DE60320507T2

DE60320507T2 - System zur Aspiration von Knochenmark

Info

Publication number: DE60320507T2
Application number: DE60320507T
Authority: DE
Inventors: Richard C. Pellegrino; John C. Voellmicke
Original assignee: DePuy Spine LLC
Current assignee: DePuy Spine LLC
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2009-06-25
Anticipated expiration: 2023-10-23
Also published as: AU2003255187A1; EP1419739B1; ATE392854T1; CA2449827A1; JP2004167250A; EP1419739A1; DE60320507D1; AU2003255187B2; US20040097828A1; US20050288605A1; US6981948B2

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Vorrichtungen und Methoden zur Vorbereitung eines Substrats und insbesondere Vorrichtungen und Methoden für die Aspiration von Knochenmark zur Vorbereitung von implantierbaren Knochentransplantaten.
Knochentransplantate werden häufig zur Behandlung von Knochenbrüchen und von verletzungs- oder infektionsbedingten Knochenzwischenräumen, bei Revisionsoperationen an Gelenken und in der oralen/maxillofazialen Chirurgie angewendet. Das Knochentransplantat bildet dabei ein Gerüst für die Regeneration und Heilung des Wirtsknochens. Nach der Implantation wachsen die Knochenzellen in die poröse Mikrostruktur des Knochentransplantats ein und durchdringen sie; sie bilden so einen Träger für das Wachstum von neuem Gewebe, Blutzellen und Weichgewebe, die die frakturierten Knochenteile miteinander verbinden.
Knochentransplantate können aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden, unter anderem aus Knochenmaterial, das vom Patienten selbst gewonnen wird. Die zur Knochenentnahme verwendeten Methoden können jedoch mit beträchtlichen Kosten und hoher Morbidität einhergehen; u. a. kann es zu Narbenbildung, Blutverlust, Schmerzen, verlängerten Operations- und Rehabilitationszeiten sowie zu Infektionsrisiko kommen. Unter bestimmten klinischen Bedingungen kann das Volumen der Transplantationsstelle zudem größer als die verfügbare Menge autologen Knochenmaterials sein. Daher wurden alternative Transplantatmaterialien entwickelt, um Morbidität und Kosten bei Knochentransplantationen zu senken. Diese Alternativen schließen verschiedene purifizierte oder synthetische Materialien wie keramische Stoffe, Biopolymere, aufbereiteten allogenen Knochen sowie Matrices auf Kollagenbasis ein. Diese Materialien werden in der Regel als Träger für die Knochenmarkzellen verwendet und müssen daher vor der Implantation vorbereitet werden.
Die derzeit verwendeten Verfahren umfassen normalerweise einen zweistufigen Prozess, bei dem zuerst Knochenmark aus dem Körper des Patienten mit mehreren Spritzen entnommen und anschließend das Knochentransplantat vorbereitet wird. Das Knochentransplantat kann vorbereitet werden, indem man das aspirierte Knochenmark ein- oder mehrmals spült, um die darin enthaltenen Stammzellen zu sammeln und im Knochentransplantat zu konzentrieren. Dieses Verfahren kann sehr effektiv, aber auch zeitaufwändig sein; die Aspiration dauert durchschnittlich 20 Minuten, und für die Vorbereitung des Knochentransplantats sind weitere 20 Minuten erforderlich.
US-4366822 beschreibt eine Vorrichtung zur Behandlung von Knochenmark; die Vorrichtung umfasst eine Nadel, durch die das Knochenmark extrahiert werden kann, eine Filtrationskammer, die ein Filterelement zur Behandlung des Knochenmarks enthält, und einen Aspirateur, in dem das gefilterte Knochenmark gesammelt werden kann. Die zweiteilige Form von Anspruch 1 basiert auf dieser Schrift.
Die vorliegende Erfindung sieht Knochenmarkaspirations-Vorrichtungen zur Vorbereitung eines Substrats durch die direkte Extraktion von Flüssigkeiten aus dem Körper des Patienten durch ein implantierbares Substrat vor. Die Vorrichtung schließt allgemein ein längliches Penetrationselement, eine auf die Aufnahme eines Substrats ausgelegte Kammer und einen Flüssigkeitsextraktionsmechanismus ein, der bewirkt, dass Flüssigkeit durch das längliche Penetrationselement in die Kammer und durch das Substrat gezogen wird. Die Vorrichtung ist besonders vorteilhaft, da sie die Entnahme von Flüssigkeiten aus dem Körper eines Patienten und die Vorbereitung eines Substrats in einem einzigen Prozess ermöglicht und somit eine effizientere Methode und Vorrichtung zur Vorbereitung eines Substrats bereitstellt.
Die Erfindung sieht demgemäß eine Knochenmarkaspirations-Vorrichtung vor, umfassend:
ein längliches Penetrationselement mit einem proximalen Ende, einem distalen Ende und einem sich dazwischen erstreckenden inneren Lumen;
eine Kammer, die mit dem proximalen Ende des länglichen Penetrationselements in Verbindung steht; und
einen Flüssigkeitsextraktionsmechanismus, der mit der Kammer in Verbindung steht, wobei der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus bewirkt, dass Knochenmarkflüssigkeit durch das längliche Penetrationselement in die Kammer gezogen wird;
wobei die Kammer so ausgelegt ist, dass sie ein Substrat entfernbar aufnimmt und ein implantierbares Substrat enthält, um dieses mit Knochenmark in Kontakt zu bringen, welches mittels des Flüssigkeitsextraktionsmechanismus durch das Penetrationselement extrahiert wird; das Substrat kann in den Körper eines Patienten implantiert werden, nachdem es mit dem extrahierten Knochenmark in Kontakt gebracht worden ist, welches durch das implantierbare Substrat fließt, um dieses auf die Implantation in den Körper des Patienten vorzubereiten.
In einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Kammer um ein längliches, zylindrisches Kolbenrohr und bei dem Flüssigkeitsextraktionsmechanismus um einen in dem Kolbenrohr angeordneten Kolben mit einem Griff, der darauf ausgelegt ist, den Kolben in proximaler Richtung zu bewegen, um Flüssigkeit durch die Vorrichtung zu extrahieren. Die Kammer ist vorzugsweise so ausgelegt, dass sie ein Substrat proximal zu einer im distalen Ende der Kammer ausgebildeten Einlassöffnung aufnimmt. In einem anderen Ausführungsbeispiel schließt die Vorrichtung ein Regelelement ein, das mit dem Flüssigkeitsextraktionsmechanismus verbunden und geeignet ist, die durch den Flüssigkeitsextraktionsmechanismus extrahierte Flüssigkeitsmenge zu regeln. Das Regelelement ist vorzugsweise geeignet, die Geschwindigkeit zu regeln, mit der die Flüssigkeit durch den Flüssigkeitsextraktionsmechanismus extrahiert wird. Bei dem Regelelement kann es sich beispielsweise um einen Auslösemechanismus handeln, der geeignet ist, den Flüssigkeitsextraktionsmechanismus zu betätigen, um eine bestimmte Menge Flüssigkeit zu extrahieren.
In einem anderen Ausführungsbeispiel schließt die Vorrichtung einen Flüssigkeitsaufnahmebehälter ein, der mit der Kammer in Verbindung steht. Der Flüssigkeitsaufnahmebehälter ist auf die Ausnahme von Flüssigkeit ausgelegt, die durch die Kammer und durch das in der Kammer angeordnete Substrat geleitet wird. Das Substrat ist vorzugsweise an einer Einlassöffnung des Flüssigkeitsaufnahmebehälters angeordnet und der Flüssigkeitsaufnahmebehälter ist vorzugsweise entfernbar mit der Kammer verbunden. Die Vorrichtung kann wahlweise ein Einwegventil einschließen, das zwischen der Kammer und dem Flüssigkeitsaufnahmebehälter angeordnet ist und die Flüssigkeit nur in einer Richtung, nämlich von der Kammer zum Flüssigkeitsaufnahmebehälter, fließen lässt. Das Einwegventil kann am proximalen Ende der Kammer angeordnet sein, so dass die Flüssigkeit von der Kammer durch das Einwegventil, dann durch ein Substrat und schließlich in den Flüssigkeitsaufnahmebehälter fließen kann.
Bei anderen Aspekten der Erfindung schließt die Vorrichtung eine Leitungsröhre ein, die sich zwischen dem proximalen Ende des länglichen Penetrationselements und der Einlassöffnung der Kammer erstreckt, so dass Flüssigkeit von dem länglichen Penetrationselement durch die Leitungsröhre in die Kammer fließen kann.
Die Leitungsröhre kann entfernbar am proximalen Ende des länglichen Penetrationselements und an der Einlassöffnung in der Kammer angebracht sein. Die Vorrichtung kann auch eine zweite Leitungsröhre einschließen, die sich von der Auslassöffnung der Kammer zu einer Einlassöffnung im Flüssigkeitsaufnahmebehälter erstreckt, so dass Flüssigkeit von der Kammer zum Behälter fließen kann, und eine dritte Leitungsröhre, die sich von der Auslassöffnung des Flüssigkeitsaufnahmebehälters zum Flüssigkeitsextraktionsmechanismus erstreckt.
Die Vorrichtung der Erfindung kann im Rahmen einer Methode zur Vorbereitung eines Substrats eingesetzt werden, umfassend:
die Bereitstellung einer Knochenmarkaspirations-Vorrichtung mit
einem länglichen Penetrationselement mit einem proximalen Ende, einem zur Penetration von Knochen angepassten distalen Ende und einem sich dazwischen erstreckenden inneren Lumen,
einer Kammer, die in Flüssigkeitsverbindung mit dem proximalen Ende des länglichen Penetrationselements steht,
einem in der Kammer angeordneten Substrat und
einem Flüssigkeitsextraktionsmechanismus, der bewirkt, dass Flüssigkeit durch das längliche Penetrationselement in die Kammer und durch das Substrat gezogen wird;
die Einführung des distalen Endes des länglichen Penetrationselements in den Körper eines Patienten;
die Betätigung des Flüssigkeitsextraktionsmechanismus, so dass Flüssigkeit aus dem Körper des Patienten durch das längliche Penetrationselement in die Kammer und durch das Substrat gezogen wird, wodurch Zellen eines biologischen Materials im Substrat konzentriert werden.
Vorzugsweise wird das längliche Penetrationselement in den Knochen eines Patienten eingeführt, und bei der extrahierten Flüssigkeit handelt es sich vorzugsweise um Knochenmark.
Das Substrat ist vorzugsweise in einem Behälter angeordnet, der entfernbar in der Kammer angeordnet ist.
Die Methode schließt vorzugsweise die Bereitstellung des in dem Behälter enthaltenen Substrats ein, wobei es sich bei dem Substrat um allogenen Knochen, autologen Knochen, synthetische Materialien, purifizierte Materialien oder Kombinationen derselben handeln kann.
Die Kammer umfasst vorzugsweise ein längliches, zylindrisches Kolbenrohr mit einem distalen Ende, das entfernbar mit dem proximalen Ende des länglichen Penetrationselements verbunden ist, und der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus umfasst einen in dem Kolbenrohr angeordneten Kolben mit einem Griff, der darauf ausgelegt ist, den Kolben in proximaler Richtung zu bewegen, um Flüssigkeit durch die Vorrichtung zu extrahieren.
Die vorliegende Erfindung kann auch im Rahmen von Methoden zur Vorbereitung eines Substrats verwendet werden. Die Methode schließt als einen ihrer Schritte allgemein die Bereitstellung einer Knochenmarkaspirations-Vorrichtung ein, mit einem länglichen Penetrationselement mit einem proximalen Ende, einem zur Penetration von Knochen angepassten distalen Ende und einem sich dazwischen erstreckenden inneren Lumen. Eine Kammer steht in Flüssigkeitsverbindung mit dem proximalen Ende des länglichen Penetrationselements, und in der Kammer ist ein Substrat angeordnet. Das Penetrationselement schließt auch einen Flüssigkeitsextraktionsmechanismus ein, der bewirkt, dass Flüssigkeit durch das längliche Penetrationselement in die Kammer und durch das Substrat gezogen wird. Weitere Schritte der Methode sind die Einführung des distalen Endes des länglichen Penetrationselements in den Körper eines Patienten und die Betätigung des Flüssigkeitsextraktionsmechanismus, um Flüssigkeit aus dem Körper des Patienten durch das längliche Penetrationselement in die Kammer und durch das Substrat zu ziehen, wodurch Zellen eines biologischen Materials in dem Substrat konzentriert werden.
Das System gemäß der vorliegenden Erfindung kann für eine Vielzahl von Substraten und Flüssigkeiten verwendet werden, und der Begriff „Substrat", wie er hier verwendet wird, schließt sowohl implantierbare als auch nicht implantierbare Substrate ein, die allein oder in Verbindung mit anderen Substraten verwendet werden. Als den Schutzbereich nicht einschränkende Beispiele geeigneter implantierbarer Substrate werden Knochentransplantate, Fusions-Cages, keramische Knochenersatzwerkstoffe, Weichgewebetransplantate, z. B. Haut, Sehnen und Bänder, angegeben; und den Schutzbereich nicht einschränkende Beispiele geeigneter nicht-implantierbarer Substrate sind Filter zur Ausfilterung partikulärer Substanzen aus einer Flüssigkeit. In einem Ausführungsbeispiel wird die vorliegende Erfindung dazu verwendet, ein implantierbares Substrat vorzubereiten, indem dieses mit einer Flüssigkeit durchströmt wird, wobei wahlweise ein oder mehrere Filter in Verbindung mit dem implantierbaren Substrat verwendet werden. Der (die) Filter kann (können) stromaufwärts und/oder stromabwärts von dem implantierbaren Substrat positioniert werden und können so ausgelegt sein, dass sie partikuläre Elemente aus einer Flüssigkeit ausfiltern, z. B. rote Blutkörperchen aus Plasma. Alternativ, oder zusätzlich, kann der Filter einen biologischen Wirkstoff oder eine Flüssigkeit zur Behandlung der durch ihn hindurchgeleiteten Flüssigkeit enthalten. Geeignete Flüssigkeiten zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise Flüssigkeiten mit regenerativen Eigenschaften wie Knochenmark, Blut, Thrombozytenkonzentrat, Plazenta, Synovialflüssigkeit und Amnionflüssigkeit sowie Suspensionen, die Stammzellen, Wachstumsfaktoren und Proteine enthalten.
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die folgenden beiliegenden Zeichnungen beschrieben:
1 ist eine schematische Darstellung, die ein Ausführungsbeispiel einer Knochenmarkaspirations-Vorrichtung mit einem länglichen Penetrationselement, einer Kammer, einem Flüssigkeitsaufnahmebehälter und einem Flüssigkeitsextraktionsmechanismus veranschaulicht.
2 ist eine schematische Darstellung, die ein anderes Ausführungsbeispiel einer Knochenmarkaspirations-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, bei dem die Kammer, der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus und der Flüssigkeitsaufnahmebehälter in einem Gehäuse untergebracht sind;
3 ist eine schematische Darstellung, die ein anderes Ausführungsbeispiel einer Knochenmarkaspirations-Vorrichtung mit einer Kammer, einem sich vom distalen Ende der Kammer erstreckenden länglichen Penetrationselement und einem innerhalb der Kammer angeordneten Flüssigkeitsextraktionsmechanismus veranschaulicht; und
4 ist eine schematische Darstellung, die ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Knochenmarkaspirations-Vorrichtung veranschaulicht, bei dem ein Substrat innerhalb eines Griffs eines länglichen Penetrationselements angeordnet ist.
Im Folgenden wird auf die Figuren Bezug genommen. 1 zeigt eine Knochenmarkaspirations-Vorrichtung 80 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die dargestellte Vorrichtung 80 umfasst eine Kammer 82, die so angepasst ist, dass sie mindestens ein Substrat 84 aufnehmen kann, ein Penetrationselement 110, das an einen in der Kammer 82 ausgebildeten Einlass 90 angeschlossen ist, und einen Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 114, der an einen in der Kammer 82 ausgebildeten Auslass 92 angeschlossen ist. Die Vorrichtung 80 kann wahlweise auch einen Flüssigkeitsaufnahmebehälter 88 umfassen, der zwischen dem Auslass 92 der Kammer 82 und dem Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 114 angeordnet ist. Im Gebrauch bewirkt der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 114, dass Flüssigkeit aus einer externen Flüssigkeitsquelle wie dem Körper eines Patienten in das Penetrationselement 110 und durch die Kammer 82 und das in der Kammer 82 angeordnete Substrat 84 gezogen wird. Die Flüssigkeit kann dann im Flüssigkeitsaufnahmebehälter 88 gesammelt werden.
Die Kammer 82 kann verschiedene Formen und Größen haben, sollte jedoch so angepasst sein, dass sie ein Substrat 84 aufnehmen kann und dass Flüssigkeit durch sie hindurchfließen kann. Wie in 1 gezeigt, hat die Kammer 82 eine allgemein zylindrische Form und schließt ein erstes Ende 106 mit einem Einlass 90, ein zweites Ende 108 mit einem Auslass 92 und ein sich dazwischen erstreckendes hohles Innere 91 ein, das so angepasst ist, dass es ein Substrat 84 aufnimmt und enthält. Der Einlass 90 und der Auslass 92 der Kammer 82 können jeweils jede beliebige Form und Größe haben und können, ohne Einschränkung des Schutzbereichs, beispielsweise in Form einer Öffnung oder eines Ventils ausgeführt sein. Der Einlass 90 und der Auslass 92 sind bevorzugt in Form eines Einwegventils ausgeführt, das die Fließrichtung der Flüssigkeit durch das Ventil regelt. Noch bevorzugter ermöglicht der Einlass 90 das Fließen von Flüssigkeit in die Kammer 82, und Auslass 92 ermöglicht das Fließen von Flüssigkeit aus der Kammer 82.
Die Kammer 82 kann wahlweise einen darin angeordneten Korb (nicht dargestellt) oder eine ähnliche Anordnung zur Aufnahme des Substrats 84 umfassen. Der Korb oder ein Teil des Korbs kann fest oder entfernbar in der Kammer 82 angeordnet oder integral mit der Kammer 82 ausgebildet sein. Der Korb oder zumindest ein Teil des Korbs ist durchlässig für Flüssigkeit, so dass Flüssigkeit durch ein im Korb angeordnetes Substrat fließen kann. Der Korb kann, ohne Einschränkung des Schutzbereichs, beispielsweise ein erstes und ein zweites poröses Element, z. B. Siebe, enthalten, die zueinander beabstandet sind und dazwischen ein Substrat 84 enthalten. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Kammer 82 eine darin ausgebildete seitliche Öffnung, einen Schlitz oder eine Tür umfassen, durch die/den das Substrat 84 oder der Korb mit einem Substrat gleitend aufgenommen werden kann. Beispiele für geeignete Kammern 82 und Körbe zur Verwendung mit der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind in EP-A-1396241 beschrieben.
Der Einlass 90 in der Kammer 82 ist, vorzugsweise über eine erste Leitungsröhre 100, mit dem Penetrationselement 110 verbunden und bewirkt, das Flüssigkeit vom Penetrationselement 110 in die Kammer 82 fließen kann. Das Penetrationselement 110 kann verschiedene Konfigurationen aufweisen und ist so angepasst, dass es in Gewebe und/oder Knochen eingeführt werden kann, um Flüssigkeit aus diesem zu extrahieren. Wie in 1 dargestellt, schließt das Penetrationselement 110 einen Griff 112 und ein längliches, gewebeperforierendes Element 86, z. B. eine Nadel, ein. Geeignete Beispiele für ein längliches Penetrationselement 110 sind in EP-A-1393684 beschrieben.
Der Auslass 92 der Kammer 82 ist, vorzugsweise über einen Flüssigkeitsaufnahmebehälter 88, mit einem Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 114 verbunden. Eine zweite Leitungsröhre 108 kann sich vom Auslass 92 der Kammer 82 zu einem im Flüssigkeitsaufnahmebehälter 88 ausgebildeten Einlass 94 erstrecken, und eine dritte Leitungsröhre 104 kann sich von einem Auslass 96 im Flüssigkeitsaufnahmebehälter 88 zum Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 114 erstrecken. Der Flüssigkeitsaufnahmebehälter 88 kann praktisch jede Form und Größe haben, sollte jedoch geeignet sein, eine bestimmte Menge aus dem Körper des Patienten extrahierte Flüssigkeit aufzunehmen. Der Behälter 88 sollte zudem luftdicht sein, so dass Flüssigkeit aus einer externen Flüssigkeitsquelle in das Penetrationselement 110, durch die Kammer 82 und in den Flüssigkeitsaufnahmebehälter 88 gezogen werden kann. Wie in 1 gezeigt, schließt der Behälter 88 einen Einlass 94 ein, der über die Leitungsröhre 108 mit der Kammer 82 verbunden ist, und einen Auslass 96, der über die Leitungsröhre 104 mit einem Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 114 verbunden ist. Der Einlass 94 und der Auslass 96 können jede beliebige Konfiguration aufweisen und können an jeder beliebigen Stelle im Behälter 88 ausgebildet sein. Der Einlass 94 ist vorzugsweise jedoch so positioniert, dass Flüssigkeit von der Kammer 82 in den Behälter 88 laufen kann, und der Auslass 96 ist so positioniert, dass verhindert wird, dass Flüssigkeit durch den Auslass in die Leitungsröhre 104 gezogen wird. Auf diese Weise kann der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 114 in der Vorrichtung 80 eine Vakuumkraft erzeugen, ohne dass Flüssigkeit in den Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 114 gezogen wird.
Der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 114, der mit dem Flüssigkeitsaufnahmebehälter 88 oder wahlweise direkt mit dem Auslass 92 der Kammer 82 verbunden ist, kann ebenfalls verschiedene Konfigurationen aufweisen. Der Extraktionsmechanismus 114 sollte jedoch bewirken, dass in der Vorrichtung 80 eine Vakuumkraft erzeugt wird, durch die Flüssigkeit in das Penetrationselement 110, durch die Kammer 82 und das in der Kammer 82 angeordnete Substrat 84 und in den Flüssigkeitsaufnahmebehälter 88 gezogen wird. Wie in 1 gezeigt, ist der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 114 in Form einer Vakuumpumpe ausgebildet. Der Fachmann wird verstehen, dass verschiedene Vorrichtungen – einschließlich mechanische und/oder elektrische Vorrichtungen – dazu verwendet werden können, Flüssigkeit durch das System 80 zu extrahieren.
Im Gebrauch wird das Penetrationselement 110 an einem Flüssigkeitsort im Körper eines Patienten positioniert, oder der Einlass 90 in der Kammer 82 wird mit einer externen Flüssigkeitsquelle verbunden. Danach wird der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 114 aktiviert, um Flüssigkeit aus dem Körper des Patienten durch die Vorrichtung 80 zu ziehen; die Flüssigkeit bewegt sich dabei vom Penetrationselement 110 über die Leitungsröhre 100 zur Kammer 82, durch das in der Kammer 82 angeordnete Substrat 84 und über die Leitungsröhre 108 zum Flüssigkeitsaufnahmebehälter 88. Die Flüssigkeitsextraktion durch die Vorrichtung 80 kann auf Wunsch mehrmals wiederholt werden.
Die Vorrichtung 80 kann wahlweise auch einen Regelmechanismus zur Kontrolle der Geschwindigkeit des Flüssigkeitsflusses durch die Vorrichtung 80 umfassen. Der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 114 kann, ohne Einschränkung des Schutzbereichs, beispielsweise so angepasst werden, dass er Flüssigkeit mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch die Vorrichtung 80 zieht. Alternativ, oder zusätzlich, können die Leitungsröhren 100, 108 und 104 entsprechend dimensioniert sein, um die Geschwindigkeit der hindurchfließenden Flüssigkeit zu regeln. Die Ein- und Auslässe 90, 92, 94, 96 in der Kammer 82 und/oder im Flüssigkeitsaufnahmebehälter 88 können ebenfalls so angepasst sein, dass sie die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsflusses regeln. Der Fachmann wird verstehen, dass verschiedene Techniken dazu verwendet werden können, die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsflusses durch die Vorrichtung 80 zu regeln.
2 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Knochenmarkaspirations-Vorrichtung 40 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 40 ähnelt der Vorrichtung 80, die unter Bezug auf 1 beschrieben wurde, mit dem Unterschied, dass der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 50, die Kammer 42 und der Flüssigkeitsaufnahmebehälter 48 in einem Gehäuse 51 angeordnet und zu einer einzigen Vorrichtung 40 kombiniert sind, die so ausgelegt ist, dass sie mit einer externen Flüssigkeitsquelle wie einem länglichen Penetrationselement 110 verbunden werden kann, wie unter Bezug auf 1 beschrieben. Wie in 2 dargestellt, umfasst die Vorrichtung 40 allgemein ein Gehäuse 51 mit einem proximalen Ende 55 und einem distalen Ende 57, eine im distalen Ende 57 des Gehäuses 51 ausgebildete Kammer 42 und einen im proximalen Ende 55 des Gehäuses 51 ausgebildeten Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 50. Die Vorrichtung 40 kann auch einen Flüssigkeitsaufnahmebehälter 48 oder ein Reservoir umfassen, das Teil der Kammer 42 bildet und vorzugsweise integral mit dem Gehäuse 51 ausgebildet oder fest oder entfernbar mit ihm verbunden ist. Entweder der Flüssigkeitsaufnahmebehälter 48 oder die Kammer 42 sind so angepasst, dass sie das Substrat 46 aufnehmen können. Im Gebrauch wird Flüssigkeit aus einer externen Flüssigkeitsquelle wie dem Körper eines Patienten über das Penetrationselement 110 in die Kammer 42 gezogen, durch das Substrat 46 gedrückt oder gezogen und im Flüssigkeitsaufnahmebehälter 48 gesammelt.
Die Kammer 42 kann praktisch jede Form und Größe haben; sie ist jedoch vorzugsweise in einem distalen Teil des Gehäuses 51 ausgebildet und umfasst ein proximales Ende 58, ein distales Ende 56 und ein sich dazwischen erstreckendes inneres Lumen 60. Das proximale Ende 58 der Kammer 42 ist so angepasst, dass es den Flüssigkeitsextraktionsmechanismus, z. B. den Kolben 50, gleitend aufnehmen kann, und das distale Ende 56 der Kammer 42 ist so angepasst, dass es mit einer externen Flüssigkeitsquelle oder einem Penetrationselement 110 verbunden werden kann. Im distalen Ende 56 der Kammer 42 ist ein Einlass 62 ausgebildet und so angepasst, dass er mit einer externen Flüssigkeitsquelle verbunden werden kann, und in der Nähe des proximalen Endes 58 der Kammer 42 ist ein Auslass 70 ausgebildet und mit dem Flüssigkeitsaufnahmebehälter 48 verbunden. Der Einlass 62 und der Auslass 70 können jeweils verschiedene Konfigurationen aufweisen, sind jedoch vorzugsweise als Einwegventile ausgeführt, die geeignet sind, die Richtung des Flüssigkeitsflusses zu regeln. In einem Ausführungsbeispiel bewirkt Einlass 62, dass Flüssigkeit nur in einer Richtung in das innere Lumen 60 der Kammer 42 fließt, und der Auslass 70 bewirkt, dass Flüssigkeit nur in einer Richtung aus dem inneren Lumen 60 der Kammer 42 in den Flüssigkeitsaufnahmebehälter 48 fließt.
Der Flüssigkeitsaufnahmebehälter 48 kann ebenfalls praktisch jede Form und Größe haben und kann fest oder entfernbar mit der Kammer 42 verbunden sein. Der Flüssigkeitsaufnahmebehälter 48 sollte so angepasst sein, dass er eine bestimmte Menge Flüssigkeit aufnehmen kann. Der Flüssigkeitsaufnahmebehälter 48 hat vorzugsweise eine allgemein zylindrische Form mit einem darin ausgebildeten inneren Lumen 49 und ist entfernbar am Gehäuse 51 befestigt, so dass das innere Lumen 49 des Flüssigkeitsaufnahmebehälters 48 über den Auslass 70 in Flüssigkeitsverbindung mit dem inneren Lumen 60 der Kammer 42 steht. Der Flüssigkeitsaufnahmebehälter 48 kann mit verschiedenen Verbindungstechniken am Gehäuse 51 befestigt sein, vorzugsweise erfolgt die Befestigung am Gehäuse 51 jedoch über eine Gewindeverbindung (nicht dargestellt).
Die Vorrichtung 40 schließt weiter ein im inneren Lumen 60 der Kammer 42, im Flüssigkeitsaufnahmebehälter 48 oder zwischen der Kammer 42 und dem Flüssigkeitsaufnahmebehälter 48 angeordnetes Substrat 46 ein. Das Substrat 46 ist vorzugsweise, wie in 2 dargestellt, knapp stromabwärts von Einlass 70 im Flüssigkeitsaufnahmebehälter 48 angeordnet. Das Substrat 46 kann in einem flüssigkeitsdurchlässigen Korb oder Behälter angeordnet sein, wie weiter oben unter Bezug auf 1 beschrieben, oder aber der Flüssigkeitsaufnahmebehälter 48 selbst kann so modifiziert sein, dass er das Substrat 46 aufnehmen kann. Der Flüssigkeitsaufnahmebehälter 48 kann, ohne Einschränkung des Schutzbereichs, beispielsweise ein erstes und ein zweites poröses Element (nicht dargestellt) umfassen, die zueinander beabstandet sind und dazwischen ein Substrat enthalten. Der Fachmann wird verstehen, dass verschiedene Techniken dazu verwendet werden können, ein Substrat im Flüssigkeitsaufnahmebehälter 48 oder alternativ in der Kammer 42 zu positionieren.
In einem anderen Ausführungsbeispiel (nicht dargestellt) kann das Substrat 46 in der Nähe des Einlasses 62 in der Kammer 42 angeordnet sein; auf diese Weise ist kein Flüssigkeitsaufnahmebehälter 48 erforderlich und das Volumen des Systems 40 wird reduziert. Aufgrund des reduzierten Volumens kann die Flüssigkeit in das System 40 gezogen werden, ohne dass hierzu signifikante Vakuumkräfte erforderlich sind. In einem Ausführungsbeispiel sind die Kammer 42 und der Flüssigkeitsaufnahmebehälter 48 so angepasst, dass sie ein Flüssigkeitsvolumen zwischen 20 cm³ und 60 cm³ aufnehmen können.
Der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 50, der mit dem proximalen Ende 58 der Kammer 42 verbunden ist, kann ebenfalls verschiedene Konfigurationen aufweisen. Der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 50 besteht vorzugsweise, wie in 2 dargestellt, aus einem Kolben, der gleitfähig im Gehäuse 51 angeordnet ist. Der Kolben 50 umfasst einen länglichen Teil 52 mit einem distalen Abdichtelement 72, beispielsweise einer Dichtung oder Durchgangstülle, das an einem distalen Ende desselben ausgebildet ist, so dass eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen der Kammer 42 und dem proximalen Teil des Gehäuses 51 entsteht. Der Kolben 50 kann auch ein proximales Griffelement 59 einschließen, das sich proximal vom Gehäuse 51 weg erstreckt. Der Griff 59 kann dazu verwendet werden, den Kolben 50 zu fassen und innerhalb des Gehäuses zu bewegen, um eine Vakuumkraft zu erzeugen, durch die die Flüssigkeit durch die Vorrichtung 40 geleitet wird. Der längliche Teil 52 des Kolbens 50 kann wahlweise mit einem Auslösemechanismus 54 verbunden sein, der geeignet ist, mit dem Kolben 50 in Eingriff zu treten und diesen entweder in proximale oder in distale Richtung zu bewegen. Der Auslösemechanismus 54 wird vorzugsweise dazu verwendet, den Kolben 50 in proximale Richtung zu bewegen, um eine Vakuumkraft zu erzeugen, durch die Flüssigkeit in die Kammer 42 gezogen wird, und der Griff 59 wird dazu verwendet, den Kolben 50 in distale Richtung zu bewegen, um Flüssigkeit durch den Auslass 70 und in den Behälter 48 zu drücken, wo die Flüssigkeit dann durch das Substrat 46 strömt. Der Auslösemechanismus 54 kann auch so ausgelegt sein, dass er den Kolben 50 in definierten Schritten bewegt. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Auslösemechanismus 54 so ausgelegt, dass er etwa 2 cm³ Flüssigkeit in die Kammer 42 zieht. Dies ist insbesondere effektiv, um Flüssigkeitsproben von 2 cm³ an verschiedenen Flüssigkeitsorten im Körper eines Patienten zu entnehmen. Der Auslösemechanismus 54 kann, ohne Einschränkung des Schutzbereichs, beispielsweise als Ratschenmechanismus ausgeführt sein. Zum Bewegen des Kolbens 50 im Gehäuse 51 können verschiedene Techniken verwendet werden.
Im Gebrauch ist der in das distale Ende 57 des Gehäuses 51 eingeformte Einlass 62 über eine Leitungsröhre 66 mit einer externen Flüssigkeitsquelle wie beispielsweise einem länglichen Penetrationselement 110 verbunden. Ein Substrat 46 ist im Flüssigkeitsaufnahmebehälter 48 angebracht, der mit dem Gehäuse 51 verbunden ist und über Auslass 70 in Flüssigkeitsverbindung mit der Kammer 42 steht. Der Auslösemechanismus 54 wird dann gefasst und betätigt, um in der Kammer 42 ein Vakuum zu erzeugen; hierdurch wird Flüssigkeit durch das längliche Penetrationselement 44 und in das innere Lumen 60 der Kammer 42 gezogen. Das Einwegventil 70 verhindert, dass Flüssigkeit aus dem Behälter 48 in die Kammer 42 gezogen wird. Die Flüssigkeit kann dann wahlweise ungehindert über Öffnung 70 in den Flüssigkeitsaufnahmebehälter 48 fließen, oder der Griff 59 kann gefasst und der Kolben 50 in distaler Richtung bewegt werden, um Flüssigkeit in den Behälter 48 und durch das Substrat 46 zu drücken. Das Einwegventil 62 verhindert, dass Flüssigkeit aus der Kammer 42 zurück in die Leitungsröhre 66 fließt. Der Vorgang kann auf Wunsch mehrmals wiederholt werden.
3 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Knochenmarkaspirations-Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Kammer 12, der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 20 und das längliche Penetrationselement 16 zu einer einzigen Vorrichtung 10 kombiniert. Die dargestellte Vorrichtung 10 umfasst allgemein eine Kammer 12, die so angepasst ist, dass sie ein Substrat 14 aufnehmen kann, ein längliches Penetrationselement 16, das mit einem distalen Ende 18 der Kammer 12 verbunden ist, und einen Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 20, der gleitfähig in einem proximalen Ende 22 der Kammer 12 angeordnet ist. Der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 20 bewirkt, dass Flüssigkeit aus dem Körper eines Patienten oder aus einer externen Flüssigkeitsquelle durch das Penetrationselement 16, in die Kammer 12 und durch das Substrat 14 gezogen wird.
Die Kammer 12 kann verschiedene Formen und Größen haben, ist jedoch vorzugseise als längliches, zylindrisches Element mit einem proximalen Ende 22, einem distalen Ende 18 und einem sich dazwischen erstreckenden inneren Lumen 24 ausgeführt. Wie in 3 dargestellt, ist die Kammer 12 in Form eines Spritzenzylinders ausgebildet und umfasst ein konisch zulaufendes distales Ende 18, das so angepasst ist, dass es mit einem Penetrationselement 16 verbunden werden kann, und ein offenes proximales Ende 22, das so angepasst ist, dass es den Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 20 gleitend aufnehmen kann. Das proximale Ende 22 der Kammer 12 kann wahlweise einen Flansch (nicht dargestellt) oder ein ähnliches, um die Außenfläche des proximalen Endes 22 herum ausgebildetes, die Handhabung erleichterndes Merkmal einschließen. Das innere Lumen 24 der Kammer 12 sollte ausreichend groß sein, dass sich der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 20 gleitend darin bewegen kann und dass es eine bestimmte Menge Flüssigkeit aufnehmen kann. Das innere Lumen 24 hat vorzugsweise eine Länge L, die ausreichend groß ist, dass der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 20 zwischen dem proximalen Ende 22 und dem distalen Ende 18 bewegt werden kann, um eine bestimmte Menge Flüssigkeit in die Kammer 12 zu ziehen. Die Länge L sollte zudem ausreichend groß sein, dass der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 20 bewegt werden kann, ohne mit dem Substrat 14 in Kontakt zu kommen.
Die Kammer 12 ist auf die Aufnahme eines Substrats 14 ausgelegt; dieses kann überall in der Kammer 12 positioniert werden, sollte jedoch vorzugsweise im distalen Teil der Kammer 12 positioniert werden. In einem Ausführungsbeispiel kann die Kammer 12 einen darin ausgebildeten Korb oder eine Schale (nicht dargestellt) zur Aufnahme des Substrats 14 einschließen. Der Korb oder die Schale kann aus einem ersten und zweiten porösen Element, z. B. aus Sieben, ausgebildet sein, die zueinander beabstandet sind und dazwischen ein Substrat 14 enthalten. Die porösen Elemente können miteinander verbunden und können entfernbar oder fest in der Kammer angeordnet sein. Alternativ, oder zusätzlich, kann die Kammer 12 eine darin ausgebildete seitliche Öffnung oder Tür (nicht dargestellt) umfassen, durch die das Substrat 14, oder ein Behälter mit einem Substrat 14, in die Kammer 12 eingebracht und aus dieser entfernt werden kann. Beispiele für Behälter 28, die zur Verwendung mit der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind, wie bereits erwähnt, in EP-A-1396241 beschrieben. Zur Aufnahme eines Substrats in der Kammer 12 können verschiedene Techniken verwendet werden.
Das längliche Penetrationselement 16 kann ebenfalls verschiedene Formen und Größen haben, ist jedoch vorzugsweise als längliches, zylindrisches Element mit einem proximalen Ende 32, einem distalen Ende 34 und einem sich dazwischen erstreckenden inneren Lumen (nicht dargestellt) ausgebildet. Das distale Ende 34 sollte so ausgebildet sein, dass es in Gewebe und/oder Knochen eindringen kann, und schließt daher an seinem äußersten distalen Ende vorzugsweise eine Perforationsspitze 34' ein, die in Flüssigkeitsverbindung mit dem inneren Lumen steht. In einem Ausführungsbeispiel ist das längliche Penetrationselement 16 als Nadel ausgeführt, die entfernbar mit dem distalen Ende 18 der Kammer 12 verbunden ist. Das längliche Penetrationselement 16 kann mit verschiedenen Verbindungstechniken mit dem distalen Ende 18 der Kammer 12 verbunden werden. In 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines solchen Verbindungselements in Form eines Standard-Luer-Anschlusses 26. Der Luer-Anschluss 26 umfasst ein inneres Lumen mit darin ausgebildeten Gewinden, die mit entsprechenden Gewinden im distalen Ende 18 der Kammer 12 und im proximalen Ende 32 des Penetrationselements 16 verbunden werden. Der Luer-Anschluss 26 kann alternativ fest mit dem Penetrationselement 16 verbunden sein, so dass der Luer-Anschluss 26 und das Penetrationselement 16 zusammen von der Kammer 12 entfernt werden können. Der Fachmann wird verstehen, dass verschiedene Eingriffstechniken verwendet werden können, um das Penetrationselement 16 mit der Kammer 12 zu verbinden, beispielsweise eine Schnappverbindung, eine Pressverbindung oder eine magnetische Verbindung. Verschiedene Techniken können verwendet werden, um das Penetrationselement 16 fest oder lösbar mit der Kammer 12 zu verbinden.
In der Figur ist ein längliches Penetrationselement 16 dargestellt, das distale Ende 18 der Kammer 12 kann jedoch so angepasst sein, dass es mit jeder Vorrichtung oder externen Flüssigkeitsquelle verbunden werden kann. Beispielsweise kann das längliche Penetrationselement 16 durch einen Schlauch ersetzt werden, der mit einer separaten Penetrationsvorrichtung wie beispielsweise einer Nadel oder einer Flüssigkeitsquelle verbunden werden kann.
Im Folgenden wird weiterhin auf 3 Bezug genommen. Der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 20, der gleitfähig im proximalen Ende 22 der Kammer 12 angeordnet ist, bewirkt, dass Flüssigkeit aus dem Körper eines Patienten oder aus einem anderen Reservoir in die Kammer 12 und durch das in der Kammer angeordnete Substrat 14 extrahiert wird. Der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 20 kann praktisch jede beliebige Konfiguration aufweisen, ist jedoch vorzugsweise als Kolben mit einem proximalen Ende 32 und einem distalen Ende 30 ausgebildet. Das proximale Ende 32, z. B. ein Griff, ist vorzugsweise so geformt, dass es einfach zu fassen ist, um es dem Benutzer zu ermöglichen, den Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 20 relativ zur Kammer 12 zu bewegen. Das distale Ende 30 des Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 20 ist gleitfähig im inneren Lumen 24 der Kammer 12 angeordnet und ist in Bezug auf seine Größe und Form so ausgelegt, dass es innerhalb der Kammer 12 eine Abdichtung bildet, um eine Vakuumkraft zu erzeugen. Das distale Ende 30 kann wahlweise ein Abdichtelement wie beispielsweise eine Dichtung oder Durchgangstülle umfassen, das zur Erhaltung einer Flüssigkeitsabdichtung in der Kammer 12 beiträgt. Das Abdichtelement sollte jedoch eine Gleitbewegung des Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 20 relativ zur Kammer 12 ermöglichen.
Im Gebrauch kann der Extraktionsmechanismus 20 zwischen einer ersten Position (in 3 dargestellt), in der der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 20 im Wesentlichen innerhalb der Kammer 12 angeordnet ist, und einer zweiten Position (nicht dargestellt), in der der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 20 im Wesentlichen aus der Kammer 12 ausgefahren ist, bewegt werden. Durch die Bewegung des Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 20 aus der ersten in die zweite Position wird in der Kammer 12 eine Vakuumkraft erzeugt, die bewirkt, dass Flüssigkeit aus der externen Flüssigkeitsquelle, z. B. dem Körper des Patienten, über das Penetrationselement 16 in die Kammer 12 gezogen wird. Umgekehrt wird durch die Bewegung aus der zweiten in die erste Position in der Kammer 12 ein Druck erzeugt, durch den in der Kammer 12 enthaltene Flüssigkeit durch das Penetrationselement 16 bzw. bevorzugter durch eine in der Kammer 12 ausgebildete Auslassöffnung gedrückt wird.
Die Bewegung des Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 20 kann manuell und/oder mechanisch erfolgen. Der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus 20 kann, ohne Einschränkung des Schutzbereichs, beispielsweise mit einem ratschenartigen Griff oder einem ähnlichen Mechanismus zur Bewegung des Kolbens 20 verbunden sein. Der Fachmann wird verstehen, dass mit den Vorrichtungen nach der vorliegenden Erfindung praktisch jeder Betätigungsmechanismus verwendet werden kann. In der Figur ist ein Kolben 20 dargestellt, der zur Erzeugung einer Vakuumkraft in der Kammer 12 verwendet wird, es können jedoch auch verschiedene andere Flüssigkeitsextraktionsmechanismen verwendet werden. Beispielsweise kann die Kammer 12 an eine Vakuumpumpe angeschlossen werden, wie unter Bezug auf 2 erläutert.
Die Vorrichtung 10 kann wahlweise auch einen Mechanismus zur Regelung der Geschwindigkeit des Flüssigkeitsflusses durch die Kammer 12 und das Substrat 14 einschließen. Der Durchmesser des inneren Lumens des Penetrationselements 16 kann, ohne Einschränkung des Schutzbereichs, beispielsweise so ausgelegt sein, dass es den Flüssigkeitsfluss durch das Lumen begrenzt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung einen im Strömungsweg angeordneten Mikrobohrungsschlauch einschließen, dessen inneres Lumen so bemessen ist, dass es den Durchfluss von Flüssigkeit begrenzt. Der Mikrobohrungsschlauch ist vorzugsweise zwischen dem Penetrationselement 16 und der Kammer 12, beispielsweise innerhalb des Luer-Anschlusses 26, angeordnet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können verschiedene Vorrichtungen zur Kontrolle des Flüssigkeitsflusses verwendet werden.
Die Richtung des Flüssigkeitsflusses durch die Vorrichtung kann ebenfalls geregelt werden. Beispielsweise können, ohne Einschränkung des Schutzbereichs, ein oder mehrere Einweg- oder Doppelrückschlagventile vorgesehen werden, um die Richtung des Flüssigkeitsflusses zu regeln. Der Luer-Anschluss 26 ist vorzugsweise als Einwegventil ausgeführt, das Flüssigkeit nur in eine Richtung aus dem länglichen Penetrationselement 16 in die Kammer 12 fließen lässt.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Aspirationsvorrichtung 200 mit einem Griff 202 und einem mit dem Griff 202 verbundenen länglichen Penetrationselement 204. Der Fachmann wird verstehen, dass die Vorrichtung 200 verschiedene Konfigurationen aufweisen kann, wie allgemein in der europäischen Patentanmeldung 03254181.5 erläutert.
Wie in der Figur dargestellt, umfasst der Griff 202 vorzugsweise eine proximale Oberfläche 212 und eine distale Oberfläche 214 sowie eine erste Seitenfläche 226 und eine zweite Seitenfläche 228, die sich zwischen der proximalen Oberfläche 212 und der distalen Oberfläche 214 erstrecken. Der Griff 202 ist vorzugsweise so geformt, dass er eine einfache einhändige Benutzung und Manipulation ermöglicht. Die distale Oberfläche 214 des Griffs 202 kann beispielsweise eine oder mehrere Fingervertiefungen 230 aufweisen. Das längliche Penetrationselement 204 umfasst einen proximalen Teil 210, der mit dem Griff 202 verbunden ist und ein proximales Ende mit einer darin eingeformten Einlassöffnung 212 hat, sowie einen distalen Teil 216 mit einer glatten Außenfläche und einer festen distalen Perforationsspitze 218. Eine im Wesentlichen zylindrische Seitenwand 220 definiert im länglichen Penetrationselement 204 ein inneres Lumen 222, das sich von der Einlassöffnung 224 bis proximal zur distalen Perforationsspitze 218 erstreckt. Das längliche Penetrationselement 204 umfasst zudem mindestens eine in der Seitenwand ausgebildete Öffnung 232, die in Verbindung mit dem inneren Lumen steht. Die Öffnung 232 liegt vorzugsweise proximal zur distalen Perforationsspitze 218.
Die Vorrichtung 200 schließt weiterhin eine im Griff 202 angeordnete Kammer 206 ein, die so angepasst ist, dass sie ein Substrat 208 aufnimmt. Die Kammer 206 steht in Flüssigkeitsverbindung mit dem länglichen Penetrationselement 204 und liegt vorzugsweise zwischen dem proximalen Teil 210 und dem distalen Teil 216 des Penetrationselements 204. Der Griff 202 kann eine darin ausgebildete seitliche Öffnung oder Tür (nicht dargestellt) umfassen, die einen Zugang zur Kammer 206 und zu dem Substrat bzw. zu dem das Substrat 208 enthaltenden Behälter in der Kammer 206 ermöglicht.
Die proximale Oberfläche 212 des Griffs 202 ist vorzugsweise so ausgelegt, dass sie einen Zugang zur Einlassöffnung 224 des länglichen Penetrationselements 204 ermöglicht. Der Griff 202 kann, ohne Einschränkung des Schutzbereichs, beispielsweise eine Aufnahmevertiefung 238 aufweisen, die in der proximalen Oberfläche 212 des Griffs 202 ausgebildet oder mit ihr verbunden ist und die so angepasst ist, dass darin die Unterseite einer medizinischen Vorrichtung wie beispielsweise einer chirurgischen Spritze eingesetzt werden kann, so dass die medizinische Vorrichtung mit der Einlassöffnung 224 des länglichen Penetrationselements 202 verbunden werden kann. In einem Ausführungsbeispiel weist die Aufnahmevertiefung 238 eine zylindrische Form auf, die der Unterseite einer chirurgischen Spritze angepasst ist. Die Innenseite der Aufnahmevertiefung 238 läuft vorzugsweise zum distalen Ende hin konisch zu, so dass eine Pressverbindung mit der Unterseite einer chirurgischen Spritze hergestellt wird; mindestens ein Teil der Aufnahmevertiefung 238 kann über die proximale Oberfläche 212 des Griffs 202 hinaus nach außen vorstehen. Die Aufnahmevertiefung 238 kann wahlweise ein Verbindungselement (nicht dargestellt) zur Verbindung mit der chirurgischen Spritze oder mit einer anderen medizinischen Vorrichtung umfassen. Es können verschiedene Verbindungstechniken verwendet werden, vorzugsweise schließt die Aufnahmevertiefung 238 an ihrer Innenseite jedoch Gewinde (nicht dargestellt) auf. Weitere geeignete Verbindungstechniken sind beispielsweise Press- oder Formschlussverbindungen.
Im Gebrauch wird der Griff 202 gefasst und entsprechend manipuliert, um das längliche Penetrationselement 204 an einem Flüssigkeitsort im Körper des Patienten zu positionieren. Danach wird eine Spritze oder ein anderer Flüssigkeitsextraktionsmechanismus an die Einlassöffnung 224 des länglichen Penetrationselements 204 angeschlossen und betätigt, um Flüssigkeit durch den distalen Teil 216 des Penetrationselements 204, durch das in der Kammer 206 angeordnete Substrat 208 und durch den proximalen Teil 210 des Penetrationselements 204 anzusaugen und weiter in die Spritze oder den anderen Flüssigkeitsextraktionsmechanismus zu ziehen.

Claims

Knochenmarkaspirations-Vorrichtung (80) umfassend: ein längliches Penetrationselement (110) mit einem proximalen Ende (32), einem distalen Ende (34) und einem sich dazwischen erstreckenden inneren Lumen, eine Kammer (82), die mit dem proximalen Ende des länglichen Penetrationselements in Verbindung steht, und einen Flüssigkeitsextraktionsmechanismus (20), der mit der Kammer in Verbindung steht, wobei der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus bewirkt, dass Knochenmarkflüssigkeit durch das längliche Penetrationselement in die Kammer gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer so ausgelegt ist, dass sie ein Substrat (84) entfernbar aufnimmt und ein implantierbares Substrat (84) enthält, um dieses mit Knochenmark in Kontakt zu bringen, welches mittels des Flüssigkeitsextraktionsmechanismus durch das Penetrationselement extrahiert wird; das Substrat kann in den Körper eines Patienten implantiert werden, nachdem es mit dem extrahierten Knochenmark in Kontakt gebracht worden ist, welches durch das implantierbare Substrat fließt, um dieses auf die Implantation in den Körper des Patienten vorzubereiten.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Substrat (84) ein Knochentransplantat, ein Fusions-Cage, ein keramischer Knochenersatzwerkstoff oder ein Weichgewebetransplantat ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend einen Behälter (88), der entfernbar in der Kammer (82) angeordnet ist, um das Substrat (84) aufzunehmen, und der so ausgelegt ist, das Flüssigkeit durch ihn hindurchströmen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kammer (82) eine Öffnung umfasst, die so dimensioniert ist, dass sie den Behälter (88) gleitend aufnehmen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend ein zwischen dem länglichen Penetrationselement und der Kammer angeordnetes Einwegventil (26), das bewirkt, dass Flüssigkeit nur in einer Richtung vom länglichen Penetrationselement (110) zur Kammer (82) fließen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend ein Regelelement (54), das mit dem Flüssigkeitsextraktionsmechanismus (20) verbunden und geeignet ist, die vom Flüssigkeitsextraktionsmechanismus (110) extrahierte Flüssigkeitsmenge zu regeln.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Regelelement (54) die Geschwindigkeit regelt, mit der die Flüssigkeit durch den Flüssigkeitsextraktionsmechanismus (20) extrahiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Regelelement einen Auslösemechanismus (54) umfasst, der den Flüssigkeitsextraktionsmechanismus (20) so betätigt, dass eine bestimmte Menge Flüssigkeit, vorzugsweise zwischen ca. 20 cm³ und 60 cm³, extrahiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das längliche Penetrationselement (110) entfernbar mit dem distalen Ende der Kammer (82) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kammer (42) ein proximales Ende (58) einschließt, das in Verbindung mit dem Flüssigkeitsextraktionsmechanismus steht, und ein distales Ende (56) mit einer Einlassöffnung (62), das in Verbindung mit dem proximalen Ende des länglichen Penetrationselements (110) steht.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Kammer (42) so ausgelegt ist, dass sie das Substrat (46) proximal zur Einlassöffnung (62) in der Kammer aufnimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Einlassöffnung (62) ein Einwegventil umfasst, das so konfiguriert ist, dass es Flüssigkeit nur in einer Richtung, vom länglichen Penetrationselement (110) in die Kammer (82), fließen lässt.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Kammer (12) ein längliches, zylindrisches Kolbenrohr umfasst und der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus (20) einen in dem Kolbenrohr angeordneten Kolben mit einem Griff umfasst, der darauf ausgelegt ist, den Kolben in proximaler Richtung zu bewegen, um Flüssigkeit durch die Vorrichtung zu extrahieren.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Kolben (20) so ausgelegt ist, dass er in definierten Schritten in proximaler Richtung bewegt wird, um die durch die Vorrichtung extrahierte Flüssigkeitsmenge zu regeln.
Vorrichtung nach Anspruch 13, weiter umfassend einen scheibenförmigen Behälter (88), der so ausgelegt ist, dass er entfernbar im zylindrischen Kolbenrohr (12) der Kammer angeordnet werden kann und das Substrat (84) aufnehmen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das proximale Ende (32) des länglichen Penetrationselements (110) entfernbar mit der Einlassöffnung der Kammer (82) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, weiter umfassend einen Standard-Luer-Anschluss (26), durch den das proximale Ende des länglichen Penetrationselements (110) entfernbar mit der Einlassöffnung der Kammer (82) verbunden werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 10, weiter umfassend einen Flüssigkeitsaufnahmebehälter (48), der mit der Kammer (42) in Verbindung steht, wobei der Flüssigkeitsaufnahmebehälter so ausgelegt ist, dass er Flüssigkeit aufnimmt, die durch die Kammer und das in der Kammer angeordnete Substrat (46) geleitet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei das Substrat (46) in einer Einlassöffnung (70) des Flüssigkeitsaufnahmebehälters (48) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei der Flüssigkeitsaufnahmebehälter (48) entfernbar mit der Kammer (42) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, weiter umfassend ein Einwegventil (70), das zwischen der Kammer (42) und dem Flüssigkeitsaufnahmebehälter angeordnet ist und die Flüssigkeit nur in einer Richtung, nämlich von der Kammer zum Flüssigkeitsaufnahmebehälter, fließen lässt.
Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei das Einwegventil (70) am proximalen Ende der Kammer (42) angeordnet ist, so dass Flüssigkeit von der Kammer durch das Einwegventil, weiter durch das Substrat und in den Flüssigkeitsaufnahmebehälter fließen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 10, weiter umfassend eine Leitungsröhre (66), die sich zwischen dem proximalen Ende des länglichen Penetrationselements (110) und der Einlassöffnung (62) der Kammer (42) erstreckt, so dass Flüssigkeit von dem länglichen Penetrationselement durch die Leitungsröhre in die Kammer fließen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Leitungsröhre (66) entfernbar an dem proximalen Ende des länglichen Penetrationselements (110) und an der Einlassöffnung (62) in der Kammer (42) angebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend einen Flüssigkeitsaufnahmebehälter (88), der zwischen der Kammer (82) und dem Flüssigkeitsextraktionsmechanismus (114) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei die Kammer (82) eine Einlassöffnung (90) umfasst, die in Flüssigkeitsverbindung mit dem proximalen Ende des länglichen Penetrationselements (110) steht, und eine Auslassöffnung (92), die in Flüssigkeitsverbindung mit dem Flüssigkeitsaufnahmebehälter (88) steht, und wobei der Flüssigkeitsaufnahmebehälter eine Einlassöffnung (94) umfasst, die in Verbindung mit der Auslassöffnung der Kammer (82) steht, und eine Auslassöffnung, die in Verbindung mit dem Flüssigkeitsextraktionsmechanismus (114) steht.
Vorrichtung nach Anspruch 26, weiter umfassend: eine erste Leitungsröhre (100), die sich zwischen dem proximalen Ende des länglichen Penetrationselements (110) und der Einlassöffnung (90) der Kammer (82) erstreckt und Flüssigkeit vom länglichen Penetrationselement zur Kammer fließen lässt; eine zweite Leitungsröhre (108), die sich von der Auslassöffnung (92) der Kammer (82) zu einer Einlassöffnung (94) im Flüssigkeitsaufnahmebehälter (88) erstreckt und Flüssigkeit von der Kammer zum Behälter fließe006E lässt; und eine dritte Leitungsröhre (104), die sich von der Auslassöffnung (96) des Flüssigkeitsaufnahmebehälters (88) zum Flüssigkeitsextraktionsmechanismus (114) erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 27, wobei der Flüssigkeitsextraktionsmechanismus (114) ein Saugelement umfasst, das bewirkt, dass Flüssigkeit aus dem länglichen Penetrationselement (110) durch die Kammer und in den Flüssigkeitsaufnahmebehälter extrahiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 28, wobei das Saugelement eine Vakuumpumpe (114) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 27, weiter umfassend ein an der Einlassöffnung (94) des Flüssigkeitsaufnahmebehälters (88) angeordnetes Einwegventil, das Flüssigkeit in die Einlassöffnung des Flüssigkeitsaufnahmebehälters fließen lässt und das verhindert, dass Flüssigkeit aus der Einlassöffnung des Flüssigkeitsaufnahmebehälters fließt.