Spule 207 durch eine Kupplungsanordnung
revers betrieben werden und der die zwei Arme bildende Vorschubmechanismus
kann rückwärts laufen.
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Im
Falle der oben beschriebenen Faservorschubmaschinen ist es möglich, eine
Anzahl von Parametern, einschließlich der Zahl der Umdrehungen der
Faserspule oder (direkt) der Länge
der abgewickelten Faser, wie auch der Anzahl von Umkehr- oder Antriebsbewegungen,
die mit Versuchen verbunden sind, die Faser zu bewegen, zu überwachen.
Die Antriebsbewegungen können
mit tatsächlicher
Faserbewegung abgeglichen werden, um festzustellen, ob Schlupf stattfindet.
Falls festgestellt wird, dass Schlupf vorliegt, kann ein Alarmzustand
eingenommen werden, um eine geeignete korrektive Maßnahme zu
gestatten.
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Die 27A bis 30D illustrieren Ausführungsformen der Erfindung,
bei denen ein Bereich nahe einer Spitze einer Kanüle, welche
eine Faser transportiert, mit einer Anordnung zum Schneiden der
Fasern versehen ist, die ein konzentrisch angeordnetes Element und
ein Fenster in beiden Elementen verwendet, durch welches die Faser
platziert und durchtrennt wird.
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Die 27A und 27B illustrieren eine Ausführungsform,
bei der das äußere Element
in Bezug auf das innere Element proximal gezogen wird, um Schneiden
zu erzielen. In 27A ist
das innere Element 212 in Bezug auf das äußere Element 213 gezeigt.
Die Faser 211 wird im Lumen des inneren Elements 212 transportiert
und tritt aus Fenster 214 aus. In 27B wird das äußere Element 213 proximal
in Bezug auf das innere Element 212 gezogen, so dass sich
eine Scherenaktion aus dem Durchgang von Kante 214 auf
dem äußeren Element 213 an
der Kante 215 des inneren Elements 212 ergibt.
Das Ergebnis ist das Durchschneiden der Faser 211 am Schnittpunkt
der Kanten 214 und 215. Die relative Bewegung
des inneren und äußeren Elements 213 veranlasst
das Fenster 216 im äußeren Element
dazu, die Koinzidenz mit dem Fenster 214 des inneren Elements
aufzugeben. Es sollte angemerkt werden, dass das Design der Kanten 214 und 215 in
einer Vielzahl von Weisen implementiert werden kann. In den 27A und 27B ist 214 angeschrägt und 215 gerade.
Alternativ kann 215 angeschrägt und 214 gerade
sein. Tatsächlich
kann eine erfolgreiche Scherentätigkeit
erzielt werden, wenn beide Fenster 214 und 215 gerade
sind, insbesondere falls die Fenster 214 und 216 in
solcher Weise ausgelegt sind, dass der Schnittpunkt der Kanten 214 und 215 sich
etwas helikal bewegt, während
das äußere Element 213 proximal
bewegt wird.
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Die 28A und 28B illustrieren eine Ausführungsform,
bei der das äußere Element
distal in Bezug auf das innere Element geschoben wird, um ein Schneiden
zu erzielen. In dieser Figur ist das Design ähnlich zu den in 27A und 27B gezeigten. Hier verursacht das Drücken des äußeren Elements 221 distal
den Durchgang der angeschrägten
Kante 222 des äußeren Elements 221 an
der geraden Kante 223 des inneren Elements 212 und
das konsequente Schneiden der Faser 211. Gleichermaßen kann
die Kante 223 geneigt und 222 kann gerade sein,
oder beide können
geneigt sein oder keine kann geneigt sein.
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Die 29A bis 29C illustrieren eine Ausführungsform,
bei der die inneren und äußeren Elemente
in Bezug aufeinander gedreht werden, um ein Schneiden zu erzielen.
Dem äußeren Element 231 wird
gestattet, um das innere Element 212 zu rotieren, um ein
Schneiden der Faser 211, die aus dem Fenster 232 austritt,
zu verursachen. Der Effekt der Rotation kann im an BB genommenen
und in den 29B und 29C gezeigten Querschnitt
gesehen werden. Der Effekt der Rotation besteht darin, die Kante 233 des äußeren Elements 231 zu
veranlassen, die Faser 211 gegen die Kante 234 des
inneren Elements 212 zu schneiden.
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Die 30A bis 30D illustrieren die Weise, in der eine
Spitze, die eine Schneidanordnung einer der oben beschriebenen Arten
aufweist, in Verbindung mit einem geeigneten Fenster verwendet werden kann,
um das Aufbauen von unerwünschtem
Druck am distalen Ende der Faser auf Gewebe der Person, an der die
Erfindung angewendet werden kann, zu vermeiden. In den 30A bis 30D wird eine Schubschneideranordnung
gezeigt, die ähnlich
zu der in Verbindung mit in den 28A und 28B gezeigten und diskutierten
ist. Es gibt daher ein äußeres Element 221 mit
einer Schräge 222 und
ein inneres Element 212. Ein Fenster 243 wird
im inneren Element vorgesehen, um das Austreten einer Schlaufe von Faser 211 zu
gestatten. Das Ende der Faser kann in geeigneter Weise im Bereich 242 nahe
der Spitze 241 des inneren Elements 212 eingefangen
werden. Unter Verwendung einer Faservorschubmaschine gemäß einer
geeigneten Ausführungsform,
wie etwa oben beschrieben, kann die Faser veranlasst werden, das
Ausgangsfenster 243 zu verlassen, während das Ende der Faser nahe
der Spitze 241 in Eingriff gehalten wird. Der Vorteil des
Verfolgens einer solchen Prozedur besteht darin, dass die Schlaufe von
Fasermaterial weniger Druck auf Gewebe ausüben wird, als ein freies Ende
es würde;
auf diese Weise wird das Risiko von Läsionen von umgebendem Gewebe
vermindert. Während
des Vorschieben der Faser im Gewebe wird das Ende der Faser letztendlich
den Spitzenbereich 242 verlassen; jedoch sind an diesem
Punkt aufgrund der Anwesenheit eines maßgeblichen Anteils an Faserlänge, die
bereits vorliegt, die mit der Bewegung am Ende der Faser verbundenen
Kräfte
dramatisch reduziert. Nachdem eine gewünschte Menge an Faser implantiert
worden ist, wird das äußere Element 221 verwendet,
um ein Schneiden der Faser 211 zu verursachen. Das Schneiden
wird daher durch distales Bewegen des äußeren Elements 221 initiiert,
wie in 30C gezeigt.
In 30D ist die Faser 211 geschnitten
worden, und es ist ersichtlich, dass durch weiteres Vorschieben
der Faser das Ende wieder in der Spitzenregion 242 in Eingriff
kommen wird, so dass, falls erwünscht,
das Fenster 243 wieder durch Zurückziehen des äußeren Elements 221 geöffnet werden kann
und der Prozess aufs Neue begonnen werden kann.
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Es
wird erkannt werden, dass die Größe des Austrittsfensters 243 so
ausgewählt
werden kann, dass sie die besondere Natur der gewünschten
Implantation und der verwendeten Faser berücksichtigt. Beispielsweise
wird, falls gewünscht
wird, dass das Material in einem sehr kleinen Bereich konzentriert wird
oder falls die Faser sehr flexibel ist, ein kleineres Austrittsfenster
angemessen sein, während,
falls ein größerer Bereich
behandelt werden soll oder eine steifere Faser verwendet wird, ein
größeres Austrittsfenster
angezeigt sein wird.
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Im
allgemeinen kann, wenn ein Führungsdraht
in Verbindung mit einer zur Faserimplantation hierein verwendeten
Kanüle
benutzt wird, der Führungsdraht
in einem getrennten Lumen der Kanüle eingesetzt werden. Alternativ
liegt es im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, ein gemeinsames Lumen
sowohl für
den Führungsdraht
als auch für
die Faser einzusetzen.
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Die 31A und 31B und 32A und 32B illustrieren eine mögliche Konfiguration
für den
Fall einer Ausführungsform ähnlich zu
derjenigen von 26A und 26B. Bei dieser Konfiguration
kann eine Kanüle zum
Einführen
der Faser an Einbauteil 251 angebracht sein und es wird
auch ein Handgriff 253 zum Betätigen eines Schneiders vorgesehen.
Eine Kabelbaugruppe 254 ist abnehmbar am Körper von 255 angebracht,
um dem Werkzeug Rotationsenergie zuzuführen. Der Knopf 252 ist
mit einer intern lokalisierten Spule von Faser gekoppelt.