DE1766712A1

DE1766712A1 - Einpflanzbare Gewebeteile sowie Verfahren und Vorrichtung zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE1766712A1
Application number: DE19681766712
Authority: DE
Inventors: Sparks Charles Howard
Original assignee: SPARKS CHARLES HOWARD
Current assignee: SPARKS CHARLES HOWARD
Priority date: 1967-07-25
Filing date: 1968-07-08
Publication date: 1972-03-23
Also published as: FR1575107A; DE1766712C3; US3514791A; SE356898B; DE1766712B2; GB1243375A

Description

Die Erfindung bezieht sioh auf neuartige Verfahren und Vorrichtungen zum Züchten von zur Verpflanzung geeignetem Zellgewebe, und sie betrifft insbesondere Gewebeteile, die im eigenen Körper eines Patienten gezüchtet werden können·

Es sind bereits verschiedene Verfahren bekannt, mittels deren es möglich ist,"Ersatzteile" für Teile des menschlichen Körpers herzustellen. Beispielsweise werden auf geeignete Weise hergestellte einzelne Teile verwendet, z.B. Herzklappen, Metall platten als Ersatz, für Knochengewebe sowie aus Gewebe hergestellte Schläuche als Ersatzteile für Arterien, die Speiseröhre usw. Ferner werden bereits Tieren entnommene Teile verwendet, um Herzklappen und andere Teile (valve Cusps) des menschlichen Körpers zu ersetzen. Zu den gleichen Zwecken werden auch Gewebeteile oder dergleichen von einem menschlichen Spender einem Patienten eingepflanzt·

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Weiterhin werden aus künstlichen Geweben hergestellte Teile mit einem gewissen Erfolg verwendet, um einen erkrankten Teil einer Arterie zu ersetzen oder zu umgehen, wenn die Arterien einen Durchmesser von mehr als 8 mm haben. Die, Anwendung dieses Verfahrens ist jedoch äußerst schwierig, und bei den kleineren "Arterien führt es gewöhnlich nicht zum gewünschten Erfolg. Die Verwendung solcher eingepflanzter Teile hat sich beim Venensystem mit nur wenigen Ausnahmen als erfolglos erwiesen.

Zwar ist es mit Hilfe dieser Verfahren möglich, gewisse Erfolge zu erzielen, doch werden sie im allgemeinen nur als letztes Hilfsmittel eingesetzt, da nichts besseres zur Verfugung steht. Bei allen diesen Verfahren ergeben sich zahlreiche Schwierigkeiten, die im wesentlichen darauf zurückzuführen sind, daß der menschliche Körper solche eingepflanzten Fremdkörper abwehrt bzw. abstößt. Dies gilt ohne Rücksicht darauf, ob es sich bei dem Fremdkörper um ein künstliches Erzeugnis handelt, oder um tierisches Gewebe oder sogar um Gewebe, das einem anderen Menschen entnommen worden ist. Einfach und unter Benutzung nichtmedizinischer Ausdrücke gesagt sind solche einzupflanzende oder zu überpflanzende Vorrichtungen mit dem Körper der Patienten nicht verträglich, und die Reaktion des Körpers des Patienten auf das Einpflanzen solcher Fremdkörper führt in allen Fällen in einem gewissen Ausmaß zu unerwünschten Wirkungen.

Weiterhin werden bereits sogenannte autogene Venenüberpflanzungen (dem eigenen Körper des Patienten entnommene Yenen ohne kritische Bedeutung) durchgeführt, doch steht hierfür nur

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eine begrenzte Materialmenge zur Verfügung, und in nahezu allen Fällen muß man zu Kompromißlösungen greifen, da die zur Verpflanzung geeigneten Venen nicht einen ausreichenden Durchmesser und/oder nicht die ausreichende länge haben.

In manchen anderen Fällen ist es ferner bereits möglich gewesen, einen Teil des Körpers eines Patienten zu verwenden, um einen anderen Teil des Körpers zu ersetzen. Beispielsweise kann man ein kleines Knochenstück, das an einer bestimmten Stelle entnommen worden ist, erfolgreich an einer anderen Stelle M einpflanzen. Natürlich ist die verfügbare Menge geeigneten Knochenmaterials für solche Zwecke äußerst begrenzt. Ferner wird bereits das Colon transversum verwendet, um einen Teil der Speiseröhre oder die ganze Speiseröhre zu ersetzen. Dies ist jedoch in hohem Maße unerwünscht, und zwar wegen des Umfangs der Operation sowie der Nachwirkungen, die zu einem schlechten Gesundheitszustand des Patienten führen.

Die Erfindung sieht nunmehr ein überpflanzbares Gewebe · vor, bei dem es sich um das Erzeugnis des Wachstums von Binde- Λ gewebe im Inneren einer gelochten Matrize oder Form handelt, die in einen lebenden Körper eingepflanzt wurde.

Weiterhin sieht die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen von überpflanzbarem Gewebe vor, das Maßnahmen umfaßt, um eine gelochte Form mit einer geeigneten Hohlform bereitzustellen, diese Form oder Matrize in einen lebenden Körper einzupflanzen und sie so lange dort zu belassen, wie es erforderlich ist, wenn Bindegewebe in die Form hineinwachsen soll, so daß man

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das gewünschte uberpflanzbare Gewebe erhält, um ferner die erwähnte Form wieder aus dem lebenden Körper zu entfernen, und um dann das gezüchtete Gewebe von der Form oder Matrize zu trennen.

Ferner sieht die Erfindung eine -Gewebematrize zur Durchführung des vorstehend genannten Verfahrens vor, die eine gelochte Wand aufweist; die Löcher oder Öffnungen dieser Wand stehen in Verbindung mit einem Hohlraum der Matrize, die dazu dient, ein überpflanzbares Gewebe dadurch entstehen zu lassen, daß man zuläßt, daß das Bindegewebe durch die Offnungen der Wand hindurchwächst ο

Die Nachteile und Schwierigkeiten der bis jetzt bekannten Verfahren werden dadurch vermieden, daß die Erfindung einpflanzbare Matrizen oder Formen vorsieht, die es ermöglichen, überpflanzbares Gewebe vorzugsweise aus den Geweben des Patienten selbst und in dessen eigenem Körper zu züchten. Die Formen oder Matrizen sind mit Löchern versehen, damit das Bindegewebe durch die Löcher hindurch nach innen wachsen kann, Ein solches nach innen gerichtetes Wachsen des Bindegewebes wird dadurch gefördert, daß man die Form in einer relativ festen Lage verankert, z.B. am Brustkorb oder an einer anderen geeigneten Stelle. In der Matrize wird eine Verstärkung aus Stoff angeordnet. Die natürliche Neigung des Körpers, Fremdkörper abzustoßen, wird dadurch vorteilhaft ausgenutzt, daß der Stoff von dem Bindegewebe eingekapselt wird, so daß;'.sich der Hohlraum,Äer Matrize vollständig mit Bindegewebe füllt. Dieses Bindegewebe bildet ein "Ersatzteil", das aus dem eigenen Gewebe des Patienten

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besteht und durch den Stoff oder dergleichen verstärkt wird, so daß das Gewebe die erforderliche Festigkeit besitzt. Wenn das überpflanzbare Gewebe in den Körper des Patienten eingepflanzt wird, spielt sich die Heilung schnell ab, und die zahlreichen unerwünschten ./irkungen, die bei der Verwendung künstlich hergestellter Ersatzteile, bei der Übertragung von Gewebe aus dem Körper eines Menschen in den Körper eines anderen Menschen usw· auftreten, werden vermieden.

Als Beispiele werden im folgenden die Formen oder Matrizen für mehrere verschiedene Arten von Transplantaten beschrieben. Eine Form von rohrförmiger Gestalt umfaßt lediglich ein gelochtes Rohr, in dem ein Dorn angeordnet ist. Eine Hülle aus einem geeigneten Verstärkungsmaterial, z.B. ein Gewebe aus dem unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung Dacron erhältlichen Material wird an dem Dorn befestigt, und die Enden der Form werden mit Vorrichtungen versehen, die es ermöglichen, die Form am Brustkorb des Patienten oder an einem anderen Körperteil zu verankern, so daß die Form im Körper festgelegt wird. Die natürlichen körperlichen -frozesse bewirken dann, daß das erforderliche Bindegewebe erzeugt wird, daß durch die gelochte Außenwand hindurchwächst und das Gewebe einkapselt, wobei der Hohlraum der Form.ausgefüllt wird, so daß man ein schlauchförmiges Gewebestück erhält, das eine Innenfläche und eine Außenfläche besitzt, deren Glätte der Glätte der "betreffenden Flächen der Form entspricht.

Eine ähnliche Form wird verwendet, wenn eine Sehne erzeugt werden soll, abgesehen davon, daß ein schlankerer Dorn verwendet wird. Ferner werden Formen zum Züchten einer dreizipfligen

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Herzklappe sowie zum Züchten einer gekrümmten Platte aus Knochenzellen beschrieben. Im letzteren Fall wird die Form mit Knochenhautzellen "angesät-J*¹, so daß nicht lediglich Bindegewebe entsteht, sondern ein Knochengewebe erzeugt wird. Die rohrförmige Form kann mit Oberhautzellen "angesät J"¹ werden, so daß man einen Schlauch aus einem Oberhautzellengewebe erhält, der als Ersatz für Teile des ^agen-Darmkanals oder dergleichen verwendet werden kann. Auf ähnliche ./eise ist es möglich, Formen herzustellen, mittels deren noch andere Körperteile gezüchtet werden können.

Die Erfindung bietet einen weiteren Vorteil, der darin besteht, daß es möglich ist, bestimmte Strukturen zu züchten, z.B. Arterienschläuche, Klappen usw., wobei es möglich ist, solche Strukturen im Körper eines Individuums zu züchten und sie dann in den Körper eines anderen Individuums gleicher Art einzupflanzen. Im Vergleich zu der gebräuchlichen Überpflanzung von Gewebe von einem Menschen zum anderen tritt eine Abstoßungsreaktion mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit ein, da das neue Bindegewebe, das mit Hilfe der erfindungsgemäßen Formen gezüchtet wird, ein primitives Gewebe ist, das keinem Gewebe mit einer besonderen Funktion (Nieren, Herz, Gehirn, Nerven usw.) entspricht und keine lymphatischen Strukturen enthält. Es ist bekannt, daß eine Abstoßungsreaktion um so wahrscheinlicher eintritt, je höher ein Gewebe in speziellen Strukturen differenziert ist. Forschungsarbeiten zeigen, daß die Abstoßungsreaktion in erster Linie ihren Ausgangspunkt im lymphatischen bzw. reticulo-endothelialen System hat. Bei den

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erfindungsgemäß erzeugten Transplantaten sind jedoch keine lymphatischen Strukturen vorhanden.

Ein Hauptziel der Erfindung "besteht somit darin, neuartige Verfahren und Vorrichtungen zum Züchten von überpflanzbarem Gewebe sowie Verfahren und Vorrichtungen zum Züchten sogenannter autogener Transplantate im eigenen Körper eines Patienten vorzusehen. Weitere Aufgaben der Erfindung "bestehen in der Schaffung von Formen für bestimmte spezielle Teile, z.B. für Schläuche, Herzklappen und Knoc&enteile, ferner in der Schaffung eines Verfahrens zum Züchten bestimmter G-ewebearten, z.B. von Knochengewebe und Epithelgewebe, und darin, überpflanzbares Gewebe der beschriebenen Art zu erzeugen, das in einem lebenden Körper in einer Matrize oder Form gezüchtet wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen.

Pig. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Form in Gestalt eines Rohrs.

Fig. 2 ist ein vergrößerter Querschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1.

Fig. 3 ist ein stark vergrößerter Teilschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1.

Fig. 4 zeigt perspektivisch eine Form zum Züchten einer gekrümmten Platte aus Knochenmaterial.

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Pig. 5 ist ein vergrößerter Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 4.

Pig. 6 zeigt perspektivisch eine Porm zum Züchten einer dreizipfligen Herzklappe.

Pig. 7 ist ein Schnitt längs der Linie Y-7 in Pig. 6.

Pig. 8 zeigt perspektivisch die obere Platte und das innere Bauteil der Porm nach Pig. 6 und 7.

Pig. 9 ist eine perspektivische Darstellung des bei der Anordnung nach Pig. 7 verwendeten Verstärkungsmaterials.

Pig. 10 zeigt perspektivisch das äußere Bauteil der Porm nach Pig. 6 und 7.

Pig. 11 ist ein vergrößerter Teilschnitt längs der Linie 11-11 in Pig. 9.

Pig. 12 zeigt im G-rundriß eine dreizipflige Herzklappe, die mit Hilfe der Porm nach Pig. 6 erzeugt worden ist, und läßt die Gestalt der Klappenzipfel in ihrer geschlossenen Stellung erkennen.

Die in Pig. 1 gezeigte rohrförmige Matrize umfaßt ein Rohr 10 aus nichtrostendem Stahl, das mit zahlreichen Löchern 11 versehen ist, und in dem ein Dorn 12 aus nichtrostendem Stahl angeordnet ist. Wenn diese Porm in einen lebenden Körper eingepflanzt wird, wächst Bindegewebe durch die Öffnungen 11, so daß der Ringraum 13 zwischen dem Dorn 12 und dem Rohr 10 ausgefüllt wird. Damit das auf diese Weise in dem Ringraum 13 gezüchtete

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schlauchförmige Gewebe glatte Innen- und Außenflächen erhält, sind der Dorn und die Innenfläche des Rohrs 10 poliert, und auch die Außenseite des Rohrs 10 ist poliert, um das Anhaften von Bindegewebe zu verhindern.

■ In dem Raum 13 ist gemäß Fig. 2 und 3 ein Schlauch aus einem geeigneten Verstärkungsmaterial angeordnet, z.B. in Form eines Gewebes aus dem unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung Dacron erhältlichen Material. 'Herrn eine Arterie gezüchtet werden soll, kann dieses Verstärkungsmaterial aus einem Gewirk oder einem Gewebe bestehen. Um zu bestimmten Zwecken eine ausreichende Festigkeit sowohl in der Längsrichtung als auch in der Umfangsrichtung zu gewährleisten, wird dieses Material vorzugsweise so gewebt, daß sich die Fäden in der Längsrichtung und in der Umfangsrichtung erstrecken. Bei manchen Strukturen, z.B. bei Yenetif bei der Speiseröhre, bei der Luftröhre und bei dem gewöhnlichen Gallengang, kann das schlauchförmige Gewebe mit Ringen aus einem starren oder halbstarren Material versehen werden, so daß das schlauchförmig gezüchtete Gewebe eine ausreichende Widerstandsfähigkeit erhält und nicht zusammengedrückt werden kann.

Die Enden des Gewebeschlauchs 15 werden an dem Dorn mit Hilfe eines Fadens 16 befestigt, der in eine Hut 17 am betreffenden Ende des Dorns eingelegt wird. Das in die Offnungen 11 eintretende Bindegewebe durchdringt das Gewebe 15 und kapselt es vollständig ein, bis der Ringraum 13 vollständig ausgefüllt ist. Das Bindegewebe bildet auf dem Dorn 12 eine "gegossene" Innenfläche und auf der Innenseite des Rohrs 10 eine "gegossene"

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Außenfläche.

Der Dorn 12 und der Gewebeschlauch 15 werden in dem Rohr
10 durch zwei an den Enden des Rohrs angeordnete Stopfen 20
festgehalten, die Gewindezapfen 21 tragen, welche in Gewindebohrungen 22 in den benachbarten Enden des Dorns eingeschraubt sind. Das Rohr 10 hat konische Stirnflächen 23, die als Sitze für konische Flächen 24 der Stopfen 20 bilden, mittels deren der Dorn in dem Rohr 10 zentriert wird.

Die Stopfen 20 sind mit "Speichen" 25 versehen, damit die Enden der Form an den Rippen des Patienten oder anderen Teilen
des Skeletts befestigt werden können, um die Form in dem Körper des Patienten relativ unbeweglich festzuhalten. Es ist erwünscht, daß das Körpergewebe ständig einen Druck auf die Form ausübt,
ohne daß eine Relativbewegung auftritt, so daß das Bindegewebe
unmittelbar durch die Öffnungen 11 innerhalb einer möglichst
kurzen Zeit in den Hohlraum der Form hineinwächst.

Häufig ist es erwünscht, die Form vor dem Einpflanzen mit einem Nährstoff zu füllen, um so die Zeit zu verkürzen, die zur Züchtung des Transplantats in der Form benötigt wird. Zu diesem Zweck entnimmt man dem Körper des Patienten schnell eine ausreichende Blutmenge, die dann in die Form eingespritzt wird, bevor das Blut Zeit gehabt hat, zu gerinnen. Dieses Blut gerinnt dann sofort innerhalb der Form, so daß es nicht durch die Öffnungen
11 entweichen kann. Das Blut wird absorbiert und durch das in
die Form eindringende Bindegewebe ersetzt.

Wenn ein schlauchförmiges Gewebeteil aus Epithelgewebe
für den Magen-Dannkanal oder dergleichen erzeugt werden soll,

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kann man die Form mit Epithelzellen ansäen. Zu diesem Zweck entnimmt man dem Körper des Patienten eine geeignete Menge an Epithelgewebe, schneidet es in kleine Stücke und dispergiert es in noch nicht geronnenem Blut des Patienten, woraufhin die Suspension in den Hohlraum der Form eingespritzt wird, in der das Blut dann gerinnen kann. Die Gerinnung des Blutes kann dadurch verzögert werden, daß man das Blut erforderlichenfalls heparinisiert.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, zusammengesetzte Schläuche herzustellen, die aus einem inneren Schlauch aus Epithelzellen und einem äußeren Schlauch aus Bindegewebe bestehen; in diesem Fall wird jeder dieser Schläuche in einer gesonderten Form gezüchtet, und die so hergestellten Schläuche werden dann zu einem geschichteten Verband vereinigt·

Die in Fig. 1 bis 3 gezeigte Schlauchform ist insbesondere geeignet^ einpflanzbare Arterien- und Venenteile zu züchten, deren Durchmesser kleiner ist als 8 mm; in diesem Größenbereich M verlaufen bis jetzt nahezu alle bekannten Versuche zum Einpflanzen von Blutgefäßen erfolglos. Eine Hauptschwierigkeit besteht bei den bis jetzt bekannten einzupflanzenden künstlichen Teilen von so kleinen Abmessungen darin, daß sie dazu neigen, eine innere Auskleidung zu entwickeln, durch die die lichte Weite des Gefäßes so stark verkleinert wird, daß die Verpflanzung wirkungslos bleibt. Bei den gemäß der Erfindung hergestellten schlauchförmigen Gewebeteilen bildet sich dagegen keine solche innere Auskleidung.

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Wenn sich das gezüchtete Gewebe in der Form vollständig entwickelt hat, wird die Form dadurch aus dem Körper des Patienten entfernt, daß die Verbindungen zu den Speichen 25 durchschnitten werden, und daß das Bindegewebe auf der Außenseite der Öffnungen 11 -weggeschnitten wird. Dann werden die Stopfen entfernt, und die Verschnürungen 16 werden durchschnitten, so daß man den Dorn 12 aus dem Gewebeteil herausziehen kann. Nunmehr läßt sich das Gewebeteil leicht aus dem Rohr 10 entfernen. .Bei der Einpflanzung des Gewebeteils entwickelt dieses schnell eine eigene Blutzufuhr aus dem benachbarten Gewebe, und es bleibt lebensfähig, so daß es dem ursprünglichen Körpergewebe gleichwertig ist.

Sehnen können ebenfalls in dem Rohr 10 gezüchtet werden; in diesem Fall benutzt man einen Dorn von kleinerem Durchmesser. Auf diese Weise erhält man eine Sehne, die in ihrer Mitte eine Längsöffnung aufweist. Nach dem herausziehen des Dorns kann fcan die Sehne leicht aus dem Rohr 10 herausziehen; hierbei bewirkt die auf die Sehne aufgebrachte Zugspannung, daß sich die Sehne genügend stark zusammenzieht bzw. daß sich ihr Durchmesser verkleinert, so daß sie von dem Rohr 10 freigegeben wird.

Fig. 4 und 5 zeigen eine Form zum Herstellen eines einpflanzbaren Knochenstücks. Eine äußere, nicht mit öffnungen versehene Formplatte 30 und eine zu dieser passende innere Platte 31 mit Öffnungen 32 werden in der gewünschten Form hergestellt. Die beiden Platten werden mit Hilfe von Schrauben 33 miteinander verspannt und gemäß Fig. 4 und 5 durch eine Randleiste 34 in einem Abstand voneinander gehalten, so daß ein Hohlraum 35 in

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der Form abgegrenzt wird. In diesem Hohlraum wird ein geeignetes Verstärkungsmaterial 36, z.B. ein Gewebe aus Dacron, angeordnet. Ferner werden zusätzliche Löcher 37 vorgesehen, die es ermöglichen, die Form in starrer Anlage an einem geeigneten Teil des Knochengerüstes des Patienten zu befestigen.

Bevor die Form zum Erzeugen eines Knochenteils eingepflanzt wird, wird sie mit Knochenhautzellen "angesät". Zu diesem Zweck entfernt man Knochenhautmaterial von den Außenflächen der Rippen oder anderer Knochen des Patienten, und dieses Material wird mit einem scharfen Messer in Quadrate mit einer Seitenlänge ™ von etwa 1 bis 2 mm zerschnitten. Diese kleinen Stücke werden in dem Patienten entnommenen frischem Blut dispergiert, und die so erhaltene Suspension wird in den Hohlraum 35 der Form eingeführt. Dies geschieht schnell, so daß das Blut erst dann gerinnt, wenn es sich im Hohlraum der Form befindet; erforderlichenfalls verwendet man Heparin, um das Gerinnen des Blutes zu verzögern. Nunmehr ist die Form bereit, in den Körper des Patienten eingepflanzt zu werden.

Wenn das Knochengewebe den Hohlraum der Form ausgefüllt hat, werden die Befestigungen an den löchern 37 entfernt, und das Bindegewebe auf der Außenseite der Löcher 32 wird durchschnitten, so daß die Form dem Körper des Patienten entnommen werden kann. Nach dem Entfernen der Schrauben 33 und dem Abnehmen der Formplatten 30 und 31 wird das gezüchtete Knochenstück entfernt und durch Zuschneiden in die gewünschte Form gebracht, woraufhin ee verwendungsbereit ist. Je nach der Länge der Zeitspanne, während welcher die Form im Körper des Patienten verbleibt,

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enthält das gezüchtete Erzeugnis Bindegewebe mit darin verteiltem Knochenhautgewebe oder einen vollständig entwickelten calcifizierten Knochen, Wenn das gezüchtete Gewebe im ersteren Zustand eingepflanzt wird, fährt es fort, sich in dem Körper des Patienten in einen vollständig entwickelten calcifizierten Knochen zu verwandeln.

In Fig. 4 und 5 ist eine Form dargestellt, die geeignet ist, eine gekrümmte Knochenplatte zu erzeugen, die in den Schädel des Patienten eingepflanzt werden kann, Es kann jedoch zweckmäßig sein, die gelochte Platte und die ungelochte Platte miteinander zu vertauschen, so daß das gezüchtete Knochenstück eine glatte konkave Fläche erhält, die zur Anlage am Gehirn kommt. Ferner ist es gegebenenfalls möglich, die Form so auszubilden, daß ein Wirbel oder ein anderer Knochen entsteht. Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, beide Platten der Form mit Öffnungen zu versehen und die Verstärkung aus Staoff fortzulassen.

Fig. 6 bis 12 zeigen eine Form zum Züchten einer vollstän— digen dreizipfligen Herzklappe. Diese Form umfaßt ein äußeres Formteil 40 mit öffnungen 41 und ein ungelochtes inneres Formteil 42. Das Formteil 42 ist an eine obere Platte 43 angearbeitet, die mit einem Flansch 44 des Formteils 40 durch nahe dem äußeren Rand angeordnete Schrauben 45 verbunden wird. Man kann die obere Platte 43 mit zusätzlichen Löchern 46 versehen, die sich auch durch den Flansch 44 erstrecken, damit die Form am Knochengerüst des Patienten befestigt werden kann, wie es bezüglich der vorangehenden Ausfuhrungsbeispiele bereits beschrieben

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wurde. Der mittlere Teil der oberen Platte 43 wird vorzugsweise so ausgeschnitten, daß sich eine Öffnung 47 zwischen den drei nach unten ragenden Ansätzen 48 der Form ergibt.

Das äußere Formteil 40 und das innere Formteil 42 "begrenzen gemäß Fig. 7 einen Hohlraum 50, in dem die Herzklappe gezüchtet wird. In den Hohlraum 50 hinein hängt das Verstärkungsteil 51, das für sich in Fig. 9 gezeigt und aus Dacron oder einem anderen geeigneten Material gewirkt oder anderweitig hergestellt ist. Das netzähnliche Verstärkungsteil 51 umfaßt an seinem oberen Ende einen Rand, der an einem Tragring 52 aus nichtrostendem Stahl befestigt ist. Der Ring 52 weist drei Gewindebohrungen zum Aufnehmen von drei Schrauben 53 auf, die gemäß Fig. 7 durch dazu passende Offnungen des äußeren Formteils 40 ragen. Diese Schrauben werden so eingestellt, daß der Trag«» ri#g 52 nahe der oberen Platte 43 und in der Mitte zwischen den beiden Wänden des Hohlraums 50 unterstützt wird. Damit genügend Raum für den Ring 52 vorhanden ist, ist die Innenwand des äußeren Formteils 40 in der in Fig. 10 bei 54 dargestellten Weise ausgespart.

Bindegewebe, das in den Hohlraum der Form über die Öffnungen 41 eintritt, kapselt das gewebte oder gewirkte Verstärkungsteil 51 ein und füllt den Hohlraum der Form vollständig aus, so daß ein einpflanzbares Herzklappenteil 60 entsteht, wie es in Fig. 12 dargestellt ist; dieses Herzklappenteil hat eine ähnliche Form wie das Verstärkungsteil 51 nach Fig. 9. Genauer gesagt besitzt das Gewebeteil 60 einen starren kreisrunden Basisrand 61, der den Ring 52 aus Stahl umschließt, welcher dazu

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dient, das Gewebeteil mit dem Aortenring des Patienten zu vernähen.

Die drei Fortsätze 48 des Hohlraums der Form dienen dazu, drei taschenförmige Abschnitte des Gewebeteils zu erzeugen, bei denen die Außenwände nahe dem Ring. 52 vorzugsweise dicker sind als die inneren Wände 62, welche die Zipfel der Herzklappe bilden. Vfie aus der Gestalt des Hohlraums der Form nach Fig. 7 ersichtlich, verjüngen sich außerdem die äußeren Wände des Gewebeteils nach unten.

Die inneren Teile des Hohlraums der Form, in denen die inneren Wände 62 entstehen, zeigen eine sinusförmige Krümmung, wie es durch die sinusförmige Gestalt der oberen Enden der inneren Wände des äußeren Formteils ersichtlich ist; in Fig. 10 sind diese inneren Wände der Form mit 63 bezeichnet. Die Länge des Hohlraums der Form entlang der Wand 63 jedes Fortsatzes wird so gewählt, daß die oberen Enden der drei Klappenzipfel des Gewebeteils bei 62 zusammentreffen, wenn die Klappe in der aus Fig. 12 ersichtlichen Weise geschlossen ist. Wenn die Klappe dagegen offen ist, entfernen sich die drei Ränder 62 voneinander, so daß sich die Klappe öffnet.

Dies ist auch in Fig. 9 dargestellt, wo die oberen Randabschnitte 65 des Verstärkungsgewebes in der gleichen Form wiedergegeben sind, die sie im Hohlraum der Form annehmen; der Hohlraum der Form besitzt annähernd die gleiche Gestalt, welche die Klappenzipfel des Gewebeteils im offenen Zustand einnehmen. Die reichliche Länge der Ränder 65 ermöglicht es den Zipfeln

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der Herzklappe, sich in der in Pig. 12 "bei 62 gezeigten Weise zu schließen. Die Ränder 65 werden vorzugsweise dadurch verstärkt, daß man überschüssiges Material vorsieht, das auf sich selbst umgelegt und durch eine Saumnaht befestigt wird.

Man kann ferner eine zweizipfelige Herzklappe herstellen, wenn man eine mit zwei Fortsätzen versehene Form benutzt; diese Ausführungsform ist jedoch hier nicht dargestellt, da sie erheblich weniger kompliziert ist. TJm zu verhindern, daß sich die Klappenzipfel umwenden, ist es erforderlichenfalls möglich, die Sehnenstränge für die Klappenzipfel gesondert als Sehnen zu züchten, wie es an Hand von Fig. 1 beschrieben wurde, und diese Sehnen mit den in Frage kommenden Teilen zu vernähen, wenn das Gewebeteil einem Patienten eingepflanzt wird.

Weiterhin ist es möglich, Formen zum Züchten einzelner Herzklappenzipfel herzustellen. Weiterhin ist es im Rahmen der Erfindung möglich, eine Form für eine vollständige Herzkammer zu züchten, die einem Patienten eingepflanzt wird, und die auf künstlichem Wege in pulsierender Bewegung gehalten wird· Eine solche Herzkammer kann in Form eines Rohrs oder Schlauche hergestellt werden, das an jedem Ende mit einer Klappe versehen ist; diese Ausführungsform vereinigt dann Merkmale, die an Hand von Fig. 1 einerseits und an Hand von Fig. 6 andererseits beschrieben wurden.

Patentansprüche;

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. In einen lebenden Körper einpflanzbares Gewebeteil, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebeteil das Erzeugnis des Wachstums von Bindegewebe im Hohlraum einer gelochten Form umfaßt, die in einen lebenden Körper eingepflanzt worden ist.

2. Gewebeteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Wachstum von Bindegewebe so abgespielt hat, daß ein im Hohlraum der Form angeordnetes Verstärkungsmaterial durch das Bindegewebe eingekapselt worden ist.

3. Gewebeteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Verstärkungsmaterial um einen Stoff handelt.

4. Gewebeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebeteil die Form eines Rohrs oder Schlauchs besitzt.

5. Gewebeteil nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Gewebeteil einen Verstärkungsschlauch aus Stoff enthält, der in das Gewebe eingekapselt worden ist.

6. Gewebeteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um einen Knochen handelt.

7. Gewebeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebeteil die Form einer Herzklappe hat.

8. Gewebeteil nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet,

daß die Herzklappe einen kreisrunden Basisabschnitt umfaßt,

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der einen Verstärkungsring (52) enthält, sowie Klapperizipfel, die eine Verstärkung aus Stoff (51) enthalten, die mit dem Ring verbunden und in das Gewebe eingekapselt ist.

9. Gewebeteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebeteil auch das Erzeugnis des Wachstums eines spezialisierten Gewebes umfaßt, das mit Hilfe von spezialisierten Gewebezellen gezüchtet worden ist, das in den Hohlraum der Form eingeführt wurde.

10. Gewebeteil nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Spezialisierten Gewebe um Knochenhautgewebe handelt, mittels dessen ein Knochenteil gezüchtet worden ist.

11. Gewebeteil nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem spezialisierten Gewebe um Epithelgewebe handelt, mittels dessen ein aus Epithelgewebe bestehendes Gewebeteil gezüchtet worden ist.

12. Rohr— bzw. schlauchförmiges zusammengesetztes Gewebeteil nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine innere Schicht aus Epithelgewebe und eine äußere Schicht aus Bindegewebe»

13. Gewebeteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schicht und die äußere Schicht durch zwei gesonderte Rohre oder Schläuche gebildet werden, von denen der eine in dem anderen angeordnet ist,

14. Gewebeteil, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebeteil gemäß der vorstehenden Beschreibung hergestellt worden ist·

15. Verfahren zum Erzeugen eines Gewebeteils nach einem

der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine gelochte

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ϊοπη mit einem Hohlraum bereitgestellt wird, daß diese Form in einen lebenden Körper eingepflanzt und so lange in dem lebenden Körper belassen wird, daß Bindegewebe in die Form hineinwachsen kann, um das gewünschte G-ewebeteil im Hohlraum öer Form zu erzeugen, daß die Form aus dem lebenden Körper entfernt wird, und daß dann das Gewebeteil aus der Form entnommen wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Material zum Verstärken des Gewebeteils im Hohlraum der Form angeordnet wird, bevor die Form in einen lebenden Körper

™ eingepflanzt wird, so daß das Verstärkungsmaterial von Bindegewebe eingekapselt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn-

. zeichnet, daß die Form in dem lebenden Körper im Zeitpunkt ihrer Einpflanzung ortsfest verankert wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum der Form mit spezialisierten Zellen "angesät" wird, bevor die Form in einen lebenden Körper eingepflanzt wird.

19· Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den spezialisierten Zellen um Epithelgewebe handelt.

20· Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Epithelgewebe in kleine Stücke zerschnitten wird, daß eine Suspension der kleinen Gewebestücke in Blut hergestellt wird, daß man die so erhaltene Suspension in den Hohlraum der Form einführt, und daß man zuläßt, daß das Blut im Hohlraum der Form koaguliert, bevor die Form in einen lebenden Körper

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eingepflanzt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß es sich "bei den spezialisierten Zellen um Knochenhautge-

. webe handelt, so daß mit Hilfe des Verfahrens ein einpflanzbares Knochenstiick gezüchtet werden kann.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Knochenhautgewebe in kleine Stücke zerschnitten wird, daß eine Suspension dea zerkleinerten Gewebes in Blut hergestellt wird, daß die so erhaltene. Suspension in den Hohlraum der Form eingeführt wird, und daß man zuläßt, daß das Blut im Hohlraum der Form koaguliert, bevor die Form in einen lebenden Körper eingepflanzt wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Form in den Körper des Patienten eingepflanzt wird, dem das gezüchtete Gewebeteil nach seiner Erzeugung an einer anderen Stelle eingepflanzt werden soll·

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Form in den Körper eines Patienten eingepflanzt wird, in dessen Körper das gezüchtete Gewebeteil an einer anderen Stelle eingepflanzt werden soll, und daß die erwähnten spezia lisierten Zellen dem Körper dee Patienten entnommen werden.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einpflanzen der Form ein Nährstoff im Hohlraum der Form angeordnet wird·

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet,

daß es eich bei dem Nährstoff um Blut handelt, und daß zugelassen

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wirdι daß das Blut in der Form koaguliert, bevor die Form eingepflanzt wird.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 26 zum Herstellen eines zusammengesetzten schlauchförmigen Grewebeteils, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlauch aus Bindegewebe in einer in einen lebenden Körper eingepflanzten Form gezüchtet wird, daß ein Schlauch von kleinerem Durchmesser aus Epithel-' gewebe in einer in den lebenden Körper eingepflanzten Form gezüchtet wird, und daß das zweite schlauchförmige Gewebeteil in das erste schlauchförmige Gewebeteil eingeführt wird.

28. Gewebeform zur Verwendung bei der Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 15 bis 27» gekennzeichnet durch eine Form mit einer gelochten Wand, die in Verbindung mit einem Hohlraum steht und es ermöglicht, ein einpflanzbares Gewebeteil dadurch zu erzeugen, daß man Bindegewebe durch die Öffnungen der Wand hindurchwachsen läßt,

29. Form nach Anspruch 29, gekennzeichnet durch ein zur Verstärkung des Gewebeteils dienendes Material, das im Hohlraum der Form angeordnet ist, so daß es von Bindegewebe eingekapselt werden kann.

30. Form nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Verstärkungsmaterial um einen Stoff handelt.

31. Form nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, aaß uie erwähnte Wand ein Rohr (10) und einen Dorn (12) umfaßt, der in dem Rohr so angeordnet ist, daß die beiden Teile einen ringförmigen Hohlraum abgrenzen, in dem ein schlauchförmiges Gewebeteil gezüchtet werden kann·

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32. Form nach. Anspruch 21, gekennzeichnet durch einen in dem Hohlraum angeordneten Schlauch aus Stoff, der von dem Gewebe eingekapselt werden kann.

33. Form nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum der Form so ausgebildet ist, daß es mit Hilfe der Form möglich ist, eine Herzklappe zu züchten. ■

34. Form nach Anspruch 33 zum Züchten eines Gewebeteils in Form einer Herzklappe, gekennzeichnet durch zwei Formteile (40, 42), die so zueinander passen, daß sie einen Hohlraum abgrenzen, der die Form einer Herzklappe mit einem kreisrunden Basisabschnitt und mehreren Klappenzipfeln umfaßt, ferner einen zum Verstärken des Gewebeteils dienenden Ring (52), der im Basisteil des Hohlraums der Form unterstützt wird, sowie ein Verstärkungsmaterial in Form eines Stoffs (51), der in den Zipfelabschnitten des Hohlraums angeordnet und mit dem Verstärkungsring verbunden ist.

Der Patentanwalt»

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