DE69829028T2

DE69829028T2 - Kryogenvorrichtung zur transmyokardialen Revaskularisation

Info

Publication number: DE69829028T2
Application number: DE69829028T
Authority: DE
Inventors: Rony Ammar; Mordechai Bliweis; Glinka Ofer; Even Gideon Sturlesi
Original assignee: Galil Medical Ltd
Current assignee: Galil Medical Ltd
Priority date: 1997-12-02
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2018-12-01
Also published as: DE69829028D1; EP0919197B1; EP0919197A1; US5993444A; US5885276A; CA2252988C; CA2252988A1; JPH11276495A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur transmyokardialen Kryorevaskularisation. Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung transmyokardialer Revaskularisation mittels einer Kryochirurgievorrichtung. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Kryochirurgievorrichtung, die eine Vielzahl von Joule-Thomson-Wärmetauschern enthält, die die effiziente Durchführung einer solchen Revaskularisationsprozedur ermöglicht.
Transmyokardiale Revaskularisations(TMR)-Prozeduren einschließlich der Bildung transmyokardialer Kanäle, die sich vom Epikard bis zum linken Ventrikelhohlraum erstrecken, sind in der Technik wohlbekannt. Solche TMR-Prozeduren werden derzeit durch Verwendung eines CO₂-Lasers oder Holmium:YAG-Lasers durchgeführt und sind generell als TMLR-Prozeduren bekannt.
Es sind verschiedene Studien durchgeführt worden, um zu bestimmen, ob solche TMLR-Kanäle einen signifikanten myokardialen Durchfluss verschaffen, indem sie gestatten, dass Blut hierdurch von der linken Ventrikelkammer in das Myokard fließt.
Histologische Untersuchungen haben enthüllt, dass solche Kanäle keine signifikante myokardiale Perfusion verschaffen. Vielmehr erfahren die Kanäle innerhalb von zwei Wochen signifikante morphologische Veränderungen, wobei epikardiale und endokardiale Narben an den Enden der Kanäle erscheinen, und wobei ein Einwandern von Granulationsgewebe, das Kapillare und mit Fibrin und roten Blutkörperchen gefüllte lakunäre Räume enthält, stattfindet. Nach zwei Wochen sind die Kanäle mit durch die Infraktion induzierter massiver Heilungsreaktion verstopft, sodass innerhalb des abheilenden Myokards keine definitiven Kanäle identifiziert werden.
So scheint es, dass das TMLR-(Transmyokardiale Laserrevaskularisations)verfahren daran scheitert, dauerhafte transmyokardiale Kanäle zu verschaffen, und dadurch daran scheitert, eine signifikante myokardiale Perfusion hierdurch zu verschaffen.
Vielmehr beinhaltet das Abheilen der laserinduzierten myokardialen Verbrennungen die Bildung von Narbengewebe, begleitet von Neovaskularisation, welche Neovaskularisation den therapeutischen Langzeiteffekt solchen TMLR-Verfahrens erklären kann.
Es besteht somit ein weithin erkannter Bedarf, und es wäre höchst vorteilhaft, diese zu haben, an einem Kryochirurgieverfahren und einer -vorrichtung für transmyokardiale Kryorevaskularisation, die das Bilden dauerhafter transmyokardialer Kanäle ermöglichen, ohne ein beträchtliches Trauma des Myokardgewebes zu verursachen.
Weiterhin wäre es vorteilhaft, ein solches Verfahren und eine Vorrichtung zu haben, die ein Minimieren der Blutung und ein hauptsächliches Eliminieren des Risikos auf Thrombose, Aneurysmen oder Ruptur größerer Blutgefäße ermöglichen.
Weiterhin wäre es vorteilhaft, ein solches Verfahren und eine Vorrichtung zu haben, die ein Minimieren von Ödem und entzündlicher Reaktion ermöglichen. Weiterhin wäre es vorteilhaft, ein solches Verfahren und eine Vorrichtung zu haben, die Proteine nicht vollständig denaturieren und die die Regeneration von Nervenfasern im Anschluss an Waller-Degeneration ermöglichen.
Weiterhin wäre es vorteilhaft, ein solches Verfahren und eine Vorrichtung zu haben, die das Vorherbestimmen von Stelle, Form und Größe einer Läsion ermöglichen, wodurch die Beschädigung des umliegenden Gebiets minimiert wird.
Kryochirurgievorrichtungen einschließlich eines Joule-Thomsom-Wärmetauschers zur Verschaffung einer Oberfläche mit einer rasch wechselnden Temperatur sind in den US-Patenten mit den Nummern 5.522.870, 5.540.062 und 5.603.221 offenbart.
Keine dieser Erfindungen verschafft jedoch eine Vielzahl von Kühl- und/oder Heizkammern zum effizienten Vorkühlen und/oder Vorheizen des eintretenden Gases, bevor es mit der Operationsspitze kommuniziert.
Weiterhin verschafft keine dieser Erfindungen eine Vielzahl von Joule-Thomson-Wärmetauschern zum effizienten und raschen Verändern der Temperatur von Gas innerhalb solcher Kammern, um die Temperatur der Operationsspitze effizient und rasch zu verändern.
Dokument GB-A-2 283 678 offenbart eine Kryochirurgievorrichtung gemäß der Einleitung von Anspruch 1.
Es besteht somit ein weithin erkannter Bedarf an, und es wäre höchst vorteilhaft, diese zu haben, einer Kryochirurgievorrichtung mit einer Vielzahl von Kühl- und/oder Heizkammern zum effizienten Vorkühlen und/oder Vorheizen des eintretenden Gases, bevor es mit der Operationsspitze kommuniziert.
Es wäre weiterhin vorteilhaft, eine solche Vorrichtung zu haben, die eine Vielzahl von Joule-Thomson-Wärmetauschern zum effizienten und raschen Verändern der Temperatur von Gas innerhalb solcher Kammern aufweist, um die Temperatur der Operationsspitze effizient und rasch zu verändern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Kryochirurgievorrichtung verschafft, umfassend (a) ein Operationselement mit einer Operationsoberfläche und einem Hohlraum; und ein mit dem Operationselement verbundenes Gehäuseelement; (b) einen ersten Durchgang, der sich entlang dem Gehäuseelement und einem Teil des Operationselements erstreckt, um dem Operationselement Hochdruckgas zuzuführen, wobei der erste Durchgang ein primäres Wärmetauschelement enthält, das eine primäre Öffnung aufweist, die sich auf dem ersten Durchgang befindet, um die Expansion von Gas innerhalb des Hohlraums des Operationselements zu gestatten, wodurch der Oberfläche des Operationselements eine gewünschte Temperatur zur Verfügung gestellt wird; (c) einen zweiten Durchgang, der sich durch die Länge des Gehäuseelements erstreckt, um Gas aus der Operationsspitze zur Atmosphäre abzuführen; (d) einen dritten Durchgang, der sich entlang einem Teil zumindest eines des Gehäuseelements und des Operationselements erstreckt, wobei der dritte Durchgang in Wärmetauschkommunikation mit dem ersten Durchgang ist, wobei der dritte Durchgang ein sekundäres Wärmetauschelement enthält, um durch den ersten Durchgang strömendem Gas eine gewünschte Temperatur zu verschaffen.
Gemäß weiteren Merkmalen in nachfolgend beschriebenen bevorzugten Ausführungen der Erfindung ist ein Teil des ersten Durchgangs in dem dritten Durchgang umschlossen und enthält das sekundäre Wärmetauschelement eine an dem ersten Durchgang befindliche sekundäre Öffnung, um die Expansion von Gas innerhalb des dritten Durchgangs zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung einen vierten Durchgang, der durch zumindest einen Teil des dritten Durchgangs umschlossen ist, wobei der vierte Durchgang zur Zufuhr von Hochdruckgas zu einem ausgewählten Teil der Vorrichtung dient. Das sekundäre Wärmetauschelement enthält vorzugsweise eine an dem vierten Durchgang befindliche sekundäre Öffnung, um die Expansion von Gas in den dritten Durchgang zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß sieht der erste Durchgang ein erstes Hochdruckgas vor und sieht der vierte Durchgang ein zweites Hochdruckgas vor.
Der vierte Durchgang kann sich entlang dem Gehäuselement und einem Teil des Operationselements erstrecken und kann weiterhin eine tertiäre Öffnung zur Ermöglichung der Expansion des zweiten Hochdruckgases innerhalb des Hohlraums des Operationselements enthalten.
Der erste Durchgang und der vierte Durchgang können eine entlang ihrer Länge befindliche Vielzahl von Öffnungen enthalten.
Ein verfahren zum Bedienen der Vorrichtung gemäß der Erfindung umfasst weiterhin: das Zuführen eines Hochdruckgases zu einem sekundären Teil der Operationsvorrichtung und Erzeugen eines sekundären kryogenen Pools an dem sekundären Teil, um das dem primären Teil der Vorrichtung zugeführte Hochdruckgas vorzukühlen.
Vorzugsweise wird die Operationsspitze durch das Epikard in das Myokard eines Patienten eingeführt. Alternativ ist die Operationsvorrichtung im Wesentlichen flexibel und wird die Operationsspitze durch eine Arterie in eine Ventrikelkammer des Patienten eingeführt, vorzugsweise mittels eines Katheters, um Kanäle zu bilden, die sich von der Ventrikelkammer in das Myokard des Patienten erstrecken.
Das Verfahren umfasst weiterhin: das Zuführen eines zweiten Hochdruckgases zu dem primären Teil der Operationsvorrichtung zum Erhitzen der Operationsspitze, um das Ankleben der Spitze am Myokardgewebe zu verhindern. Ein solches zweites Hochdruckgas kann auch dem zweiten Teil der Vorrichtung zugeführt werden, um das dem primären Teil der Vorrichtung zugeführte Gas zu erwärmen.
Die vorliegende Erfindung geht die Mängel der derzeit bekannten Konfigurationen erfolgreich an, indem sie ein Kryochirurgieverfahren und -vorrichtung zur transmyokardialen Kryorevaskularisation verschafft, die die Bildung dauerhafter transmyokardialer Kanäle gestatten, ohne ein beträchtliches Trauma für das Myokardgewebe zu verursachen.
Spezifisch geht die vorliegende Erfindung die Mängel der derzeit bekannten Konfigurationen an, indem sie eine solche Vorrichtung verschafft, die das Minimieren der Blutung und die hauptsächliche Beseitigung des Risikos von Thrombose, Aneurysmen oder Ruptur größerer Blutgefäße gestattet.
Weiterhin gestattet eine solche Vorrichtung das Minimieren von Ödem und entzündlicher Reaktion, denaturiert Proteine nicht vollständig und gestattet die Regeneration von Nervenfasern im Anschluss an Waller-Degeneration.
Weiterhin geht die vorliegende Erfindung die Mängel der derzeit bekannten Konfigurationen an, indem sie eine solche Vorrichtung verschafft, die das Vorbestimmen von Stelle, Form und Größe einer Läsion gestattet, wodurch sie die Beschädigung des umliegenden Gebiets minimiert.
Weiterhin geht die vorliegende Erfindung die Mängel der derzeit bekannten Konfigurationen an, indem sie eine Kryochirurgievorrichtung verschafft, die eine Vielzahl von Kühl- und/oder Heizkammern zum effizienten Vorkühlen und/oder Vorheizen des eintretenden Gases, bevor es mit der Operationsspitze kommuniziert, umfasst. Weiterhin geht die vorliegende Erfindung die Mängel der derzeit bekannten Konfigurationen an, indem sie eine Kryochirurgievorrichtung verschafft, die eine Vielzahl von Joule-Thomson-Wärmetauschern aufweist, um die Temperatur von Gas innerhalb solcher Kammern effizient und rasch zu verändern, um die Temperatur der Operationsspitze effizient und rasch zu verändern.
Die Erfindung wird hierin, nur als Beispiel, unter Verweis auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, worin:
1 eine schematische Seitenansicht, teilweise im Längsschnitt, einer Kryochirurgievorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine schematische Seitenansicht, teilweise im Längsschnitt, einer anderen Ausführung einer Kryochirurgievorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
Die vorliegende Erfindung ist eine Vorrichtung zur transmyokardialen Kryorevaskularisation. Spezifisch wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung transmyokardialer Revaskularisation mittels einer Kryochirurgievorrichtung verschafft. Weiterhin wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Kryochirurgievorrichtung einschließlich einer Vielzahl von Joule-Thomson-Wärmetauschern verschafft, die die effiziente Durchführung einer solchen Revaskularisationsprozedur ermöglicht.
Prinzipien und Funktionsweise der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung können unter Verweis auf die Zeichnungen und die begleitende Beschreibung besser verstanden werden.
Nun bezugnehmend auf die Zeichnungen illustriert 1 eine bevorzugte Ausführung einer Kryochirurgievorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie in den Figuren gezeigt, enthält eine Kryochirurgievorrichtung 2 vorzugsweise ein längliches Gehäuse 3 mit einer spitzen Operationsspitze 4, um durch das Epikard und Myokard eines Patienten in eine Ventrikelkammer vorzudringen. Die Operationsspitze 4 weist eine Form eines Nadelelements auf, um es einem Chirurgen zu ermöglichen, effizient und präzise die Einbringstelle der Operationsspitze 4 in das Epikard zu bestimmen und geeigneterweise die Vorrichtung gemäß einem gewünschten und zuvor festgelegten Weg durch das Myokard des Patienten zu lenken. Die Operationsspitze 4 kann verschiedene Formen und Größen aufweisen, um es dem Chirurgen zu ermöglichen, transmyokardiale Kanäle von zuvor festgelegtem Durchmesser und Form zu bilden, wobei die Beschädigung umliegender Gebiete minimiert wird.
Wie in den Figuren gezeigt, ist die Operationsspitze 4 mittels eines länglichen Elements 5, das im Querschnitt im Wesentlichen dünn ist, mit dem länglichen Gehäuse 3 verbunden, um dessen Einbringen durch das Myokard des Patienten zu gestatten. Gemäß einer anderen Ausführung (2) ist die Operationsspitze 4 im Wesentlichen länglich, um eine effiziente Kryoablation von die Spitze umgebenden Geweben zu gestatten, wenn die Spitze das Myokard durchdringt. Die Operationsspitze 4 und das längliche Element 5 weisen vorzugsweise einen Durchmesser von zwischen etwa 0,8 mm und etwa 1,6 mm auf, um die Bildung transmyokardialer Kanäle von im Wesentlichen kleinem Durchmesser zu gestatten. Die Operationsspitze 4 weist im Wesentlichen eine Länge von zwischen etwa 2,5 cm und etwa 3,5 cm auf, um eine effiziente Kryoablation durch das Myokard zu gestatten.
Eine Kryochirurgievorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann jeden Durchmesser bzw. Länge aufweisen, die zur Durchführung anderer kryochirurgischer Prozeduren als transmyokardialer Revaskularisation geeignet sind. Beispielsweise können die Operationsspitze 4 und das längliche Element 5 einen Durchmesser zwischen etwa 0,5 mm und etwa 3 mm aufweisen.
Wie in 1 gezeigt, enthält eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einen ersten Durchgang 10, der sich entlang der Länge der Vorrichtung zur Zufuhr von Gas auf hohem Druck zu einem an der Operationsspitze 4 befindlichen Wärmetauscher erstreckt, und einen zweiten Durchgang 16 zum Abführen von Gas aus der Operationsspitze zur Atmosphäre. Der erste Durchgang 10 liegt vorzugsweise in Form eines im Wesentlichen dünnen röhrenförmigen Elements vor, das sich entlang dem länglichen Gehäuse 3, dem länglichen Element 5 und einem Teil der Operationsspitze 4 erstreckt. Wie in den Figuren gezeigt, liegt der Teil des ersten Durchgangs 10, der sich entlang dem länglichen Gehäuse 3 erstreckt, vorzugsweise in Form eines um den zweiten Durchgang 16 herumgewickelten Spiralrohrs 14a vor. Der sich entlang dem länglichen Element 5 und einem Teils der Operationsspitze 4 erstreckende Teil des ersten Durchgangs 10 liegt vorzugsweise in Form eines innerhalb des zweiten Durchgangs 16 aufgenommenen geraden Rohrs 14b vor. Weiterhin, wie in der Figur gezeigt, dringt das Rohr 14b vorzugsweise im Wesentlichen benachbart zur Verbindung des länglichen Elements 5 und des Gehäuses 3 in den zweiten Durchgang 16 ein.
Weiterhin enthält das längliche Gehäuse 3 vorzugsweise einen dritten Durchgang 20, der den ersten und zweiten Durchgang 10 und 16 umschließt, welcher dritte Durchgang eine Wärmetauschkammer zum Vorkühlen oder Vorheizen des innerhalb des Spiralrohrs 14a fließenden Gases, bevor es an der Operationsspitze 4 ankommt, bildet. Der dritte Durchgang 20 geht vorzugsweise am oberen Ende des länglichen Gehäuses 3 in den zweiten Durchgang 16 über, um einen gemeinsamen Durchgang 22 zum Freisetzen von Gas in die Atmosphäre zu bilden.
Wie in den Figuren gezeigt, sind die verschiedenen Durchgänge der Vorrichtung von einer isolierenden Kammer 24 umschlossen, die sich entlang dem Gehäuse 3 und länglichen Element 5 erstreckt.
Vorzugsweise verschafft eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine effiziente Kühlung oder Erhitzung durch Verwendung von Joule-Thomson-Wärmetauschern. Somit enthält der erste Durchgang 10 vorzugsweise eine Vielzahl von Öffnungen für den Durchlass von Hochdruckgas hierdurch, um ausgewählte Teile der Vorrichtung zu kühlen oder zu erhitzen, abhängig von dem verwendeten Gastyp. Gase, die zur Kühlung verwendet werden können, umfassen Argon, Stickstoff, Luft, Krypton, CF₄, Xenon, N₂O oder jedes Gasgemisch. Gase, die zum Erhitzen verwendet werden können, umfassen Helium oder jedes Gasgemisch.
Gemäß der in 1 gezeigten Ausführung befindet sich ein primärer Joule-Thomson-Wärmetauscher an der Operationsspitze 4, welcher Wärmetauscher folgendes umfasst: eine vorzugsweise an dem Ende des geraden Rohrs 14b befindliche Öffnung 6, und eine durch die Innenwände der Spitze 4 definierte Kammer 7. Wenn ein Hochdruckgas, wie etwa Argon, durch die Öffnung 6 expandiert, verflüssigt es sich, um einen kryogenen Pool innerhalb der Kammer 7 der Operationsspitze 4 zu bilden, welcher kryogene Pool die Oberfläche 8 der Operationsspitze 4 effizient kühlt. Die Oberfläche 8 ist vorzugsweise aus einem wärmeleitenden Material, wie etwa einem Metall, gefertigt, um das Myokardgewebe effizient zu gefrieren, um den gewünschten Kryoablationseffekt hervorzurufen. Wenn ein Hochdruckgas, wie etwa Helium, durch die Öffnung 6 expandiert, erhitzt es die Kammer 7 der Operationsspitze 4, wodurch es die Oberfläche 8 der Operationsspitze erhitzt. Ein solches Erhitzen der Operationsspitze kann zur Verhinderung des Anklebens der Vorrichtung am Myokardgewebe verwendet werden.
Eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise eine Vielzahl von Joule-Thomson-Wärmetauschern zum effizienten Vorkühlen oder Vorheizen des in dem ersten Durchgang 10 fließenden Gases. Gemäß der in 1 gezeigten Ausführung enthält die Vorrichtung einen sekundären Joule-Thomson-Wärmetauscher, der sich innerhalb des Gehäuses 3 befindet und folgendes enthält: eine Öffnung 18, die sich vorzugsweise am unteren Ende des Spiralrohrs 14 befindet, und eine Kammer 21, die durch die Innenwände des Durchgangs 20 definiert ist. Wenn ein Hochdruckgas, wie etwa Argon, durch die Öffnung 18 expandiert, verflüssigt es sich, um einen kryogenen Pool innerhalb der Kammer 21 zu bilden, welcher kryogene Pool den Durchgang 20 effizient kühlt, wodurch das innerhalb des Spiralrohrs 14a strömende Gas vorgekühlt wird. Wenn ein Hochdruckgas, wie etwa Helium, durch die Öffnung 18 expandiert, so erhitzt es die Kammer 21 und den Durchgang 20, wodurch es das innerhalb des Spiralrohrs 14a strömende Gas effizient erhitzt.
Somit wird durch das Spiralrohr 14a strömende Gas durch Austauschen von Wärme mit dem dritten Durchgang 20 effizient vorgekühlt oder vorgeheizt. Weiterhin tauscht das durch das Spiralrohr 14a und das gerade Rohr 14b strömende Gas Wärme mit dem zweiten Durchgang 16 aus, welcher gekühltes (oder erhitztes) Gas enthält, das von der Operationsspitze 4 kommt.
Eine Kryochirurgievorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, den gewünschten Einfriereffekt effizient und rasch hervorzurufen und rasch von Kühlen auf Erhitzen umzuschalten, um das Ankleben der Operationsspitze an dem Gewebe zu verhindern.
Gemäß einer anderen Ausführung (nicht dargestellt) kann der erste Durchgang 10 eine Vielzahl von Öffnungen aufweisen, die entlang dem Spiralrohr 14a und dem geraden Rohr 14b angeordnet sind. Weiterhin kann eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Joule-Thomson-Wärmetauschern zum Kühlen oder Erhitzen ausgewählter Teile der Vorrichtung enthalten, wobei jeder der Wärmetauscher eine Vielzahl von Öffnungen enthält.
Nun bezugnehmend auf 2 kann die Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführung eine Vielzahl eintretender Durchgänge unterschiedlicher Längen enthalten, wobei jeder Durchgang zur Zufuhr von Gas zu einem ausgewählten Teil der Vorrichtung dient. Somit kann die Vorrichtung zwei eintretende Durchgänge 10 und 11 aufweisen, wobei Durchgang 10 nächst der Operationsspitze 4 endet und Hochdruckgas zuführt, um die Kammer 7 und die Operationsspitze 4 selektiv zu kühlen, und wobei Durchgang 11 am Gehäuse 3 endet und Hochdruckgas zuführt, um die Kammer 21 und den dritten Durchgang 20 selektiv zu kühlen oder zu erhitzen. Vorzugsweise enthält der Durchgang 10 einen Spiralrohrteil 14a, der sich entlang dem Gehäuse 3 erstreckt, und einen geraden Rohrteil 14b, der sich entlang dem länglichen Element 4 erstreckt und eine an seinem Ende befindliche Öffnung 6 aufweist. Der Durchgang 11 enthält vorzugsweise einen Spiralrohrteil 15a, der sich entlang dem Gehäuse 3 erstreckt und eine an seinem Ende befindliche Öffnung 19 aufweist.
Gemäß noch einer anderen Ausführung (nicht dargestellt) enthält die Vorrichtung zwei eintretende Durchgänge, die sich durch die Länge der Vorrichtung erstrecken und nächst der Operationsspitze enden, wobei ein Durchgang ein Kühlgas, wie etwa Argon, zuführt und der andere Durchgang ein Heizgas, wie etwa Helium, zuführt, und wobei jeder der Durchgänge eine primäre Öffnung zum Kühlen oder Heizen der Kammer 7 und der Operationsspitze 4, und eine sekundäre Öffnung zum Kühlen oder Heizen der Kammer 21 und des Durchgangs 20 enthält.
Die verschiedenen Teile der Kryochirurgievorrichtung können im Wesentlichen starr oder im Wesentlichen flexibel sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung kann eine flexible längliche Kryochirurgiesonde rückwärts durch eine Arterie in eine Ventrikelkammer eingeführt werden, vorzugsweise mittels eines Katheters, um transmyokardiale Kanäle zu bilden, die sich von der Ventrikelkammer bis auf eine zuvor festgelegte Tiefe innerhalb des Myokards erstrecken.
Eine solche Ausführung gestattet die Durchführung minimal invasiver transmyokardialer Revaskularisationsprozeduren bei geschlossenem Brustkorb und eliminiert die Notwendigkeit einer offenen seitlichen Thorakotomie.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung gestattet die Einbeziehung videogestützter Thorakoskopie die kontinuierliche Überwachung der transmyokardialen Revaskularisationsprozedur, um die flexible Sonde präzise zu zuvor festgelegten Stellen am Epikard des Patienten zu lenken und die Eindringtiefe in das Myokard zu steuern. Vorzugsweise ist ein Endoskop und/oder eine Miniaturvideokamera mittels eines Verbindungselements mit dem Gehäuse 3 der Kryochirurgievorrichtung verbunden.
Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht das Erzeugen dauerhafter transmyokardialer Kanäle, aufgrund ihrer anästhetischen Qualität, ohne dem Myokardgewebe ein beträchtliches Trauma zuzufügen.
Somit ermöglicht es eine solche Vorrichtung, die Blutung zu minimieren und im Wesentlichen das Risiko auf Thrombose, Aneurysmen oder Ruptur größerer Blutgefäße zu eliminieren. Weiterhin ermöglichen ein solches Verfahren und Vorrichtung das Minimieren von Proteindenaturierung, Ödembildung und entzündlicher Reaktion. Weiterhin ermöglichen ein solches Verfahren und solche Vorrichtung die Regeneration von Nervenfasern im Anschluss an Waller-Degeneration.
Gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Erfindung können angiogeneseinduzierende Faktoren in die Kryogenvorrichtung aufgenommen werden oder unabhängig in die gebohrten Kanäle injiziert werden, um die Bildung neuer Blutgefäße zu stimulieren. Solche angiogeneseinduzierenden Faktoren können Wachstumsfaktoren, wie etwa VEGF (Vaskulärer Endiothel-Wachstumsfaktor) enthalten. Vorzugsweise enthalten die angiogeneseinduzierenden Faktoren Vektoren, die Gene tragen, welche spezifische Wachstumsfaktoren kodieren, um die langsame Freisetzung solcher Wachstumsfaktoren für eine zuvor festgelegte Zeitspanne zu gestatten.
Die transmyokardiale Kryorevaskularisationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht das geeignete Regulieren des Angiogeneseprozesses durch Sicherstellen effizienten Gentransfers. In der Technik ist wohlbekannt, dass die Effizienz von Gentransfer von dem Verhältnis infizierender Partikel zu infizierten Zellen abhängt, welches Verhältnis als Infektionsmultiplizität bezeichnet wird, wobei eine niedrige Infektionsmultiplizität zu einem ineffizienten Gentransfer führt und eine hohe Infektionsmultiplizität zu Toxizität und Zellentod führt. Verfahren und Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglichen das präzise Vorhersagen der Abmessungen der transmyokardialen Kanäle, wodurch sie das präzise Bestimmen der Menge infizierender Vektorpartikel, die einen gewünschten therapeutischen Effekt hervorrufen würden, ermöglichen.
Transmyokardiale Kryorevaskularisation verschafft günstige Bedingungen für Gentransfer, da sie ein Miedertemperaturmilieu zum Einbringen der Vektorpartikel verschafft, wodurch sie das Aufrechterhalten der Infektiosität der Vektorpartikel für eine im Wesentlichen verlängerte Zeitspanne ermöglicht, anders als das TMLR-Verfahren, das ein im Wesentlichen heißes Milieu erzeugt.
Weiterhin gefriert bei der Verwendung einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung Blut aus der Ventrikelhöhlung sofort an der endokardialen Oberfläche, wodurch eine im Wesentlichen verlängerte Kommunikation zwischen den Vektorpartikeln und dem Myokardgewebe ermöglicht wird, anders als bei dem TMLR-Verfahren, wobei ventrikuläres Blut durch das Myokard zur Epikardoberfläche strömt.
Während die Erfindung in Bezug auf eine begrenzte Anzahl von Ausführungen beschrieben worden ist, wird gewürdigt, dass viele Variationen, Modifikationen und andere Anwendungen der Erfindung vorgenommen werden können.

Claims

Eine Kryochirurgievorrichtung, umfassend: (a) ein Operationselement (4) mit einer Operationsoberfläche (8) und einem Hohlraum (7), und ein mit besagtem Operationselement verbundenes Gehäuseelement (3); (b) einen ersten Durchgang (10, 14a, 14b), der sich entlang besagtem Gehäuseelement und einem Teil besagten Operationselements erstreckt, um besagtem Operationselement Hochdruckgas zuzuführen, wobei besagter erster Durchgang ein primäres Wärmetauschelement mit einer primären Öffnung (6) enthält, die sich an besagtem ersten Durchgang befindet, um die Expansion besagten Gases innerhalb besagten Hohlraums besagten Operationselements zu ermöglichen, wodurch besagter Oberfläche besagtem Operationselements eine gewünschte Temperatur verschafft wird; (c) einen zweiten Durchgang (16), der sich durch die Länge besagten Gehäuseelements erstreckt, zum Abführen von Gas aus besagtem Operationselement zur Atmosphäre; (d) einen dritten Durchgang (20), der sich entlang einem Teil zumindest einem des besagten Gehäuseelements und Operationselements erstreckt, wobei besagter dritter Durchgang in Wärmetauschkommunikation mit besagtem ersten Durchgang steht, wobei besagter dritter Durchgang ein sekundäres Wärmetauschelement enthält, um durch besagtem ersten Durchgang strömendem Gas eine gewünschte Temperatur zu verschaffen; gekennzeichnet durch (e) einen vierten Durchgang (11), der von zumindest einem Teil besagten dritten Durchgangs umschlossen ist, besagter vierter Durchgang, um einem ausgewählten Teil besagter Vorrichtung Hochdruckgas zuzuführen, und wobei besagtes sekundäres Wärmetauschelement eine sekundäre Öffnung (19) enthält, die sich an besagtem vierten Durchgang befindet, um die Expansion von Gas in besagten dritten Durchgang zu ermöglichen; wobei besagter erster Durchgang ein erstes Hochdruckgas bereitstellt und besagter vierter Durchgang ein zweites Hochdruck-Heliumgas bereitstellt.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei ein Teil besagten ersten Durchgangs in besagtem dritten Durchgang umschlossen ist und wobei besagtes sekundäres Wärmetauschelement besagte sekundäre Öffnung (19) enthält, die sich an besagtem ersten Durchgang befindet, um die Expansion von Gas innerhalb besagten dritten Durchgangs zu ermöglichen.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei ein Teil besagten ersten Durchgangs in Form eines um besagten zweiten Durchgang gewickelten Spiralrohrs (14a) vorliegt.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei ein Teil (14b) besagten ersten Durchgangs von besagtem zweiten Durchgang umschlossen ist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die weiterhin eine isolierende Kammer (24) enthält.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagter erster Durchgang eine entlang seiner Länge angeordnete Vielzahl von Öffnungen aufweist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei zumindest eine der besagten Öffnungen dazu dient, die Expansion besagten Hochdruckgases innerhalb besagten dritten Durchgangs zu gestatten.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagtes Hochdruckgas aus der Gruppe gewählt ist, bestehend aus: (a) Argon; (b) Stickstoff; (c) Luft; (d) Krypton; (e) CF₄; (f) Xenon; und (g) N₂O.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagtes Gehäuseelement und besagtes Operationselement eine längliche Form aufweisen.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei besagtes Operationselement einen Durchmesser von zwischen etwa 0,8 mm und etwa 1,6 mm aufweist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei zumindest ein Teil besagter Vorrichtung im Wesentlichen flexibel ist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei zumindest ein Teil besagter Vorrichtung im Wesentlichen starr ist.