BR0316872B1 - Aparelho coletor de condensação de respiração. - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHO COLETOR DE CONDENSAÇÃO DE RESPIRAÇÃO".

Referência cruzada a pedidos relacionados Este pedido está intitulado ao benefício da, e reivindica prioridade para o Pedido de Patente Provisório U.S. de Número de Série 60/434.916 de- positado em 20 de dezembro de 2002 e intitulado "DISPOSABLE HAND-HELD

DEVICE FOR COLLECTION OF EXHALED BREATH CONDENSATE FOR

ASSAY OF BIOMARKERS FOR THE DETECTION AND PROGNOSIS OF LUNG ISCHEMIA" e Pedido de Patente Provisório U.S. de Número de Sé- rie 60/447.581 depositado em 14 de fevereiro de 2003 e intitulado "DEVICE

AND METHOD FOR COLLECTION OF EXHALED ALVEOLAR BREATH CONDENSATE", cuja totalidade de cada uma é aqui incorporada para refe- rência.

Antecedentes da Presente Invenção Campo da Presente Invenção A presente invenção refere-se à coleta de condensado de respi- ração para teste e diagnóstico médico e, em particular, a uma câmara de parede dupla que tem um material refrigerante embutido entre as paredes interna e externa, um conjunto de admissão de respiração montado lateral- mente, uma saída a partir da qual condensado pode ser coletado e um êm- bolo para espremer o condensado através da saída. A amostra coletada po- de então ser testada para biomarcadores que indicam a presença e severi- dade de isquemia pulmonar e vasoconstrição pulmonar associada.

Antecedentes Aproximadamente 6% de respiração exalada é vapor d'água e gotículas de água. Uma fonte de água na respiração vem de fluidos que re- vestem os alvéolos do pulmão. Em outras palavras, o vapor d'água exalado da respiração equilibra com fluido nos brônquios e alvéolos e, portanto, a coleta de condensado de respiração fornece um meio não invasivo de amos- trar estes fluidos. O condensado de respiração exalada contém moléculas solúveis em água e moléculas insolúveis em água, que incluem gases dissolvidos, solutos orgânicos, íons e proteínas. Amostras de condensado de respiração de pacientes com certas doenças mostrara conteúdo elevado de moléculas inflamatórias. Por exemplo, trabalho precedente demonstrou que fumo, asma e fibrose cística aumentam a presença de derivados de prostaglandi- na, tromboxano, leucotrienos e cítosinas (SA Kharitonov e PJ Barnes, Exha- led markers of pulmonary disease A. J. Respir. Crit. Care Med. 163:1693- 1722, 2001). Até recentemente, porém, pouco trabalho foi feito para identifi- car biomarcadores em vapor d'água de respiração exalada que pode ser ca- paz de auxiliar a determinação da presença e severidade isquemia pulmo- nar.

Contudo, pesquisa recente indica que pode ser possível detectar isquemia pulmonar realizando uma bateria de testes em amostras de con- densado de respiração relativamente pequenas. Uma bateria de testes pro- posta para isquemia pulmonar pode incluir fibrinopeptídeos, tromboxano B2, fator de ativação de plaquetas, leucotrienos C, D e E, relação de monóxido de carbono para óxido nítrico e quimiocina e outras proteínas. Medições de fibrinopeptídeos em condensado de respiração acredita-se ter o potencial para permitir medição mais localizada da presença de coágulos na vascula- tura pulmonar. É publicamente reconhecido que trombina cliva. Peptídeo de fibrinogênio A como um pré-requisito para gelificação de fibrina. Devido à sua pequena dimensão, é feita a hipótese que fibrinopeptídeos irão atraves- sar a membrana alveolar e equilibrar no fluido alveolar, e assim serão des- cobertos em condensado exalado.

Também se acredita que constrição vascular pulmonar pode ser detectada medindo PGF2a, tromboxano B2, PAF, leucotrienos C, D e E, e a relação de CO para NO no condensado, fornecendo assim uma base para iniciar a terapia pulmonar vasodilatadora ou inibição COX1,2. O laboratório utilizou uma oclusão vascular pulmonar experimental (PVO) induzida por infusão venosa de microesferas de poliestireno em um rato para determinar três descobertas principais relacionadas à análise de condensado de respi- ração. Descobriu-se teor aumentado de PGF2a , tromboxano B2, fator de ati- vação de plaquetas (PAF) e leucotrienos C, D e E vasoconstritores nas lava- gens de pulmão em nosso modelo rato. (Nakos, Am. J Resp. Crit. Care Med. 1998, 158: 1504). A magnitude da concentração destes agentes vasocons- tritores correlacionou com a severidade de hipoxemia e hipertensão pulmo- nar. Também descobriu-se expressão extremamente elevada do gene de codificação hemo-oxtgenase-1, porém a ausência quase completa de ex- pressão de gene de codificação para a enzima induzível, óxido nítrico sinta- se. Hemo-oxigenase produz monóxido de carbono (CO) a partir de hemo substrato enquanto óxido nítrico sintase produz óxido nítrico (NO). Ambas são substâncias vasodilatadoras. Em ratos submetidos a PVO descobriu-se aumentos prematuros em expressão de gene pulmonar atrator de de neutro- fila 1 and 2 (CINC 1 & 2) induzido por citocina e proteína de quimioatrator monócito/macrofagica (MCP) 1 e 2, e proteínas inflamatórias monóci- to/macrofagicas (MIP) 1 α e 1 β], com aumentos concomitantes em cada proteína nas lavagens a partir das vias aéreas do pulmão e alvéolos, obtidas tão cedo quanto 2 horas depois da indução de PE, e durando até 18 horas depois da indução de PE. As moléculas quimioatrativa podem provocar a migração de leucócitos para a área afetada e através deste mecanismo po- dem potencializar dano durante reperfusão terapêutica.

Além disto, a presença de certas quimiocinas em condensado exalado acredita-se predispor a dano de reperfusão. As quimiocinas desco- bertas em ratos incluíam CINC 1, CINC 2, MIP 1a, MIP 1β e MCP 1 e 2. Os homólogos humanos que serão testados em nosso dispositivo irão incluir CXCL1, CXCL 2 e CXCL3; CCL 2, CCL 3, CCL 4 e CCL 8, utilizando no- menclatura delineada por Zlotnick e e Yoshie, Immuníty, 2000, 12:121-127.

Quimiocinas foram encontradas com um modelo inflamatório de hipertensão pulmonar. (Kímura, Lab. Invest. 1998 78:571-81; Ikeda, Am. J. Physíol. Heart Circ. Physíol. 2002, 283(5):H2021-8). Diferentemente do modelo PVO "in vivo", que provoca primariamente escoamento de sangue obstruído, o mo- delo no último estudo incita inflamação e remodelagem, o que, durante se- manas, conduz à oclusão vascular. Da mesma maneira, investigadores des- cobriram expressão de quimiocina aumentada em pulmões submetidos à ligação hilar ou fixação, o que interrompe ambos, perfusão e ventilação. O último modelo difere de maneira significativa de PVO "in vivo", uma vez que a ventilação alveolar contínua com PVO "in vivo". Assim, o insulto isquêmico difere de PVO "in vivo" contra ligação hilar.

Tentativas foram feitas para analisar respiração exalada inclusi- ve condensado de respiração, ou medir de outra forma certos componentes de respiração exalada. Por exemplo, as Patentes U.S. Nos. 6.419.634 e 6.033.368 a Gaston IV e outros, descrevem um dispositivo descartável com um refrigerante que circunda de forma coaxial um tubo para resfriar respira- ção exalada, de maneira suficiente para provocar condensação sobre as paredes do tubo interno. Infelizmente, o dispositivo é projetado para a medi- ção de óxidos de nitrogênio e não é projetado para facilitar determinações de proteína ou eicosinóides em condensado de respiração. Como resultado, sofre de uma quantidade de desvantagens. Primeiro, o dispositivo de Gaston é montado diretamente no analisador e assim é muito grande e muito incô- modo para utilizar ao lado da cama para coleta de pequenos volumes de condensado em departamento de emergência, ou outros pacientes de am- bulatório. O dispositivo de Gaston também sofre de coleta de amostra inefi- ciente, uma vez que como a amostra deve ser agregada em uma câmara e então transferida por meio das ações combinadas de crescimento de gotí- cula e de gravidade até uma segunda câmara separada para análises. Tal- vez pior, o dispositivo de Gaston é incapaz de utilização separada do anali- sador, devido ao fato que o aparelho coleta condensado em uma câmara especificamente projetada para análise espectrofotométrica para óxidos de nitrogênio, e assim não tem qualquer porta ou outro reservatório acessível a partir do qual condensado possa ser aspirado, separado em alíquotas, ou retirado de outra forma, e em seguida transferido para um tubo de ensaio separado para medir os componentes do painel descrito acima.

Além disto, embora Gaston mencione a utilização de um dispo- sitivo similar a um êmbolo de seringa para espremer fluido condensado para baixo de seu tubo interno, Gaston deixa de solucionar o problema de como integrar tal êmbolo com o tubo de admissão. Também, mesmo a inclusão de um êmbolo para espremer fluido para baixo do tubo interno do dispositivo de Gaston ainda deveria falhar em solucionar o problema adicional descrito anteriormente; isto é, Gaston ainda não descreve qualquer maneira simples de remover o fluido para remover e transferir o fluido coletado para teste fora da câmara de análise. Finalmente, o refrigerante de Gaston não é calibrado para permitir condensação de uma quantidade calibrada de condensado a partir de um número limitado de respirações. Ao invés disso, o dispositivo de Gaston requer um período prolongado de respiração sustentada para cole- tar uma quantidade suficiente de condensado, um problema que é exacer- bado pela ausência de um êmbolo para remover de forma mais eficiente condensado a partir do dispositivo. Isto é devido em grande parte às quanti- dades consideráveis de condensado que são necessárias em Gaston para o tipo projetado de teste a ser realizado no mesmo. Como discutido anterior- mente, uma finalidade principal do presente pedido é coletar de maneira re- lativa as pequenas quantidades de condensado necessárias para realizar os tipos de testes descritos acima. Uma vez que tal teste não foi antecipado por Gaston, o dispositivo de Gaston não foi desenvolvido para permitir tais tes- tes. Assim, existe uma necessidade para um aparelho e método rápidos e convenientes para coletar pequenas quantidades de condensado de respira- ção em uma maneira que permita separar em alíquotas como desejado para o desempenho de testes, tais como aqueles descritos acima.

Sumário da Presente Invenção É admitido que a capacidade de medir biomarcadores particula- res em vapor d'água de respiração exalada, tais como aqueles descritos acima, pode auxiliar a determinar a presença e severidade de isquemia pul- monar. Isquemia pulmonar pode ser provocada por diversos processos, in- clusive tromboembolia, doença de célula foice, embolia de gordura e ar. A capacidade de coletar condensado de respiração rapidamente e de forma fácil com um dispositivo de cuidado de ponta, deveria melhorar a utilidade clínica de diagnósticos baseados em respiração para esta finalidade, parti- cularmente no departamento de emergência ou consultório clínico. Os dis- positivos aqui descritos são projetados para permitir a um paciente respirar para o interior de uma câmara manual descartável, para facilitar a coleta de aproximadamente 100 a 1000 μΙ de água e solutos em aerossol e vaporiza- dos, os quais podem então ser analisados para a presença de proteínas es- pecíficas e outros compostos orgânicos, utilizando imunoensaios ligados a enzimas e medição da proporção de monóxido de carbono em relação a óxi- do nítrico utilizando espectrofotometria a laser. É um objetivo da presente invenção fornecer um método de permitir aprisionamento a frio de vapor d'água exalado em um dispositivo portátil. É um outro objetivo da presente invenção fornecer um mecanis- mo para permitir utilização de água gelada de um volume conhecido, tal que o gelo derrete depois de uma quantidade conhecida de exalações para per- mitir coleta de aerossol e vapor d'água exalado condensado. É ainda um outro objetivo da presente invenção fornecer um dis- positivo de coleta de condensado de respiração que tem uma série de vál- vulas para impedir contaminação por vapor d'água e ar ambiente. É ainda um outro objetivo da presente invenção fornecer um dis- positivo de coleta de condensado de respiração utilizando um mecanismo do tipo êmbolo para espremer condensado coletado para um pequeno reser- vatório para facilitar coleta de fluido. É ainda um outro objetivo da presente invenção construir um dispositivo de coleta de condensado de respiração que utiliza materiais para permitir custo mínimo do dispositivo, de tal modo que ele seja uma unidade descartável para minimizar o custo do dispositivo. É ainda um outro objetivo da presente invenção fornecer um método para a coleta e a em alíquotas de uma amostra de condensado de respiração em uma maneira rápida para facilitar teste de moléculas vaso- constritoras, a medição da relação CO para NO e a medição de proteínas quimiocinas. A presente invenção compreende aparelhos e métodos para coleta não invasiva de condensado de respiração de um paciente para finali- dades de teste. Definida de forma ampla, a presente invenção, de acordo com um aspecto, é um aparelho de coleta de condensado de respiração que inclui: uma câmara central que tem paredes laterais duplas e primeira e se- gunda extremidades opostas, onde as paredes laterais duplas incluem uma parede lateral interna e uma parede lateral externa em relação espaçada uma com a outra; um material refrigerante vedado entre as paredes laterais interna e externa para resfriar no mínimo as paredes internas da câmara central; um conjunto de admissão de respiração colocado no lado de fora da parede de lateral externa da câmara central e que penetra ambas as pare- des laterais interna e externa, de tai modo que o interior do conjunto de ad- missão de respiração está em comunicação fluida com o interior da câmara central; um conjunto de embolo que tem um pistão e um cabo, o pistão sen- do colocado de maneira deslizante no interior da câmara central, em contato apertado com a parede lateral interna, e o cabo se estendendo a partir da primeira extremidade da câmara central, de modo a permitir ao pistão ser movido dentro da câmara central; e uma porta de coleta de condensado de respiração colocada na segunda extremidade da câmara central, em comu- nicação fluida com o interior da câmara central.

Em características deste aspecto, o conjunto de embolo é ajus- tável entre uma posição completa mente retraída e uma posição completa- mente comprimida, e quando o êmbolo está em sua posição completamente retraída, a conexão direta entre o conjunto de admissão de respiração e a câmara central se situa entre o pistão e a segunda extremidade da câmara central; a localização do conjunto de admissão de respiração do tado de fora da parede lateral externa da câmara central é adjacente à primeira extremi- dade da câmara central; a câmara central inclui uma parede extrema em sua segunda extremidade e a porta de coleta de condensado de respiração é colocada na parede extrema da câmara central; o pistão inclui uma superfí- cie voltada no sentido da segunda extremidade da câmara centrai, uma sali- ência é colocada na superfície do pistão e a saliência è adaptada para se ajustar na porta de coleta de condensado de respiração quando o conjunto de êmbolo está totalmente comprimido para o interior da câmara central; a porta de coleta de condensado de respiração e a saliência são, cada uma, em forma semicônica; um ou mais sulcos são colocados nas laterais da sali- ência para facilitar guiar condensado de respiração no sentido da porta de coleta de condensado de respiração; uma ou mais passagens internas são colocadas no interior da saliência, para facilitar guiar condensado de respira- ção no sentido da porta de coleta de condensado de respiração; a porta de coleta de condensado de respiração é colocada no lado de fora da parede lateral externa da câmara central adjacente à sua segunda extremidade; a porta de coleta de condensado de respiração é colocada no fundo da câma- ra central, e o aparelho de coleta de condensado de respiração também in- clui uma saída e uma válvula de saída colocada no topo da parede lateral externa da câmara central, adjacente à sua segunda extremidade; o apare- lho de coleta de condensado de respiração também inclui uma tampa para vedar de maneira temporária a porta de coleta de condensado de respira- ção; o aparelho de coleta de condensado de respiração define um eixo prin- cipal, o conjunto de admissão de respiração tem um bocal, e uma estrutura tubular que conecta o bocal à lateral da câmara central, e o bocal é generi- camente orientado paralelo ao eixo principal do aparelho de coleta de con- densado de respiração; e o aparelho de coleta de condensado de respiração também inclui no mínimo um grampo, montado na primeira extremidade da câmara central, para travar o cabo do conjunto de êmbolo em uma posição completamente comprimida para facilitar o transporte ou manipulação do aparelho de coleta de condensado de respiração até que condensado de respiração coletado nele possa ser removido. A presente invenção, de acordo com outro aspecto da presente invenção, é um método de coletar condensado de respiração que inclui: for- necer uma câmara central que tem paredes laterais duplas, primeira e se- gunda extremidades opostas, um material refrigerante vedado entre as pa- redes laterais interna e externa para resfriar no mínimo as paredes internas da câmara central, e uma porta de coleta de condensado de respiração co- locada na segunda extremidade da câmara central; reduzir a temperatura do material refrigerante para resfriar no mínimo as paredes internas da câmara central; receber no interior da câmara central respiração exalada a partir de um paciente, distribuída através das paredes laterais interna e externa atra- vés de um conjunto de admissão de respiração colocado no lado de fora da parede lateral externa da câmara central; condensar porções da respiração exalada sobre as superfícies internas das paredes internas da câmara cen- tral; e espremer condensado produzido durante a etapa de condensação a partir da câmara de central, comprimindo um conjunto de êmbolo através da câmara central, com isto forçando condensado para o interior da porta de coleta de condensado de respiração; e aspirar o condensado espremido a partir da porta de coleta de condensado de respiração para sua análise.

Em características deste aspecto, a etapa de aspirar inclui aspi- rar o condensado espremido para o interior de uma pipeta, e o método tam- bém inclui transferir o condensado a partir da pipeta para um tubo de ensaio separado para sua análise; a etapa de fornecer inclui fornecer uma câmara central que tem uma saída e válvula de saída colocada no topo da parede lateral externa da câmara central adjacente à sua segunda extremidade e ter a porta de coleta de condensado de respiração colocada no fundo da câma- ra central, e o método também inclui vedar temporariamente a porta de co- leta de condensado de respiração durante as etapas de receber e conden- sar, e a etapa de fornecer inclui fornecer uma câmara central que tem no mínimo um grampo montado na primeira extremidade da câmara central, e o método também inclui depois de espremer o condensado comprimindo o conjunto de êmbolo, uma etapa de travar, por meio de no mínimo um gram- po, o cabo do conjunto de êmbolo em uma posição completamente compri- mida para facilitar o transporte ou manipulação do aparelho de coleta de condensado de respiração até aspirar o condensado espremido. A presente invenção de acordo com outro aspecto da presente invenção é um aparelho de coleta de condensado de respiração que inclui: uma câmara central que tem paredes laterais duplas que incluem uma pare- de lateral interna e uma parede lateral externa em relação espaçada uma da outra; um material refrigerante vedado entre as paredes laterais interna e externa para resfriar no mínimo as paredes internas da câmara central; um conjunto de admissão de respiração cujo interior está em comunicação fluida com o interior da câmara central; uma ou mais estruturas de obstrução ar- ranjadas no interior da câmara central para aumentar a área superficial so- bre a qual condensado pode se formar; e uma porta de coleta de condensa- do de respiração em comunicação fluida com interior da câmara central.

Em características deste aspecto, as estruturas de obstrução incluem estruturas como grade; as estruturas de obstrução incluem estrutu- ras geométricas discretas; as estruturas geométricas discretas incluem ob- jetos esféricos; as estruturas geométricas discretas são formadas de metal; as estruturas geométricas discretas são formadas de vidro; as estruturas de obstrução são fixadas no lugar no interior da câmara central; as estruturas de obstrução são livremente flutuantes no interior da câmara central; e o movimento das estruturas de obstrução está restrito a uma porção particular da câmara central. A presente invenção de acordo com outro aspecto da presente invenção é um método de coletar condensado de respiração que inclui: for- necer uma câmara central de parede dupla que tem uma ou mais estruturas de obstrução arranjadas em seu interior e um material refrigerante vedado entre suas paredes laterais interna e externa para resfriar no mínimo as pa- redes interiores da câmara central; abaixar a temperatura do material refrige- rante para resfriar no mínimo as paredes internas da câmara central e as estruturas de obstrução; receber no interior da câmara central respiração exalada a partir de um paciente; condensar porções da respiração exalada nas superfícies internas das paredes internas da câmara central e sobre as estruturas de obstrução; e remover condensado produzido durante a etapa de condensação a partir da câmara central.

Em características deste aspecto, a etapa de remover inclui la- var o condensado das estruturas de obstrução; a etapa de lavar inclui adici- onar uma quantidade de líquido à câmara central, e a quantidade é selecio- nada para corresponder à quantidade de condensado presente na câmara central; a etapa de lavar inclui adicionar uma quantidade de líquido à câmara central, e a quantidade é selecionada para corresponder à quantidade de condensado provavelmente presente na câmara central depois que o paci- ente exala para o interior da câmara central por um período de tempo pre- determinado; a etapa de lavar inclui adicionar uma quantidade de líquido à câmara central, e a quantidade é selecionada para corresponder à quantida- de de condensado provavelmente presente na câmara central depois que o paciente completa uma quantidade predeterminada de exalações para o in- terior da câmara central; e o método ainda inclui remover as estruturas de obstrução a partir da câmara central antes de realizar a etapa de lavar. A presente invenção de acordo com outro aspecto da presente invenção é um método de coletar condensado de respiração que inclui: for- necer uma câmara central de parede dupla que tem um conjunto de saída removível e um material refrigerante vedado entre as paredes laterais interna e externa para resfriar no mínimo as paredes internas da câmara central; abaixar a temperatura do material refrigerante para resfriar no mínimo as paredes internas da câmara central; receber no interior da câmara central respiração exalada a partir de um paciente; condensar porções da respira- ção exalada sobre as superfícies internas das paredes internas da câmara central; remover o conjunto de saída e substituí-lo por um tubo de amostra- gem; e mover condensado produzido durante a etapa de condensação a partir da câmara central para o tubo de amostra.

Em características deste aspecto, a etapa de mover condensado inclui lavar condensado a partir da câmara central para o interior do tubo de amostra com um líquido conhecido; a etapa de lavar condensado inclui in- troduzir uma quantidade predeterminada do líquido conhecido para o interior da câmara central, misturar a quantidade predeterminada do líquido conhe- cido com o condensado, e drenar o líquido conhecido e o condensado a par- tir da câmara central para o interior do tubo de amostra; a etapa de remover o conjunto de saída inclui criar uma abertura para o interior da câmara cen- tral, e a etapa de introduzir inclui introduzir o líquido conhecido através da abertura; o método ainda inclui armazenar o líquido conhecido no tubo de amostra antes de substituir o conjunto de saída pelo tubo de amostra; e o líquido conhecido é uma solução tampão. A presente invenção de acordo com outro aspecto da presente invenção é um método de coletar condensado de respiração que inclui: for- necer uma câmara central de parede dupla que tem uma ou mais estruturas de obstrução arranjadas em seu interior, e um material refrigerante vedado entre as paredes laterais interna e externa para resfriar no mínimo as pare- des internas da câmara central; calibrar as paredes e material refrigerante da câmara central de parede dupla de tal maneira que ao começar uma tempe- ratura predeterminada, uma quantidade escolhida de respirações recebidas a partir de um paciente típico cria uma quantidade suficiente de condensado de respiração a ser coletado nas superfícies internas das paredes internas da câmara central; abaixar a temperatura do material refrigerante até a tem- peratura predeterminada, para resfriar no mínimo as paredes internas da câmara central; receber no interior da câmara central uma pluralidade de exalações a partir de um paciente particular, onde a quantidade de exala- ções está dentro de uma faixa predeterminada e estabelecida com base no número escolhido de respirações; condensar porções das exalações recebi- das a partir do paciente sobre as superfícies internas das paredes internas da câmara central; e remover condensado produzido durante a etapa de condensar, a partir da câmara central.

Em características deste aspecto, a faixa predeterminada é 10 a 25 respirações, inclusive; a temperatura predeterminada é a temperatura de um congelador padrão; e a temperatura predeterminada é -17,6°C (0°C).

Breve Descrição dos Desenhos Características adicionais, concretizações e vantagens da pre- sente invenção tomar-se-ão aparentes a partir da seguinte descrição deta- lhada com referência aos desenhos, em que: A Figura 1 é uma vista esquemática em seção transversal lateral de um aparelho de coleta de condensado de respiração de acordo com uma primeira modalidade preferencial da presente invenção; A Figura 2 é uma vista em seção transversal extrema direita do aparelho da Figura 1, feita ao longo da linha 2-2 que mostra a construção de dupla parede; A Figura 3 é uma vista extrema direita do aparelho da Figura 1; A Figura 4 é uma vista esquemática em seção transversal lateral do aparelho de coleta de condensado de respiração da Figura 1, com o conjunto de êmbolo em uma posição completamente comprimida; A Figura 5 é uma vista esquemática em seção transversal lateral de um aparelho de coleta de condensado de respiração de acordo com uma segunda modalidade preferencial da presente invenção; A Figura 6A é uma vista lateral parcial do conjunto de êmbolo da Figura 5, que ilustra um tipo de saliência; A Figura 6B é uma vista extrema direita do conjunto de êmbolo da Figura 6A; A Figura 7A é uma vista lateral parcial do conjunto de êmbolo da Figura 5, que ilustra um outro tipo de saliência; A Figura 7B é uma vista extrema direita do conjunto de êmbolo da Figura 7A; A Figura 7C é uma vista em seção transversal lateral parcial do conjunto de êmbolo da Figura 7A; A Figura 8 é uma vista esquemática em seção transversal lateral de um aparelho de coleta de condensado de respiração de acordo com uma terceira modalidade preferencial da presente invenção; A Figura 9 é uma vista esquemática em seção transversal lateral do aparelho de coleta de condensado de respiração da Figura 1, mostrado em uma orientação invertida; A Figura 10 é uma vista esquemática em seção transversal late- ral de um aparelho de coleta de condensado de respiração de acordo com uma quarta modalidade preferencial da presente invenção; A Figura 11 é uma vista esquemática em seção transversal de uma tampa de saída removível para utilização com o aparelho da Figura 10; A Figura 12 é uma vista esquemática em seção transversal de um tubo de amostra removível para utilização com o aparelho da Figura 10; e A Figura 13 é uma vista esquemática em seção transversal late- ral do aparelho de coleta de condensado de respiração da Figura 10, com o tubo de amostra instalado no mesmo.

Descrição Detalhada das Modalidades Preferenciais Fazendo referência agora aos desenhos nos quais numerais iguais representam componentes iguais através de todas as diversas vistas, uma variedade de aparelhos de coleta de condensado de respiração 10, 110, 210, 310, de acordo com as modalidades preferenciais da presente in- venção são seguir mostrados e descritos. A Figura 1 é uma vista esquemática em seção transversal lateral de um aparelho de coleta de condensado de respiração 10, de acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção. O aparelho de coleta de condensado de respiração 10 inclui uma seringa de parede dupla 20, um conjunto de admissão de respiração 50. A parede interna 22 da seringa 20 define um cilindro central 24 no qual é ajustado um conjunto de êmbolo 25 que inclui um pistão 26, uma gaxeta de borracha 28 e um cabo 30 que se estende a partir de uma extremidade da seringa 20. A parede externa 32 é arranjada ao redor da parede interna 22 de maneira a criar um espaço es- treito entre as paredes interna e externa 22, 32. A Figura 2 é uma vista em seção transversal extrema direita do aparelho 10 da Figura 1, feita ao longo da linha 2 - 2 que mostra construção de parede dupla, e a Figura 3 é uma vista extrema direita do aparelho 10 da Figura 1. Durante a fabricação, o es- paço entre as paredes interna e externa 22, 32 pode ser preenchido com uma camisa de material refrigerante 34 e a parede externa 32 pode então ser vedada à parede interna 22 para impedir o vazamento. Em uma modali- dade preferencial, a água pode ser utilizada como o material refrigerante 34, mas deveria estar claro que outros materiais podem, da mesma forma, ser utilizados tal como polietileno glicol ("PEG"), e similares. A seringa 20 ainda inclui uma admissão 36, uma saída 38, uma porta de coleta 39, um par de válvulas de um sentido 40, 42. A primeira vál- vula 40 é uma válvula de admissão que pode ser colocada na ou adjacente à admissão 36, enquanto a segunda válvula 42 é uma válvula de saída que pode ser colocada na ou adjacente à saída 38 para facilitar a passagem de ar exalado através do cilindro central 24 em apenas uma única direção. A válvula de saída 42 é colocada preferivelmente entre o cilindro central 24 e a porta de coleta 39 para finalidades que serão tornadas evidentes aqui abai- xo. A saída 38 é colocada preferivelmente na extremidade oposta ao cabo do êmbolo 30 para permitir que materiais coletados dentro do cilindro central 24 sejam espremidos através da saída 38 pelo pistão 28. As válvulas 40, 42 são ilustradas apenas de maneira esquemática nos diversos desenhos, po- rém elas podem, por exemplo, incluir duas ou três folhas autovedantes for- madas de plástico ou um outro polímero deformável. O projeto de tais vál- vulas será evidente àqueles versado na técnica.

Além disto, uma vez que o pistão 26 preenche uma extremidade da seringa 20, e a saída 38 é colocada na extremidade oposta, a admissão 36 é preferivelmente arranjada para penetrar ambas as paredes interna e externa 22, 32 do lado da seringa 20. Para provocar a interação máxima en- tre ar exalado que atravessa o cilindro central 24 e as superfícies internas 44 da parede interna 22, a admissão 36 é preferivelmente colocada tão perto do pistão 26 quanto possível; contudo, será claro que outros arranjos destes componentes são da mesma forma possíveis, sem se afastar do escopo da presente invenção. O conjunto de admissão de respiração 50 inclui um bocal 52, um filtro 54 e qualquer tubulação 56 necessária para guiar respiração partir do bocal 52 até a admissão 36 da seringa 20. O bocal 52 é de dimensão e for- ma adequados, de modo a permitir contato confortável com a área da boca de um paciente. O filtro 54, que pode compreender um material polimérico que tem perfurações ou inclusões sucessivas nele, pode ser arranjado den- tro da tubulação 56 entre o bocal 52 e a admissão da seringa 36, para impe- dir que saliva e outros líquidos ou material sólido de uma dimensão mínima atravesse todo ele para o interior da seringa 20. Saliva também pode ser impedida de alcançar o cilindro central 24 arranjando o conjunto de admis- são de respiração 50 abaixo da seringa 20, de modo que ar que atravessa o conjunto de admissão de respiração 50 se mova para cima. Neste arranjo, o efeito de gravidade sobre a saliva e outros líquidos ou material sólido, ajuda a impedir que tal material passe para cima para o interior da câmara central 24, uma vez que, ao invés disto, ele tende a se reunir no tubo 56. O tubo 56 é preferivelmente configurado de modo a evitar inter- ferência entre o bocal 52 ou qualquer outra parte do tubo 56 e a operação do conjunto de êmbolo 25, como tal operação está descrita aqui. Mais preferi- velmente, o bocal 52 é orientado para ser genericamente paralelo à seringa 20 e ao conjunto de êmbolo 25 na mesma, em outras palavras, o bocal 52 é orientado em paralelo ao eixo principal definida pela seringa 20. Nesta ori- entação, respiração exalada pode ser acomodada a partir de um paciente sem provocar interferência com a operação do conjunto de êmbolo 25, e condensado formado no interior da seringa 20, quando o paciente utiliza o aparelho 10, irá tender a drenar para baixo no sentido da saída 38.

As dimensões do aparelho 10 são escolhidas de modo que um volume suficiente de condensado pode ser coletado em um período de tem- po relativamente curto utilizando um aparelho 10, que é pequeno e leve o suficiente para ser facilmente mantido por um paciente ou auxiliar, e que não requer que o paciente mude seus padrões de respiração. As paredes 22, 32 e outras estruturas do aparelho 10 são construídas preferivelmente de um material que tende a não colar a proteínas, tal como o silício curado com platina, porém outros materiais adequados podem incluir, porém não estão limitados a, vidro, plástico, polietileno, policarbonato, polivinila ou outro polí- mero sintético. O conjunto de êmbolo 25 pode ser da mesma forma cons- truído preferivelmente de um material que não se liga a proteínas, porém pode ser construído de qualquer material inerte adequado, inclusive, porém não limitado a, plástico, vinila, polietileno, borracha, silício curado com plati- na, ou Teflon®. Em uma modalidade preferencial, a seringa 20 tem entre 10 e 20 cm de comprimento, com diâmetro entre 2 e 5 cm, e a porta de coleta 39 tem entre 5 e 20 mm de comprimento, com um diâmetro interno entre 3 e 10 mm. A espessura da camisa refrigerante 34 pode estar entre 1 e 10 mm, e o volume de amostra espremida para uma única utilização tem preferivel- mente entre 100 μΙ e 1000 μΙ, embora possa ser possível obter resultados úteis a partir de amostras tão pequenas quanto 25 μΙ.

Em operação, uma ou mais seringas 20 são primeiro armazena- das em um dispositivo de refrigeração tal como um congelador doméstico convencional ou comercial, que é capaz de abaixar a temperatura até apro- ximadamente -17,8°C (0°F) congelando assim a camisa de material refrige- rante 34 contida entre as paredes interna e externa 22, 32 da seringa 20.

Quando um paciente deve ser examinado, uma única seringa 20 é primeiro retirada do congelador. Se o conjunto de admissão de respiração 50 ou bo- cal 52 é armazenado separadamente do resto do aparelho 10, então o apa- relho 10 é montado para utilização, acoplando juntos os diversos compo- nentes. Em seguida, o paciente posiciona o bocal 52 em uma relação veda- da com a área de sua boca e exala para o interior do bocal 52. A respiração exalada é guiada através da tubulação 56 e para o interior do cilindro central 24 através da admissão 36. A válvula de admissão 40 é forçada aberta por meio de pressão positiva, porém na ausência de tal pressão ela impede que ar de dentro do cilindro central 24 escape através da admissão 36. A respi- ração exalada sai então através da saída 38 na extremidade do cilindro 24 oposta à extremidade de admissão. A válvula de saída 42 permite que ar passe para fora do cilindro central 24 somente quando existe pressão positi- va no lado do cilindro da válvula 42, enquanto na ausência de tal pressão a válvula 42 impede que ar ambiente penetre no cilindro central 24 através da saída 38.

Quando o paciente exala através do aparelho 10, a umidade na respiração exalada começa a condensar nas superfícies internas 44 do cilin- dro central 24. Devido à temperatura reduzida do refrigerante 34 e da serin- ga 20, o condensado pode congelar imediatamente sobre a superfície inter- na 44. A porta de coleta 39 é preferivelmente conformada como niple e de aproximadamente 1 cm de comprimento com um diâmetro pequeno o sufici- ente para provocar alguma resistência mínima à exalação do paciente. O diâmetro é escolhido preferivelmente de modo a reduzir a taxa de expiração de tal modo que cada exalação requer aproximadamente 5 segundos para se completar. Isto aumenta a quantidade de tempo para a respiração exala- da equilibrar com as superfícies internas 44 do cilindro central 24.

Quando o paciente continua a exalar através do aparelho 10, o refrigerante congelado 34 começa a derreter. A composição, volume, espes- sura, da camisa refrigerante 34 que circunda o cilindro interno 24 são prefe- rivelmente calibradas de tal modo que o refrigerante 34 começa a derreter depois de aproximadamente 10 a 15 exalações pelo paciente. Uma vez que o material 34 derreta ou descongele depois do número desejado de exala- ções, o condensado, da mesma forma, pode começar a derreter. Uma vez que o condensado esteja derretido, o conjunto de êmbolo 25 pode ser com- primido para espremer a amostra de condensado coletado através da saída 38 e para o interior da porta de coleta 39. A Figura 4 é uma vista esquemáti- ca em seção transversal lateral do aparelho de coleta de condensado de respiração 10 da Figura 1, com o conjunto de êmbolo 25 em uma posição completamente comprimida. A localização da válvula de saída 42 na saída 38 entre o cilindro central 24 e a porta de coleta 39 permite então que o con- densado coletado seja aspirado a partir da porta de coleta 39, utilizando uma pipeta convencional (não mostrado). O condensado pode então ser transfe- rido da pipeta para um tubo de ensaio, separado para sua análise como de- sejado. Finalmente, uma vez que o condensado tenha sido coletado e retira- do da porta de coleta 39, todo o aparelho 10 pode ser descartado de acordo com procedimentos de disposição de rejeitos convencionais.

Embora não requerido, o conjunto de êmbolo 25 do aparelho de coleta de condensado de respiração 10 pode ainda incluir um ou mais gram- pos 31 colocados ao redor da extremidade da seringa 20 oposta à porta de coleta 39. Estes grampos 31 são preferivelmente formados de um material resiliente, e são projetados para serem deformados a partir da seringa 20 quando o cabo do êmbolo 30 é forçado entre eles. Os grampos 31 são então deslocados de volta no lugar por meio de sua resiliência natural, uma vez que o cabo 30 esteja completamente comprimido para o interior da seringa 20 como mostrado na Figura 4. Uma vez nesta posição, o conjunto de êm- bolo 25 está efetivamente e convenientemente travado no lugar pelos gram- pos 31, permitindo com isto que a seringa 20 seja transportada e manipulada de maneira muito mais segura e confiável. Deveria ser evidente, contudo, que tais grampos 31 não são necessários para tornar práticas as diversas modalidades da presente invenção. A Figura 5 é uma vista esquemática em seção transversal lateral de um aparelho de coleta de condensado de respiração 110 de acordo com uma segunda modalidade preferencial da presente invenção. Este aparelho 110 pode ser idêntico ao aparelho 10 da primeira modalidade preferencial, exceto que uma saliência semicônica 127 (mostrada de maneira esquemáti- ca na Figura 5), é colocada sobre a superfície do pistão 26 voltada para a saída 38, a porta de coleta 139 é dimensionada e conformada para acomo- dar de maneira correspondente a saliência 127, e a válvula de saída 42 é localizada na extremidade distai da porta de coleta 139. A porta de coleta 139 pode então ser conectada a um dispositivo colorimétrico projetado para detectar analitos de condensado.

De forma notável, embora a válvula de saída 42 e a saliência 127 estejam mostradas apenas de maneira esquemática nos desenhos, a válvula de saída 42 é preferivelmente posicionada tão próximo da extremi- dade da porta de coleta 139 quanto possível, e a saliência 127 é preferivel- mente dimensionada e conformada de modo a topar a válvula 42 quando o conjunto de êmbolo 25 está completamente comprimido para o interior do cilindro central 24. Este projeto minimiza a quantidade de fluido que irá per- manecer na seringa 20 quando o conjunto de êmbolo 22 está completa- mente comprimido, e assim minimiza a quantidade de condensado que está disponível para teste subseqüente.

As Figuras 6A e 6B são uma vista lateral parcial e vista extrema direita, respectivamente, do conjunto de êmbolo 25 da Figura 5 que ilustra um tipo de saliência 127. Este tipo de saliência 127 inclui uma série de sul- cos 129 arranjados em sua superfície, que se estendem a partir da base da saliência 127 até a ponta. Quando o pistão 26 é empurrado para o interior da verdadeira extremidade do cilindro central 24, os sulcos 129 servem como condutos para o condensado retido na seringa 20, permitindo assim que uma pequena quantidade de condensado adicional seja coletada através da porta de coleta 139, ao invés de ser aprisionada na extremidade do cilindro central 24. Este efeito podería ser ainda aprimorado pela inclusão de estrutu- ras de sulco adicionais (não mostrado) na superfície plana do pistão 26, que poderíam ser utilizadas para guiar condensado para os sulcos 129 na saliên- cia 127.

As Figuras 7A, 7B e 7C são uma vista lateral parcial, uma vista extrema direita e uma vista em seção transversal lateral parcial, respectiva- mente, do conjunto de êmbolo 25 da Figura 5, que ilustra um outro tipo de saliência 127. Este tipo de saliência 127 inclui uma pluralidade de aberturas 231 arranjadas ao redor da base da saliência 127 e que conectam a um eixo oco 233 que sai através da ponta da saliência 127. As aberturas 231 e o eixo central 233 podem ter entre 1 e 2 mm em diâmetro. Uma vez novamente, quando o pistão 26 é empurrado para o interior da verdadeira extremidade do cilindro central 24, as aberturas 231 e o eixo oco 233 servem como con- dutos para o condensado que permanece na seringa 20, permitindo assim que uma pequena quantidade de condensado adicional seja coletada atra- vés da porta de coleta 139 ao invés de ser aprisionada na extremidade do cilindro central 24. Este efeito também podería ser mais aprimorado pela in- clusão de estruturas de sulco adicionais (não mostrado) na superfície plana do pistão 26, que poderíam ser utilizadas para guiar condensado até as aberturas 231 na saliência 127. O eixo central 233 podería também ser ajustado com uma estrutura de tubo rígido porém oco (não mostrado) com entre 1 e 2 mm (diâmetro externo), para fornecer uma extensão como agulha através da qual a amostra de fluido poderia ser direcionada e extrudada quando o conjunto de êmbolo 25 é completamente comprimido. A Figura 8 é uma vista esquemática em seção transversal lateral de um aparelho de coleta de condensado de respiração 210, de acordo com uma terceira modalidade preferencial da presente invenção. Como os apa- relhos das primeira e segunda modalidades 10,110, este aparelho de coleta de condensado de respiração 210 inclui uma seringa 220 que tem paredes interna e externa 222, 232 e um conjunto de admissão de respiração 50. A seringa 220 e o conjunto de admissão de respiração 50 são genericamente similares àqueles da primeira modalidade. Contudo, diferentemente da pri- meira modalidade, a saída 238 e a válvula de saída 42 são colocadas no topo da seringa 220 próximo à extremidade oposta do cabo de êmbolo 30, e a seringa 220 ainda inclui uma porta de coleta 239 colocada no fundo da seringa 220 na verdadeira extremidade do cilindro central 224, e uma tampa 37 para cobrir a porta de coleta 239. A tampa pode se rosqueada ou adapta- da de outra forma para conexão segura da tampa 37 à porta de coleta 239, para fechar de maneira temporária a porta de coleta 239. Este aparelho 210 funciona da mesma maneira que a primeira modalidade do aparelho 10, ex- ceto que a respiração exalada sai através da saída 238 no topo da seringa 220, porém condensado pode ser coletado e espremido a partir do cilindro central 224 através da porta de coleta de 239 no fundo da seringa 220. A tampa 37 impede que ar exalado atravesse a porta de coleta 239, porém pode ser desatarraxada ou removida de outra forma, quando é desejado coletar o condensado a partir do cilindro central 224. Isto pode ser particu- larmente útil, por exemplo, ao espremer condensado diretamente para o in- terior de um analisador montado de forma temporária ou permanente sobre ou junto ao cilindro 220, como descrito no Pedido de Patente Provisório U.S. consignado em comum e também pendente, de Número 60/447.581, depo- sitado em 14 de fevereiro de 2003.

Como descrito anteriormente, é vantajoso para o conjunto de admissão de respiração 50 em cada uma das três modalidades 10,110, 210 discutidas até aqui, ser arranjado abaixo da seringa respectiva 20, 220 para ajudar a impedir que saliva e outros materiais alcancem o cilindro ou câmara central 24, 224. Contudo, será evidente que o conjunto de admissão de res- piração 50 pode, ao invés disso, ser orientado de tal modo que o conjunto de admissão de respiração 50 seja localizado no topo da seringa 20, 220. A

Figura 9 é uma vista esquemática, em seção transversal lateral, do aparelho de coleta de condensado de respiração 10 da Figura 1, mostrado em uma orientação invertida, pelo que, o conjunto de admissão de respiração 50 é colocado no topo da seringa 20. Embora saliva possa ter mais probabilidade de penetrar na seringa 20, deveria ser evidente que outras características da presente invenção podem não ser afetadas por este arranjo. Embora não mostrado, os aparelhos 110, 210 das segunda e terceira modalidades po- dem, da mesma forma, ser rearranjados, embora devesse ser observado que o conjunto de admissão de respiração 50 no terceiro aparelho 210, de- veria ser colocado no lado oposto da porta de coleta 239, para facilitar sua operação adequada. A Figura 10 é uma vista esquemática, em seção transversal late- ral, de um aparelho de coleta de condensado de respiração 310 de acordo com uma quarta modalidade preferencial da presente invenção. Como o aparelho 10 da primeira modalidade, este aparelho de coleta de condensado de respiração 310 inclui uma seringa de parede dupla 320, e um conjunto admissão de respiração 350. A parede interna 322 da seringa 320 define uma câmara central 324, porém, diferentemente do cilindro central 24 da primeira modalidade, a câmara central 324 da modalidade alternativa não precisa ser cilíndrica. A parede externa 332 é arranjada ao redor da parede interna 322 de tal maneira a criar um espaço estreito entre as paredes inter- na e externa 322, 332. Como o aparelho 10 da primeira modalidade, contu- do, o espaço entre as paredes interna e externa 322, 332 pode ser preen- chido durante a fabricação com uma camisa de material refrigerante 34, e a parede externa 332 é então vedada à parede interna 322, para impedir va- zamento. A seringa 320 ainda inclui uma entrada 36, uma tampa de saída 60 e uma válvula de um sentido 40. A primeira válvula 40 é uma válvula de admissão que pode ser colocada na ou adjacente à entrada 36. A Figura 11 é uma vista esquemática em seção transversal de uma tampa de saída re- movível 60 para utilização com o aparelho da Figura 10. A tampa de saída 60 inclui uma saída 338 e uma segunda válvula 342 que é uma válvula de saída colocada na ou adjacente à saída 338, para facilitar a passagem de ar exalado através da câmara central 324 em apenas uma única direção. A tampa de saída 60 é preferivelmente colocada na extremidade da câmara central 324 oposta à admissão 36. O conjunto admissão de respiração 350 inclui um bocal 52, um filtro 54 e qualquer tubulação 356 necessária para guiar respiração exalada a partir do bocal 52 até a admissão 36 da seringa 320. Como com a primeira modalidade do aparelho 10, ou bocal 52 é de dimensão e forma adequadas, de modo a permitir contato confortável com a área da boca de um paciente, e o filtro 54 pode ser arranjado dentro da tubulação 356 entre o bocal 52 e a admissão da seringa 36 para impedir que saliva e outros líquidos ou material sólido de uma dimensão mínima atravessem toda ela e para o interior da seringa 320.

Diferentemente das configurações descritas anteriormente, o aparelho 310 da quarta modalidade não inclui um conjunto de êmbolo. Ao invés disto, como ilustrado na Figura 10, uma ou mais estruturas internas de obstrução 62 podem ser arranjadas dentro da câmara central 324, para au- mentar a área superficial com a qual respiração exalada que atravessa a câmara central 324 pode entrar em contato. Estruturas de obstrução ade- quadas 62 podem incluir estruturas como grade, e outras chicanas, esferas, tais como aquelas mostradas na Figura 10, ou outras formas geométricas formadas de metal, vidro, ou outros materiais adequados. Estas estruturas 62 podem ser mantidas no lugar dentro da seringa 320 utilizando telas, sa- liências apropriadas ou similares (não mostrado). Se resfriada desta maneira para a seringa 20 da primeira modalidade, o condensado de respiração pode em seguida ser produzido dentro da câmara central 324 de maneira mais eficiente.

Contudo, uma vez que as estruturas de obstrução 62 ocupam o interior da câmara central 324, a remoção do condensado coletado sobre elas pode requerer lavagem do interior da câmara central 324 com uma so- lução tampão adequada 72, de volume e composição conhecidos. Por exemplo, a solução pode consistir em água destilada, ou água que contém um corante orgânico pára indicar o pH da solução utilizando colorimetria vi- sual ou espectro-fotométrica. Em um método preferencial de operação da modalidade alternativa mostrada na Figura 10, o aparelho 310 é orientado horizontalmente (não mostrado) e condensado de respiração é coletado so- bre as superfícies internas 44 da câmara central 324 sobre as estruturas de obstrução 62, da mesma maneira como descrito com relação à primeira mo- dalidade. O aparelho 310 pode então ser girado para a orientação vertical mostrada na Figura 10. Com o aparelho 310 na orientação ilustrada, a tampa de saída 60 pode ser removida sem perigo de o condensado dentro da se- ringa 320 escapar. Dispositivo de conexão adequado, tal como roscas de parafuso correspondentes ou similares são preferivelmente fornecidas sobre a seringa 320 e a tampa de saída 60, para facilitar tal remoção.

Uma vez que a tampa de saída 60 tenha sido removida a solu- ção tampão 72 pode ser adicionada à câmara central 324 para lavar da mesma o condensado coletado. Soluções tampão e volumes adequados serão evidentes para aqueles versados na técnica. A Figura 12 é uma vista esquemática em seção transversal de um tubo de ensaio removível 70 para utilização com o aparelho da Figura 10. Com a tampa de saída 60 removida e o aparelho orientado como mostrado na Figura 10, um tubo de amostra 70, tal como aquele mostrado na Figura 12, pode ser fixado sobre a extremidade aberta da seringa 320 para fechar aquela extremidade. A Figura 13 é uma vista esquemática em seção transversal lateral do aparelho de coleta de condensado de respiração 310 da Figura 10, com o tubo de amostra 70 ins- talado sobre a mesma. Uma vez que o tubo de amostra 70 esteja no lugar, todo o aparelho 310 pode ser invertido para a orientação mostrada na Figura 13, fazendo assim com que a solução tampão 72 lave o condensado de res- piração coletado para o fundo da seringa 320 e para o interior do tubo de amostra 70, uma vez coletado no tubo de amostra 70, o tubo de amostra 70 pode, uma vez mais, ser removido e o condensado tamponado 74 pode ser separado para teste, como desejado.

Em uma variação das diversas modalidades descritas aqui, qualquer uma das seringas 10,110, 210, 310 podem, alternativamente, ser resfriadas através de uma reação endotérmica tal como aquela criada quan- do NH4NO3 é hidratado com água em uma relação molar de 1:4, para produ- zir uma temperatura abaixo de 0°C por aproximadamente 10 minutos. Isto pode ser facilitado armazenando água no espaço entre as paredes da serin- ga 10, 110, 210, 310 em ampolas que podem ser quebradas, circundadas por NH4NO3 seco ou vedando apenas NH4NO3 no mesmo espaço, a ser hi- dratado ou injetado de outra forma com a água através de uma porta para a agulha. NH4NO3 pode ser preparado, uma vez que a reação pode ser dispa- rada injetando 0 material NH4NO3 com um volume pré-ajustado de água da bica ou salmoura através da porta de agulha, semelhante à maneira em que uma enfermeira iria "lavar" uma linha IV, porém deveria ser evidente que ou- tros materiais podem, da mesma forma, ser utilizados para criar uma reação endotérmica adequada. Por exemplo, um refrigerante gel comercial, que pode ser ativado por ligeira compressão da parede externa da seringa, pode, da mesma forma, ser utilizado. Um tal material é Cold Ice, produzido por Cold Ice, Inc. de Oakland, Califórnia.

Uma vez que a amostra seja obtida utilizando qualquer um dos diversos aparelhos 10,110, 210, 310 descritos aqui, ou por meio de algum dispositivo alternativo, uma bateria de testes pode ser realizada na amostra para detectar isquemia pulmonar. A bateria de testes pode incluir medir ou testar para fibrinopeptídeos, tromboxanos B2, fator ativador de plaquetas, leucotrienos C, D e E, relação de monóxido de carbono para ácido nítrico e quimiocina e outras proteínas. Cada um destes tem finalidades específicas como descrito abaixo. Os diversos testes podem ser todos realizados em uma maneira bem conhecida daqueles versados na técnica.

Acredita-se que medições de fibrinopeptídeos em condensado de respiração tenha 0 potencial para permitir medição mais localizada da presença de coágulo na vasculatura do pulmão. Como descrito anterior- mente, trombina corta fibrinogênio A peptídeo de fibrinogênio como um pré- requisito para gelificação de fibrina. Devido à sua pequena dimensão, é feita a hipótese que fibrinopeptídeos irão atravessar a membrana alveolar e se equilibrar no fluido alveolar, e isto será descoberto no condensado exalado.

Assim, a presença de fibrinopeptídeos na amostra de condensado de respi- ração deveria indicar a presença de coágulo.

Também, constrição vascular pulmonar pode ser detectada me- dindo PGF2a, tromboxano B2, leucotrienos C, D e E, e a relação de CO:NO no condensado, fornecendo assim uma base para iniciar a terapia vasodila- tadora pulmonar ou inibição COX1,2. O laboratório utilizou uma oclusão vas- cular pulmonar experimental (PVO) induzida por meio de infusão venosa de microesferas de poliestireno em um rato para determinar três descobertas principais relacionadas à análise de condensado de respiração. Descobriu- se teor aumentado de PGF2a, tromboxano B2, fator de ativação de plaquetas (PAF) e leucotrienos C, D e E vasoconstritores nas lavagens de pulmão em nosso modelo rato. (Nakos, Am. J. Resp. Crit. Care Med. 1998,158:1504). A magnitude da concentração destes agentes vasoconstritores correlacionou com a severidade de hipoxemia e hipertensão pulmonar. Também desco- briu-se expressão extremamente elevada de codificação de gene hemo- oxigenase-1, porém a ausência quase completa de expressão da codificação de gene para enzima induzível, óxido nítrico sintase. Hemo-oxigenase pro- duz monóxido de carbono (C) a partir de heme substratos enquanto hemo óxido nítrico sintase produz óxido nítrico. Ambas são substâncias vasodila- tadoras. Em ratos submetidos a PVO descobriu-se aumentos prematuros em expressão de gene pulmonar de atrator de neutrofila attractant 1 and 2 (CINC 1 & 2) induzido por citocina e proteína de quimioatrator monóci- to/macrofágica (MCP) 1 e 2, e proteínas inflamatórias de monóci- to/macrofágicas (MIP) 1 α e 1 β, com aumentos concomitantes em cada proteína nas lavagens a partir das vias aéreas e alvéolos do pulmão, obtidas tão cedo quanto 2 horas depois da indução de PE, e durando até 18 horas depois da indução de PE. As moléculas chemoattractants podem provocar a migração de leucócitos para a área afetada e através deste mecanismo po- dem potencializar dano durante reperfusão terapêutica.

Além disto, a presença de certas quimiocinas em condensado exalado acredita-se predispor a dano de reperfusão. As quimiocinas desco- bertas em ratos incluíam CINC 1, CINC 2, MIP 1a, MIP 1β e MCP 1 e 2. Os homólogos humanos que serão testados em nosso dispositivo irão incluir CXCL1, CXCL 2 e CXCL3; CCL 2, CCL 3, CCL 4 e CCI 8, utilizando nomen- clatura delineada porZIotnicl e Yoshie, Immunity, 2000,12:121-127. Investi- gadores descobriram quimiocinas com um modelo inflamatório de hiperten- são pulmonar. (Kimura, Lab. Invest. 1998 78:571-81; Ikeda, Am. J. Physiol.

Heart Circ. Physiol. 2002, 283(5):H2021-8). Diferentemente do modelo PVO "in vivo", que provoca primariamente escoamento de sangue obstruído, o modelo no último estudo incita inflamação e remodelagem, o que, durante semanas, conduz a oclusão vascular. Da mesma maneira, investigadores descobriram expressão de quimiocina aumentada em pulmões submetidos à ligação hilar ou fixação, o que interrompe ambos, perfusão e ventilação. O último modelo difere de maneira significativa de PVO "in vivo", uma vez que a ventilação alveolar continua com PVO "in vivo". Assim, o insulto sistêmico difere de PVO "in vivo" contra ligação hilar.

Com base na informação precedente, é facilmente entendido por aquelas pessoas versadas na técnica, que a presente invenção é suscetível de ampla utilização e aplicação. Diversas modalidades e adaptações da pre- sente invenção, diferentes daquelas descritas aqui especificamente, bem como diversas variações, modificações e arranjos equivalentes, são eviden- tes a partir de, ou razoavelmente sugeridos pela, presente invenção e suas descrições precedentes, sem se afastar da substância ou escopo da pre- sente invenção. Conseqüentemente, embora a presente invenção tenha sido descrita aqui em detalhe com relação à sua modalidade preferencial, deve ser entendido que esta descrição é apenas ilustrativa e tomada como exem- plo da presente invenção, e é feita meramente para a finalidade de fornecer uma descrição completa e habilitadora da invenção. A descrição precedente não tem intenção de ser construída para limitar a presente invenção ou, de outra forma, excluir quaisquer tais outras modalidades, adaptações varia- ções, modificações ou arranjos equivalentes; a presente invenção sendo limitada apenas pelas reivindicações anexadas a ela e seus equivalentes.

Embora termos específicos estejam empregados, aqui eles são utilizados em um sentido genérico e descritivo apenas, e não para a finalidade de li- mitação.

Claims (24)

1. Aparelho coletor de condensação de respiração (10) compre- endendo: uma câmara central tendo paredes laterais duplas e primeira e segunda extremidades opostas, em que as paredes laterais duplas incluem uma parede de lado interno (22) e uma parede de lado externo (32) em rela- ção de espaçamento uma em reação à outra, a câmara central incluído uma parede de extremidade na segunda extremidade da mesma; um material refrigerante (34) selado entre as paredes de lado interno e externo (22,32) para refrigerar pelo menos as paredes internas (22) da câmara central; um conjunto de entrada de respiração (50) disposta no exterior da parede de lado externo (32) da câmara central e penetrando ambas as paredes laterais interna e externa (22,32) de modo que o interior do conjunto de admissão de respiração (50) está em comunicação fluida com o interior da câmara central; uma porta coletora de condensação de respiração (139) disposta na parede de extremidade da câmara central, em comunicação fluida com o interior da câmara central, caracterizado pelo fato de que o aparelho ainda compreende um conjunto de êmbolo tendo um pistão (26) e manipulo (30), em que o pis- tão (26) está disposto de maneira deslizante no interior da câmara central em contato justo com a parede lateral interna (22) e em que o cabo (30) se estende a partir da primeira extremidade da câmara central de modo a per- mitir que o pistão (26) seja movido dentro da câmara central; em que o pistão (26) inclui uma superfície voltada em direção à segunda extremidade da câmara central, em que uma protuberância (127) está disposta na superfície do pistão (26), e em que a protuberância (127) é adaptada para se encaixar na porta coletora de condensação de respiração (139) quando o conjunto de êmbolo é totalmente comprimido na câmara cen- tral, e em que a protuberância (127) é proporcionada com um ou mais con- dutos para condensação para facilitar a condução da porta coletora de con- densação de respiração (139).

2. Aparelho coletor de condensação de respiração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto de êmbo- lo é ajustável entre uma posição totalmente retrátil e uma posição totalmente comprimida, e em que quando o êmbolo está em uma posição totalmente retraída, a comunicação fluida entre o conjunto de admissão de respiração (50) e a câmara central permanece entre o pistão (26) e a segunda extremi- dade da câmara central.

3. Aparelho coletor de condensação de respiração, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a localização do conjunto de admissão de respiração (50) no exterior da parede de lado exte- rior (32) da câmara central é adjacente à primeira extremidade da câmara central.

4. Aparelho coletor de condensação de respiração, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a localização do conjunto de admissão de respiração (50) está abaixo da câmara central.

5. Aparelho coletor de condensação de respiração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porta coletora de condensação de respiração (139) e a protuberância são cada uma em forma semicônica.

6. Aparelho coletor de condensação de respiração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um ou mais sulcos são dispostos nos lados das protuberâncias (127) para facilitar a condução de respiração condensada através da porta coletora de respiração conden- sada (139).

7. Aparelho coletor de condensação de respiração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um ou mais passa- gens internas (231,233) são dispostas no interior da protuberância (127) pa- ra facilitar a condução de respiração condensada através da porta coletora de respiração condensada (139).

8. Aparelho coletor de condensação de respiração, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma estrutura de tubo oco rígido que se estende a partir de uma das passa- gens internas através da qual fluido a partir do interior da protuberância pode ser direcionado.

9. Aparelho coletor de condensação de respiração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma porta coletora de condensação de respiração (139) está disposta no exterior da parede lateral externa (32) da câmara central (24) adjacente à segunda extremidade da mesma.

10. Aparelho coletor de condensação de respiração, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a porta coletora de condensação de respiração (139) está disposta no fundo da câmara central (24), o aparelho coletor de respiração condensada (10) ainda compreende uma saída (38) e uma válvula de saída (42) disposta no topo da parede late- ral externa (32) da câmara central (24) adjacente à segunda extremidade da mesma.

11. Aparelho coletor de condensação de respiração, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma tampa (37) para vedar temporariamente a porta coletora de condensa- ção de respiração (139).

12. Aparelho coletor de condensação de respiração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que define um eixo prin- cipal em que o conjunto de admissão de respiração (50) inclui um bocal (52) e uma estrutura de tubo (56) conectando o bocal (52) ao lado da câmara central (24), e em que o bocal (52) é geralmente orientado em paralelo ao eixo principal do aparelho coletor de condensação de respiração (10).

13. Aparelho coletor de condensação de respiração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende pelo menos um grampo (31) montado na primeira extremidade da câmara central (24) para bloquear a alavanca (30) do conjunto de êmbolo de uma posição totalmente comprimida para facilitar o transporte ou manuseamento do aparelho coletor de condensação de respiração (10) até que o condensa- do de respiração coletado no mesmo possa ser removido.

14. Aparelho coletor de condensação de respiração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende uma ou mais estruturas de obstrução (62) dispostas no interior da câmara central (24) para aumentar a área de superfície na qual a condensação pode se formar.

15. Aparelho coletor de condensação de respiração, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que as estruturas de obstrução (62) incluem estruturas semelhantes a um gradeado.

16. Aparelho coletor de condensação de respiração, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que as estruturas de obstrução (62) incluem estruturas geométricas discretas.

17. Aparelho coletor de condensação de respiração, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que as estruturas geo- métricas discretas incluem objetos esféricos.

18. Aparelho coletor de condensação de respiração, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que as estruturas geo- métricas discretas são formadas em metal.

19. Aparelho coletor de condensação de respiração, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que as estruturas geo- métricas discretas são formadas em vidro.

20. Aparelho coletor de condensação de respiração, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que as estruturas de obstrução (62) são fixadas no interior da câmara central (24).

21. Aparelho coletor de condensação de respiração, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que as estruturas de obstrução (62) estão flutuando livremente no interior da câmara central (24).

22. Aparelho coletor de condensação de respiração, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o movimento das estruturas de obstrução (62) é restrito a uma porção particular da câmara central (24).

23.

Aparelho coletor de condensação de respiração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a localização do con- junto de admissão de respiração (50) está debaixo da câmara central (24).