DE9203077U1 - Flexible metal catheter - Google Patents
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Description
Dr.-Ing. Gerhard Fuhrmann 04. März 1992Dr.-Ing. Gerhard Fuhrmann 04 March 1992
Dr. med. Bertram Kaden
Prof. Dr. med. Ulrich GrossDr. med. Bertram Kaden
Prof. Dr. Ulrich Gross
FUH42.G1FUH42.G1
Flexibler MetallkatheterFlexible metal catheter
Die Erfindung betrifft einen Katheter der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a catheter of the type specified in the preamble of claim 1.
Ein derartiger Metallkatheter wird für die Liquorableitung insbesondere zur Vermeidung und bei der Behandlung von Infektionen der Liquorräume verwendet.Such a metal catheter is used for cerebrospinal fluid drainage, particularly to prevent and treat infections of the cerebrospinal fluid spaces.
FUH42.G1 Blatt 2FUH42.G1 Sheet 2
Die bekannten Katheter werden aus hochmolekularen Kunststoffen gefertigt, deren elastisches Verhalten die notwendige Flexibilität ermöglicht. Nachteilig ist, daß an diesen Polymeren eine bakterielle oder andersartige infektiöse Besiedlung auftreten kann. Die Erreger haften infolge ihrer großen Affinität am polymeren Material und sind dort einer Behandlung mit Antibiotika nur schwer oder überhaupt nicht zugänglich. Sie begünstigen damit eine sich wiederholende oder ständige Entzündung beispielsweise in den Liquorräumen. Dadurch sind langwierige Sanierungsversuche mit wiederholtem Katheterwechsel zwingend notwendig. Eine befriedigende Internalisierung von derartigen Ableitungssystemen ist daher nicht zu erwarten, Septikämien sind häufig.The known catheters are made of high-molecular plastics, the elastic behavior of which enables the necessary flexibility. The disadvantage is that bacterial or other infectious colonization can occur on these polymers. Due to their high affinity, the pathogens adhere to the polymer material and are difficult or impossible to treat with antibiotics. They thus promote recurrent or constant inflammation, for example in the cerebrospinal fluid spaces. This means that lengthy attempts at rehabilitation with repeated catheter changes are absolutely necessary. Satisfactory internalization of such drainage systems is therefore not to be expected, and septicemia is common.
Aus diesem Grunde werden zur Behandlung der geschilderten Komplikationen am Kopf starre Metallnadeln angewendet, die über ein Bohrloch durch die Dura und den Hirnmantel in den oder die Seitenventrikel eingestochen werden. Nachteilig ist hierbei, daß Relativbewegungen zwischen Hirn, Dura und Schädelknochen nicht nachgegeben wird und somit Hirnsubstanz in Mitleidenschaft gezogen wird. Die Fixierung der herausragenden Metallnadeln erfolgt durch Angipsen an der Kopfhaut. Nach Ausheilung der mit Metallnadeln behandelten Areale wird die Liquorableitung internalisiert, wobei flexible Kunststoffkatheter eingesetzt werden und in vielen Fällen eine erneute Infektion beobachtet wird.For this reason, rigid metal needles are used to treat the complications described on the head. These are inserted into the lateral ventricle or ventricles via a drill hole through the dura and the cerebral mantle. The disadvantage here is that relative movements between the brain, dura and skull bone are not accommodated and thus brain substance is affected. The protruding metal needles are fixed to the scalp by plastering them. After the areas treated with metal needles have healed, the CSF drainage is internalized, whereby flexible plastic catheters are used and in many cases a renewed infection is observed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Katheter 0 der eingangs genannten Gattung anzugeben, der nicht infektionsbegünstigend wirkt und langandauernd ohne Änderung seines elastischen Verhaltens eingesetzt werden kann.The invention is based on the object of specifying a catheter 0 of the type mentioned at the beginning, which does not promote infection and can be used for a long time without changing its elastic behavior.
FUH42.G1 Blatt 3FUH42.G1 Sheet 3
Die Erfindung berücksichtigt die Erkenntnis, daß sich die Infektionsgefahr durch die Verwendung eines metallischen Katheters einschränken läßt. Voraussetzung ist allerdings, daß der metallische Katheter eine genügend große Flexibilität besitzt, um sich auch im Bereich weicher Körperteile bzw. sich gegeneinander bewegender Körperteile anzupassen. Er sollte neben den notwendigen kleinen Abmessungen die ausreichende bleibende Verformbarkeit bei einer Knochendurchführung aufweisen.The invention takes into account the knowledge that the risk of infection can be reduced by using a metallic catheter. However, the prerequisite is that the metallic catheter has sufficient flexibility to be able to adapt to soft body parts or body parts that move against each other. In addition to the necessary small dimensions, it should have sufficient permanent deformability when passing through bone.
Bei geeignet gewählter geringer Wandungsdicke besitzt ein Wellrohr aus den Materialien nichtrostender Stahl oder Titan eine für die hier beschriebenen Anwendungsfälle ausreichend große Festigkeit und Flexibilität auf.With a suitably selected low wall thickness, a corrugated pipe made of stainless steel or titanium has sufficient strength and flexibility for the applications described here.
Ein bevorzugter Außendurchmesser von kleiner 4 mm erlaubt es, einen Katheter herzustellen, der den notwendigen Innendurchmesser und damit einen ausreichenden Durchlaßquerschnitt für die betreffenden Anwendungen aufweist.A preferred outer diameter of less than 4 mm makes it possible to produce a catheter that has the necessary inner diameter and thus a sufficient flow cross-section for the relevant applications.
Besonders vorteilhaft ist weiterhin, daß die Welligkeit des Außendurchmessers zum Einwachsen von Weichgeweben und damit zu einer weichen Fixation führt, während gleichzeitig die gewählten Abmessungen der Wellentiefe so gering sind, daß ein Entfernen des Katheters aus dem Weichgewebe ohne Schwierigkeit möglich ist. Die angulare Flexibilität läßt andauernde Bewegungen der Organsysteme zu, ohne daß erkennbare Behinderungen eintreten werden. Starke notwendige Verformungen beim Durchtritt durch Öffnungen von Knochen oder Haut sind mehrmals möglich, ohne daß ein Materialbruch und damit eine Undichtigkeit oder eine Verletzung zu befürchten ist.Another particularly advantageous feature is that the undulation of the outer diameter allows soft tissue to grow in and thus provides a soft fixation, while at the same time the selected dimensions of the undulation depth are so small that the catheter can be removed from the soft tissue without difficulty. The angular flexibility allows continuous movement of the organ systems without causing any noticeable obstructions. Strong necessary deformations when passing through openings in bone or skin are possible several times without the risk of material breakage and thus leakage or injury.
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Das Wellrohr ist bevorzugt entweder als nahtloses oder geschweißtes
Rohr ausgebildet, wobei die umlaufenden Wellen des Wellrohrs entweder ohne Steigung oder schraubenförmig
ausgestaltet sind.
5The corrugated pipe is preferably designed either as a seamless or welded pipe, wherein the circumferential corrugations of the corrugated pipe are designed either without a pitch or helically.
5
An mindestens einem Ende des Wellrohrs schließt sich ein hohlzylindrischer Bereich an, welcher den Katheterkopf oder einen zusätzlichen Anschlußstutzen trägt bzw. selbst als Anschlußstutzen ausgestaltet ist. Die vom hohlzylindrischen Bereich getragenen Katheterköpfe oder zusätzlichen Anschlußstutzen können durch Schweißen mit dem entsprechenden Ende des Wellrohrs verbunden oder auch bei einem entsprechend geformten Ende des Katheterkopfs oder des Anschlußstut&zgr;ens in bzw. auf den hohlzylindrischen Bereich des Wellrohrs geschoben und durch Schweißen oder Aufschrumpfen mit dem Wellrohr dauerhaft verbunden werden. Dadurch sind eine Vielzahl unterschiedlicher Katheterköpfe und/oder Anschlußstutzen, die entsprechend den hohlzylindrischen Bereichen an den Enden des Wellrohrs ausgebildet sind, mit dem Wellrohr nach Art eines Bausatzes verbindbar, so daß die Zusammenstellung einer großen Anzahl verschiedenster Katheterbauformen je nach Anwendungsfall mit einer relativen kleinen Anzahl von Bausatzteilen ermöglicht wird.At least one end of the corrugated tube is connected to a hollow cylindrical area which carries the catheter head or an additional connection piece or is itself designed as a connection piece. The catheter heads or additional connection pieces carried by the hollow cylindrical area can be connected to the corresponding end of the corrugated tube by welding or, if the end of the catheter head or connection piece is shaped accordingly, pushed into or onto the hollow cylindrical area of the corrugated tube and permanently connected to the corrugated tube by welding or shrinking. As a result, a large number of different catheter heads and/or connection pieces, which are designed to match the hollow cylindrical areas at the ends of the corrugated tube, can be connected to the corrugated tube like a kit, so that a large number of different catheter designs can be put together with a relatively small number of kit parts depending on the application.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Katheters sind zusätzlich zu den hohlzylindrischen Bereichen zylinderförmige Ansätze an den Wellrohrenden angebracht, in bzw. auf die entsprechend ausgebildete Enden von Katheterköpfen oder Anschlußstutzen geschoben oder geschraubt werden. Ferner kann ein erfin-In a further advantageous embodiment of the catheter according to the invention, in addition to the hollow cylindrical areas, cylindrical projections are attached to the corrugated tube ends, into or onto which correspondingly designed ends of catheter heads or connecting pieces are pushed or screwed. Furthermore, an inventive
FUH42.G1 Blatt 5FUH42.G1 Sheet 5
dungsgemäßes Wellrohr beispielsweise einen mit einem weiteren Wellrohr verbundenen Anschlußstutzen an einem oder an beiden seiner Enden gleichzeitig aufnehmen, um somit zu einem Katheter zu gelangen, der einen längeren Bereich mit flexibleren Eigenschaften aufweist.For example, a corrugated pipe according to the invention can accommodate a connection piece connected to another corrugated pipe at one or both of its ends at the same time in order to obtain a catheter which has a longer section with more flexible properties.
Zur einwandfreien Aufnahme von abzuführender Körperflüssigkeit bzw. zur Abgabe zuzuführender Flüssigkeiten bilden durchlochte, halbkugelförmige bzw. abgeflachte Hohlkörper mit einer in Richtung des Wellrohrs durchgehenden Öffnung die erfindungsgemäßen Köpfe des Katheters. Dabei sind die Durchlässe des Katheterkopfs bei den bevorzugten Ausführungsformen als runde Öffnungen oder Längsschlitze ausgebildet. Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Katheterkopfs weist dieser Aussparungen auf, in die Sensoren, beispielsweise für Druck- und/oder Temperatur oder andere Parameter, einsetzbar sind. Damit sind die Zufuhr und Ableitung von Flüssigkeiten sowie die langandauernde Messung medizinischer Parameter gewährleistet. For the perfect absorption of body fluids to be drained or for the delivery of fluids to be supplied, perforated, hemispherical or flattened hollow bodies with an opening that runs through in the direction of the corrugated tube form the heads of the catheter according to the invention. In the preferred embodiments, the passages of the catheter head are designed as round openings or longitudinal slots. In another advantageous development of the catheter head according to the invention, it has recesses into which sensors, for example for pressure and/or temperature or other parameters, can be inserted. This ensures the supply and drainage of fluids as well as the long-term measurement of medical parameters.
Am Anschlußstutzen am Ende des Katheters werden weitere Metall- bzw. geeignete Kunststoffschläuche und Ventilsysteme angeschlossen.Additional metal or suitable plastic tubes and valve systems are connected to the connector at the end of the catheter.
Damit das Anwachsen von eingewachsener Weichteilen erschwert wird, weist der erfindungsgemäße Katheter, für den bei der bevorzugten Ausführungsform eine vom Bundesgesundheitsamt für Implantationen zugelassene, nichtrostende Stahl- oder Titanlegierung als Werkstoff vorgesehen ist, eine glatte Außenoberfläche auf. Weiterhin ist das Ver-In order to make it more difficult for ingrown soft tissue to grow, the catheter according to the invention, for which in the preferred embodiment a stainless steel or titanium alloy approved by the Federal Health Office for implantation is used as the material, has a smooth outer surface. Furthermore, the
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hältnis des maximalen Außenradius zum minimalen Außenradius des Wellrohrs derart gewählt, daß eine geringe Welltiefe entsteht. Mit einer geringen Welltiefe kann eine wesentliche Beschädigung von Weichteilen beim Verschieben 5 oder bei der Herausnahme des Katheters ausgeschlossen werden. The ratio of the maximum outer radius to the minimum outer radius of the corrugated tube is selected in such a way that a small corrugation depth is created. With a small corrugation depth, significant damage to soft tissue when moving or removing the catheter can be ruled out.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Zeichnung näher dargestellt. Die einzige Figur zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Katheters. Dabei sind lediglich der Katheterkopf und der Schlauchanschlußstutzen geschnitten dargestellt.Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are described in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the drawing. The only figure shows a partially sectioned side view of an advantageous embodiment of the catheter according to the invention. Only the catheter head and the hose connection piece are shown in section.
Der in der Figur dargestellte Katheter 1 besteht aus einem Katheterkopf 3, einem hohlzylindrische Bereiche 13, 14 an den Enden 11, 12 aufweisendes als Wellrohr 7 ausgebildetes Metallrohr 2 und einem Schlauchanschlußstutzen 17. Zylindrische Ansätze 15, 16 sind an den hohlzylindrischen Bereichen 13, 14 des Wellrohrs 7 angebracht. Der Katheterkopf 3 und der Schlauchanschlußstutzen 17 sind jeweils mit dem entsprechenden zylindrischen Ansatz 15 bzw. 16 des Wellrohrs 7 durch Schweißen oder Ein- bzw. Aufschrauben mit dem Wellrohr 7 fest verbunden. Die hohlzylindrischen Bereiche 13 und 14 sind wie Katherkopf 3, Wellrohr 7 und Schlauchanschlußstutzen 17 mit einer glatten Oberfläche ausgebildet. Andererseits können die Oberflächen mit geeigneten Beschichtungen versehen sein, die eine dauerhafte Fixierung von extrazellulärer Matrix, z.B. kollagene,The catheter 1 shown in the figure consists of a catheter head 3, a metal tube 2 designed as a corrugated tube 7 with hollow cylindrical areas 13, 14 at the ends 11, 12 and a hose connection piece 17. Cylindrical attachments 15, 16 are attached to the hollow cylindrical areas 13, 14 of the corrugated tube 7. The catheter head 3 and the hose connection piece 17 are each firmly connected to the corresponding cylindrical attachment 15 or 16 of the corrugated tube 7 by welding or screwing into or onto the corrugated tube 7. The hollow cylindrical areas 13 and 14 are designed with a smooth surface like the catheter head 3, corrugated tube 7 and hose connection piece 17. On the other hand, the surfaces can be provided with suitable coatings that allow a permanent fixation of extracellular matrix, e.g. collagen,
FUH42.G1 Blatt 7FUH42.G1 Sheet 7
nicht kollagene Proteine und andere Substanzen der Matrix ermöglichen. Zwischen den Enden 11 und 12 des Wellrohrs 7 weist das Wellrohr 7 schraubenförmig gewendelte Wellen 8 auf. Die Wellentiefe der Wellen 8 ist relativ gering, da das Verhältnis des maximalen Außenradius 9 zum minimalen Außenradius 10 des Wellrohrs 7 im Bereich der Wellen 8 Iedigiglich in etwa 1 zu 1,5 bis 2 beträgt. Bei einer nicht dargestellten weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Katheters ist das Wellrohr mit umlaufenden parallelen Wellen ohne Steigung versehen.non-collagenous proteins and other substances of the matrix. Between the ends 11 and 12 of the corrugated tube 7, the corrugated tube 7 has helically wound waves 8. The depth of the waves 8 is relatively small, since the ratio of the maximum outer radius 9 to the minimum outer radius 10 of the corrugated tube 7 in the area of the waves 8 is only approximately 1 to 1.5 to 2. In a further embodiment of the catheter according to the invention (not shown), the corrugated tube is provided with circumferential parallel waves without a gradient.
Auf das nicht mit dem Wellrohr 7 verbundene Ende 19 des Schlauchanschlußstutzens 17 mit verringerter Querschnittsfläche können geeignete Kunststoff- bzw. Metallschläuche zur Ableitung der vom Katheterkopf 3 aufgenommen Körperflüssigkeit oder zur Zufuhrung von Flüssigkeiten und zur Einführung von weiteren Instrumenten in den Katheter 1 aufgeschoben werden. Ebenso kann das Ende 19 mit vergrößertem Querschnitt zur Aufnahme von Spritzenkonen für die Zuführung von Flüssigkeiten ausgebildet sein.Suitable plastic or metal hoses can be pushed onto the end 19 of the hose connection piece 17 with a reduced cross-sectional area that is not connected to the corrugated pipe 7 for draining the body fluid taken up by the catheter head 3 or for supplying fluids and for introducing further instruments into the catheter 1. The end 19 can also be designed with an enlarged cross-section to accommodate syringe cones for supplying fluids.
Der dargestellte mit runden Öffnungen 4 durchlöcherte erfindungsgemäße Katheterkopf 3 ist als halbkugelförmiger Hohlkörper mit einer in Richtung des Wellrohrs 7 durchgehenden Öffnung 5 ausgebildet. Bei einer weiteren nicht dargestellten vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Katheterkopfs weist dieser Längsschlitze als Durchlässe auf. Weiterhin kann der Katheterkopf mit Aussparungen für Druck-, Temperatur- und anderen medizinischen Sensoren ausgebildet sein.The catheter head 3 according to the invention shown, perforated with round openings 4, is designed as a hemispherical hollow body with an opening 5 that runs through in the direction of the corrugated tube 7. In a further advantageous embodiment of the catheter head according to the invention (not shown), this has longitudinal slots as passages. Furthermore, the catheter head can be designed with recesses for pressure, temperature and other medical sensors.
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Es bestehen eine Reihe von Möglichkeiten, das Wellrohr mit dem Katheterkopf, dem Anschlußstutzen oder Verbindungselementen für weitere Anschlußstutzen zu versehen:There are a number of options for equipping the corrugated pipe with the catheter head, the connection piece or connecting elements for additional connection pieces:
Generell kann entweder das Wellrohr selbst einstückig in einen zylindrischen Bereich übergehen, der den Anschlußstutzen oder ein Verbindungselement zu einem entsprechenden, eine Verlängerung bildenden weiteren Katheter darstellt. Dieser zylindrische Bereich kann aber auch als Ansatz an den gewellten Bereich angeschweißt, verschraubt oder in sonstiger Weise mit diesem verbunden sein und nimmt seinerseits erst die Anschlußteile oder den Katheterkopf auf. Hierbei können die jeweils zu verbindenden Teil in den zylindrischen Ansatz hinein oder aber darüber geschoben sein.In general, the corrugated pipe itself can either be integrally formed into a cylindrical area, which represents the connection piece or a connecting element to a corresponding catheter forming an extension. This cylindrical area can also be welded, screwed or connected to the corrugated area in some other way as an attachment and in turn only accommodates the connection parts or the catheter head. The parts to be connected can be pushed into the cylindrical attachment or over it.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Eine Variante wäre ein Endlos-Wellrohr nach Längenoptimierung zur Plazierung in venösen Blutleitern.The invention is not limited in its implementation to the preferred embodiment given above. Instead, a number of variants are conceivable which also make use of the solution presented in fundamentally different designs. One variant would be an endless corrugated pipe after length optimization for placement in venous blood vessels.
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