DE3045245A1

DE3045245A1 - Vorrichtung zur abtrennung und analyse von knochemarkszellen

Info

Publication number: DE3045245A1
Application number: DE19803045245
Authority: DE
Inventors: John Henry Englewood Col. Altshuler
Original assignee: Applied Medical Devices Inc
Current assignee: Applied Medical Devices Inc
Priority date: 1979-12-03
Filing date: 1980-12-01
Publication date: 1981-06-19
Also published as: US4366822A; JPS5680238A

Description

Beschreibung

Es ist bekannt, eine Vorrichtung zur Knochenmarksentnahme zu schaffen mit einer an der gewünschten Entnahmestelle der Knochenmarksteilchen in einen Knochen einsetzbaren hohlen Nadel und einem an diese Nadel ansetzbaren Aspirator, um einen Entzug von Knochenmarkshöhlenblut und Knochenmarksteilchen durch diese Nadel hervorzurufen.

Bei dem herkömmlichen Vorgang der Knochenmarksentnahme wird zum Zwecke der Entnahme aus dem Körper die Knochenmarksnadel mit einem Trokar an der beabsichtigten Stelle in eine Knochenmark shöhle eingeführt. Der Aspirator wird sodann an dem freien Ende der Nadel angesetzt und ein Vakuum angelegt, um die Entnahme von Knochenmarkshöhlenblut zusammen mit allen losgelösten Teilchen des Knochenmarks durch die Nadel hindurch in den Aspirator hinein zu bewirken. Der Aspirator wird abgenommen und das Blut durch eine Filtervorrichtung geleitet, um die Abtrennung aller Knochenmarksteilchen aus dem Blut herbeizuführen. Diese Teilchen werden sodann zur Analyse auf einen Objektträger aufgebracht.

Beim Herausfiltern von Knochenmarksteilchen aus dem Blut kann es schwierig sein, eine geeignete Probe zur Analyse zu erhalten. Ferner ist dabei die Sammlung des Blutes in einem Behälter wie einer Spritze mit einer nachfolgenden Entnahme und getrennten Filtrierung erforderlich, was sich als zeitaufwendig erweist. Wenn daher die Probe unzureichend ist, muß der gesamte Vorgang wiederholt werden und kann für den Patienten eine sehr große, unnötige Belastung darstellen.

Es ist daher ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, durch die es möglich ist, Knochenmarkszellen aus dem Blut herauszufiltern, während das Blut aus dem Körper abgezogen wird, und durch die es möglich ist, in einer kleinstmöglichen Anzahl von Schritten einen höchstmöglichen prozentualen Anteil von Teilchen aus dem von der Entnahmestelle des Knochenmarks abgezogenen Knochenmarkshöhlenblut zu gewinnen.

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Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß eine Filterkammer mit einem NadelVerbindungsbereich, der ein zur Herstellung einer dichten Verbindung zu der Nadel angeordnetes Mittel aufweist und mit dem hohlen Inneren der Nadel in einer Verbindung zum Austausch von Flüssigkeit steht, sowie mit einem hinteren Endbereich, in den der Aspirator lösbar einsetzbar ist, so daß er in offener Verbindung zum Austausch von Flüssigkeit mit dem Inneren der Filterkammer steht, mit einem zwischengeschalteten Filterträgerglied, das mit einer in Gegenüberstellung zu dem NadelVerbindungsbereich angeordneten ringförmigen Sitzfläche versehen ist, und mit einem auf der Sitzfläche in Lage gebrachten und zur Trennung der Knochenmarktsteilchen von dem Knochenmarkshöhlenblut angeordneten Filterglied vorgesehen ist.

Vorzugsweise wird eine Knochenmarksnadel mit einem Trokar in eine Knochenmarksentnahmestelle eingeführt, von der eine Probe entnommen werden soll, und die Nadel wird vorgeschoben, so daß ihr spitzes Ende in die Knochenmarkshöhle eingetrieben wird, um Zellen oder Teilchen des Knochenmarks für eine Sammlung und Gewinnung abzulösen. Eine Ansaugvorrichtung ist lösbar an das freie Ende der Nadel angeschlossen, wobei diese Vorrichtung eine mit der Nadel abdichtend verbindbare Filterkammer aufweist und ein im allgemeinen trommeiförmiges Passungsteil, in das das Ende der Spritze in lösbarer Weise aufnehmbar ist. Die Spritze schließt mit dem Ende des Passungsteils dicht ab, so daß die entgegengesetzt zum Passungsteil gerichtete Rückwärtsbewegung des Kolbens durch die Spritze hindurch innerhalb des gesamten Passungsteils und der Nadel ein ausreichendes Vakuum hervorruft, um das Blut und die abgelösten Teilchen von dem Knochenmark in einem nach außen gerichteten Fluß durch die Kammer hindurch und in die Spritze hinein abzuziehen. Die Filterkammer ist durch einen mit dem Ende der Nadel lösbar verbundenen Aufsatz gebildet sowie ein im allgemeinen trommeiförmiges Passungsteil, das ein offenes Ende zur Aufnahme des vorderen Endes der Spritze aufweist, und ein erhöhter Filterträger weist eine vertiefte Sitzfläche

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auf, die zwischen dem Aufsatz und dem Passungsteil abgedichtet ist. Die Sitzfläche ist mit einer leichten Konkavform in der Richtung der Spritze versehen, um die Anbringung der Filtereinlage zu erleichtern, so daß bei der Herstellung der Verbindung des trommeiförmigen Passungsteils mit dem Aufsatz der Filter zwischen dem Aufsatz und der Sitzfläche in Gegenüberstellung zur Nadel eingeklemmt wird. Eine bestimmte Menge Blutes wird durch die zwischen der Sitzfläche und dem Aufsatz gebildete Kammer hindurch in die Spritze hinein entnommen, und es werden die in dem Knochenmarkshöhlenblut aufgeschwemmten Knochenmarksteilchen auf der Oberfläche des Filters gesammelt.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt ausgeführte Vorderansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zur Knochenmarksentnahme,

Fig. 2 eine auseinandergezogene, von hinten gesehene Ansicht einer Kammer und eines Filterbereichs- der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung,
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende auseinandergezogene Ansicht von der Vorderseite der Kammer,

Fig. 4 eine Ansicht in der Richtung der Linie 4-4 von Fig. 2, Fig. 5 eine Ansicht in der Richtung der Linie 5-5 von Fig. 3, Fig. 6 eine Ansicht in der Richtung der Linie 6-6 von Fig. 2, Fig. 7 eine Ansicht in der Richtung der Linie 7-7 von Fig. 3, und

Fig. 8 ein Flußdiagramm zur Darstellung der bei der Betätigung der Vorrichtung zu befolgenden Folge von Schritten.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist eine Filterkammer TO an einer chirurgischen Nadel 12 und einem Aspirator 14 befestigt, um Abtrennungsvorgänge für Knochenmarkszellen durchzuführen.

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Die Nadel 12 ist von herkömmlicher Art und ist stellvertretend für verschiedene Arten von Nadeln angegeben, die bei der Entnahme von Zellen oder Teilchen aus dem Knochenmark verwendet werden. Typischerweise besteht die Nadel aus einem länglichen, röhrchenförmigen Schaftbereich 15, der an einem Ende in einem zugespitzten Endbereich 16 endet, um den Knochen zu durchdringen und Teilchen des Knochenmarks für eine Entnahme durch das hohle Innere der Nadel hindurch abzulösen. Das entgegengesetzte Ende der Nadel weist einen das Ende der Nadel umgebenden Handgriff 17 auf, wobei dieser Handgriff einen Schild oder Schutz 18 aufweist und einen außen mit einem Schraubgewinde versehenen Endbereich 19 kleineren Durchmessers als der Handgriff 17.

Der Aspirator oder die Spritze 14 weist eine äußere längliche, rohrförmige Hülse 20 auf, die an ihrem vorderen Ende in eine mundstückförmige Nase 22 ausmündet und an ihrem dazu entgegengesetzten Ende 24 offen ist, um ein Stempel- oder Kolbenglied 25 aufzunehmen. Ein Flansch 26 ist am hinteren Ende 24 der äußeren Hülse 20 angeordnet, und der Stempel weist einen vorderen Kolbenendbereich 28 auf, der derart bemessen ist, daß ein abdichtender Eingriff mit der inneren Wand der Hülse 20 hergestellt ist, während er darin gleitverschieblich ist, wenn auf das hintere Ende 29 des Stempels eine Kraft ausgeübt wird. Eine Rückwärtsbewegung oder ein Rückzug des Kolbens 25 in der Hülse 20 verursacht in dem vor dem Kolbenende 28 vorhandenen Raum einen negativen Druck oder ein Vakuum, so daß ein auswärts gerichteter Durchgang von Flüssigkeit oder Feststoffen durch die Nadel 12 und die Filterkammer 10 hindurch in die Spritze hinein hervorgerufen wird.

Die bevorzugte Form der Filterkammer 10 weist einen nach vorne konvergierenden Nadelverbindungsabschnitt oder Aufsatz 32 auf sowie einen mittleren Filterträgerbereich 34 für einen Filter 35 und einen sich nach -hinten erstreckenden, ringförmigen Rumpfabschnitt oder Passungsteil 36, wobei der Nadelverbindungsabschnitt 32 und der ringförmige Rumpf 36 durch Kopplungs-

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bereiche 37 und 38 gegeneinander abdichtend in lösbarer Weise miteinander verbunden sind. Der Nadelverbindungsabschnitt oder Aufsatz 32 weist ein vorderes Verbindungsstück 39 auf, um eine dichte, aber lösbare Verbindung zu der Nadel 12 herzustellen; und der hohle Innenraum 40 des ringförmigen Rumpfes 36 ist derart bemessen, daß er abdichtend, aber lösbar das vordere Ende der Hülse 20 aufnimmt, wobei das vordere Ende 22 des Aspirators 14 von hinten in Abstand zu dem Filter 35 in eine zentrale Bohrung 42 in dem Filterträgerberexch einsetzbar ist.

Wie aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, weist der Nadelverbindungsabschnitt 32 einen im allgemeinen becherförmigen oder konischen Aufbau auf, um eine äußere Umfangswandung 44 festzulegen, deren innere Oberfläche steil geneigt ist, und eine vordere Endwandung 45, die unter einem kleineren Winkel zu einer zentralen Bohrung 4 6 abfällt= Das Verbindungsstück 39 weist einen inneren und äußeren konzentrischen rohrförmigen Fortsatz 47 bzw. 48 auf, die nach vorne vorspringen und einen Raum 50 festlegen, um darin das reduzierte Ende 19 der Nadel unter abdichtendem Eingriff zwischen die rohrförmigen Ansätze einzusetzen. Eine sichernde Sperre ist zwischen den rohrförmigen Ansätzen 47 und 48 und dem reduzierten Fortsatz 19 hergestellt, in^jäem längs der Innenwand des äußeren Fortsatzes Gewindegänge ausgebildet sind, die ein Gegenstück zu den äußeren Gewindegängen auf dem Fortsatz 19 bilden. Das hintere oder rückwärtige Ende des Aufsatzes 32 endet in einer Kupplung 37, welche die Form eines ringartigen Teiles mit in um den Umfang umlaufend beabstandeten Intervallen radial nach innen vorstehenden Rippen 52 aufweist, wobei die Rippen von der Hinterkante der Außenwand der Kupplung 37 nach innen vorspringen und jeweils an einem Ende jeder Rippe mit einer nach vorne gerichteten Lippe 53 versehen sind.

Der Filterträger 34 ist vorzugsweise als ein einstückiger Teil des ringförmigen Rumpfabschnittes 36 ausgebildet mit einer nach vorne konisch zulaufenden Außenwand 54, die in ihrer Lage

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als eine allgemein konkave Sitzfläche 55 umgebend angeordnet ist, deren Kantenbereich innerhalb der Wand 54 leicht zurückgesetzt ist, so daß das Vorderende des Trägers 34 einen dem Sitz 55 gegenüberstehenden vorstehenden Rand 56 bildet. Der Filterträger weist einen nach hinten gerichteten zylindrischen Ansatz 42 auf, der eine zentrale Bohrung umgibt, die derart bemessen ist, daß das mundstückförmige, vorspringende Ende der Spritze darin unter dichter Passung einsetzbar ist. Der Filter 35 ist für eine Einsetzung zwischen die Sitzfläche und den vorspringenden Rand 56 bemessen, und er kann aus einer Telfa-Einlage mit einer Porengröße im Bereich von 18 bis 30 Mikron bestehen, die hinreichend klein ist, um zu verhindern, daß irgendwelche Knochenmarksteilchen mit dem Blut zum Aspirator 14 hindurchtreten. Somit weist die Filtereinlage vorzugsweise die Form einer Scheibe auf, deren Dicke für eine genaue Einpassung zwischen dem inneren vorstehenden Rand 56 und die konkave Sitzfläche 55 bemessen ist. Zusätzlich ist ein Teflon-Ring oder -Scheibe 58 längs des Außenumfanges der Filtereinlage 35 in schmiegsamer Anpassung an den inneren vorstehenden Rand 56 angeordnet, um die Filtereinlage 35 sicher in Lage zu halten.

Das Kupplungsgegenstück 38 weist sich in Umfangsrichtung erstreckende, radial nach außen vorstehende Rippen 60 auf der äußeren Wandungsoberfläche des ringförmigen Rumpfes 36 an der Basis der Außenwand 54 des Filterträgerbereichs 34 auf. Die Rippen entsprechen in ihrer Länge dem Abstand zwischen den nach innen vorspringenden Rippen 52 des Mutter-Kupplungsbereiches 37 und weisen einen derartigen Außendurchmesser auf, daß sie frei durch die Abstände zwischen den nach innen vorspringenden Rippen hindurchtreten können. Ferner ist den Rippen 60 eine der Tiefe des Raumes zwischen den nach innen vorspringenden Rippen 52 und der Hinterkante des becherförmigen Bereichs 44 des Nadelverbindungsabschnittes 32 entsprechende Dicke erteilt, wodurch die Rippen 60 in Axialrichtung so weit eingesetzt werden können, daß sie von den Rippen 52 freikommen und sodann durch Drehung des Rumpfabschnittes 36 in eine Verriegelungsstellung hinter die nach

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innen vorspringenden Rippen 52 gleiten. Um eine vollständige Deckung zwischen den Rippen 60 und 52 sicherzustellen, wird der Rumpfabschnitt 36 so weit verdreht, bis die Rippen gegen die Lippen 53 anschlagen. In der in Fig. 1 dargestellten, verriegelten Stellung bewegt sich der konische Wandungsbereich 54 des Filterträgers 34 in einen vollständig abdichtenden Eingriff mit der Außenwand 44 des konischen Bereiches 32; und es wird hierdurch zwischen dem konkaven Inneren des Nadelverbindungsabschnittes 32 und der Sitzfläche 55 des Filterträgers 34 eine dichte Kammer gebildet, wobei die Filtereinlage 35 durch den Dichtungsring 58 von dem konkaven Inneren des Bereichs 32 beabstandet istin der Praxis wird unmittelbar oberhalb der Stelle oder des Punktes, an dem das Knochenmark zu entnehmen ist, ein Hautschnitt ausgeführt, wie es bei 70 in Fig. 5 dargestellt ist. Durch den Einschnitt wird eine Knochenmarksnadel eingeführt, um als Führung für die Nadelansaugvorrichtung zu dienen, wie es bei 71 dargestellt ist; und sobald die Nadel bezüglich des Knochens richtig in Stellung gebracht ist, wird sie bis zu einer derartigen Tiefe in den Knochen eingeführt, daß sie in die Knochenmarkshöhle eindringt und kleine Knochenmarksteilchen ablöst, wobei die Knochenmarksnadel allgemein von der in Fig. 1 dargestellten Art ist. Sobald die Nadel in die Knochenmark shö HLe eingedrungen ist, wird in der beschriebenen Weise die Filterkammer 10 lösbar mit dem reduzierten Ende 19 der Nadel fest verbunden, und es wird die Spritze 14 durch den zylindrischen Endabschnitt oder die Passung 36 der Filterkammer mit ihrem vorderen Ende 22 in die Bohrung 42 eingesetzt, wie es bei 72 dargestellt ist. Das Einsetzen der Spritze erfolgt mit in nach vorne geschobener Stellung des Kolbens 25 innerhalb der Hülse 20, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, so daß durch Rückzug des Kolbens ein hinreichendes Vakuum oder negativer Druck erzeugt wird, um die Knochenmarksteilchen zusammen mit dem Knochenmarkshöhlenblut durch die Nadel und die Filterkammer hindurch herauszuziehen, wobei dieser Schritt bei 73 dargestellt ist. Die Filtereinlage 35 fängt jegliche

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mit dem Knochenmarkshöhlenblut transportierte feste Teilchen ab, während das Blut kontinuierlich durch die Kammer in die Spritze hinein durchgelassen wird. Sobald die gewünschte Menge angesammelt ist, wird die Verbindung zwischen dem Nadelverbindungsendabschnitt 32 und der Nadel getrennt, wie es bei 74 dargestellt ist; und es werden die Kupplungsbereiche 37 und 38 entriegelt, um eine Abnahme des Filterträgers 34 und des damit verbundenen Filters 35 von dem Nadelverbindungsendabschnitt 32 zu ermöglichen, um die Knochenmarksteilchen, die sich auf der Oberfläche der Filtereinlage angesammelt haben, freizulegen, wie es bei 75 dargestellt ist.

Die Knochenmarksteilchen werden durch Aufnahme mittels eines geeigneten Spatels oder Messers von der Filtereinlage aufgesammelt, wie es bei 76 dargestellt ist. Zur klinischen Analyse, wie es bei 77 dargestellt ist, können einige der Teilchen auf einen Objektträger aufgebracht und zur Färbung und sofortigen Untersuchung verstrichen werden, während weitere Teilchen in eine Gewebefixierlösung eingebracht werden können. Die Filterkammer und die Spritze sind vorzugsweise aus einem Material zur Einmalverwendung hergestellt und können weggeworfen werden, sobald die Knochenmarksteilchen von der Einlage entfernt worden sind.

Vorzugsweise bestehen der Verbindungsendbereich 32, der Filterträger 34 und der Spritzenträger 36 jeweils aus einem Kunststoffmaterial mit einer verhältnismäßig hohen Festigkeit und begrenzter Nachgiebigkeit, wie hochdichtem Polypropylen. Der Zurückhaltering 58 ist vorzugsweise von einer Dicke, daß er nach Aufbringung auf die Filtereinlage mit der Außenkante der Wand 54 bündig ist. Auf diese Weise hält der Ring 58 die Filtereinlage sicher in ihrer Lage, um die Abnahme der Knochenmarksteilchen zu erleichtern.

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Claims

Vorrichtung zur Abtrennung und Analyse von Knochenmarkszellen

Vorrichtung zur Knochenmarksentnahme mit einer an der gewünschten Entnahmestelle der Knochenmarksteilchen in einen Knochen einführbaren Hohlnadel und einem an die Nadel ansetzbaren Aspirator, um ein Abziehen von Knochenmarkshöhlenblut und Knochenmarksteilchen durch die Nadel zu bewirken, gekennzeichnet durch eine Filterkammer (10) mit einem Nadelverbindungsbereich (32), der ein zur Herstellung einer dichten Verbindung zu der Nadel (12) angeordnetes Mittel aufweist und mit dem hohlen Inneren der Nadel (12) in einer Verbindung zum Austausch von Flüssigkeit steht, sowie mit einem hinteren Endbereich (36), in den der Aspirator (14) lösbar einsetzbar ist, so daß er in offener Verbindung zum Austausch von Flüssigkeit mit dem Inneren der Filterkammer (10) steht, mit einem zwischengeschalteten Filterträgerglied (34), das mit einer in

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ORIGINAL INSPECTED

Gegenüberstellung zu dem Nadelverbindungsbereich (32) angeordneten ringförmigen Sitzfläche (55) versehen ist, und mit einem auf der Sitzfläche in Lage gebrachten und zur Trennung der Knochenmarksteilchen von dem Knochenmarkshöhlenblut angeordneten Filterglied (35).
2. Vorrichtung zur Knochenmarksentnahme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Endbereich (36) der Filterkammer (10) ein im allgemeinen trommeiförmiges Passungsteil aufweist, das in einer das Filterträgerglied (34) außen umgebenden Lagebeziehung angeordnet ist und sich von dort aus nach hinten erstreckt, wobei das Passungsteil zur Aufnahme und Halterung des Aspirators (14) in dem hinteren Ende der Filterkammer (10) angeordnet ist.
3. Vorrichtung zur Knochenmarksentnahme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Sitzfläche (55) eine zentrale Bohrung aufweist, durch die eine Verbindung zum Austausch von Flüssigkeit zwischen dem Inneren der Kammer und dem Aspirator hergestellt ist.
4. Vorrichtung zur Knochenmarksentnahme nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterkammer (10) ein lösbares Kupplungsmittel (37) aufweist, durch das der Nadelverbindungsbereich (32) und das Filterträgerglied (34) miteinander verbunden sind.
5. Vorrichtung zur Knochenmarksentnahme nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet„ daß das Filterträgerglied (34) einen nach vorne konisch zusammenlaufenden Wandbereich (54) aufweist, der für einen abdichtenden Eingriff mit dem Inneren eines im allgemeinen konkaven Wandbereichs (44) des Nadelverbindungsbereichs (32) angeordnet ist.

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Vorrichtung zur Knochenmarksentnahme nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsringglied (58) in abnehmbarer Weise auf dem Filterglied (35) angeordnet und zwischen dem Filterglied (35) und einem durch eine Vertiefung in dem Filterträgerbereich (34) gebildeten, nach innen vorspringenden Rand (56) eingeklemmt ist.

Vorrichtung zur Knochenmarksentnahme nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterglied (35) eine Einlage aufweist mit einer Porengröße, durch die ein Durchfluß von Knochenmarkshöhlenblut ermöglicht ist, während der Durchtritt jeglicher mit dem Blut mitgeführter Teilchen verhindert ist.

Vorrichtung zur Knochenmarksentnahme mit einer Hohlnadel und einem an die Nadel anschließbaren Aspiratormittel, um Knochenmark und Knochenmarkshöhlenblut durch die Nadel abzuziehen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filtermittel (10) zwischen die Nadel (12) und das Apiratormittel (14) zwischengeschaltet ist und zum Herausfiltern von Knochenmarksteilchen aus Knochenmarkshöhlenblut während dessen Entnahme angeordnet ist.

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