NO881177L - Regulering av blodstroemmen til et kroppsorgan. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår regulering av blodstrømmen til et organ i kroppen.

Av bekvemmelighetshensyn vil oppfinnelsen hovedsakelig bli beskrevet i forbindelse med regulering av blodstrømmen gjennom leverpulsåren til leveren. Det bør imidlertid forstås at oppfinnelsen ikke er begrenset til denne anvendelse, da den uten videre også kan utnyttes for å styre blodstrømmen gjennom miltpulsåren til milten.

Både primære og sekundære levertumorer tilføres hovedsakelig blod fra leverpulsåren, mens normalt levervev får sin blod-forsyning fra portvenen såvel som leverpulsåren.

Avbrudd av forsyningen av pulsåreblod til leveren og regional innføring av cytotoksiske midler har vært anvendt hver for seg og i kombinasjon for behandling av ondartede levertilstander. Se f. eks. "Transient Hepatic Dearterialization followed by Regional Intra-Arterial 5-Fluorouracil Infusion as Treatment for Liver Tumors" av Eva P. Dahl et al. Ann. Surg. januar 1981, s. 82-87.

I denne studie av Dahl og kollegaer ble leverpulsåren behandlet for senere midlertidig avsperring og medisintil-førsel ved å anbringe to tynne sløyfer av polyetylen omkring pulsåren, en på hver side av pulsåren til magesekken og tolv-fingertarmen (gastroduodenalarterien) og trukket gjennom separate tykkere polyetylenrør. Et infusjonskateter ble inn-ført gjennom den høyre gastropylorarterie eller gastroduo-denalarterie inn i selve leverpulsåren (hepatisarterien).

Sløyfene og kateteret ble trukket gjennom bukveggen ved hjelp av separate stikksår. Etter operasjonen ble infusjon av glykoseløsning med innhold av heparin og ampicillin utført daglig for å holde hepatisarterien åpen. Pulsåreavsperringen ble utført to til fem dager etter operasjonen ved å trekke i innsnøringssløyfene og fastholde dem ved hjelp av kirurgiske klemmer for derved å avbryte arterieblodstrømmen. En ulempe ved polyetylensløyfene var behovet for ytre regulering av avsperringsprosessen.

Skjønt det ikke er bevist at avsperring av hepatisarterien kan forlenge livet for pasienter med leverkreft, er det påvist at den vil forbedre symptomene ved leverkreft for visse pasienter med metastiske karsinoide sykdommer (se "Temporary Liver Dearterialization in Patients with Metastatic Carcinoid Desease" av S. Bengmark, M. Ericsson et al, World J. Surg. 6: 46-53 (1982). Det foreligger også bevis for at den frembringer nekrose av tumorer (se Bengmark, 1982 ovenfor og "Hepatic Dearterialization in Cancer: New Perspectives" av S. Bengmark et al, Eur. Surg. Res. 18: 1510158 (1986)). Denne behandling praktiseres nå bare på forsøksbasis (ikke standard-prosess) som anvendes i kombinasjon med kjemisk terapi.

"Permanent underbinding av leverpulsåren og dearterialisering av leveren er blitt utprøvet over mange år, slik som angitt i de ovenfor nevnte tidsskriftsartikler. De potensielle fordeler ved intermittent fremfor permanent dearterialisering er behandlet av Bengmark og hans kolleger (1986) i nevnte artik-kel "Hepatic Dearterialization in Cancer: New Perspectives". Disse fordeler omfatter muligheter for lavere dødshyppighet og sykelighet samt mindre sannsynlighet for dobbeltsidig utvikling, hvilket anses som hovedårsaken til at permanent dearterialisering svikter i det lange løp. En studie for å sammen-ligne permanent og transient avsperring ble gjort på griser av Persson et al (1984) og antyder at dobbeltsidig utvikling er mindre sannsynlig hvis avsperringen er transient/intermittent.

Foreliggende oppfinnelse gjelder også regulering av blodtil-førselen til milten for pasienter med syklig øket miltfunk-sjon. Sådanne pasienter utvikler vanligvis overdrevet hemo-lytisk funksjon av milten som en følge av manglende peri-feriske blodelementer, samt hypercellularitet av benmargen og miltforstørrelse. Ofte er resultatet av denne tilstand kir-urgisk fjerning av milten. Foreliggende oppfinnelse eli-minerer behovet for spenektomi og ved å nedsette blodstrømmen til milten forbedres dens funksjon.

Støtte for den tanke at opprettelse av blodmangel i milten for derved å delvis bryte ned denne, kan utnyttes for å behandle forstørret milt (f. eks. på grunn av talassaemi eller forhøyet blodtrykk i portåren) kan finnes i artikkelen "Partial Splenic Embolisation for Hypersplenism of Thalassaemia Major: Five Year Follow Up", British Medical Journal 294: 665-667 (1987) og "Ischaemia and Partial Resection for Control of Splenic Hyperfunction" av CL. Witte et al, Brit. Surg. 6a: 531-535

(1982). I henhold til disse artikler ble milten med hell nedbrudt ved embolisering og delvis splenektomi. Det samme formål kunne vært oppnådd ved intermittent avsperring av miltarterien en lengre periode.

Det er et formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe forbedret utstyr for å regulere blodstrømmen til et kroppsorgan og som ikke omfatter noen regulatormidler som fysisk trenger gjennom kroppens overflate (huden) og derved nedsetter risikoen for infeksjon.

Oppfinnelsen gjelder således en regulatoranordning for å regulere blodstrømmen fra en arterie til et kroppsorgan og som omfatter en oppblåsbar sperreinnretning innrettet for å kobles til arterien og en implanterbar innretning for aktivering og deaktivering av sperreinnretningen samt innrettet for å anbringes under huden, men likevel å kunne påvirkes fra utsiden av kroppen.

Den oppblåsbare sperreinnretning består av en fleksibel elastisk pose som er anbragt omkring leverpulsåren og som befinner seg i strømningsforbindelse med en drivinnretning som i sin helhet er anbragt under huden.

I en utførelseform av oppfinnelsen er drivinnretningen en manuelt sammentrykkbar reservoarballong anordnet under huden, men lett drivbar ved påført ytre trykk. En utløsningsventil som hindrer tilbakestrømning av fluid inn i reservoarballongen er anordnet ved siden av ballongen og kan også betjenes og åpnes ved påført ytre trykk.

Sammentrykning av reservoarballongen gjennom huden bevirker oppblåsning av sperreinnretningen rundt leverpulsåren således at denne avsperres. Utløsningsventilen ved siden av reservoarballongen hindrer fluidet fra å strømme tilbake inn i reservoarballongen. Aktivering av utløsningsventilen tillater umiddelbar tilbakestrømning av fluid inn i reservoarballongen under huden og utblåsning av sperreinnretningen som er påført rundt arterien. Fluidet tvinges da tilbake i reservoarballongen av blodtrykket som virker på sperreinnretningen og på grunn av det frembragte sug av den elastiske tilbakeførings-kraft i den sammentrykkbare reservoarballong.

For at oppfinnelsen skal bli bedre forstått og utnyttet i praksis, vil den nå bli nærmere beskrevet under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 er en perspektivskisse av en implanterbar innretning for regulering av blodstrømmen i henhold til en ut-førelse av oppfinnelsen.

Fig. 2 viser et snitt gjennom den implanterbare innretning

i fig. 1.

Fig. 3 viser skjematisk et første fistelarrangement som anvendes i det viste utførelseeksempel av oppfinnelsen. Fig. 4 viser skjematisk et annet fistelarrangement som an vendes i det viste utførelseeksempel. Fig. 5 viser skjematisk et tredje fistelarrangement som utnyttes i det viste utførelseeksempel av oppfinnelsen.

Den viste blodstrømregulator i fig. 1 og 2 omfatter en opp blåsbar trykkinnretning eller mansjett 10 som er montert på en koblingsinnretning 11 med en passasje 12 i forbindelse med det indre av sperremansjetten 10 samt en tilkoblet slange 13- En kobling 15a forbinder koblingsslangen 13 med en koblings-slange 14.

Den annen ende av koblingsslangen 14 er forbundet med en pumpeinnretning 15 som omfatter et sammentrykkbart reservoar 16, en ventil 17 og et ventillegeme 18.

En stropp 19 er forbundet med koblingsinnretningen 11 på over-siden av mansjetten 10 og har en åpning 23 som er tilsluttet koblingsslangen 13 og koblingsinnretningen 11 på sådan måte at stroppen kan låses til koblingsinnretningen 11 etter at den er ført omkring blodåren.

Ventilen 17 i fig. 2 har et ventillegeme av silikonmaterial eller annet implanterbart fleksibelt material som danner et ventilkammer 18. Ventilinnløpet er forbundet med reservoaret 16. Utløpet 20 (som er lukket av diafragmaet 24) er forbundet med den oppblåsbare sperremansjett 10.

I drift kan fluid fra reservoaret 16 drives inn i innløpet 25 og gjennom åpningen i ventilen 17 hvor fluidtrykket løfter ventildiafragmaet 24 således at fluidet kan passere gjennom utløpet 20. Så snart trykket på reservoaret opphører, vil diafragmaet 24 vende tilbake til sin opprinnelige stilling hvor det ligger tettende an mot ventilsetet.

Når fluidet skal vende tilbake til reservoaret, trykkes ven-tillegemet sammen i retning av pilen A for å løfte diafragmaet 24 slik at fluidet kan vende tilbake til reservoaret 16.

Regulatoranordningen for regulering av blodstrømmen i henhold til oppfinnelsen er særlig egnet for å regulere blodstrømmen til sekundære tumorer i leveren ved intermitterende sammenpresning av leverblodåren som et tillegg til direkte infusjon av kjemiske terapeutiske midler enten i portåren eller leverpulsåren ved hjelp av hvilket som helst hensiktsmessig inn-føringssystem, slik som "Infusaport". Tidsskjemaet for dearterialiseringen og medisininnføringen varierer i avhengig-het av tumorens størrelse og dens opprinnelse.

UTFØRELSEEKSEMPEL.

Formålet med denne undersøkelse å bestemme virkningen av å implantere en silkonmansjett rundt en vene som var påført overtrykk ved hjelp av en arterie/venefistel.

De oppblåsbare silikonmansjetter ble sprøytestøpt i flytende silikongummi av medisinsk kvalitet (SILASTIC, registrert varemerke Q7-4780, Dow Corning Corp.). Mansjettene var 1,5 cm brede. Stroppen på utsiden av den oppblåsbare mansjett var utført i DACRON (registrert varemerke) forsterket silikongummi av medisinsk kvalitet (SILASTIC, Dow Corning Corp. katalognr. 501-3)- Disse mansjetter kunne blåses opp ved hjelp av en blåseblære som ble implantert under huden i den nærliggende hals. Mansjettene kan da blåses opp fra under-siden av huden (etter lukking av hudåpningen). Mansjettenden av anordningen var den eneste del av denne som var i kontakt med venen. Et reservoar som anvendes for oppblåsning av mansjetten ble implantert et annet sted i halsen.

To kirurgiske operasjoner ble utført. I den første operasjon ble en arterie/venefistel opprettet for å danne en vene med overtrykk ved utnyttelse av en suturteknikk ved anvendelse av en 6-0 kontinuerlig Prolen. En oppblåsbar omsluttende mansjett ble anbragt omkring vedkommende vene i nærheten av fistelen for å gi en svak innsnevring. Operasjonssåret ble så lukket og sauen overlatt til seg selv for å komme seg.

Fem forskjellige typer fistelarrangementer ble anvendt under utvikling av modellen. En fistel med årene side ved side ble til slutt valgt som den mest hensiktsmessige på grunn av den lette operasjonsprosess og fordi den er mindre problem-

skapende samt gir høyt venetrykk.

Ved utførelse type 1 ble en fistel med årene side ved side frembragt mellom lårvenen nær overflaten og lårarterien i to sauer (nr. 27 og 28). Venen ble videre underbundet i avstand fra fistelen for ytterligere å øke trykket i den gjenværende åreåpning.

Ved type 2 ble en arterie/veneanastamose opprettet side ved side mellom den indre halsvene og den udelte karotidarterie i halsen på syv sauer (nr. 29, 30, 31, 32, 33, 35 og 42). Venen ble underbundet i avstand fra fistelen for ytterligere å øke trykket i den fri veneåpning.

Ved fisteltype 3 var arrangementet det samme som ved den nettopp nevnte type 2 og ble påført to sauer (nr. 37 og 41).

I tillegg ble mansjetten blåst opp 20 minutter hver dag, og seks dager i uken for å utsette venen for maksimal påkjenning.

Fig. 3 viser de første tre fistelarrangementer som ble anvendt i dyremodellen forøket veneblodtrykk. Det forhold at venen ble underbundet i avstand fra fistelen ved denne undersøkelse er ikke vist. Skjønt fig. 3 viser den indre halsvene og den samlende karotidarterie, var fistelarrangementet av type 1 helt likt bortsett fra at andre blodkar ble anvendt. Fistel-arrangementene av type 2 og type 3 var bare forskjellig ved det forhold at mansjetten ble periodisk oppblåst ved type 3.

Ved type 4 ble et krysset fistelarrangement anvendt i en sau (nr. 62). Den motsatte halsvene ble tatt i bruk og forbundet ende mot side til den indre halsvene. Den indre karotidarterie på den side som ble benyttet ved undersøkelsen ble forbundet ende mot side til denne indre halsvene. Dette arrangement er vist i fig. 4.

Ved fistelarrangementet av type 5 ble fistelen opprettet ved anvendelse av en DACRON (registrert varemerke) "H"-transplan- tering ved anvendelse av en ende-til-side forbindelse fra transplanteringen til den indre karotidarterie og til den indre halsvene i en sau (nr. 68). Dette arrangement er vist i fig. 5.

Etter opprettelse av hver av de ovenfor angitte fem fisteler ble operasjonssåret lukket og vedkommende sau overlatt til seg selv for å komme seg. Ved den annen operasjonsprosess ble venene festet ved forskjellige tidspunkter etter den første operasjon.

Disse vener ble undersøkt makroskopisk for å påvise even-tuelle forandringer. Prøver ble tatt for histologiske under-søkelser i alle sauer. Prøvene ble også tatt som 3 cm prøve-stykker like ved eller i avstand fra implanteringen, slik som angitt i tabell 2 som gir forsøksresultatene i detalj.

Disse prøvestykker ble undersøkt histologisk av en uavhengig ekspert som ikke hadde kjennskap til om vedkommende prøve-stykke var tatt ut under en silikonimplantering eller var en kontrollprøve. Fremgangsmåten ved rapporteringen var å klassifisere hver prøve med hensyn til graden av mulige reak-sjoner på implanteringen av en silikonmansjett. Graderingene var da:

0 - ingen

1 - minimal

2 - moderat

3 - kraftig

4 - komplett

De angitte reaksjonskategorier var:

- Fibrose i det indre, midtre eller ytre sjikt av blodåren.

- Ekstracellular hydralindannelse.

- Tykkelse av årens innersjikt.

- Nydannelse av årevev under innersjiktet.

- Avdekning av en endothelceller.

- Dannelse av storceller.

- Oppspaltning av det indre elastiske sjikt.

13 sauer ble undersøkt i denne forsøksrekke og resultatene er angitt i tabell 1. Det implanterte utstyr ble holdt på plass i en midlere tid på 17 uker innenfor et område av 4 til 32 uker. Alle vener var utvidet, således at den minste diameter var på mansjettstedet. Trykkmålinger ble utført i tre til-feller hvor det påviste trykk var 40 - 60 mm Hg.

Makroskopiske undersøkelser viste intet tilfelle hvor det forekom trombose, fiberavsperring eller sårdannelse. Veneveggen var vanligvis meget sterkt fortynnet som en følge av de høye fisteltrykk. Veneveggen under silikonmansjetten var jevn uten sårdannelse og liten fortykning. Et fibrøst belegg var alltid tilstede.

De histologiske forhold ved veneveggen var meget like de påviste forhold ved de fjerntliggende kontrollprøver. Det forekom svak fibrose med hyalindannelse og moderat nydannelse av årevev under det indre sjikt. Det forekom imidlertid vanligvis en noe kraftigere oppspalting av det indre elastiske sjikt enn i den tidligere undersøkelse. Det var minimal avdekning av endothelceller i de fleste sauer, men det forekom i sauene nr. 28, 29, 6 og 68.

Sveipende elektronmikroskopi ble utført på sauene nr. 30, 37, 41 og 62. Prøvestykkene fra områdene under implanteringene viste at endothelcellesjiktet for det meste var i orden, men med fiberavleiring i sauene nr. 41 og 37, hvilket var de sauer hvor periodisk sammenpresning ble utført. Den eneste abnormi-tet ved de øvrige prøver var noen overflategroper i sau nr. 62. Det forekom en sårinfeksjon i sau nr. 42, hvor for-søksanordningen ble fjernet.

Denne undersøkelse ble utført for å etterligne de høye venetrykk som foreligger i pasienter med forhøyet venetrykk. Disse trykk kan nå opp til minst 60 mm Hg. Den uunngåelige utvidelse av fistelen innebærer at den smaleste del av venen vil være området med silikonmansjett. Dette tilsvarer da implantering av mansjett i mennesker, hvor ventilringen må innsnevres for å gjøre veneventilen virksom. Det omgivende veneområde vil da få større diameter på grunn av utsvelling. Endothelskaden synes ikke å utgjøre noe vesentlig problem, da det ikke forkom noe tilfelle av sårdannelse, trombose eller fibrøs innsnevring i dette område, eller på noe annet sted. Disse forandringer synes å ha sin årsak i en reparasjonspro-sess som følge av oppskjæringen og fra den frembragte skade ved fistelen. Sammenligning mellom prøvene fra implanteringen og kontrollprøvene ut i fra lysmikroskopundersøkelser (tabell 2) viser at de fleste forandringer ikke hadde sin årsak i implanteringen av venemuffen. Lignende forandringer kan på-vises selv uten implantering (sau nr. 92 i protokoll 22/1) og er blitt beskrevet i alvorligere ferm ved venetransplanta-sjoner (28, 94, 102). - Delvis og til og med kraftig innsnevrende silikonimplanter-inger anbragt rundt fistelpåførte vener med kontinuerlig høyt trykk er sikre og frembringer ikke innsnevrende fiberdannelse eller trombose.

Disse resultater viser at silikonmansjetten uten risiko kan anbringes rundt årer med høyt indre trykk. Mansjetten kan også blåses opp tidvis uten store problemer. Det forelå intet problem med trombose eller stenose.

Forskjellige modifikasjoner kan utføres ved foreliggende anordning uten at oppfinnelsens omfang og ramme overskrides.

Fisteltyper:

1. Femoralarterie til femorvene ved forbindelse side ved side. Venen underbundet i avstand. 2. Korotidarterie til halsvene ved sideforbindelse.

Venen underbundet.

3. Samme som type 2. I tillegg ble mansjetten blåst opp

20 min. pr. dag, seks dager i uken.

4. Kryssforbundet fistel i stedet for side-til-side forbindelse. 5. Dakron "H"-transplantasjon fra karotidarterie til halsvene.

Claims (4)

1. Regulatoranordning for å regulere blodstrø mmen fra en arterie til et kroppsorgan og som omfatter en oppblåsbar sperreinnretning innrettet for å kobles til arterien og en implanterbar innretning for aktivering og deaktivering av sperreinnretningen samt innrettet for å anbringes under huden, men likevel å kunne påvirkes fra utsiden av kroppen.

2. Regulatoranordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at den opblåsbare sperreinnretning utgjøres av en fleksibel elastisk pose som er anordnet rundt leverar terien og står i fluidforbindelse med en drivinnretning som i sin helhet er plassert under huden.

3- Regulatoranordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at drivinnretningen er et manuelt sammentrykkbart reservoar som er plassert under huden, men lett kan påvirkes av trykk som utøves fra utsiden av kroppen.

4. Regulatoranordning som angitt i ett av de forutgående krav og som omfatter en utløsningsventil som hindrer tilbakestrøm-ning av fluid inn i reservoaret, samt er plassert inntil dette og også kan drives og åpnes ved trykk påført utenfra.