EP1545651A1 - Mikrodialysesonde mit spiralförmiger leitung - Google Patents

Mikrodialysesonde mit spiralförmiger leitung

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Publication number
EP1545651A1
EP1545651A1 EP03770947A EP03770947A EP1545651A1 EP 1545651 A1 EP1545651 A1 EP 1545651A1 EP 03770947 A EP03770947 A EP 03770947A EP 03770947 A EP03770947 A EP 03770947A EP 1545651 A1 EP1545651 A1 EP 1545651A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
probe
support body
membrane
probe needle
perfusion solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03770947A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gavin Wright
Bruno Reihl
Hanspeter Heiniger
Ulrich Haueter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tecpharma Licensing AG
Original Assignee
Disetronic Licensing AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Disetronic Licensing AG filed Critical Disetronic Licensing AG
Publication of EP1545651A1 publication Critical patent/EP1545651A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14525—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using microdialysis
    • A61B5/14528—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using microdialysis invasively

Definitions

  • the present invention relates to a microdialysis probe, in particular a microdialysis probe for measuring the concentration of a dissolved substance in a tissue.
  • Microdialysis probes generally have a probe body and an injection needle as a probe needle for insertion, for example, into a human or animal tissue, the probe needle being completely surrounded by the tissue.
  • the probe needle comprises a feed line and a discharge line for a perfusion solution.
  • a dialysis membrane is arranged in an area of the line of the perfusion solution, which comes into contact with the surrounding environment of the tissue. Between the ambient environment and the perfusion solution, the concentration compensation of permeable substances dissolved in the tissue occurs along the membrane surface.
  • a conventional microdialysis probe has a coaxial structure, for example.
  • Two hollow cylinders are arranged one inside the other, the inner hollow cylinder serving as a feed line for the perfusion solution, which is transferred in a transition region at a distal end region of the probe needle into the region between the inner cylinder and the outer cylinder and is returned in this annular channel.
  • the dialysis membrane can, for example, be arranged in a front area when the perfusion solution is reversed, or it can partially form the outer hollow cylinder.
  • microdialysis probes have the disadvantage that the perfusion solution only comes into contact with the surrounding environment of the tissue over a small membrane area and at most over the length of the probe needle, or that a membrane hollow fiber as the outer cylinder is exposed to the pressure of the tissue and the drainage can therefore be blocked , Furthermore, with a short probe needle there is often not enough time to allow the concentration to be fully balanced. In contrast, a long probe needle is uncomfortable for a user. With a straight one When the perfusion solution is returned, the flow rate may be too high to completely enable the desired concentration equalization.
  • AI microdialysis probes in which the supply and discharge for a perfusion solution are arranged side by side.
  • two tubes arranged next to one another with an overflow area are provided for the perfusion solution.
  • concentration compensation may not be optimal.
  • a microdialysis probe with a probe body and a probe needle for insertion into a tissue, which comprises an inlet and an outlet for a perfusion solution and a dialysis membrane
  • at least the outlet of the perfusion solution is formed by a hollow channel, which at least on an outer circumference of the probe needle partially spiral, or helical, around the probe needle.
  • the spiral-shaped part of the hollow channel preferably extends from a distal end region of the sod needle with the needle tip to the probe body from which the probe needle emerges.
  • the entire hollow channel for the discharge is preferably provided with a dialysis membrane on its surface directed outward from the probe needle. In this way, the concentration can be equalized over the entire length of the spiral hollow channel.
  • a hollow channel for the supply of the perfusion solution can run inside the probe needle, that is to say through the spiral hollow channel of the lead to the tip of the probe needle.
  • a cylindrical plastic element can be provided with a central bore, which has a bore to the outer circumferential surface, which opens into the drainage spiraling around the plastic body.
  • a further spiral hollow channel is provided for the supply of the perfusion solution.
  • the two hollow channels for the supply and the discharge merge into one another in a reversal area at the distal end area of the probe needle.
  • a dialysis membrane is preferably provided both on the surface of the spiral feed line that is directed outward from the probe needle and on the spiral discharge line. In principle, it is possible to provide the dialysis membrane only in partial areas of the probe needle. However, it is advantageous to arrange the dialysis membrane over the entire length of the hollow channels.
  • the dialysis membrane can, for example, be a hollow fiber, which at the same time forms the hollow channel for the discharge, or also the feed line.
  • a membrane hollow fiber has the advantage that no transitions between the membrane material and the needle material are necessary within the fabric.
  • Both the feed line and the discharge line are preferably formed by a single hollow membrane fiber which is reversed in a distal end region of the probe tip.
  • An elongated support body or a frame on which the membrane fiber is arranged in the manner according to the invention can be used to form the probe needle becomes.
  • the feed line in the form of the hollow fiber can be guided through the central region of the support body or the frame and only emerge from the support body at the distal end region of the support body and run spirally around the support body back to the probe housing. However, it is preferred that the feed line also runs spirally around the outer region of the probe needle or the support body to the distal end region of the needle.
  • the hollow fiber membrane undergoes a reversal and spirally runs in the spaces between the supply channel back to the probe housing and thereby forms the discharge of the perfusion liquid.
  • the probe needle is preferably formed by a cylindrical support body which has at least one outwardly open recess in the form of a recess on its outer circumferential surface, which extends at least in sections, but preferably over the entire length of this support body, in a spiral around the support body.
  • a membrane hollow fiber can be embedded in the recess in such a support body.
  • the depressions are preferably as deep as the outer diameter of the hollow membrane fiber.
  • the membrane hollow fiber is flush with the surface of the support body and is not exposed to a pressure exerted by the fabric.
  • a dialysis membrane in the form of a hollow fiber over a cylindrical support body with a spiral recess for the supply or discharge, which has approximately the same inner diameter as the outer diameter of the support body. At least the areas of the support body should be covered with the recess by the hollow fiber membrane.
  • the hollow fiber membrane can be attached, for example, on the peripheral surfaces of the support body between the depressions. For example, an adhesive or an adhesive can be used for this.
  • the space between the slipped hollow fiber and the recess then forms the hollow channel at least for the supply of the perfusion solution, but preferably also for the discharge of the perfusion solution. If the hollow membrane fiber is closed in a region of the tip, that is to say it forms a type of membrane sock, then in this embodiment there is also no formation Transitions between the membrane material and the probe needle material within the tissue.
  • a dialysis membrane in the form of a membrane layer or a membrane sheet is wrapped around a cylindrical support body with a spiral-shaped recess or depressions around the outer circumference of the support body.
  • the abutting edges of the membrane layer are sealed tight and the membrane layer is fastened in the intermediate areas of the recess on the peripheral surface of the support body.
  • This in turn creates the hollow channels for the discharge and supply of the perfusion solution between the membrane layer and the recess.
  • the dialysis area corresponds to the width of a recess times the length of the spiral-shaped recess.
  • the perfusion solution can come into contact with the surrounding environment over the entire length of the probe needle within the tissue.
  • both the supply line and the discharge line spiral around the probe needle form a kind of double helix.
  • the slope of the spiral is to be matched to a desired flow rate or a desired residence time of the perfusion solution within the tissue.
  • a support body which forms the probe needle may be made of various plastics such as "example liquid crystal polymers, polybutylene terephthalate (PBT), or can be formed of PE or PET. Such materials can be for example processed by injection molding.
  • Depressions for the supply or derivation can already be formed in the molding during the production of a cylindrical molding for the support body or can be provided subsequently by further processing such as milling, cutting or etching in this area cylindrical support body, or a frame, is generally cut obliquely to form a tip for insertion into a tissue.
  • the distal end region of the support body is preferably ground in such a way that little pain arises for a user and the surrounding environment is little changed, as is the case, for. B. is described in the patent application with the title "injection needle tip", which goes back to the applicant and has the same filing date as the present application.
  • the probe needle of the microdialysis probe can be self-piercing. However, it is also possible to use an insertion aid for the probe needle. This is particularly advantageous if large areas of the membrane are arranged unprotected on the surface of the support body.
  • the design according to the invention of a microdialysis probe extends the way in which the perfusion solution comes into contact with the surrounding environment of the tissue without the probe needle having to be extended for this. Conversely, it is possible to produce the same length of cable with a shorter probe needle. This makes it easier for a user to wear a microdialysis probe.
  • the leads according to the invention have a comparatively small diameter, the ratio of area to volume is improved, so that more perfusion fluid with an outer surface of the dialysis membrane and thus with the surrounding environment of the tissue in Can make contact.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a first embodiment of a probe needle according to the invention with a spiral feed and discharge line
  • Figure 2 is a perspective view of a second embodiment of the present invention with a spiral lead and a straight lead.
  • FIG. 1 shows a cylindrical support body (1), or a frame, which forms a probe needle for a microdialysis probe.
  • a recess or recess (3) begins, which initially runs in the longitudinal direction of the support body (1) on its outer surface.
  • the depression (3) changes into a spiral course. The spiral course extends up to a distal end region (2) of the support body (1) and forms the depression for a supply of a perfusion solution.
  • the depression (3) undergoes a reversal (5) and runs from there in a spiral between the first spiral course for the supply line back to the initial area of the support body 1 and thus forms the depression for the discharge of the perfusion liquid.
  • a reversal (5) runs from there in a spiral between the first spiral course for the supply line back to the initial area of the support body 1 and thus forms the depression for the discharge of the perfusion liquid.
  • a hollow membrane fiber can then be inserted, which follows the course of the depression, that is, from an initial area of the support body (1) along the depression (3) through the area (4 ) over the deflection (5) to the distal end region (2) of the support body (1) and back through the spiral region (4) to the start region of the support body (1). It is also possible, as described above, to place a hollow membrane fiber with an inside diameter that approximately corresponds to the outside diameter of the support body (1) over the support body (1) and to fasten it in the interstices of the surface between the depressions (3), the Inlet and outlet is formed by the recess closed by the membrane.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a microdialysis probe according to the invention with a cylindrical support body (1), which likewise has a spiral recess or depression (3) on its outer surface. This recess is intended for the derivation of the perfusion solution.
  • a straight hollow channel (6) is provided as the lead of the perfusion solution in a central region of the support body (1) along the longitudinal axis of the support body, which runs from an initial region of the support body 1 to just before the distal end region (2) of the support body. Shortly before the end region (2), the hollow channel (6) is deflected in the direction of the outer peripheral surface of the supporting body (1), so that it emerges from the outer peripheral surface and forms the reversal (5).
  • the outlet opening of the straight hollow channel opens into the spiral-shaped recess (3).
  • a membrane hollow fiber (7) in the form of a membrane sock, which is closed at the tip (1), is arranged above the support body (1).
  • the membrane hollow fiber has an inner diameter that is slightly larger than the outer diameter of the support body (1).
  • the hollow membrane fiber (7) is fastened in the intermediate areas (8) between the spiral course of the depression on the support body (1), as a result of which a hollow channel for the derivation of the perfusion solution is formed between the hollow membrane fiber and the support body.
  • the support body (1) is completely enclosed in the example shown by the dialysis membrane. When inserting such a probe needle, there are no transition points between the membrane material and the material of the support body within the tissue.
  • the probe needle made of support body (1) and membrane hollow fiber (7) is connected to a probe body (9), from which the supply line is supplied with perfusion solution and into which the perfusion solution is returned via the discharge line after the concentration compensation.
  • a support body for the probe tip which does not provide any recesses for forming the lines or for receiving a hollow membrane fiber.
  • a hollow fiber membrane can be wound spirally around such a smooth cylindrical support body and attached to it at certain intervals by an adhesive.
  • a method can be used to lay a dialysis membrane in the spiral-curved manner described, as described in the patent application entitled "Microdialysis probe and method for its production", which goes back to the applicant and has the same filing date as the present invention
  • the dialysis membrane first lies against a shaping agent and is then brought into a predetermined shape by bending or shaping the shaping agent, after which an adhesive or a connecting means, such as a putty or an adhesive, is at least partially attached a bending point of the dialysis membrane so that the membrane is held in the predetermined shape.
  • the shaping agent is removed from the dialysis membrane.
  • the shaping agent can be a filament that is drawn through the hollow fiber membrane. The shape is determined by the spiral course the e microdialysis membrane according to the invention.

Abstract

Eine Mikrodialysesonde mit einem Sondenkörper, einer Sondennadel zum Einführen in ein Gewebe, einer Zuleitung und einer Ableitung für eine Perfusionslösung sowie einer Dialysemembran weist wenigstens einen Hohlkanal auf, der die Ableitung der Perfusionslösung bildet und an einem äusseren Umfang der Sondennadel zumindest teilweise spiralförmig um die Sondennadel verläuft. Vorzugsweise ist auch die Zuleitung der Perfusionslösung spiralförmig um einen äusseren Umfang der Sondennadel vorgesehen.

Description

Mikrodialysesonde mit spiralförmiger Leitung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mikrodialysesonde, insbesondere eine Mikrodialysesonde zur Konzentrationsmessung eines gelösten Stoffes in einem Gewebe.
Mikrodialysesonden weisen im Allgemeinen einen Sondenkörper und eine Injektionsnadel als Sondennadel zum Einführen beispielsweise in ein menschliches oder tierisches Gewebe auf, wobei die Sondennadel vollständig von dem Gewebe umgeben ist. Die Sondennadel umfasst eine Zuleitung und eine Ableitung für eine Perfusionslosung. Ferner ist in einem Bereich der Leitung der Perfusionslosung eine Dialysemembran angeordnet, die mit dem Umgebungsmilieu des Gewebes in Kontakt tritt. Zwischen dem Umgebungsmilieu und der Perfusionslosung kommt es entlang der Membranfläche zum Konzentrationsausgleich von in dem Gewebe gelösten permeablen Stoffen.
Eine herkömmliche Mikrodialysesonde weist beispielsweise einen koaxialen Aufbau auf. Dabei sind zwei Hohlzylinder ineinander angeordnet, wobei der innere Hohlzylinder als Zuleitung für die Perfusionslosung dient, die in einem Übergangsbereich an einem distalen Endbereich der Sondennadel in den Bereich zwischen dem Innenzylinder und dem Außenzylinder übergeleitet und in diesem ringförmigen Kanal zurückgeleitet wird. Die Dialysemembran kann zum Beispiel in einem vorderen Bereich bei der Umkehrung der Perfusionslosung angeordnet sein oder aber sie kann teilweise den äußeren Hohlzylinder bilden. Derartige Mikrodialysesonden haben den Nachteil, dass die Perfusionslosung nur über eine kleine Membranfläche und höchstens über die Länge der Sondennadel mit dem Umgebungsmilieu des Gewebes in Kontakt kommt, bzw. dass eine Membranhohlfaser als Außenzylinder dem Druck des Gewebes ausgesetzt ist und die Ableitung daher blockiert werden kann. Ferner verbleibt bei einer kurzen Sondennadel oftmals nicht ausreichend Zeit, um einen vollständigen Konzentrationsausgleich eintreten zu lassen. Eine lange Sondennadel ist dagegen für einen Anwender unangenehm. Bei einer geraden Zurückführung der Perfusionslosung kommt es vor, dass die Flussgeschwindigkeit zu hoch ist, um den gewünschten Konzentrationsausgleich vollständig zu ermöglichen.
Femer sind aus der DE 199 37 099 AI Mikrodialysesonden bekannt, bei welchen die Zu- und Ableitung für eine Perfusionslosung nebeneinander angeordnet sind. Hierfür werden beispielsweise zwei nebeneinander angebrachte Röhren mit einem Überströmbereich für die Perfusionslosung vorgesehen. Es ist auch möglich, innerhalb einer Mikrodialysemembran in Form einer Hohlfaser eine Stützstruktur anzubringen, welche die Hohlfaser in verschiedene Hohlkanäle unterteilt, wobei ebenfalls eine Überströmmöglichkeit zwischen den Kanälen vorgesehen ist. Auch hier ergibt sich ein gerader Verlauf der Zu- bzw. Ableitung, so dass ein Konzentrationsausgleich unter Umständen nicht in optimaler Weise erfolgt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mikrodialysesonde vorzusehen, die für einen Anwender angenehm zu tragen und einfach herzustellen ist, die einen für einen Konzentrationsausgleich optimierten Strömungsverlauf einer Perfusionslosung und eine verbesserte Anordnung der Dialysefläche aufweist.
Die vorliegende Erfindung wird durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach ist bei einer Mikrodialysesonde mit einem Sondenkörper und einer Sondennadel zum Einführen in ein Gewebe, die eine Zu- und eine Ableitung für eine Perfusionslosung und eine Dialysemembran umfasst, wenigstens die Ableitung der Perfusionslosung von einem Hohlkanal gebildet, der an einem äußeren Umfang der Sondennadel zumindest teilweise spiralförmig, bzw. wendeiförmig, um die Sondennadel verläuft. Vorzugsweise erstreckt sich der spiralförmige Teil des Hohlkanals von einem distalen Endbereich der Sodennadel mit der Nadelspitze bis zum Sondenkörper, aus dem die Sondennadel austritt. Vorzugsweise ist der gesamte Hohlkanal für die Ableitung an seiner nach außen von der Sondennadel gerichteten Oberfläche mit einer Dialysemembran versehen. Auf diese Weise kann ein Konzentrationsausgleich über die gesamte Länge des spiralförmig verlaufenden Hohlkanals erfolgen. Im Vergleich zum Stand der Technik mit geraden Leitungen wird durch die Spiralform des Kanals die Gesamtlänge der Ableitung der Perfusionslosung wesentlich erhöht, obwohl die Länge der Nadel unverändert bleibt. Dadurch wird die Verweilzeit der Perfusionslosung innerhalb des Gewebes beachtlich verlängert und ihre Kontaktfläche mit dem Umgebungsmilieu wesentlich vergrößert.
Bei einer erfindungsgemäßen Mikrodialysesonde kann ein Hohlkanal für die Zuleitung der Perfusionslosung im Inneren der Sondennadel, das heißt durch den spiralförmigen Hohlkanal der Ableitung hindurch zur Spitze der Sondennadel verlaufen. Zur Ausbildung einer derartigen Sondennadel kann beispielsweise ein zylinderförmiges Kunststoffelement mit einer Mittelbohrung versehen werden, das eine Bohrung zur Außenumfangsfläche aufweist, welche in die spiralförmig um den Kunststoffkörper umlaufende Ableitung mündet.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist neben dem spiralförmigen Hohlkanal für die Ableitung ein weiterer spiralförmiger Hohlkanal für die Zuleitung der Perfusionslosung vorgesehen. Die beiden Hohlkanäle für die Zu- und die Ableitung gehen in einem Umkehrbereich am distalen Endbereich der Sondennadel ineinander über. Dabei ist vorzugsweise sowohl an der von der Sondennadel nach außen gerichteten Oberfläche der spiralförmigen Zuleitung als auch der spiralförmigen Ableitung eine Dialysemembran vorgesehen. Grundsätzlich ist es möglich, die Dialysemembran nur in Teilbereichen der Sondennadel vorzusehen. Es ist jedoch vorteilhaft, die Dialysemembran über die gesamte Länge der Hohlkanäle anzuordnen.
Die Dialysemembran kann zum Beispiel eine Hohlfaser sein, welche zugleich den Hohlkanal für die Ableitung, bzw. auch die Zuleitung bildet. Die Verwendung einer Membranhohlfaser hat den Vorteil, dass innerhalb des Gewebes keine Übergänge zwischen dem Membranmaterial und dem Nadelmaterial notwendig sind. Vorzugsweise wird sowohl die Zuleitung als auch die Ableitung von einer einzigen Membranhohlfaser gebildet, die in einem distalen Endbereich der Sondenspitze eine Umkehrung erfährt.
Zur Ausbildung der Sondennadel kann ein langgestreckter Stützkörper oder ein Rahmen verwendet werden, an dem die Membranfaser in erfindungsgemäßer Weise angeordnet wird. Die Zuleitung in Form der Hohlfaser kann durch den Mittelbereich des Stützkörpers oder des Rahmens geführt werden und erst an dem distalen Endbereich des Stützkörpers aus dem Stützkörper austreten und spiralförmig um den Stützkörper herum zurück zum Sondengehäuse verlaufen. Es ist jedoch bevorzugt, dass auch die Zuleitung spiralförmig um den Außenbereich der Sondennadel, bzw. des Stützkörpers zum distalen Endbereich der Nadel verläuft. An dem Endbereich erfährt die Hohlfasermembran eine Umkehrung und verläuft in Zwischenräumen des Zuführungskanals spiralförmig zurück zum Sondengehäuse und bildet dadurch die Ableitung der Perfusionsflüssigkeit. Vorzugsweise wird die Sondennadel hierfür von einem zylinderförmigen Stützkörper gebildet, der auf seiner äußeren Umfangsfläche wenigstens eine nach außen offene Aussparung in Form einer Vertiefung aufweist, die zumindest abschnittsweise, vorzugsweise aber über die gesamte Länge dieses Stützkörpers, spiralförmig um den Stützkörper verläuft. Eine Membranhohlfaser kann bei einem derart ausgebildeten Stützkörper in die Vertiefung eingebettet werden. Vorzugsweise sind hierfür die Vertiefungen ebenso tief ausgebildet wie der Außendurchmesser der Membranhohlfaser ist. Dadurch schließt die Membranhohlfaser mit der Oberfläche des Stützkörpers ab und wird nicht einem vom Gewebe ausgeübten Druck ausgesetzt. Es ist jedoch auch möglich, die Vertiefungen weniger tief auszubilden, so dass ein Teil der Membranhohlfaser über die Umfangsoberfläche des Stützkörpers hervorsteht, wodurch die Dialyseoberfläche vergrößert werden kann.
Es ist auch möglich, über einen zylinderförmigen Stützkörper mit einer spiralförmigen Aussparung für die Zu- bzw. Ableitung eine Dialysemembran in Form einer Hohlfaser überzustülpen, welche annähernd den gleichen Innendurchmesser aufweist wie der Außendurchmesser des Stützkörpers. Dabei sollten wenigstens die Bereiche des Stützkörpers mit der Aussparung von der Hohlfasermembran bedeckt werden. Die Hohlfasermembran kann zum Beispiel auf den Umfangsoberflächen des Stützkörpers zwischen den Vertiefungen befestigt werden. Hierfür kann zum Beispiel ein Haftmittel oder ein Klebemittel verwendet werden. Der Zwischenraum zwischen der übergestülpten Hohlfaser und der Aussparung bildet dann den Hohlkanal zumindest für die Zuleitung der Perfusionslosung, vorzugsweise aber auch für die Ableitung der Perfusionslosung. Ist die Membranhohlfaser in einem Bereich der Spitze geschlossen ausgebildet, das heißt bildet sie eine Art Membransocke, dann entstehen auch bei dieser Ausfuhrungsform keinerlei Übergänge zwischen dem Membranmaterial und dem Sondennadelmaterial innerhalb des Gewebes.
Bei einer weiteren Ausführungsform einer Mikrodialysesonde nach der vorliegenden Erfindung wird um einen zylinderförmigen Stützkörper mit einer spiralförmig verlaufenden Aussparung, bzw. Vertiefungen eine Dialysemembran in Form einer Membranschicht, bzw. eines Membranblattes, um den äußeren Umfang des Stützkörpers gewickelt. Die Stoßkanten der Membranschicht werden dabei dicht abgeschlossen und die Membranschicht wird in den Zwischenbereichen der Aussparung auf der Umfangsoberfläche des Stützkörpers befestigt. Dabei entstehen wiederum zwischen der Membranschicht und der Aussparung die Hohlkanäle für die Ab- bzw. Zuleitung der Perfusionslosung. Bei den letzten beiden beschriebenen Ausführungsformen entspricht die Dialysefläche der Breite einer Aussparung mal der Länge der spiralförmig umlaufenden Vertiefung. Die Perfusionslosung kann über die gesamte Länge der Sondennadel innerhalb des Gewebes mit dem Umgebungsmilieu in Kontakt treten.
Insgesamt ist beim Anbringen der Dialysemembran darauf zu achten, dass diese in einer feuchten Umgebung aufquillt und dadurch ihre Oberfläche vergrößert. Dies ist insbesondere dann zu beachten, wenn die Membran über größere Flächen befestigt oder ihr Durchmesser auf den Durchmesser des Stützkörpers abgestimmt werden muss.
In einer Ausfuhrungsform, in der sowohl die Zuleitung als auch die Ableitung spiralförmig um die Sondennadel verläuft, bilden diese eine Art Doppelhelix. Die Steigung der Spirale ist dabei auf eine gewünschte Strömungsgeschwindigkeit, bzw. eine gewünschte Verweildauer der Perfusionslosung innerhalb des Gewebes, abzustimmen. Ein Stützkörper, der die Sondennadel bildet, kann zum Beispiel aus verschiedenen Kunststoffen wie zum " Beispiel flüssigkristallinen Polymeren, Polybutylenterephthalat (PBT), oder auch aus PE oder PET gebildet werden. Derartige Materialien können zum Beispiel durch Spritzguss verarbeitet werden. Vertiefungen für die Zu- bzw. Ableitung können dabei bereits bei der Herstellung eines zylindrischen Formlings für den Stützkörper in dem Formung ausgebildet sein oder nachträglich durch Weiterverarbeitung wie Fräsen, Schneiden oder Ätzen in diesem vorgesehen werden. Der Bereich, der den distalen Endbereich eines derartigen zylinderförmigen Stützkörpers, bzw. eines Rahmens bildet, wird dabei im Allgemeinen schräg zugeschnitten, um eine Spitze zum Einführen in ein Gewebe zu bilden. Vorzugsweise wird der distale Endbereich des Stützkörpers in einer Weise geschliffen, dass für einen Anwender wenig Schmerzen entstehen und das Umgebungsmilieu wenig verändert wird, wie es z. B. in der Patentanmeldung mit dem Titel „Injektionsnadelspitze" beschrieben ist, die auf die Anmelderin zurückgeht und den gleichen Anmeldetag wie die vorliegende Anmeldung aufweist.
Die Sondennadel der Mikrodialysesonde kann selbststechend ausgebildet werden. Es ist jedoch auch möglich, eine Einführhilfe für die Sondennadel zu verwenden. Dies ist vor allem vorteilhaft, wenn weite Bereiche der Membran ungeschützt auf der Oberfläche des Stützkörpers angeordnet sind.
Grundsätzlich ist es gemäß der Erfindung auch möglich, mehrere spiralförmige Zuleitungen und/oder Ableitungen nebeneinander um den Außenumfang der Sondennadel vorzusehen.
Durch die erfindungsgemäße Ausführung einer Mikrodialysesonde verlängert sich der Weg, über den die Perfusionslosung mit dem Umgebungsmilieu des Gewebes in Kontakt tritt, ohne dass hierfür die Sondennadel verlängert werden muss. Umgekehrt ist es möglich, eine gleiche Leitungslänge bei kürzerer Ausführung der Sondennadel zu erzeugen. Für einen Anwender wird dadurch das Tragen einer Mikrodialysesonde angenehmer. Indem im Vergleich zu einer Ableitung, welche den ganzen Durchmesser der Sondennadel ausfüllt, die erfindungsgemäßen Leitungen einen vergleichsweise kleinen Durchmesser haben, wird das Verhältnis von Fläche zu Volumen verbessert, so dass mehr Perfusionsflüssigkeit mit einer Außenfläche der Dialysemembran und damit mit dem Umgebungsmilieu des Gewebes in Kontakt treten kann.
Die Erfindung wird anhand von Ausfuhrungsbeispielen, welche nicht einschränkend zu verstehen sind, anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser stellen dar: Figur 1 : eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Sondennadel mit einer spiralförmigen Zu- und Ableitung und Figur 2: eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung mit einer spiralförmigen Ableitung und einer gerade verlaufenden Zuleitung.
In Figur 1 ist ein zylinderförmiger Stützkörper (1), bzw. ein Rahmen, dargestellt, der eine Sondennadel für eine Mikrodialysesonde bildet. In einem Anfangsbereich des Stützkörpers, der in einen Sondenkörper eingesetzt wird, beginnt eine Aussparung, bzw. Vertiefung (3), die zunächst in Längsrichtung des Stützkörpers (1) an dessen Außenoberfläche verläuft. In einem mittleren Bereich (4) des Stützkörpers geht die Vertiefung (3) in einen spiralförmigen Verlauf über. Der spiralförmige Verlauf erstreckt sich bis vor einen distalen Endbereich (2) des Stützköφers (1) und bildet bis dort die Vertiefung für eine Zuleitung einer Perfusionslosung. Vor dem distalen Endbereich (2) erfährt die Vertiefung (3) eine Umkehrung (5) und verläuft von dort spiralförmig zwischen dem ersten Spiralverlauf für die Zuleitung hindurch zurück zu dem Anfangsbereich des Stützkörpers 1 und bildet somit die Vertiefung für die Ableitung der Perfusionsflüssigkeit. Auf diese Weise entstehen zwei ineinander verschränkte Spiralverläufe, das heißt eine Art Doppelhelix.
In den Verlauf der Aussparung, bzw. der Vertiefung (3) kann dann zum Beispiel eine Membranhohlfaser eingesetzt werden, die dem Verlauf der Vertiefung folgt, das heißt von einem Anfangsbereich des Stützköφers (1) entlang der Vertiefung (3) durch den Bereich (4) über die Umlenkung (5) bis zum distalen Endbereich (2) des Stützköφers (1) und zurück durch den Spiralbereich (4) bis zum Anfangsbereich des Stützköφers (1). Femer ist es möglich, wie oben beschrieben eine Membranhohlfaser mit einem Innendurchmesser, der annähernd dem Außendurchmesser des Stützköφers (1) entspricht, über den Stützkörper (1) zu stülpen und in den Zwischenräumen der Oberfläche zwischen den Vertiefungen (3) zu befestigen, wobei die Zu- und die Ableitung durch die von der Membran verschlossenen Vertiefung gebildet wird. Letztlich ist es ebenfalls wie oben beschrieben möglich, eine Membranschicht bzw. ein Membranblatt um den Stützköφer (1) zu wickeln und an einer Nahtstelle zu verbinden. Der Stützköφer (1) mit der an ihm angebrachten Dialysemembran bildet dann als Gesamtheit die Sondennadel und wird in einen Sondenköφer eingesetzt, von dem aus die Perfusionslosung in die Zu- bzw. Ableitung ein- bzw. ausgeleitet wird. In Figur 2 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mikrodialysesonde mit einem zylinderförmigen Stützköφer (1) gezeigt, der ebenfalls eine spiralförmig verlaufende Aussparung, bzw. Vertiefung (3) auf seiner Außenoberfläche aufweist. Diese Vertiefung ist für die Ableitung der Perfusionslosung vorgesehen. Als Zuleitung der Perfusionslosung ist in einem Mittelbereich des Stützköφers (1) entlang der Längsachse des Stützköφers ein gerade verlaufender Hohlkanal (6) vorgesehen, der von einem Anfangsbereich des Stützköφers 1 bis kurz vor den distalen Endbereich (2), des Stützköφers verläuft. Kurz vor dem Endbereich (2) wird der Hohlkanal (6) in Richtung der Außenumfangsfläche des Stützköφers (1) umgelenkt, so dass er aus der Außenumfangsfläche austritt und die Umkehrung (5) bildet. Die Austrittsöffnung des geraden Hohlkanals mündet in der spiralförmig verlaufenden Vertiefung (3). Dadurch kann ein durchgehender Hohlkanal zum einen die Zuleitung von einem Anfangsbereich des Stützköφers bis zu dessen distalen Endbereich (2) und zum anderen die außen spiralförmig verlaufende Ableitung zurück zum Anfangsbereich des Stützköφers (1) bilden.
In dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist über den Stützköφer (1) eine an der Spitze (1) verschlossene Membranhohlfaser (7), in Form einer Membransocke, angeordnet. Die Membranhohlfaser weist einen Innendurchmesser auf, der geringfügig größer als der Außendurchmesser des Stützköφers (1) ist. Die Membranhohlfaser (7) wird in den Zwischenbereichen (8) zwischen dem Spiralverlauf der Vertiefung an dem Stützköφer (1) befestigt, wodurch sich zwischen der Membranhohlfaser und dem Stützköφer ein Hohlkanal für die Ableitung der Perfusionslosung bildet. Der Stützköφer (1) ist in dem gezeigten Beispiel vollständig von der Dialysemembran umschlossen. Beim Einführen einer derartigen Sondennadel kommen keine Übergangsstellen zwischen dem Membranmaterial und dem Material des Stützköφers innerhalb des Gewebes vor.
Die Sondennadel aus Stützköφer (1) und Membranhohlfaser (7) wird an einen Sondenköφer (9) angeschlossen, aus dem die Zuleitung mit Perfusionslosung versorgt wird und in den die Perfusionslosung nach dem Konzentrationsausgleich über die Ableitung zurückgeleitet wird. Grundsätzlich ist es auch möglich, einen Stützköφer für die Sondenspitze zu wählen, der keine Vertiefungen zur Ausbildung der Leitungen bzw. zur Aufnahme einer Membranhohlfaser vorsieht. Um einen solchen glatten zylinderförmigen Stützköφer kann eine Hohlfasermembran spiralförmig gewickelt werden und in gewissen Abständen an diesen durch ein Haftmittel befestigt werden. Innerhalb des Gewebes muss bei einer derartigen Sondennadel der Druck der Perfusionslosung innerhalb den Leitungen so groß sein, dass er dem Außendruck der durch das Gewebe ausgeübt wird, standhält und daher die Leitung nicht verschlossen wird.
Zum Verlegen einer Dialysemembran in der beschriebenen spiralförmig gebogenen Weise kann beispielsweise ein Verfahren verwendet werden, wie es in der Patentanmeldung mit dem Titel „Mikrodialysesonde und Verfahren zu deren Herstellung" beschrieben ist, die auf die Anmelderin zurückgeht und den gleichen Anmeldetag wie die vorliegende Erfindung aufweist. Bei dem Verfahren liegt zunächst die Dialysemembran an einem Formgebungsmittel an und wird dann durch Biegen, bzw. Formen des Formgebungsmittels in eine vorbestimmte Form gebracht. Anschließend wird ein Haftmittel, bzw. ein Verbindungsmittel, wie etwa ein Kitt oder ein Kleber, zumindest teilweise an einer Biegestelle der Dialysemembran angebracht, so dass die Membran in der vorbestimmten Form gehalten wird. Nach dem Anbringen des Haftmittels wird das Formgebungsmittel von der Dialysemembran entfernt. Das Formgebungsmittel kann ein Filament sein, das durch die Hohlfasermembran gezogen wird. Die Form wird durch den Spiralverlauf der erfindungsgemäßen Mikrodialysemembran vorgegeben.
Die Erfindung wurde beispielhaft anhand verschiedener Ausfuhrungsformen beschrieben, wobei die dargestellten Ausführungsformen den Umfang der Erfindung nicht einschränken sollen und Abwandlungen und Weiterbildungen als zur Erfindung gehörend angesehen werden sollen. Bezu gszeichen
(1) Stützköφer
(2) Distaler Endbereich
(3) Vertiefung
(4) Spiralbereich
(5) Umkehrung
(6) Gerader Hohlkanal
(7) Membranhohlfaser
(8) Zwischenbereich
(9) Sondenköφer

Claims

Patentansprüche
1. Mikrodialysesonde mit einem Sondenköφer und einer Sondennadel zum Einführen in ein Gewebe, die eine Zuleitung und eine Ableitung für eine Perfusionslosung und eine Dialysemembran umfasst, wobei wenigstens die Ableitung der Perfusionslosung von einem Hohlkanal (4) gebildet ist, der an einem äußeren Umfang der Sondennadel (1) zumindest teilweise spiralförmig um die Sondennadel (1) verläuft.
2. Mikrodialysesonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hohlkanal für die Zuleitung der Perfusionslosung im Inneren der Sondennadel (1) durch den spiralförmigen Hohlkanal (4) der Ableitung verläuft.
3. Mikrodialysesonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hohlkanal für die Zuleitung der Perfusionslosung am äußeren Umfang der Sondennadel (1) neben dem Hohlkanal (4) für die Ableitung spiralförmig verläuft.
4. Mikrodialysesonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dialysemembran (7) wenigstens teilweise an einer von der Sondennadel (1) nach außen gerichteten Oberfläche des teilweise spiralförmigen Hohlkanals (4) für die Zu- und/oder Ableitung vorgesehen ist.
5. Mikrodialysesonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dialysemembran (7) eine Hohlfaser ist, welche zurnindest den Hohlkanal (4) für die Ableitung bildet.
6. Mikrodialysesonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkanal (4) für die Zu- und die Ableitung von einer einzigen Dialysemembran (7) in Form einer Hohlfaser gebildet ist, die in einem distalen Endbereich (2) der Sondenspitze eine Umkehrung (5) erfährt.
7. Mikrodialysesonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sondennadel (1) von einem zylinderförmigen Stützköφer gebildet wird, der auf seiner äußeren Umfangsfläche wenigstens eine nach außen offene Aussparung (3) aufweist, die, zumindest abschnittsweise, spiralförmig um den Stützkörper verläuft.
8. Mikrodialysesonde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dialysemembran (7) in Form einer Hohlfaser zumindest in dem Bereich mit der Aussparung (3) über den Stützköφer (1) gestülpt ist.
9. Mikrodialysesonde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dialysemembran in Form einer Membranschicht zumindest in dem Bereich mit der Aussparung (3) um den äußeren Umfang des Stützköφers (1) gewickelt ist.
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