Blindniet zur Adaption von biologischem Gewebe und Vorrichtung zum Setzen des selbigen, insbesondere durch den Instrumentenkanal eines Endoskops
Die Erfindung betrifft einen selbststechenden Blindniet zur Adaption von biologischem Gewebe und eine Vorrichtung zum Setzen des selbigen, insbesondere durch den Instrumentenkanal eines flexiblen Endoskops, um Gewebeschichten mit einstellbarer Anpresskraft zu verbinden.
Stand der Technik
Blindnieten werden üblicherweise zum Verbinden von Metallblechen - vorwiegend im Flugzeugbau - verwendet, können jedoch auch für andere Materialien, wie Kunststoff, Holz oder Leder, eingesetzt werden. Ihr großer Vorteil gegenüber anderen Nietformen ist, dass die Fügeteile nur von einer Seite zugänglich sein müssen, da keine Matrize zum Schließen des Niets erforderlich ist. Für die meisten Blindnieten müssen zuvor Löcher gebohrt werden, die zum Setzen des Niets übereinander liegen. Es gibt jedoch auch Blindnieten, wie z.B. in der EP 0 705 389 Bl, die selbstdurchbohrend sind - beim Setzen also selbständig die Fügeteile durchstechen.
Auch in der Chirurgie gibt es erste Ansätze, Blindnieten einzusetzen. Deren Anwendungen beschränken sich aber hauptsächlich auf die Fixierung von Implantaten oder Gewebe an Knochen, wie es in US 6,241,732 Bl oder WO 99/62418 zu sehen ist. Erwähnenswert ist hier auch ein Kornealniet (US 5,258,011), durch den das Schließen von Schnitten in der Hornhaut des Auges möglich ist. Dieser Niet ist allerdings nicht als Blindniet ausgeführt, sondern muss von beiden Seiten bedient werden, was die Anwendung in der Endoskopie erschwert und ein weiteres Instrument erfordern würde . Zum Adaptieren von Gewebe werden in der Medizin hauptsächlich Nahttechniken eingesetzt. So wurde versucht, Nähvorrichtungen für
die- minimalinvasive Chirurgie zu entwickeln, um bei Operationen im gastrointestinalen Trakt Gewebsdiskontinuitäten zu verschließen. Da hier die Nade nicht mehr mit den Fingern geführt werden kann, muss dies von Greifern übernommen werden. Da aber diese Greifer nicht annähernd die Bewegungsfreiheit und Bewegungsmöglichkeiten der Hand erreichen, ist dieses Nähen sehr schwierig, unsicher und zeitaufwendig. Deshalb wurden verschiedenste Vorrichtungen zum automatisierten Nähen angedacht und zum Teil umgesetzt. Als Beispiel hierzu soll die US 6,071,289 dienen. Der gravierendste Nachteil der Nahttechnik kann jedoch auch hiermit nicht beseitigt werden: das Verknoten des Fadens. Dazu wird entweder ein Knoten außerhalb des Körpers gelegt und durch den Instrumentenkanal hindurchgeschoben, oder der Faden -wird mit Greifern mühsam verknotet. Somit konnten solche Vorrichtungen wegen ihrer Komplexität und der daraus folgenden Baugröße noch nicht in den Instrumentenkanälen von flexiblen Endoskopen eingesetzt werden.
Aufgrund der Nachteile der Nähvorrichtungen wurden als Alternative Klammern und Clips entwickelt. Diese bestehen im wesentlichen aus zwei zusammenhängenden Armen, mit denen das Gewebe zusammengehalten wird, wie es in der DE 299 23 545 UI oder in der DE 102 03 956 AI zu sehen ist. Da die Arme hierfür nur in einem sehr begrenzten Bereich aufspreizbar sind, ist es nötig, dass die zu fügenden Gewebeteile mit einer weiteren Vorrichtung vor dem Applizieren approximiert werden, wodurch der Einsatz mittels Endoskops unterbunden wird.
Eine Kombination aus Clip und Nähverfahren stellt das Verbindungselement aus der Patentanmeldung US 2003/0125755 dar, wobei am Ende einer Nadel mit Faden ein Clip hängt, der mit einer Zange vom Faden abgelöst wird. Somit wurde das Problem des Knotens bewältigt, allerdings ist wiederum der Einsatz eines
weiteren Instrumentes von Nöten, wodurch der Einsatz allein durch den Instrumentenkanal eines Endoskops nicht gewährleistet ist.
Eine weitere Ausführung, die als Blindniet aufgefasst werden kann, stellt die Anmeldung WO 99/60931 dar. Hierbei besteht ein Clip aus einem Träger, einem distalen und proximalen Fixierelement. Für die Funktion ist hier auch noch eine Verbindungshülse zwischen den beiden Fixierelementen vorgesehen. Die Hülse bestimmt den Abstand der Fixierelemente, weshalb das Ausmaß der Gewebeapproximation starr ist. Es ist somit nicht möglich, mit ein und demselben Clip Gewebe unterschiedlicher oder unbekannter Dicke miteinander zu verbinden, was eine große Einschränkung für den Chirurg darstellt. Miteinher geht hiermit auch, dass die Anpresskraft, mit der das Gewebe zusammengehalten wird, nicht einstellbar ist, wodurch der Chirurg kein Gefühl über die Güte der Verbindung gewinnen kann. Obendrein ist auch die Funktionssicherheit dieses Clips bedenklich, da kein Anschlag für das proxi ale Fixierelement vorgesehen ist, so dass es vorkommen kann, dass der komplette Clip durch das Gewebe hindurchgeschoben werden kann und sozusagen auf der anderen Seite herausfällt. Auch ist es hierbei nicht möglich, die Clips zu magazinieren, also mit einem Instrument mehrere Clips nacheinander zu setzen. Zum Nachladen muss somit das gesamte Instrument ausgetauscht werden oder zumindest aus dem Endoskop herausgenommen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zuvor erwähnten Nachteile mittels eines Verbindungselements und einer Vorrichtung zum Setzen des selbigen zu umgehen. Darüber hinaus soll es möglich sein, sowohl eine beliebige Anzahl von Gewebeschichten beliebiger Dicke mit einer vom Chirurgen einstellbaren Anpresskraft zu verbinden und bequem für den Einsatz in einem Instrumentenkanal eines üblichen, flexiblen Endoskops geeignet zu sein. Diese Aufgaben werden mit dem nach Anspruch 1 formuliertem
selbststechenden Blindniet erfüllt.
Bevorzugte Varianten und Ausführungen werden in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.
Der Blindniet weist somit einen Träger auf, an dessen distalem Ende eine Spange fest angeordnet ist, wobei die Spitze des Trägers als Nadel ausgebildet ist, mit der das Gewebe durchstochen wird. Nach dem Durchstechen des Gewebes legt sich die distale feste Spange an das Gewebe an und verhindert die 'Möglichkeit, den Niet zurück zu ziehen. Auf der proximalen Seite des Trägers ist eine Halterung vorgesehen, die sich auf der gegenüber liegenden Seite des Gewebes an diesem abstützt und damit die Lage des Nietes fixiert. Diese proximale Halterung ist üblicherweise eine Spange, die ähnlich aufgebaut ist wie die feste distale Spange, wenn es nur auf das Approximieren von Gewebeschichten ankommt.
Die Halterung kann jedoch auch eine andere Vorrichtung sein oder mit dieser kombiniert werden; so ist es möglich, diese Halterung etwa als Medikamentenspender, als Diagnoseeinrichtung mit Telemetrieübertragung etc. auszubilden.
Die Erfindung wird im folgenden ausführlicher unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die einige, nichteinschränkende Ausführungen zeigen.
Fig.l Aufbau des selbststechenden Blindniets; . Fig.2 Niet im eingeklappten Zustand;
Fig.3 erster Gewebelappen aufgefädelt und fixiert;
Fig.4 Schließen des Niets;
Fig.5 Niet im appliziertem Zustand; Fig.6 Ausnehmung mit Betätigungselements; Fig.7 Einrasten des Betätigungselements in der Ausnehmung; Fig.8 Abkoppeln des Betätigungselements von der Aus ehmung; Fig.9 Abwerfen der Spitze; Fig.10 Umklappen der Spitze; Fig.11 Verdecken der Spitze.
Der Niet, wie ihn Fig.l in seiner entspannten Form zeigt, besteht im wesentlichen aus drei Teilen. Ein rohrförmiger Träger 1 ist am distalen Ende versehen mit einer Spitze 2, im Mittelteil mit einer Rastverzahnung 3 und am proximalen Ende mit einem Kupplungselement 4. Auf dem Träger sind zwei Spangen 5 und 6 angebracht, wobei die distale Spange 5 axial fest gelagert ist und die proximale Spange 6 sich in distaler, axialer Richtung verschieben lässt und in der Gegenrichtung von der Rastverzahnung festgehalten wird. Die distale Spange besteht aus einem zylindrischen Grundkörper, von dem aus sich zwei Schenkel 5a abspreizen. Die proximale Spange besteht ebenfalls aus einem zylindrischen Grundkörper, von dem aus sich sowohl zwei Schenkel 6a als auch zwei Flügel 6b abspreizen. Innerhalb des Trägers befindet sich ein Betätigungselement 7 mit einer Raste am distalen Ende, womit es am Kupplungselement einhaken und den Träger in proximale Richtung ziehen kann. Geführt wird dieses Betätigungselement durch ein Führungsrohr 8.
Im geschlossenen Zustand, wie ihn Fig.2 mit aufgeschnittenen Führungsrohr 8 darstellt, sind die beiden Spangen 5 und 6 an den Träger 1 durch elastische Verformung angelegt, so dass die Niete im Führungsrohr verschoben werden können. Dabei sind die Niete so
ineinander gesteckt, dass das proximale Ende des vorausgehenden Niets in der Spitze des nachfolgenden Niets 9 steckt. Somit kann das Vorschieben der Niete über Schub am Träger des letzten in der Reihe befindlichen Niets erfolgen. Das Zurückziehen der Niete ist ebenfalls möglich, da das Betätigungselement 7 im Kupplungselement 4 des ersten Niets einhakt. Durch das Ineinanderstecken der Niete ergibt sich aufgrund von Spiel ein Gelenk, das zusammen mit der Elastizität des Trägers die Beweglichkeit des Instrumentenkanals des Endoskops erhält. Durch die Geometrie der Spitze und einer Abdeckung hierfür wird vermieden, dass die Spitze das Führungsrohr verletzt, ι insbesondere wenn dieses gekrümmt ist.
Wird der Niet aus dem Führungsrohr 8 herausgeschoben, so öffnet sich, wie in Fig.3 zu sehen, die distale Spange 5 durch elastische Vorspannung oder durch den Memory-Effekt von Formgedächtnismaterialien. Mit der Spitze 2 werden der Reihe nach Gewebeschichten 10 durchstochen und von der distalen Spange und dem Führungsrohr gesichert. Dadurch ist es möglich, die Gewebeschichten mit der Nietvorrichtung ohne Zusatzinstrumente zu -approximieren.
Es ist auch möglich, zum Setzen des Niets einen Gegenhalter zu verwenden, der z. B. in dem Instrumentenkanal des Endoskopes geführt ist und die zu approximierenden Gewebeschichten umgreift, so dass beim Einstechen der Nadel das Gewebe nicht ausweichen kann. Die Nadel mit dem Blindniet kann im selben Instrumentenkanal innerhalb des Gegenhalters geführt werden; ebenso kann hierfür ein weiterer Instrumentenkanal vorgesehen sein.
Des weiteren ist in Fig.3 ein Endoskop 11, in dessen Instrumentenkanal sich die Nietvorrichtung befindet, dargestellt.
Dieses ist mit einer. Optik 12 und einem Spülkanal 13 ausgestattet. Somit befindet sich die Nietvorrichtung im Sichtbereich des Endoskops. Auch kann der Instrumentenkanal des Endoskops die Aufgabe des Führungsrohrs übernehmen.
Das Schließen des Niets, wie in Fig. zu sehen, erfolgt dadurch, dass der Niet soweit aus dem Führungsrohr 8 herausgeschoben wird, bis sich zuerst die Schenkel 6a und dann die Flügel 6b öffnen. Mit den Flügeln stützt sich die proximale Spange 6 am Führungsrohr ab, wenn der Träger 1 in proximale Richtung gezogen wird. Dies geschieht durch Zug am Betätigungselement 7, welches im Kupplungselement 4 eingehakt ist. Die proximale Spange wird so über die Rastverzahnung 3 geschoben. Dabei legen sich die Schenkel 5a und 6a an das Gewebe 10 an und spreizen sich bei weiterem Andrücken auf, bis sie etwa im 90°Winkel zum Träger stehen. Bei diesem Vorgang erhöht sich die Anpresskraft der Gewebeschichten kontinuierlich. Bei weiterem Anziehen wird die Elastizität des Gewebes ausgenützt, um dieAnpresskraft weiter zu erhöhen.
Um den Niet nun von der Vorrichtung abzulösen, wie er in Fig.5 zu sehen ist, wird das Betätigungselement 7 locker gelassen und das Führungsrohr 8 leicht in proximale Richtung gezogen, wodurch sich der nachfolgende Niet 9 vom gerade applizierten ablöst. Somit wird das Kupplungselement 4 freigegeben, und das Betätigungselement kann ausgehängt werden. Der Niet ist nun vollständig appliziert. Dann wird das Betätigungselement soweit in proximale Richtung gezogen, bis es im Kupplungselement des nächsten Niets einhängt. Die Niete werden im Führungsrohr in distale Richtung geschoben, bis sich die distale Spange des nächste Niets öffnet, so dass dieser bereit ist, appliziert zu werden.
Der Aufbau des Kupplungselements 4 am proximalen Ende des Trägers 1 ist in Fig.6 dargestellt. Es besteht aus einer Ausnehmung 4a, einem Anschlag 4b und einer Nut 4c. Durch das -Kupplungselement hindurch verläuft das Betätigungselement 7. Wie in Fig.7 zu sehen, befindet sich am distalen Ende des Betätigungselements 7, welches im wesentlichen ein Zugseil 7a ist, eine Raste 7b. Diese Raste hakt im Anschlag der Kupplung ein, wenn am Betätigungselement gezogen wird. Wird das Betätigungselement locker gelassen, wie in Fig.8 zu sehen, und zum Träger verkippt, so löst sich die. Raste vom Anschlag, womit der Niet vom Betätigungselement und somit von der ganzen Vorrichtung abgelöst wird.
Die Spitze 2 eines applizierten Niets stellt eine Gefahr für umliegendes Gewebe dar und kann zur mechanischen Irritation (Blutung, Perforation) des selbigen führen. Es gibt mehrere Möglichkeiten, dies zu vermeiden. Die erste Möglichkeit ist, dass die Spitze aus bioresorbierbarem Material hergestellt ist, welches innerhalb weniger Tage oder Stunden vom Körper abgebaut wird; dies ist zum Beispiel der Fall bei verschiedenen Magnesiumlegierungen wie AZ91. Auch Kunststoffe, wie verschiedene Lactide, sind hierfür geeignet; Magnesiumlegierungen bieten jedoch den Vorteil einer ■ zum Einstechen in das Gewebe und zum Durchdringen des Gewebes benötigten Härte.
Nach Fig.9 kann die Spitze auch abgeworfen werden. Dies ist realisierbar, indem die Spitze auf. dem Träger 1 aufgeschoben ist, und beim Schließen des Niets die distale Spange 5 die Spitze vom Träger herunterschiebt. Die abgeworfene Spitze wird dann, falls der Niet im Gastrointestinaltrakt eingesetzt wird, ausgeschieden werden. Eine weitere Möglichkeit, wie in Fig.10, besteht darin, dass die Spitze umklappt, und somit die Gefahr der
Traumatisierung verringert wird. Die letzte Möglichkeit stellt das Verdecken der Spitze dar, wie in Fig.11 zu sehen. Hierbei wird der zylindrische Grundkörper der distalen Spange 5 mit einer Hülse verlängert, die sich beim Schließen des Niets über die Spitze schiebt, diese verdeckt und benachbartes Gewebe auf Distanz hält.
Die verwendeten Materialien sind von großer Bedeutung. Für alle Bestandteile des Niets, also für den Träger 1, die Spitze 2 und die beiden Spangen 5,6, müssen biokompatible Werkstoffe eingesetzt werden, um Inflammationen zu vermeiden. Darüber hinaus ist es erwünscht, dass der Niet im Körper verbleiben kann und nach Abschluss des Wundheilungsprozesses abgebaut wird. Aus diesem Grund wird der Träger 1 aus bioresorbierbarem Poly-(D/L)- Lactid hergestellt, was nach mehreren Monaten abgebaut wird. Die -beiden Spangen werden aus einem aliphatischen Polyetherbasiertem oder Polycarbonatbasiertem TPU hergestellt. Für den Fall, dass die Spitze sehr schnell resorbiert werden soll, wird, wie bereits erwähnt, die Magnesiumlegierung AZ91 verwendet. Das Betätigungselement 7 wird aus Federstahl hergestellt, um Zugkräfte übertragen zu können. Für das Führungsrohr 8 eignet sich ein reibungsarmer Kunststoff, wie zum Beispiel PTFE.
Wie bereits oben erwähnt, kann anstelle der zweiten Spange eine andere Halterung bzw. ein Gerät vorgesehen werden, wie ein Medikamentenspender etc. Die distale Spange dient in diesem Falle im Wesentlichen dazu, dieses Gerät im Gewebe zu fixieren.
Bezugszeichenliste
Träger 1 distales Ende des 2
Trägers
Rastverzahnung 3
Kupplungselement 4
Ausnehmung 4a
Anschlag 4b
Nut 4c distale Spange 5
Schenkel der distalen 5a
Spange proximale Spange 6
Schenkel der proximalen 6a
Spange
Flügel der proximalen 6b
Spange
Betätigungselement 7
Führungsrohr 8 nachfolgender Niet 9
Gewebe 10
Endoskop 11
Optik 12
Spülkanal 13