DE3013384A1

DE3013384A1 - Kanuele

Info

Publication number: DE3013384A1
Application number: DE19803013384
Authority: DE
Inventors: Günter van Dr.med. 4000 Düsseldorf Endert; Bernd Dr.Med. Tersteegen
Original assignee: ENDERT GUENTER VAN
Current assignee: Bionic Gesellschaft fur Angewandte Medizintechnik
Priority date: 1980-04-05
Filing date: 1980-04-05
Publication date: 1981-10-15
Also published as: FR2479691B1; US4368738A; IT8104812A0; IT1145836B; FR2479691A1; JPS56145861A; DE3013384C2; GB2073026B; GB2073026A; JPS633625B2

Description

Dipl.-Ing. Manfred BünsrrferHI":- - . Kaldenkirchener Strai3e 35 a

Patentanwalt D-4050 Mönchengladbach 1

. 3· Telefon (0 21 61) 1 21 14

Dr. med. Bernd Tersteegen, Dr. med. Günter van Endert, Kreuzstraße 19, 4000 Düsseldorf 1

Kanüle

Die Erfindung betrifft eine Kanüle, insbesondere eine Dialyse-Kanüle, mit einer schräg angeschliffenen Spitze.

Kanülen mit einer schräg und scharf angeschliffenen Spitze werden in der Medizin üblicherweise bei der Punktion von Körperhöhlen und Blutgefäßen zum Zwecke der Entnahme oder des Einbringens von Körperflüssigkeit (z.B. Blut) bzw. Medikamenten angewendet. Besondere Bedeutung erlangen sowohl die konstruktive Ausbildung der Kanüle, insbesondere der Kanülenspitze als auch die Technik des Herstellungsverfahrens bei sog. Dialyse-Kanülen. Darunter werden solche Kanülen verstanden, die beim Patienten mit dauerndem Nierenversagen zum Zwecke des Anschlusses an die Künstliche Niere immer wieder in Blutgefäße des Patienten eingestochen werden müssen. Zu (Jeder Behandlung mit der Künstlichen Niere (in der Regel lebenslang dreimal pro Woche) müssen dem Patienten zwei Kanülen in ein Blutgefäß eingeführt werden, welches vor Beginn der ersten Behandlung operativ speziell vorbereitet wurde. Die Kanülen verbleiben dann für die Dauer einer einzelnen Behandlung über vier bis acht Stunden im Blutgefäß. Die Kanülen behindern dabei die Bewe-

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gungsfreiheit des Patienten und bergen das Risiko einer perforierenden Verletzung der Gefäßwand in sich. Letzteres ist umso bedeutsamer, als das Blut der Patienten zur Verhinderung von Gerinnselbildungen im extrakorporalen Kreislauf vorübergehend ungerinnbar gemacht werden muß.

Dialyse-Kanülen weisen einen wesentlich größeren Außendurchmesser (etwa 1,6 bis 2,2mm) auf, als die üblichen Injektionskanülen. Weiterhin werden heutzutage die Kanülen mit ultradünnen Wandstärken (0,05 bis 0,1mm) hergestellt, um bei gleichem Innendurchmesser einen möglichst kleinen Außendurchmesser zu erzielen.

Kanülen können heute derart angeschärft werden, daß sich bereits relativ kleine Kräfte, die auf die Kanülenspitze bei der Punktion einwirken, bemerkbar machen und den Erfolg des Punktionsversuches entscheidend mitbestimmen.

Da es sich bei den Behandlungsverfahren mit der Künstlichen Niere um die auf die Dauer teuerste Therapie der Medizin überhaupt handelt, versteht es sich, daß die Herstellungskosten der Dialyse-Kanülen günstig gestaltet werden müssen. Ein anderer Aspekt ist darin zu sehen, daß der chronisch-nierenkranke Patient nur solange überleben kann, wie Dialyse-Kanülen in seinen Blutkreislauf eingebracht werden können. Die Kanülen müssen daher so konstruiert sein, daß die zu punktierenden Blutgefäße nachhaltig geschont werden. Dies betrifft sowohl den Moment des Einstichs als auch

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die Gesamtdauer des Verbleibs der Kanüle in dem sehr empfindlichen Blutgefäß.

Aus Gründen einer kostengünstigen, d.h., weitgehend automatisierten Herstellung, erfolgt die Produktion von Kanülen üblicherweise derart, daß dünnwandige, zylindrische Edelstahlröhrchen zunächst mehr oder weniger schräg zur Längsachse angeschliffen werden. In einem folgenden Arbeitsgang werden durch Anschleifen des vorderen Teils der Schräge zwei sog. Facetten angebracht, durch die eine zur Erleichterung des Einstichs dienende Anspitzung des schrägen Anschliffs gebildet wird.

Das Einführen der Kanüle erfolgt in der Weise, daß die durch den schrägen Anschliff geschaffene ovale öffnung der Hautoberfläche abgewandt ist. Bei dieser sog. "normalen Kanülenhaltung^w treten bei der Punktion des Blutgefässes und bei dem längeren Verbleib der Kanüle im Blutgefäß folgende Probleme auf:

Infolge ihres schrägen Anschliffs weist die Kanüle in Seitenansicht gesehen eine ungleichschenklige Keilform auf.

Infolgedessen wirken bei dem Einstich bzw. bei dem Durchtrennen von Gewebe und Gefäßwand Kraftkomponenten auf die Kanülenspitze ein, die die Tendenz haben, die Einstichbahn der Kanüle - bezogen auf die Längsachsen der Kanüle und des Blutgefäßes - steil zu gestalten. Während das daraus resultierende schnelle Eindringen in das Blutgefäß noch

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wünschenswert ist, besteht bei dem weiteren Vorschieben jedoch die Gefahr der Perforation bzw. des Einschneidens der gegenüberliegenden Gefäßwand. Der die Punktion Ausführende muß deshalb Gegenlenkmanöver ausüben. Der Erfolg dieser Gegenlenkmanöver hängt sehr wesentlich von der persönlichen Erfahrung des Punktators ab.

Bei der "normalen Kanülenhaltung¹¹ ist während der Punktion die ovale Öffnung der Kanüle der Haut abgewandt, bei der Punktion also einsehbar. Bei dieser Lage der Kanüle hinterläßt der Einstich in Haut, Gewebe und Gefäßwand einen halbkreisförmigen Einschnitt, dessen Durchmesser etwa dem Aussendurchmesser der Kanüle entspricht. Der so entstandene Gewebelappen gleitet bei dickwandigen Kanülen (Wandstärke ca. 0,15 bis 0,2 mm) noch auf der Kanülenwand über das Ende des Anschliffs hinaus auf den Kanülenschaft weiter. Bei modernen Kanülen mit großem Innendurchmesser und ultradünner Wand (0,05 bis 0,1 mm) fällt der Gewebelappen jedoch in das Lumen der Kanüle hinein und wird durch das hintere Oval des Kanülenanschliffs entweder abgeschnitten (sog.

"coring"), wodurch das Gewebestücke ausgestanzt und unter Umständen in die Blutbahn verschleppt wird), oder der,.Gewebelappen wird bei am hinteren Oval durch sog. "Anticoring" vorbehandelten Kanülen nicht mehr abgeschnitten, sondern umgeklappt, was sich bei dem Einstich durch einen fühlbaren Ruck unangenehm bemerkbar macht.

Ein weiterer Nachteil besteht in folgendem. Da zwischen

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Hautoberfläche und Blutgefäß ein mehr oder weniger grosser Abstand besteht, stehen die Längsachsen der Kanüle und des Blutgefäßes immer in einem mehr oder weniger spitzen Winkel zueinander. Infolge der Exzentrizität des Kanülenanschliffs liegt der am weitesten vorstehende Teil, nämlich die scharfe Spitze, der gegenüberliegenden Gefäßwand am nächsten, wodurch eine Verletzungsgefahr gegeben ist. Dieser Umstand führt häufig sowohl bei der Punktion wie auch bei längerem Verbleib der Kanüle im Gefäß, zur Perforation der Gefäßwand mit Ausbildung eines lokalen Blutergusses.

Häufig verlaufen Blutgefäße relativ dicht unter der Hautoberfläche. Dann kommt es vor, daß der vorderste Teil des Kanülenanschliffs schon in das Blutgefäß eingedrungen ist, während das hintere Oval noch über der Hautoberfläche liegt. Auf diese Weise besteht zwischen Blutgefäß und Außenwelt über das Lumen der Kanüle eine Verbindung, so daß es insbesondere dann, wenn das Blutgefäß zur Prallfüllung, d.h., Erhöhung des Innendruckes, künstlich gestaut wird, zu einem mehr oder weniger großen Blutaustritt nach außen kommt. Dies ist ganz allgemein zumindest unangenehm, bei der Behandlung mit der Künstlichen Niere aber gefährlich, weil viele dieser Patienten Überträger der sog. "Serumhepatitis" sind. Die Übertragung dieser Erkrankung erfolgt nämlich im wesentlichen durch Blut bzw. die bevorzugt darin enthaltenen Krankheitserreger.

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Der Erfindung liegt im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, eine Kanüle der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die geschilderten Unzuträglichkeiten auch dann nicht auftreten, wenn die Kanüle extrem geringe Wandstärken aufweist. Die Erfindung geht dabei von den nachfolgenden Überlegungen aus.

Es ist nicht zwingend erforderlich, Kanülen nur in der vorbeschriebenen und mit "normaler Kanülenhaltung" bezeichneten Weise einzuführen. Wenn auch diese Kanülenposition praktisch zu 100 % weltweit benutzt wird, ist es Jedoch auch möglich, die Kanüle um 180° um ihre Längsachse zu drehen und in dieser Position den Einstich auszuführen (nachfolgend "umgekehrte Kanülenhaltung" genannt). Bei dieser umgekehrten Kanülenhaltung ist die Öffnung der Kanüle der Hautoberfläche zugewandt. Bei der umgekehrten Kanülenhaltung hat die Kanülenspitze im Gegensatz zu der normalen Kanülenhaltung nicht mehr die Tendenz, schnell in das Blutgefäß einzudringen, sondern eher die Tendenz, über die elastische Gefäßwand hinwegzugleiten. Diese "Unwilligkeit" der Kanülenspitze, in das Blutgefäß einzudringen, führt insbesondere bei Ungeübten zu einem gesteigerten Risiko,das Gefäß nicht oder schwieriger zu treffen. Vorteilhaft ist jedoch bei der umgekehrten Kanülenhaltung, daß Haut- bzw. Gewebeteile durch die Schwerkraft nicht in die Kanülenöffnung fallen können. Dadurch wird das Einführen der Kanüle pfruckfrei und ist deshalb auch mit größerer Sicherheit und geringeren Schmerzen für den Patienten verbunden. Zudem

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entfernt sich bei dieser Kanülenhaltung die scharfe Spitze eher von der Gefäßwand, so daß eine geringere Verletzungsgefahr besteht. Weiterhin liegt bei der umgekehrten Kanülenhaltung die schräg angeschliffene Öffnung der Kanü-Ie auf der Jiaut auf. Dadurch erfolgt automatisch eine weitgehende Abdichtung gegen die Außenwelt, wenn die Kanülenspitze in das Blutgefäß eintritt. Die Folge ist, daß nur wenig bzw. in der Regel gar kein Blut austritt.

Der erwähnte Nachteil der "umgekehrten Kanülenhaltung" wird erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die Kanüle im Vorderbereich des schrägen Anschliffs derart abgewinkelt ist, daß zwischen der Schräge und dem abgewinkelten Bereich ein stumpfer Winkel vorhanden ist. Der Vorderbereich kann dabei abgeknickt oder auch abgebogen ausgebildet sein. Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der Vorderbereich etwa das vordere Drittel der schräg angeschliffenen Kanülenspitze bildet.

Infolge der erfindungsgemäß vorgesehenen Formgebung des Kanülenanschliffs verläuft der Einstich der Kanüle im wesentlichen in zwei Phasen: Die zunächst auf den abgewinkelten Vorderbereich des Kanülenanschliffs wirkenden Kräfte drängen die scharfe Kanülenspitze auf die Gefäßwand zu und durch sie hindurch. Nach Eintritt des abgewinkelten Vorderbereichs in das Gefäß lenken die auf den hinteren Bereich des Kanülenanschliffs wirkenden Kräfte die Kanülenspitze wieder nach "oben", d.h., von der gegenüberliegenden

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Gefäßwand weg. Die Kanülenspitze folgt so in idealer Weise einer etwa S-förmigen Kurvenbahn, sofern die übrigen in Richtung der Kanülenlängsachse wirkenden Kräfte weitgehend neutral gehalten werden. Dadurch ergibt sich ein praktisch automatisches "Einfädeln" der Kanüle in das Blutgefäß. Weiterhin zielt in der Endlage die scharfe Spitze der Kanüle gegen die Mitte des Blutgefäßes, wodurch ein Kontakt der scharfen Spitze mit der Gefäßwand wirkungsvoll vermieden wird.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kanüle kann in einfacher Weise dadurch erfolgen, daß das vordere Drittel des Kanülenanschliffs so gegen die Öffnung gedrückt wird, daß zwischen der Schräge und dem abgewinkelten Bereich ein stumpfer Winkel entsteht. Die Abwinklung des Vorderteils erfolgt vorzugsweise mehr oder weniger scharfkantig im Sinne eines Abknickens. Der Vorderbereich der Kanülenspitze weist die Form eines Dreieckes auf, dessen der Spitze abgewandte Basislinie nicht entsprechend der Krümmung am Umfang des Kanülenrohres gekrümmt ist, sondern infolge des Abknickens begradigt ist, so daß der dreieckig ausgebildete Vorderbereich im wesentlichen eine ebene und keine gekrümmte Oberfläche aufweist. Dieser Teil der Kanülenspitze bekommt somit die Form einer dreieckigen Lanzette, deren zur Spitze hin verlaufende Schenkel scharf geschliffen sind.

Dadurch erhält der Haut- bzw. Gewebeschnitt bei Verwendung der erfindungsgemäßen Kanüle und bei umgekehrter Kanülenhaltung keine halbkreisförmige Form, sondern ist gerade ver-

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laufend, also dem Einstich bzw. Einschnitt einer Lanzette bzw. eines Stichskalpells vergleichbar. Dies führt zu einer besseren bzw. festeren Adaptation der Wundränder. Dadurch kommt es zu einer rascheren Abdichtung des Stichkanals (geringeres Nachbluten) und einer schnelleren Wundheilung.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Kanüle eine um die Kanülenlängsachse drehbare, ein- oder doppelseitige, flügelähnliche Handhabe aufweist, die zur Manipulation der Kanüle bei der Punktion dient und danach zur sicheren Fixierung der Kanüle benutzt werden kann. Eine andere Ausgestaltung der Handhabe sieht vor, daß diese Handhabe einseitig und nicht umdrehbar ausgeführt ist. Zweckmäßigerweise ist die Handhabe in dieser Ausgestaltung der Erfindung auf der Seite der Kanüle angebracht, die der ovalen Kanülenöffnung abgewandt ist. Nach erfolgter Punktion wird die Handhabe mit der Kanüle um die Kanülenlängsachse um 90° in die eine oder andere Richtung geschwenkt und auf der Haut fixiert. Durch eine in dieser Position feststehende Handhabe wird die umgekehrte Kanülenhaltung bei der Punktion vorgegeben und die Kanülenöffnung nach der Drehung und Fixierung der Handhabe in eine Position gebracht, in der die Gefahr, daß sich die Kanülenöffnung bei mangelhafter Blutdurchströmung in dem Blutgefäß an der Gefäßwand festsaugt und so die Gefäßwand beschädigt, minimal ist. Die Kanülenöffnung ist nämlich "zur Seite" und nicht nach "oben" oder "unten" gerichtet. Ein Blutgefäß

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schließt (kollabiert) bei einem durch die in dem extrakorporalen Kreislauf vorhandene Blutpumpe erzeugten Druckunterschied zwischen Gefäßinnerem und Außenwelt aus anatomischen und physikalischen Gründen immer von "oben" nach "unten" und nie "seitwärts" bzw. von "rechts" nach "links".

Bei Einsatz der nach der Punktion um 90° verschwenkten Kanüle wird die Kanülenöffnung somit nicht bereits bei geringen Druckunterschieden durch die Gefäßwand "zugedeckt", sondern die Kanüle wirkt quasi als Abstandshalter und hält so den Zugang zur Kanülenöffnüng solange wie möglich frei und gewährleistet so die maximal mögliche Blutzufuhr zur Blutpumpe.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Handhabe auf wenigstens einer Seite oder auf beiden Seiten eine mit einer abnehmbaren Abdeckung versehene selbstklebende Haftschicht aufweist. Durch diese pflasterähnlich ausgebildete Haftschicht kann die Kanüle nach dem Einführen in ihrer Position gehalten werden. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß insbesondere die feststehende und einseitige Handhabe und der Teil, in dem das Kanülenrohr selbst festgehalten wird, zur Spitze der Kanüle hin leicht konisch zulaufend ausgebildet ist. Dadurch wird erreicht, daß nach der Auflage der Handhabe auf der Haut die Richtung der Kanülenspitze in etwa vorgegeben wird, die die Kanülenspitze bzw. die Kanülenöffnung möglichst in die Gefäßmitte bringt.

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Die vorstehend geschilderten Vorteile der erfindungsgemässen Kanüle haben sich in Laborversuchen und bei versuchsweiser klinischer Erprobung bestätigt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Kanüle gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den abgewinkelten Vorderbereich der Kanüle entsprechend der Pfeilrichtung A in Fig. 1;

Fig. 3a bis 3d schematische Darstellungen des Einstichverhaltens der Kanüle gemäß Fig. 1.

Eine Dialyse-Kanüle 1 mit geringer Wandstärke weist in ihrem vorderen Bereich eine angeschliffen ausgebildete Schräge 2 auf. Die durch den schrägen Anschliff gebildete Kanülenspitze ist etwa in ihrem vorderen Drittel derart abgewinkelt, daß zwischen der Schräge 2 und dem abgewinkelten Vorderbereich 3 ein stumpfer Winkel ;· vorhanden ist. Die Kanüle 1 ist in ihrem rückwärtigen Bereich von einem Kunststoffbund 4 umgeben, an dessen rückwärtigem (nicht dargestelltem) Ende in bekannter Weise ein Schlauch anschließbar ist. An dem Kanülenrohrhalter 4 ist ein einseitiger, als Handhabe dienender Flügel 5 vorgesehen, welcher drehfest und derart angeordnet ist, daß er von der der Schräge

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gegenüberliegenden Kanülenseite aus absteht. Die Seitenflächen des Flügels 5a und 5b können außerdem eine selbstklebende Haftschicht aufweisen, die nach Art eines Pflasters mit einer abnehmbaren Abdeckung versehen ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist der abgewinkelte Vorderbereich 3 eine leicht gekrümmte bis ebene Oberfläche auf und ist infolge der geschärften, aufeinander zulaufenden Seite 7 und 8 der Gestaltung einer Lanzette vergleichbar.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3a bis Fig. 3d wird nachfolgend die Kanülenbahn während des Einstichs in ein unter einem Gewebe 9 liegendes Blutgefäß 10 erläutert. Die Kanüle 1 wird von dem Punktator an dem Kanülenrohrhalter 5 gehalten und dann schräg in das Gewebe 9 eingestochen (Fig. 3a). Infolge des abgewinkelten Vorderbereiches wird bei dem schrägen Einstich in das Gewebe 9 eine Kraftkomponente B wirksam, welche umso größer wird (vgl. B¹ in Fig. 3b), Je tiefer sich die Kanüle im Gewebe 9 befindet. Dadurch wird die scharfe Kanülenspitze in Richtung auf die Wand des Gefäßes 10, also nach "unten" geleitet. Der Einschnitt erhält infol-6^{e der} ebenen Oberfläche des Vorderbereiches 3 keine halbkreisförmige Form, sondern ist gerade verlaufend. Nach dem Eintritt des vorderen, abgewinkelten Drittels der Kanülenspitze in das Blutgefäß 10 (Fig. 3c), lenken die auf die rückwärtigen zwei Drittel des Kanülenanschliffs wirkenden Kräfte C die Kanülenspitze von der gegenüberliegenden Gefäßwand weg. Die Kraftkomponente C ist nach dem Eintritt

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des vorderen Drittels In das Blutgefäß wesentlich wirksamer als die entsprechende Kraftkomponente C in der in Fig. 3b dargestellten Phase, da nach dem Eintritt des abgewinkelten Vorderbereiches die Kraftkomponente B bzw. B¹ in Fortfall kommt. Die Kanülenspitze folgt somit in idealer Weise einer etwa S-förmigen Kurvenbahn D (Fig. 3c). Wie durch Laborversuche und versuchsweise klinische Anwendung bestätigt worden ist, fädelt sich die erfindungsgemäße Kanüle praktisch automatisch in das Blutgefäß ein, ohne daß die die Punktion durchführende Person den Anstellwinkel ändern müßte. Wie aus Fig. 3d ersichtlich, zielt in der Endlage die scharfe Spitze 6 der Kanüle gegen die Mitte des Blutgefäßes 1G, wodurch ein Kontakt der Spitze 6 mit der Gefäßwand vermieden wird. Der Kanülenrohrhalter 5, der während der Incision zur Führung der Kanüle diente, wird nun entweder nach rechts oder nach links um ca. 90° verschwenkt, bis der Kanülenrohrhalter 5 auf der Hautoberfläche 11 aufliegt. Die ovale, von der Schräge 2 und dem abgewinkelten Vorderbereich 3 begrenzte Kanülenöffnung liegt dann weder zur Oberseite noch zur Unterseite des Blutgefäßes, wodurch die Gefahr der Abdekkung der Kanülenöffnung durch die Gefäßwand bereits bei einem Teilkollaps erheblich geringer gehalten wird.

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Claims

Dipl.-lng. Manfre<f Efopsnsarjri-r - :_"' Kaldenkirchener Straße 35 a Patentanwalt D-4050 Mönchengladbach 1 Telefon (0 21 61) 1 21 ΛΔ Akte: 79 242 Dr. med. Bernd Tersteegen, Dr. med. Günter van Endert, Kreuzstraße 19, 4000 Düsseldorf 1 Kanüle Patentansprüche

1. Kanüle, insbesondere Dialyse-Kanüle, mit einer schräg angeschliffenen Spitze, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanüle (1) im Vorderbereich ihres schrägen Anschliffs (2) derart abgewinkelt ist, daß zwischen der Schräge und dem abgewinkelten Bereich (3) ein stumpfer Winkel (al) vorhanden ist.

2. Kanüle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorderbereich (3) abgeknickt ist.

3. Kanüle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorderbereich (3) abgebogen ist.

4. Kanüle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorderbereich (3) etwa das vordere Drittel der schräg angeschliffenen Kanülenspitze bildet.

5. Kanüle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanüle (1) eine einseitige, drehfest angebrachte Handhabe (5) aufweist, die von der dem schrägen Anschliff (2) gegenüberliegenden Kanülenseite aus absteht.

6. Kanüle nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Handhabe (5) auf wenigstens einer Seite eine mit einer abnehmbaren Abdeckung versehene, selbstklebende Haftschicht aufweist.

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