Implantierbarer Reservoirkörper

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf einen implantierbaren Reservoirkörper zur bedarfsgerechten Bereitstellung eines Arbeitsmediums, das zumindest zum Inflatieren einer implantierbaren Einheit dient.

Stand der Technik

Implantierbare Reservoirkörper dienen der intrakorporalen Versorgung eines auf dem hydrodynamischen oder pneumatischem Wirkprinzip beruhenden implantierbaren Aktors mit einem Arbeitsmedium, das zur gezielten Aktorbetätigung über eine Fluidbzw. Transmissionsleitung in ein aktorseitiges Füllvolumen überführt bzw. infiltriert wird oder in umgekehrter Weise aus dem aktorseitigen Füllvolumen den Reservoirkörper zurückgeführt wird. Der Austausch des Arbeitsmediums zwischen dem Reservoirkörper und dem aktorseitigen Füllvolumen erfolgt mit Hilfe einer miniaturisierten Pumpeneinheit, die über ein Steuerelektronikmodul bedarfsgerecht aktiviert wird.

Repräsentativ für eine Vielzahl bekannter Reservoirkörpersysteme seien nachfolgend einige konkrete Anwendungs- und Ausführungsbeispiele genannt.

Aus der DE 19845 292 A1 ist ein Gerät zur Behandlung der Inkontinenz, d.h. der Unfähigkeit Harn oder Stuhlgang zu halten, beschrieben, das eine durch Mikropumpen gesteuerte Kompression der Harnröhre bzw. des Anus mittels eines in seinem Innendurchmesser variablen Implantates um das jeweilige Organ herum die natürliche Organaktivität zu unterstützen oder gar zu ersetzen vermag. Hierbei besteht das Gerät aus einem Reservoirkörper, der frei innerhalb des Körpers platzierbar ist, der über eine Fluid- bzw. Transmissionsleitung mit einem als Kompressionsring ausgebildeten Aktor verbunden ist, längs der eine

Mikropumpeneinheit vorgesehen ist, deren Mikropumpenaktion und damit verbunden den Füllungsgrad des Kompressionsringes mittels einer von einem Anwender wählbaren Zeitdauer durch transkutane Energieversorgung der Mikropumpe bestimmt werden kann.

Ein weiteres Beispiel für die Anwendung eines implantierbaren Reservoirkörpers geht aus der DE 100 13 519 A1 hervor, in der eine implantierbare Sphinkterprothese beschrieben ist. Die Prothese weist zur steuerbaren Verengung der Harnröhre eine Manschette mit einem daran angebrachten Blähkörper auf, der im Wege einer Dillatation die Harnröhre abzuschließen vermag. über eine Schlauchleitung ist der Blähkörper mit einem als flexibles Gefäß ausgebildeten Reservoirkörper verbunden, in dem als Arbeitsmedium eine Kochsalzlösung bevorratet ist. Längs der Schlauchleitung ist eine die Kochsalzlösung in geeigneter Weise fördernde Pumpeneinheit mit einer Steuer- und Versorgungseinrichtung vorgesehen, die subkutan unter die Haut appliziert wird, um auf kontaktfreie Weise einen induktiven Energie- und Signalaustausch zwischen einem extrakorporal positionierbaren Versorgungs- und Steuergerät und der implantierten Pumpeneinheit zu ermöglichen.

Ein weiteres Anwendungsbeispiel für einen implantierbaren Reservoirkörper ist der DE 10 2004 018 807 B4 zu entnehmen, in der ein implantierbares Schließmuskelprothesesystem beschrieben ist, das einen an der Innenseite eines elastischen Trägerringes angebrachten Kompressionscuff sowie einen an der Außenseite des Trägerringes angebrachten elastischen, sogenannten Reservoircuff vorsieht. Beide jeweils aus einem evakuierbaren, elastischen Material bestehenden Hohlkörper sind über eine Mikropumpe miteinander verbunden, die ein Transmissionsfluid je nach Kompressionsgrad des Kompressionscuffs zwischen beiden Hohlkörper hin und her fördert.

Alle derartige zu implantierenden Systeme unterliegen der Forderung nach einem möglichst kompakten und raumsparenden Design, das im Wege der Implantation beim Patienten möglichst keine oder nur geringfügige Irritationen hervorrufen sollte, obgleich es gilt die Funktionalität, Effektivität und letztlich auch die Lebensdauer

derartiger Systeme zu optimieren. Besondere Bedeutung kommt in dieser Hinsicht dem zu implantierenden Reservoirkörper zu, aus dem es letztlich gilt, das für eine gewünschte Aktorik einer zu implantierenden Einheit erforderliche Arbeitsmedium in kontrollierter Weise zu Zwecken eines dosierten Inflatierens des aktorseitigen Füllvolumens bereit zu stellen. Ebenso gilt es aufgrund einer zumeist zyklischen Betriebsweise einer zu implantierenden Aktoreinheit einen kontrollierten Rückfluss des Arbeitsmediums in den Reservoirkörper zu Zwecken eines Deflatierens des aktorseitigen Füllvolumens zu gewährleisten.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen implantierbaren Reservoirkörper zur bedarfsgerechten Bereitstellung eines Arbeitsmediums, das zumindest zum Inflatieren einer implantierbaren Einheit dient, zweckoptimiert im Hinblick auf Form, Größe und Funktionalität derart bereitzustellen, dass die durch die Implantation bei einem Patienten hervorgerufenen Irritationen auf ein Minimum reduziert werden. Des Weiteren soll es möglich sein, einen implantierbaren Reservoirkörper weitgehend unabhängig von der Funktionalität der mittels des Arbeitsmediums zu betreibenden implantierbaren Einheit auszubilden, so dass ein möglichst modularer Einsatz des Reservoirkörpers bzw. eine freie Kombinierbarkeit des Reservoirkörpers mit weitgehend unterschiedlich ausgebildeten implantierbaren Einheiten möglich sein soll.

Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Den Lösungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der weiteren Beschreibung insbesondere unter Bezugnahme auf das illustrierte Ausführungsbeispiel zu entnehmen.

Dem lösungsgemäßen implantierbaren Reservoirkörper gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 liegt die Idee zugrunde, eine für die elektrische Energieversorgung sowie auch in vorteilhafter Weise für den Austausch elektrischer Signale erforderliche Induktionsspulenanordnung innerhalb des Reservoirkörpers zu integrieren. So ist ein elastischer Hohlkörper vorgesehen, dessen Hohlkörperwand

das Reservoirvolumen umschließt, wobei die Induktionsspulenanordnung innerhalb des Reservoirvolumens platziert ist und/oder die Induktionsspulenanordnung oder eine weitere Induktionsspulenanordnung mit der Hohlkörperwand verbunden oder in der Hohlkörperwand integriert ist. Durch eine derartige Kombination des Reservoirkörpers mit wenigstens einer Induktionsspulenanordnung wird in vorteilhafter Weise die zumeist flächige Formgebung des Reservoirkörpers ausgenutzt, um die ebenfalls flächig ausgebildete Induktionsspulenanordnung in Form einer oder mehrerer flächig ausgebreiteter elektrischer Windungen platzsparend unterzubringen. In dieser Form lässt sich der Reservoirkörper subkutan unter die Hautoberfläche ins Fettgewebe implantieren, so dass der räumliche Abstand zwischen der Induktionsspulenanordnung und einer extrakorporal vorzusehenden Signal- und Energieversorgungseinheit möglichst klein ist, wodurch eine gute induktive Kopplung zur Energie- und Signalübertragung erzielt werden kann.

Einen besonders hohen Grad an Autarkie und technischer Funktionalität erhält ein lösungsgemäßer implantierbare Reservoirkörper, wenn gemeinsam mit der Induktionsspulenanordnung eine Pumpen-/Elektronikeinheit innerhalb des Reservoirkörpers vorgesehen ist, vermittels der das im Reservoirkörper bevorratete Arbeitsmedium dosiert und kontrolliert über einen Fluidkanal zu einer weiteren implantierbaren Einheit überführt werden kann. Die Pumpen-/Elektronikeinheit kann gleichsam der sich innerhalb des Reservoirkörpers befindlichen Induktionsspulenanordnung freischwimmend innerhalb des von dem elastischen Hohlkörper umschlossenen Reservoirvolumens eingebracht oder mit der Hohlkörperwand des Reservoirkörpers verbunden oder in dieser integriert sein. Zudem lässt sich auch die Batterieeinheit im Reservoirkörper geeignet unterbringen,

Alternativ bietet es sich an die Pumpen-/Elektronikeinheit außerhalb des Reservoirkörpers vorzusehen, beispielsweise längs eines aus dem Reservoirkörper führenden Fluidkanals, der den Reservoirkörper mit der zu implantierenden Einheit verbindet, um diese entsprechend mit dem im Reservoirkörper bevorrateten Arbeitsmedium zu inflatieren. In diesem Fall gilt es die Pumpen-/Elektronikeinheit mit bioverträglichem Material zu Verkapseln. Beispielsweise können in einer derartigen,

getrennt von dem Reservoirkörper ausgebildeten Gehäusekapsel auch weitere Komponenten integriert werden, etwa ein Befüllungsport für das Befüllen des Reservoirkörpers mit dem Arbeitsmedium oder die Batteriereinheit zur Speicherung elektrischer Energie.

In einer bevorzugten Ausführungsform sieht der implantierbare Reservoirkörper im Bereich seiner Hohlkörperwand einen Wandabschnitt vor, der in Art einer Adapterplatte ausgebildet ist, die in vorteilhafter Weise aus einem gegenüber der elastischen Hohlkörperwand stabileren bzw. steiferen Material gefertigt ist. Die Adapterplatte dient einerseits zur Fixierung der ansonsten freischwimmend innerhalb des Reservoirkörpers befindlichen Induktionsspulenanordnung sowie auch für eine fixierte Durchführung eines Fluidkanals, der die Adapterplatte entweder vollständig durchragt oder der zumindest einseitig an dieser derart angebracht ist und in einer ventilartig ausgebildeten Verbindungsstruktur mündet, an der eine zu der implantierbaren Einheit weiterführende Transmissions- oder Fluidleitung adaptierbar ist. Die Adapterplatte kann auch als eine direkte Verbindungsschnittstelle zu weiteren implantierbare Komponenten verwendet werden. Hierzu sind an der Adapterplatte mechanische Verbindungsstrukturen für die Adaption wenigstens einer weiteren zu implantierbaren Einheit vorgesehen. Neben rein mechanischen Befestigungsstrukturen weist die Adapterplatte darüber hinaus auch wenigstens eine elektrische Verbindungsstruktur auf, um eine weitere zu implantierende Einheit elektrisch mit einer vorzugsweise innerhalb des Reservoirkörpers vorgesehenen Pumpen-/Elektronikeinheit samt Batterieeinheit zu verbinden.

Alternativ oder in Kombination zur Adapterplatte verfügte eine Ausführungsform des implantierbaren Reservoirkörpers über einen semizirkulären oder zirkulären Ringport zum Anstechen und Befüllen des Reservoirkörpers mit dem Arbeitsmedium, das vorzugsweise aus einer Kochsalzlösung besteht. Denkbar wäre auch die Verwendung eines gasförmigen Arbeitsmediums. Auch könnte parallel zum Fluidkanal ein Befüllungsport vorgesehen sein, an dem die Adaption einer Befüllungsleitung für den Reservoirkörper möglich ist. üblicherweise werden

Reservoirkörper im entleerten Zustand implantiert und nachträglich mit einem entsprechenden Arbeitsmedium über einen Befüllport befüllt.

In besonders vorteilhafter Weise besteht der Reservoirkörper aus einem vorgeformten Hohlkörper, vorzugsweise aus einem geeigneten Polyurethan, dessen Hohlkörperwand im Wege der In- sowie auch Deflation eine Materialstauchung oder Verformung bei weitgehend konstanter Hohlkörperwanddicke unterliegt, wobei über den vorstehend beschrieben Port das Arbeitsmedium in den evakuierten und implantierten Reservoirkörper injizierbar ist und die Pumpeneinheit zwischen evakuierten Reservoirkörper und der weiter zu implantierenden Einheit transferiert wird. Somit basiert die In- bzw. Deflation hauptsächlich auf einer Materialstauchung und Verformung des Hohlkörpers mit einem definierten Volumen bei weitgehend konstanter Wanddicke und nicht auf einer, wie üblicherweise bei den herkömmlichen, z.B. aus Silikon gefertigten Kompressionskörpern bestehenden Materialdehnung. Der Vorteil besteht neben der geringen Materialbeanspruchung in der Eliminierung des initialen Dehnungswiderstandes des Reservoirkörpers woraus sich ein Hysteresephänomen des Druckes während der Kompressionsfüllung ableitet. Diese Konstellation, in Kombination mit dem aus der integrierten Systemkonzeption resultierenden minimalen Totraumvolumen des Fluidkanals wirkt sich positiv auf die Leistungscharakteristik und das Energiemanagement der zu verwendenden Pumpeneinheit aus.

Der lösungsgemäß ausgebildete, implantierbare Reservoirkörper, der in Verbindung mit unterschiedlich ausgestalteten zu implantierenden Einheiten modular einsetzbar ist, wird ohne den allgemeinen Lösungsgedanken zu beschränken im folgenden anhand konkreter Ausführungsbeispiele beschrieben.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 schematisierte Darstellung eines lösungsgemäß ausgebildeten

Reservoirkörpers mit integrierter Induktionsspulenanordnung sowie integrierter Pumpen-/Elektronikeinheit,

Fig. 2a, b Ausführungsbeispiel eines Reservoirkörpers mit über eine Adapterplatte verbundener Pumpen-/Elektronikeinheit.

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit

In Figur 1 ist stark schematisiert ein lösungsgemäß ausgebildeter Reservoirkörpers 1 dargestellt, der einen Hohlkörper 2 vorsieht, der ein Reservoirvolumen 3 umschließt. In dem Reservoirvolumen 3, die von der aus einem geeigneten Polyurethan gefertigten Hohlkörperwand des Hohlkörpers 2 umschlossen ist, sind weitgehend freilagernd bzw. freischwimmend eine Induktionsspulenanordnung 4, eine Pumpeneinheit 5, eine Elektronikeinheit 6, ein Fluidkanal 7 sowie ein Befüllungsport

8 vorgesehen. Zumindest die Induktionsspulenanordnung 4 kann alternativ zu der freischwimmenden Lagerung innerhalb des Reservoirvolumens 3 auch innerhalb der Hohlkörperwand des Hohlkörpers 2 integriert werden. Um zu vermeiden, dass die im Inneren des Reservoirkörpers 1 angebrachten Komponenten willkürliche räumliche Lagen einnehmen, wird vorgesehen, zumindest die Pumpeneinheit 5 sowie die Elektronikeinheit 6 auf einem gemeinsamen Trägersubstrat zu platzieren, das im Inneren des Hohlkörpers 2 mit der Hohlkörperwand an einer definierten Stelle verbunden bzw. fixiert ist. Zugleich bietet es sich an, den im Inneren des Reservoirkörpers 1 befindlichen Fluidkanal 7 als auch den Befüllungsport 8 als bauliche Einheit mit der Pumpen-/Elektronikeinheit 5, 6 zu verbinden. In besonders vorteilhafter Weise ist im offenen Ansaugbereich des Fluidkanals 7 ein Ansaugschutz

9 vorgesehen, der zum Schutz vor einem Verschließen mit einem innerhalb des Hohlkörpers 2 vorhandenen Oberflächenbereiches dient.

Zum Befüllen des Reservoirkörpers 1 ist der Portkanal 8 vorgesehen, der in herkömmlicher Bauart über eine plane Anstichfläche 10 oder eine zirkulär bzw. semizirkulär ausgeformte konvexe oder konkave Anstichfläche 10 mit einer externen

Befüllvorrichtung verbunden werden kann. Die Anstichfläche 10 kann mit oder ohne ausgeformten Stichschutz für die Hohlkörperwand versehen werden.

In der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform sei darüber hinaus angenommen, dass eine Batterieeinheit innerhalb der Elektronikeinheit 6 integriert ist, die zu Zwecken der Energiespeicherung im Wege eines elektrischen Ladevorgang, wie eingangs beschrieben, dient.

Der in Figur 1 dargestellte Reservoirkörper 1 stellt somit eine vollständig autark arbeitende Antriebseinheit für eine implantierbare Einheit X dar, die mit einem Arbeitsmedium, vorzugsweise von flüssiger oder gasförmiger Natur, betrieben wird und daher über eine Fluidleitung 7' mit dem Reservoirkörper 1 verbunden ist.

Typischerweise dient der lösungsgemäß ausgebildete Reservoirkörper 1 zur kontrollierten und dosierten Bereitstellung eines Arbeitsmediums für in- sowie auch deflatierbare implantierbare Einheiten X, mit denen ein kontrolliertes Verschließen von Hohlorganen, wie beispielsweise Blut-, Harn- oder Stuhl-fördernde Hohlorgane möglich ist. Ein bevorzugtes Beispiel einer derartig implantierbaren Einheit ist beispielsweise der eingangs zitierten DE 10 2004 018 807 B4 zu entnehmen.

Im Unterschied zu dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das in den Figuren 2a und b illustrierte Ausführungsbeispiel einen Reservoirkörper 1 auf, in dessen Reservoirvolumen lediglich eine Induktionsspulenanordnung 4 eingebracht ist. Der Hohlkörper 2 des Reservoirkörpers 1 schließt einseitig mit einer Adapterplatte 11 fluiddicht ab, an der diverse Anschlussstrukturen 12 vorgesehen sind, über die eine Batterieeinheit 14, die Elektronikeinheit 6 sowie die Pumpeneinheit 5, die innerhalb eines gekapselten Gehäuses 13 integriert sind, adaptierbar sind. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2b ist ersichtlich, dass die Induktionsspulenanordnung 4 über eine elektrische Verbindungsstruktur 12' mit einer innerhalb des Gehäuses 13 integrierten Batterieeinheit 14 / Elektronikeinheit 6 verbunden ist, die eine ebenfalls im Gehäuse 13 integrierte Mikropumpeneinheit 6 mit elektrischer Energie und entsprechenden Steuersignalen versorgt. Die

Pumpeneinheit 5 ist innerhalb eines mit dem Reservoirkörper 1 verbundenen Fluidkanals 7 angebracht, der ausgangsseitig eine Anschlussstruktur 15 vorsieht, mit der eine mit dem innerhalb des Reservoirkörpers 1 bevorrateten Arbeitsmedium zu versorgende, implantierbare nicht weiter dargestellte Einheit X verbindbar ist. An der in Figur 2b dargestellten, oberen Seitenfläche des quaderförmig ausgebildeten Gehäuses 13 ist überdies ein Flächenport 16 vorgesehen, über den die Befüllung des Reservoirkörpers 1 erfolgen kann.

Das in den Figuren 2a und b illustrierte Ausführungsbeispiel zeigt eine einfache Ausbildungsform eines lösungsgemäß ausgebildeten Reservoirkörpers 1 , in dem lediglich eine Induktionsspulenanordnung 4 untergebracht ist, die mit einer außerhalb des Reservoirkörpers 1 vorgesehenen Pumpen-/Elektronikeinheit 5, 6 verbunden ist, um diese grundsätzlich mit elektrischer Energie zu versorgen, die mit Hilfe einer geeignet vorgesehenen Batterieeinheit zwischengepuffert bzw. gespeichert werden kann. Die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel dargestellte Adapterplatte 11 dient einer modularen Verbindung zu einer Gehäusestruktur 13, die letztlich wenigstens eine fluidische Anschlussstruktur 15 für eine Verbindungsleitung zu einer zu implantierenden Einheit aufweist, wie beispielsweise in Form eines Kompressionscuffs für eine kontrollierte Einengung eines Hohlorganes.

Bezugszeichenliste

Reservoirkörper

Hohlkörper

Reservoirvolumen

Induktionsspulenanordnung

Pumpeneinheit

Elektronikeinheit , 7' Fluidkanal

Portkanal

Abschlusskappe 0 Port mit Anstichfläche 1 Adapterplatte 2 Anschlusseinheiten 3 Gehäuse 4 Batterieeinheit 5 Austrittsöffnung, fluidische Anschlussstruktur6 Flächenport Implantierbare Einheit