ES2865450T3

ES2865450T3 - Sistema de tratamiento para la limpieza de un elemento componente contaminado con biopelícula, en particular de una pieza de implante

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Publication number: ES2865450T3
Application number: ES17811210T
Authority: ES
Inventors: Markus Schlee
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-11-18
Filing date: 2017-11-17
Publication date: 2021-10-15
Anticipated expiration: 2037-11-17
Also published as: US20190328913A1; CN110087583A; EP3541320B1; EP3323380A1; ES2784314T3; EP3541320A1; CN110087583B; EP3323380B1; US20220071747A1; WO2018091652A1

Abstract

Sistema de tratamiento (1) para la limpieza de un elemento componente contaminado con biopelícula, en particular para la limpieza de superficies contaminadas por bacterias de implantes óseos o implantes dentales (30), con por lo menos dos elementos de conducción (2, 4) conectados a una unidad de suministro (10) eléctrica para formar un circuito de corriente eléctrico, de los cuales uno se puede poner en contacto eléctrico con el elemento componente que requiere tratamiento caracterizado por que por lo menos uno de los elementos de conducción (2, 4) está realizado como electrodo de diamante (26) dopado con boro.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de tratamiento para la limpieza de un elemento componente contaminado con biopelícula, en particular de una pieza de implante

La invención se refiere a un sistema de tratamiento para la limpieza de un elemento componente contaminado con biopelícula, en particular para la limpieza de superficies contaminadas por bacterias de implantes óseos o implantes dentales, con por lo menos dos elementos de conducción conectados a una unidad de suministro eléctrica para formar un circuito de corriente eléctrico, de los cuales uno se puede poner en contacto eléctrico con el elemento componente que requiere tratamiento.

Un sistema de tratamiento de este tipo es conocido de la publicación internacional WO 2014/122188 A1.

Este sistema de tratamiento está previsto en particular para el uso con una pieza de implante y para la limpieza de una pieza de implante dental. Una limpieza de este tipo de una pieza de implante puede ser deseable o necesaria para garantizar o favorecer el crecimiento o la conservación del implante que se desea insertar o insertado dentro de la sustancia ósea. En la superficie dura rodeada por tejidos y líquido de tejidos de los implantes se puede formar concretamente una biopelícula que es colonizada por bacterias, las cuales pueden provocar en última instancia infecciones crónicas y recurrentes o también pérdida de hueso indeseable. Este cuadro clínico se denomina como periimplantitis. En particular en el ámbito dental al igual que en el caso de la periodontitis una combinación de higiene bucal descuidada, la adherencia de biopelícula a la superficie habitualmente microrrugosa del implante dental y otros factores son causantes del cuadro clínico de la periimplantitis, la cual se caracteriza por un creciente deterioro y destrucción del tejido blando y duro. Las áreas en las cuales se retrae el tejido blando y/o duro se recubren en este caso normalmente con una biopelícula.

El documento US 2016/000947 A1 divulga otro sistema de tratamiento para la limpieza de un elemento componente contaminado con biopelícula.

El procedimiento de limpieza descrito en la solicitud mencionada se basa en el concepto de matar y/o eliminar partiendo desde la superficie del implante los gérmenes o la biopelícula que forman la contaminación, sin dañar en este caso la superficie del implante. Para ello está previsto un proceso electrolítico, en el cual se transportan iones (cationes y/o aniones) mediante fuerzas electroestáticas a través de la biopelícula. Estos iones reaccionan en la superficie del implante químicamente o electroquímicamente. A través de estas reacciones se crean nuevos compuestos de material y/o los propios iones y/o partes de estos iones se convierten al estado atómico. Asimismo existe además la posibilidad de que los iones reaccionen con el material de superficie (p. ej. formación de una capa de óxido o arranque de material).

El efecto germinicida de este proceso se basa en diferentes efectos. Por un lado por medio de la aplicación de una tensión eléctrica iones de la propia biopelícula (también de las bacterias) se transportan hasta el ánodo o cátodo. Esto puede conducir a la muerte de bacterias y virus. Además mientras pasan por la biopelícula los iones pueden experimentar reacciones bioquímicas, lo que también puede conducir a la muerte de bacterias y/o virus. Otra posibilidad más de la muerte consiste en que los compuestos de material recién formados en la superficie del implante tengan efecto antibacteriano y/o antiviral y/o antifúngico. Esto también puede pasar naturalmente si los iones pasan al estado atómico.

El sistema de tratamiento descrito en la solicitud mencionada está diseñado para una manipulación considerada especialmente sencilla y un uso especialmente flexible, sin que sea necesario un desmontaje de la prótesis en el caso de un implante infestado por biopelícula solo levemente en comparación. Para ello el sistema conocido incluye dos elementos de conducción realizados a modo de electrodos, de los cuales uno se puede poner directamente en contacto eléctrico con el elemento componente que requiere tratamiento, en donde el otro forma una cánula de comunicación para introducir el líquido que contiene iones dentro del entorno del elemento componente que requiere tratamiento y al mismo tiempo a través del aprovechamiento de la conductividad eléctrica del líquido de tratamiento el segundo conducto de conexión necesario para la formación del circuito de corriente cerrado para la unidad de suministro eléctrica común.

Los iones necesarios debido al concepto para el uso del sistema de tratamiento conocido de la solicitud mencionada se proporcionan allí al proporcionarse un líquido de tratamiento que contiene iones apropiado y al suministrarse a través de la cánula de comunicación dentro del área espacial que se desea tratar. En este caso el líquido de tratamiento está seleccionado y compuesto de forma apropiada precisamente en relación a su contenido de iones (por ejemplo proporcionados por medio de sales o proporciones de ácidos) en cuanto a las exigencias en relación a la tolerancia, la acción sobre el tejido humano y similares; sin embargo por otro lado son necesarios en cuanto al éxito del tratamiento deseado y la eficacia al matar gérmenes ciertos componentes iónicos, los cuales podrían ser desventajosos en cuanto a la tolerancia y la biocompatibilidad. Además la provisión eficaz del líquido de tratamiento necesario puede ser costosa.

La invención se basa por lo tanto en la tarea de indicar un sistema de tratamiento del tipo mencionado arriba, con el cual se posibilita el éxito de tratamiento deseado sin la necesidad del suministro de un líquido de tratamiento que contiene iones. Esta tarea se soluciona de conformidad con la invención al estar realizado por lo menos uno de los elementos de conducción en el área de su extremo libre como electrodo de diamante dopado con boro.

Diseños ventajosos de la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes. Otros diseños y/o diseños ventajosos alternativos de la invención también se desprenden de la descripción de las figuras.

Con “electrodo de diamante” se debe entender en este caso en particular un electrodo, el cual está construido en su área de superficie, por medio de la cual puede producirse una interacción con el entorno, a partir de diamante como material de base, de conformidad con la invención a partir de diamante dopado con boro. En particular un electrodo de diamante de este tipo puede estar construido a partir de un cuerpo básico metálico o cerámico, el cual está provisto de un revestimiento de diamante. Fundamentalmente en concreto el diamante es apropiado para el uso como material de electrodo único. Si el diamante se dopa de conformidad con la invención con poco porcentaje de boro, entonces surge en vez del diamante no conductor un cristal de diamante semiconductor. Si estos cristales de diamante se proveen por ejemplo en un funcionamiento bipolar de una sobretensión de pocos voltios, entonces la superficie de diamante muestra una fuerza de oxidación especialmente alta, sin que en este caso sea sin embargo propiamente dañado o absolutamente destruido. El diamante dopado con boro ofrece una superficie conductora para la producción de radiales de hidroxilo de vida corta o iones OH-. Al contactar con impurezas orgánicas estos se oxidan directamente a dióxido de carbono (CO²) y agua (H²O). Los radicales de hidroxilo sobrantes se estabilizan al reaccionar con agua y carbonato de sodio denso de ceniza (AD soda) a agentes oxidantes (oxígeno activo). Los percarbonatos y peróxidos formados en este caso proporcionan un efecto de depósito para la desinfección, por el cual se puede impedir la formación de microorganismos indeseados o se pueden desactivar los gérmenes generados. Por consiguiente el uso de electrodos de diamante es conocido por ejemplo para el tratamiento de agua electroquímico, como esto está descrito en la publicación internacional w O 2009/052163 A2.

De especial importancia para la finalidad de uso prevista a partir de ahora en un sistema de tratamiento del tipo mencionado es en este caso sin embargo que conjuntamente con y correspondientemente a los radicales de hidroxilo o iones OH- como consecuencia de la descomposición de moléculas de agua que tiene lugar en el electrodo de diamante también surgen iones de hidrógeno o H+, los cuales son particularmente importantes para el tratamiento previsto preferiblemente de un elemento componente contaminado con biopelícula u otras impurezas depositadas. En el caso del circuito eléctrico apropiado del elemento componente que se desea tratar como cátodo (o como “polo negativo”) del circuito de corriente precisamente los iones H+ generados en el electrodo de diamante migran hasta el elemento componente, en donde estos penetran en la biopelícula depositada en este. En particular debido al reducido tamaño de los iones H+ estos pueden penetrar relativamente fácil en la biopelícula o posiblemente hidrocarburos o similares depositados en la superficie y llegar como tales hasta el cátodo, es decir hasta el elemento componente que requiere tratamiento. En el cátodo, es decir en la superficie del elemento componente que requiere tratamiento, los iones H+ se reducen y toman un electrón, de manera que se forma hidrógeno (H²) molecular. Este hidrógeno molecular surge directamente en la superficie del elemento componente conmutado catódicamente y por lo tanto debajo de la biopelícula que se adhiere o las otras impurezas que se adhieren, como por ejemplo hidrocarburos. El hidrógeno que surge forma burbujas de gas, que a continuación suben y se emiten a la atmósfera. En este caso estas burbujas de gas penetran en la biopelícula o las otras impurezas que se adhieren, en donde estas se desprenden de la superficie del elemento componente y son “arrastradas”. A través de un seguimiento constante preferiblemente previsto de un líquido de lavado, por ejemplo agua, las impurezas desprendidas se diluyen constantemente y son arrastradas de la superficie del elemento componente que se desea tratar, de manera que se puede lograr una limpieza duradera y fiable.

A través del uso previsto a partir de ahora de un electrodo de diamante tal en el sistema de tratamiento para la limpieza de un elemento componente provisto de biopelícula se puede lograr por lo tanto que los iones necesarios para el tratamiento combinado previsto conforme al concepto a partir de presurización con corriente eléctrica por un lado y tratamiento con iones apropiados por otro lado no se deban suministrar obligatoriamente desde el exterior y por medio de un suministro costoso. Más bien estos iones se pueden generar en forma de los iones H+ que surgen en el electrodo de diamante durante la conducción del proceso y por medio del proceso mismo directamente in situ. El sistema de tratamiento modificado de esta forma puede pasar por lo tanto sin suministro significativo de iones activos; solamente es necesaria la conducción del proceso en entorno acuoso o suministrando un líquido de tratamiento acuoso o a base de agua, de manera que en el electrodo de diamante puede tener lugar la descomposición de moléculas de agua formando los radicales de hidroxilo y los iones H+.

Los elementos de conducción están preferiblemente conectados respectivamente con un polo de una unidad de suministro de corriente, de manera que a través de manipulación apropiada y contacto con elementos conductores correspondientes se puede formar un circuito de corriente eléctrico. En una forma de realización preferida el o los elementos de conducción reales están en este caso configurados a modo de electrodos formados con forma de aguja, de manera que un usuario puede posicionar el extremo libre respectivo, es decir el extremo no conectado con el suministro eléctrico por medio de un cable de conexión, del electrodo con forma de aguja localmente de forma muy precisa en un lugar de destino y puede crear con ello el circuito de corriente de forma muy precisa.

En un diseño ventajoso alternativo o adicional la parte diseñada como electrodo de diamante del elemento de conducción respectivo está diseñada para una superficie efectiva particularmente grande, de manera que se puede proporcionar una superficie efectiva particularmente grande para la descomposición pretendida de las moléculas de agua. Para ello el electrodo de diamante puede estar diseñado por ejemplo como cilindro hueco, de manera que como superficie efectivamente eficaz está disponible tanto la superficie exterior como también la superficie interior del cilindro hueco. Alternativa o adicionalmente la superficie del electrodo de diamante también puede estar provista de una estructura, por ejemplo una estructura de panal o de rejilla y/o de rugosidad aplicada, de manera que se da una ampliación de la superficie efectiva incluso en el caso de dimensiones exteriores inalteradas. Además el electrodo de diamante puede estar posicionado relativamente cerca del extremo libre del elemento de conducción respectivo o también estar diseñado como su punta de contacto libre, de manera que la producción de los iones H+ de acuerdo con el proceso prevista puede tener lugar relativamente cerca de su lugar de uso previsto, es decir por ejemplo en proximidad directa a la biopelícula que se desea tratar.

Para simplificar el tratamiento y la manipulación, el circuito de corriente iónico y el circuito de corriente de electrones pueden estar realizados en una forma de realización preferida en un elemento componente. En este caso estos pueden estar dispuestos uno junto al otro o coaxialmente uno dentro del otro. La realización coaxial puede estar diseñada de tal manera que el circuito de corriente de electrones puede estar realizado en el interior del circuito de corriente iónico (o al revés).

Fundamentalmente y de acuerdo con el concepto el funcionamiento del sistema de tratamiento no depende del suministro de un líquido de tratamiento especial o separado, ya que los iones necesarios para el tratamiento se generan directamente durante la conducción del proceso. Sin embargo es favorable para la conducción del proceso y por lo tanto preferido un suministro suficiente y ventajosamente continuo de un agente de lavado, preferiblemente agua o un líquido a base de agua, de manera que por un lado siempre está garantizada una reserva de agua suficiente en el entorno del electrodo de diamante y con ello la producción continua de los iones H+, en donde por otra parte por medio del flujo de agente de lavado también se pueden purgar de manera fiable y continua los componentes desprendidos de la biopelícula o de las impurezas.

Alternativa o adicionalmente está prevista ventajosamente una cánula de comunicación prevista para la extracción de un líquido de tratamiento, por ejemplo en forma de una pipeta o lanza de aplicación. Como líquido de tratamiento se suministra en este caso preferiblemente un líquido que contiene agua o a base de agua para proporcionar en el área del electrodo de diamante una reserva de agua suficiente para la generación de los radicales de hidroxilo e iones H+. Ventajosamente en este caso el espacio interior de la cánula de comunicación está conectada con conductividad eléctrica con la unidad de suministro eléctrica, de manera que el propio líquido de tratamiento suministrado en el área de la cánula de comunicación puede formar el circuito de corriente para la unidad de suministro.

En una aplicación particularmente preferida, la cual también se considera como independientemente innovadora, se usa el electrodo de diamante y con este en particular también el sistema de tratamiento explicado anteriormente para la limpieza de una pieza de implante dental, en particular de un implante dental también denominado como “pieza de poste”, de una pieza de montaje también denominada como “pilar” para un implante dental, de una corona o similares. El tratamiento o limpieza de la pieza de implante se puede realizar en este caso en una forma de realización preferida en estado insertado del implante, es decir en particular en la cavidad bucal del paciente. En un uso alternativo muy particularmente preferido el electrodo de diamante y con este en particular el sistema de tratamiento explicado anteriormente se puede utilizar sin embargo también por fuera de la boca del paciente, por ejemplo en un baño de tratamiento, para la limpieza y en su caso también desinfección de una pieza de implante, en particular también de elementos componentes nuevos de fábrica.

De particular importancia para el comportamiento de crecimiento (así denominada osteointegración) de implantes dentro del tejido óseo es precisamente su superficie en cuanto a la hidrofilia: como se ha demostrado en investigaciones, tras la inserción de un implante una superficie hidrófila favorece un buen flujo sanguíneo del tejido óseo circundante, la cual también es a su vez beneficiosa para la osteointegración. Por eso un afán al fabricar implantes nuevos de fábrica es proporcionarlos con una superficie hidrófila beneficiosa para la osteointegración. Sin embargo también se ha demostrado que los implantes preparados de fábrica de esta manera se degradan con el tiempo, en particular en el caso de un almacenamiento muy largo o no suficientemente cuidado, en lo referente a sus propiedades de superficie, de manera que una superficie originalmente diseñada de forma hidrófila se puede volver hidrófoba en determinadas circunstancias y con ello puede empeorar considerablemente el comportamiento de crecimiento del implante. Como ha resultado sorprendentemente, a través del tratamiento previsto a partir de ahora conforme a la invención en una variante de la presente invención de un implante -cuando no nuevo de fábrica- antes de su inserción la hidrofilia de la superficie se puede restaurar de forma fiable con un electrodo de diamante y el concepto de tratamiento descrito anteriormente. Por lo tanto de forma particularmente preferida un implante, en particular un implante dental, se trata antes de su inserción en el tejido óseo con el sistema de tratamiento mencionado.

En una variante alternativa y también pretendida como independientemente innovadora se usa un electrodo de diamante del tipo descrito, en particular el sistema de tratamiento del tipo mencionado anteriormente, para la desinfección o incluso esterilización de un elemento componente, por ejemplo de un implante previsto para la inserción en la sustancia ósea, o sin embargo también de materiales de osteosíntesis como por ejemplo placas o tornillos o también instrumentos o herramientas médicos o terapéuticos. Precisamente las medidas de esterilización de los instrumentos médicos o quirúrgicos que se deben tomar con antelación a una operación u otra intervención en el cuerpo humano pueden ser en concreto relativamente costosas y estar ligadas a altos tiempos de preparación. Como ha resultado de forma totalmente sorprendente, una esterilización de instrumentos de este tipo puede realizarse de manera fiable y con tiempos de tratamiento extremadamente cortos en un sistema de tratamiento del tipo mencionado, lo que conlleva considerables ventajas de costes y tiempo.

En otra variante alternativa y también pretendida como independientemente innovadora se usa un electrodo de diamante del tipo descrito para la limpieza y/o tratamiento de hélices, aparatos de gobierno y/o cascos de barcos, los cuales están infestados de incrustaciones. Las mediciones de fricción mostraron que la resistencia de un barco en el agua puede aumentar debido a las incrustaciones en hasta 50 %. Esto significa un aumento indeseado del consumo de energía y una reducción de la velocidad con la que se puede navegar el barco o la embarcación. El fenómeno de la contaminación y de la incrustación de cascos de barcos u otras partes de barco con algas, moluscos y otros componentes orgánicos e inorgánicos depende de la calidad del agua (agua dulce, agua salada, contaminación, eutrofización), de la temperatura, de la incidencia de luz y de la contaminación industrial.

Habitualmente una capa de pintura de protección con antiincrustamiento u otras sustancias no puede evitar totalmente una incrustación, y esta se disuelve con el tiempo. Por lo tanto es habitualmente necesaria una limpieza a mano, la cual es laboriosa y costosa (inmersión, elevación del barco). Alternativamente también son posibles chorros de arena, lo que sin embargo también influye negativamente a la resistencia a la fricción de la hélice. Las capas de pintura son tóxicas y nocivas para el medio ambiente.

Según la variante considerada como independientemente innovadora prevista ahora todas estas sedimentaciones y deposiciones de superficies metálicamente conductoras (hélices, cascos de barco metálicos, aparatos de gobierno, cascos de plástico conductores, etc.) se pueden eliminar con el método galvanoeléctrico. Para ello el elemento componente respectivo, por ejemplo la hélice, se conecta adecuadamente con una fuente de tensión (por ejemplo batería de plomo, toma de corriente y/o transmisor de tensión) y se carga negativamente. Además un electrodo de diamante se posiciona a cierta distancia. El electrodo de diamante desintegra como se describió anteriormente moléculas de agua formando radicales de hidroxilo e iones H+, y el agua salada es de todos modos un electrolito, de manera que existe la conductividad necesaria para el tratamiento galvánico.

Durante la realización del tratamiento bajo una alcalinización insignificante para el proceso los iones H+ que surgen se infiltran en las sedimentaciones inorgánicas y orgánicas y migran al ánodo, es decir al elemento componente que se desea tratar (p. ej. la hélice). Lo mismo pasa en el caso de asentamientos de percebes, mejillones, etc. Estos están fijados al casco del barco precisamente por medio de adhesivo de molusco o similar, pero permanecen en intercambio de agua constante con el entorno. En el ánodo los iones H+ se recombinan tomando un electrón a hidrógeno molecular, y surge H². Este forma inmediatamente en el área de la superficie del elemento componente burbujas de gas, y al escapar y subir hasta la superficie del agua estas provocan un desprendimiento mecánico de los depósitos.

El procedimiento según esta variante independientemente innovadora es sencillo, ahorra la puesta en seco de los barcos o embarcaciones y una limpieza mecánica, que a menudo

debe ser realizada laboriosamente por submarinistas. Para la realización de este procedimiento es concebible aplicar la tensión directamente con una pinza en el eje del tornillo, en conductores de las paredes del barco o similares. Alternativa o adicionalmente en el barco podría estar ya previsto un dispositivo, con el cual el eje se puede cargar negativamente y por lo tanto también se cargaría negativamente el tornillo.

Las ventajas alcanzadas con la invención consisten en particular en que por medio del uso de un electrodo de diamante en el sistema de tratamiento los iones necesarios para la conducción del proceso prevista en el elemento componente o implante que requiere tratamiento se pueden generar directamente “ in situ” y en proximidad directa a la zona de tratamiento real mediante la transformación de moléculas de agua en el electrodo de diamante liberando radicales de hidroxilo e iones H+. Estos representan un agente de limpieza altamente eficaz, el cual se puede utilizar para el desprendimiento específico de impurezas, biopelícula o gérmenes.

Un ejemplo de realización de la invención se explica en más detalle mediante un dibujo. En este muestran:

La FIG. 1 un sistema de tratamiento para la limpieza de un elemento componente contaminado con biopelícula,

La FIG. 2 dos alternativas de un baño de limpieza usando el sistema de tratamiento según la FIG. 1,

La FIG. 3 un sistema de tratamiento según la FIG. 1 en sección aumentada,

La FIG. 4 un diseño alternativo del sistema de tratamiento según la FIG. 1 en sección aumentada,

La FIG. 5 un sistema de tratamiento alternativo en sección longitudinal por secciones (FIG. 5a), en vista lateral (FIG.5b) en sección transversal (FIG. 5c), y

La FIG. 6 un sistema de esterilización.

Las partes iguales están provistas en todas las figuras de los mismos símbolos de referencia.

El sistema de tratamiento según en la FIG. 1 está previsto para la limpieza de un elemento componente contaminado con biopelícula, en particular de una pieza de implante, y/o para la esterilización de un elemento componente o instrumento previsto para el uso dentro del o en el cuerpo humano. El sistema de tratamiento 1 está diseñado en este caso para un concepto de limpieza electrolítico, en el que el elemento componente que requiere tratamiento se presuriza de forma específica y localizada con iones y luego se genera un flujo de corriente a través del elemento componente que requiere tratamiento y en su caso el líquido de tratamiento. Para ello el sistema de tratamiento 1 incluye dos elementos de conducción 2, 4, los cuales para formar un circuito de corriente eléctrico están conectados respectivamente por medio de un cable de conexión 6, 8 a una unidad de suministro eléctrica 10.

El sistema de tratamiento 1 está diseñado en este caso en el ejemplo de realización para poder aplicar el flujo de corriente previsto para las finalidades de limpieza del elemento componente que requiere tratamiento de forma específicamente localizada en el área espacial que quiere tratamiento. Para posibilitar esto, los elementos de conducción 2, 4 están configurados en su área de extremo libre a modo de electrodos formados con forma de aguja, de manera que un usuario puede posicionar el extremo 12 o 14 libre respectivo, es decir no conectado con la unidad de suministro 10 por medio del cable de conexión 6, 8 respectivo del electrodo con forma de aguja localmente de forma muy precisa en un lugar de destino y con ello ajustar el circuito de corriente de forma muy precisa. El sistema de tratamiento 1 está construido en este caso según el principio de interpretación de que la corriente eléctrica se puede suministrar al elemento componente que requiere tratamiento y este se puede usar como electrodo.

Para ello en el ejemplo de realización según la FIG. 1 el elemento de conducción 2 está realizado a modo de un electrodo “convencional”, es decir en particular como elemento de metal con forma de aguja conductor de electricidad, pero también puede estar hecho de otro material conductor cualquiera. En este caso el elemento de conducción 2 está provisto en sus lados exteriores de un aislamiento eléctrico y presenta solamente en su extremo 12 libre una punta de contacto metálica que está libre. En caso de funcionamiento esta puede apretarse de forma apropiada contra el elemento componente que requiere tratamiento y por lo tanto crearse un contacto eléctrico con este. Alternativamente el elemento de conducción 2 también se puede conectar naturalmente al elemento componente, atornillarse a este o fijarse a este de forma apropiada de otra manera. El elemento de conducción 2 está conectado eléctricamente con uno de los polos de la unidad de suministro 10 eléctrica, en particular de una fuente de tensión o corriente.

A la unidad de suministro 10 eléctrica le está asignada una unidad de control 16, por medio de la cual la corriente suministrada o la tensión suministrada se pueden controlar y ajustar.

Por lo demás el sistema de tratamiento 1 incluye una cánula de comunicación 18, por medio de la cual un líquido de tratamiento se puede conducir y extraerse por medio de un orificio de salida 20. La cánula de comunicación 18 está integrada en este caso en el segundo elemento de conducción 4 y presenta por lo tanto en su área de extremo también una forma constructiva estirada longitudinalmente, de manera que es posible una extracción específicamente localizada y controlada del líquido de tratamiento. Por el lado de comunicación la cánula de comunicación 18 está conectada por medio de un tubo de conexión 22 con un recipiente de reserva 24 para el líquido de tratamiento. La unidad de control 16 actúa en este caso adicionalmente también sobre un sistema de transporte no representado en más detalle del tubo de conexión 22, con el cual se puede ajustar la tasa de flujo del líquido de tratamiento a través del tubo de conexión 22. Alternativamente sin embargo obviamente el segundo elemento de conducción 4 también puede estar realizado constructivamente de forma separada e independiente de la cánula de comunicación 18 y del tubo de conexión 22.

El sistema de tratamiento 1 está diseñado específicamente para un tratamiento combinado del elemento componente que requiere tratamiento con iones por un lado y mediante corriente por otro lado. Sin embargo para en este caso hacer prescindible el suministro de los iones previstos para el tratamiento desde una fuente externa y además hacer especialmente compatible el sistema también en caso de uso en tejidos humanos, el elemento de conducción 4 está diseñado en el área de su extremo 14 libre como electrodo de diamante 26, en el ejemplo de realización de conformidad con la invención como electrodo de diamante 26 dopado con boro. En caso de uso en un entorno acuoso y en caso de corriente de este electrodo de diamante 26 con parámetros apropiados, por ejemplo en un funcionamiento bipolar con una sobretensión de pocos voltios, se generan radicales de hidroxilo o iones OH- de vida corta. Al contactar con impurezas orgánicas estos se oxidan directamente a dióxido de carbono (CO²) y agua (H²O). Los radicales de hidroxilo sobrantes se estabilizan al estos reaccionar con agua y carbonato de sodio denso de ceniza (AD soda) a agentes oxidantes (oxígeno activo). Los percarbonatos y peróxidos formados en este caso proporcionan un efecto de depósito para la desinfección, por el cual se previene la formación de microorganismos indeseados o se pueden desactivar los gérmenes generados.

Conjuntamente con o correspondientemente a los radicales de hidroxilo o iones OH- surgen como consecuencia de la descomposición de moléculas de agua que tiene lugar en el electrodo de diamante 26 también iones de hidrógeno o H+, los cuales se pueden utilizar directamente para el tratamiento iónico del elemento componente que requiere tratamiento. En caso de conexión eléctrica apropiada del elemento componente que se desea tratar por medio del elemento de conducción 2 con el polo negativo de la unidad de suministro 10 eléctrica, es decir en caso de conmutación catódica del elemento componente que se desea tratar, los iones H+ generados en el electrodo de diamante 26 migran hasta el elemento componente, en donde estos penetran en la biopelícula depositada en este o en las impurezas depositadas en él como hidrocarburos. En la superficie del elemento componente que requiere tratamiento los iones H+ se reducen y toman un electrón, de manera que se forma hidrógeno (H²) molecular. Este hidrógeno molecular surge directamente en la superficie del elemento componente conmutado catódicamente y por lo tanto bajo la biopelícula que se adhiere o las otras impurezas que se adhieren, como por ejemplo hidrocarburos. El hidrógeno que surge forma burbujas de gas, las cuales suben a continuación y se emiten a la atmósfera. En este caso estas burbujas de gas penetran en la biopelícula o las otras impurezas que se adhieren, en donde estas se desprenden de la superficie del elemento componente y son “arrastradas”.

Por consiguiente el sistema de tratamiento 1 se podría utilizar también sin la cánula de comunicación 18 y por lo tanto sin el suministro de un líquido de tratamiento, en caso de que -por ejemplo en la cavidad bucal del paciente durante el tratamiento de un implante dental- en el contexto del proceso de tratamiento se encuentre agua suficiente para la formación de los radicales mencionados. Sin embargo la cánula de comunicación está preferiblemente prevista para garantizar en cada caso un suministro suficiente con agua como elemento básico para la producción de iones y en particular a modo de un lavado garantizar el transporte y la dilución constante de las impurezas desprendidas. Por consiguiente preferiblemente como líquido de tratamiento está previsto también un líquido a base de agua o con proporción de agua suficientemente alta.

Un ejemplo de realización para esta variante, en el caso de la cual la cánula de comunicación 18 no es obligatoriamente necesaria, está mostrado en la FIG. 2 para dos tipos de uso, en concreto para el tratamiento y/o esterilización de un implante dental 30 (FIG. 2a) nuevo de fábrica y para el tratamiento y/o esterilización de un pilar para un implante dental 30 (FIG. 2b). Este uso considerado como independientemente innovador representado en la FIG. 2 del electrodo de diamante 26 para finalidades de limpieza y esterilización es apropiado y preferido para una pluralidad de elementos componentes, por ejemplo para implantes de cualquier tipo y sus elementos constructivos o componentes, para instrumentos quirúrgicos u otros instrumentos médicos, en particular inmediatamente antes de su uso dentro del o en el cuerpo humano, para pilares de cicatrización y similares.

En la variante representada en la FIG. 2 está previsto el uso del sistema de tratamiento 1 a modo de un baño de agua. El elemento componente que requiere tratamiento, por ejemplo el implante dental 30, se conecta en este caso con el extremo 12 libre del elemento de conducción 2. Esto se puede realizar, como se muestra a modo de ejemplo en la FIG. 2b, por medio de una pinza 28 conectada por el lado de extremo al elemento de conducción 2. Como se muestra en la FIG. 2, el elemento componente respectivo, por ejemplo el implante dental 30, se sumerge para el tratamiento en un baño de limpieza reservado en un recipiente 29. El baño de limpieza contiene en este caso un líquido de tratamiento a base de agua seleccionado de forma apropiada, de manera que puede tener lugar la generación descrita arriba de los radicales de hidroxilo e iones H+. Además el electrodo de diamante 26 se sumerge en el baño de limpieza. Para el tratamiento luego se ajusta por medio de la unidad de suministro 10 un flujo de corriente a través del elemento componente, el baño de limpieza y el electrodo de diamante 26, de manera que de la forma descrita anteriormente los radicales previstos para la limpieza y esterilización se generan y descontaminan el elemento componente. De manera especialmente ventajosa un tratamiento de este tipo se efectúa en un implante dental 30 previsto para la inserción nuevo de fábrica para restaurar de esta forma de manera fiable la hidrofilia de la superficie preparada de fábrica correspondientemente.

Sin embargo alternativamente el sistema de tratamiento 1 también se puede usar para el tratamiento de un implante dental 30 ya insertado en el hueso maxilar de un paciente, como esto está mostrado en los ejemplos de realización según la FIG. 3 y FIG. 4.

En estos ejemplos de realización está previsto además el aprovechamiento de la conductividad eléctrica del líquido de tratamiento conducido dentro de la cánula de comunicación 18 para la formación de uno de los electrodos del circuito de corriente. En este caso la cánula de comunicación 18 está integrada en el elemento de conducción 4 diseñado como electrodo de diamante 26, de manera que se puede lograr una construcción particularmente compacta. En este caso el espacio interior de la cánula de comunicación 18 está conectado por su parte al cable de conexión 8 y por medio de este conectado eléctricamente con uno de los polos de la unidad de suministro 10 eléctrica. Con ello el orificio de salida 20 de la cánula de comunicación 18 forma en sentido eléctrico un contacto o punto de contacto eléctrico, por medio del cual tiene lugar el flujo de corriente hasta el elemento componente que requiere tratamiento. Con el posicionamiento apropiado de la cánula de comunicación 18 y su orificio de salida 20 en proximidad lo más directa posible con respecto al elemento componente que requiere tratamiento y por medio del uso del orificio de salida 20 como contacto eléctrico se logra que la corriente eléctrica aplicada para finalidades de tratamiento y limpieza pueda fluir a través de la zona de superficie infestada por las bacterias del elemento componente que requiere tratamiento y desde allí en gran medida directamente, es decir en particular sin “desvíos” por otros tejidos corporales o similares, hasta el orificio de salida 20 que sirve como superficie de contacto. La cánula de comunicación 18 incluyendo el líquido de tratamiento conductor de electricidad conducido allí dentro y los elementos de conexión correspondientes forma por lo tanto en el ejemplo de realización el segundo elemento de conducción que forma un circuito de corriente eléctrico para el orificio de salida 20.

Como se puede deducir de la representación aumentada según la FIG. 3, el elemento de conducción 4 diseñado como electrodo de diamante 26 en el área de su extremo 14 libre está colocado para el posicionamiento localizado en caso de necesidad en proximidad directa al elemento componente que requiere tratamiento, de manera que la producción de los radicales de hidroxilo e iones H+ prevista durante el tratamiento puede tener lugar en proximidad directa al lugar de uso. En el ejemplo de realización esto se explica mediante un implante dental 30 insertado en el hueso bucal de un paciente; sin embargo también son concebibles obviamente otras aplicaciones, en el caso de las cuales un elemento componente, por ejemplo un implante óseo de construcción cualquiera, se tiene que limpiar de forma flexible y focalizada de la infestación de una biopelícula. En la FIG. 3 también está representado un área espacial 34 en el hueso maxilar 36 que limita espacialmente de forma adyacente al implante dental 30 en el área de su rosca exterior 32, el cual está infestado por periimplantitis y por consiguiente está contaminado con bacterias.

Generalmente en el caso de los sistemas de implante dental, en particular también en el caso de los sistemas de implante de dos piezas, existe el problema de que debido a la penetración de bacterias o gérmenes en el área tisular en la proximidad del punto de inserción, en particular en el área de la rosca exterior 32 introducida en el maxilar, pueden surgir inflamaciones o focos de inflamación. Las inflamaciones de este tipo, en particular que surgen también como consecuencia de una así denominada periimplantitis, en particular si se pueden desarrollar y consolidar a lo largo de un espacio de tiempo prolongado, pueden conducir a un daño grave del tejido y del hueso en el área del punto de inserción. Sin contramedidas apropiadas estos daños pueden conducir a que todo el sistema de implante se deba volver a extraer del hueso y reemplazarse por otra prótesis. Este efecto extremadamente indeseable provocado por la periimplantitis puede conducir por lo tanto a una pérdida total del sistema de implante, de manera que pueden hacerse necesarias nuevas medidas quirúrgicas como por ejemplo un raspado del área afectada en el hueso maxilar y el nuevo aprovisionamiento con un sistema de implante. A través de una extracción de este tipo se puede provocar además pérdida del hueso u otra pérdida de sustancia tisular, que en caso extremo puede llegar a provocar que un nuevo aprovisionamiento con otro implante ya no sea posible en absoluto. Una necesidad de este tipo provocada por periimplantitis de un nuevo aprovisionamiento también puede aparecer después de la primera implantación del sistema de implante tras relativamente largos períodos de tiempo de por ejemplo hasta algunos años o incluso décadas.

Los gérmenes o bacterias observados en relación con una periimplantitis pueden colonizar en este caso fundamentalmente el interior de los componentes del implante dental 30, pero se adhieren por lo general preferiblemente de forma directa a la superficie del implante dental 30 insertado en el hueso maxilar 36 en el área de contacto con el tejido o material óseo circundante, es decir en particular en el área de la rosca exterior 32. En su área la superficie del implante dental 30 puede estar provista de un raspado o similar para favorecer en particular el crecimiento dentro del tejido o el hueso y para fomentar la cicatrización del implante dental 30 tras la inserción. Sin embargo precisamente en el área de un raspado de la superficie de este tipo considerado en realidad como particularmente favorable para el sistema de implante la colonización de los gérmenes o bacterias puede tener lugar de forma aumentada, en donde la rugosidad dificulta todavía más una extracción específica de los gérmenes o bacterias existentes.

Por lo tanto existe el deseo apremiante de contramedidas apropiadas para en el caso de una periimplantitis o mucositis incipiente o ya aparecida se pueda combatir eficazmente el foco de inflamación manteniendo el sistema de implante ya implantado o matar los gérmenes que han penetrado, de manera que a continuación se pueda volver a formar tejido sano o sustancia ósea sana en el área alrededor de la rosca externa 32. Para ello es deseable, adicionalmente a matar específicamente los gérmenes o bacterias en el área afectada, eliminar también sus restos de material y fragmentos, en su caso también como matriz extracelular y enotoxinas, de forma fiable del área espacial afectada, de manera que a continuación el área afectada se pueda volver a llenar de tejido o material óseo sano y se pueda volver a formar una conexión estrecha entre la superficie exterior del implante dental 30 y el tejido o material óseo circundante. Además la biopelícula formada por la capa bacteriana se debe eliminar de forma fiable incluyendo los restos orgánicos de las bacterias muertas.

Para este fin, es decir para matar gérmenes o bacterias en el área de inserción del implante dental 30 y en particular también para el posterior lavado, extracción y retirada de los restos de tejido y material de las bacterias muertas, está previsto el sistema de tratamiento 1. Este se basa en cuanto a su diseño y realización fundamental en dos conceptos básicos considerados respectivamente como independientemente innovadores: por un lado está diseñado para matar de forma específica los gérmenes o bacterias existentes en el área de inserción del implante dental 30 por medio de generación local y posterior suministro específico de un agente de limpieza o desinfección bactericida, pero tolerable para el organismo humano. Por otro lado está diseñado para desprender los restos o fragmentos de gérmenes y/o bacterias que todavía se adhieran eventualmente a la superficie del implante dental 30, en particular en el área de la rosca exterior 32, por medio de una presurización apropiada con corriente o impulsos de corriente de la superficie exterior del implante dental 30, de manera que se puedan lavar a continuación.

En un aspecto considerado respectivamente de forma independiente como innovador tanto en cuanto al diseño del sistema como también en cuanto a los pasos de procedimiento previstos del procedimiento de tratamiento el sistema de tratamiento 1 está diseñado por consiguiente tanto estructuralmente como también funcionalmente/conceptualmente para generar los iones o radicales para matar los gérmenes o bacterias y/o para limpiar la pieza de implante insertada de forma específica y solo durante la conducción del proceso real en proximidad directa al área de inserción del implante dental 30, en particular al área de su rosca exterior 32. Esto se produce por medio del funcionamiento de la zona de área de extremo del elemento de conducción 4 diseñada como electrodo de diamante 26.

Para el desprendimiento de las bacterias o gérmenes o sus restos o fragmentos de la superficie está previsto su tratamiento mediante presurización con una corriente continua o de forma alternativa o adicional con impulsos de corriente pulsados. Como ha resultado en concreto también totalmente sorprendente, precisamente esta presurización pulsada con impulsos de corriente en combinación con concentraciones iónicas seleccionadas de forma apropiada en el líquido de tratamiento parece provocar de forma particularmente fiable el desprendimiento de las bacterias o gérmenes o de sus fragmentos o restos de la superficie subyacente, incluso si esta está raspada y favorece realmente en particular la adherencia de material orgánico debido a su estructura superficial.

En la forma de realización representada en la FIG. 3 el primer elemento de conducción 2 por un lado y el segundo elemento de conducción 4 con la cánula de comunicación 18 integrada en este por otro lado están realizados como elementos componentes independientes fundamentalmente el uno del otro, los cuales están conectados eléctricamente con la unidad de suministro 10 común. El elemento de conducción 2 está realizado en este caso en el ejemplo de realización mostrado en la FIG. 3 a modo de un electrodo “convencional”, es decir como elemento de metal con forma de aguja conductor de electricidad. Por medio de esta realización los elementos de conducción 2, 4 se pueden mover y posicionar independientemente el uno del otro, de manera que está posibilitado un procesamiento particularmente flexible del elemento componente que requiere tratamiento. En particular en este caso los extremos 12, 14 libres previstos respectivamente para el contacto se pueden posicionar independientemente el uno del otro y con ello en su caso para un contacto eléctrico optimizado con el elemento componente posicionarse en este de forma apropiada.

Por el contrario en el ejemplo de realización según la FIG. 4 está mostrada una variante, en el caso de la cual el electrodo de diamante 26, el elemento de conducción 2 y en su caso también además el suministro de agua, es decir la cánula de comunicación 18, están integrados en una carcasa 40 común. En el ejemplo de realización mostrado el conductor eléctrico del elemento de conducción 2 y el electrodo de diamante 26 están conducidos de manera coaxial el uno con respecto al otro, en donde el electrodo de diamante 26 rodea concéntricamente el elemento de conducción. La punta de contacto del elemento de conducción 2 puede conducirse en este caso para la creación del contacto eléctrico catódico hasta el implante dental 30 y ponerse en contacto con este. El orificio de salida 20 de la cánula de comunicación 18 y por lo tanto del suministro de agua se puede posicionar correspondientemente de manera adyacente a este. En general por medio de una construcción integrada de este tipo con la carcasa 40 común para la cánula de comunicación 18 y el elemento de conducción 2 se puede lograr una manipulación facilitada, ya que para el operador es posible con ello también un manejo y posicionamiento del sistema con una mano.

Un sistema de tratamiento 1' alternativo considerado como independientemente innovador en su diseño está mostrado en aumento por secciones en la FIG. 5 tanto en sección longitudinal (FIG. 5a), en vista lateral (FIG. 5b) y en sección transversal (FIG. 5c). Este sistema de tratamiento 1' denominado también como “sistema de cabezal de ducha” incluye como primer elemento de conducción 2 un cuerpo de contacto 50 conectado con el implante dental 50 con rigidez, el cual está conectado por medio del cable de conexión 6 con el polo negativo de la unidad de suministro 10 eléctrica no representada en más detalle en la FIG. 5. El cuerpo de contacto 50 puede estar conectado en este caso por ejemplo por medio de una rosca de tornillo existente en el implante 30 o también estar conectado con el implante dental 30 de otra forma apropiada. A través del contacto eléctrico el implante dental 30 está por lo tanto conmutado catódicamente.

En un área de extremo superior del cuerpo de contacto 50 está dispuesto un elemento de distribución 52, el cual está conectado por medio del tubo de conexión 22 con el depósito para un líquido de tratamiento, en el ejemplo de realización agua. El elemento de distribución 52 forma un tipo de espacio anular alrededor del extremo superior del cuerpo de contacto 50, el cual se puede hacer circular por el agua suministrada. Hacia abajo este espacio anular del elemento de distribución 52 está realizado de forma perforada, de manera que el agua conducida allí dentro puede salir hacia abajo (comparable al modo de acción de un cabezal de ducha) gota a gota. Esto está indicado en la FIG.

5a a través de las gotitas 54 representadas.

A modo de una disposición concéntrica alrededor del elemento de contacto 50 y en su área superior alrededor del elemento de distribución 54 está dispuesto el electrodo de diamante 26, el cual está diseñado en esta forma de realización como cilindro hueco. Para proporcionar una superficie efectiva particularmente grande el electrodo de diamante 26 está realizado en este caso con una superficie estructurada, por ejemplo como estructura de rejilla o de panal. Como en las otras formas de realización el electrodo de diamante también puede estar realizado en este caso particularmente a base de un cuerpo básico metálico, cerámico u otro apropiadamente seleccionado, el cual en su superficie esté provisto de un revestimiento de diamante apropiado, dopado con boro de conformidad con la invención. El electrodo de diamante 26 está conectado por medio del cable de conexión 8 al polo positivo de la unidad de suministro 10 eléctrica y por lo tanto conmutado anódicamente.

Para mayor aclaración el sistema de tratamiento 1' está mostrado en la FIG. 5b con vista lateral del electrodo de diamante 26. En este caso la superficie estructurada del electrodo de diamante 26 se puede reconocer claramente.

De la representación de sección transversal en la FIG. 5c se puede deducir que el elemento de contacto 50 está rodeado concéntricamente por el electrodo de diamante 26. Entremedio está dispuesto un número de separadores 56 a partir de material aislante seleccionado de forma apropiada. Por lo demás el electrodo de diamante 26 puede estar rodeado por el lado exterior por una capa aislante apropiada.

Un uso muy particularmente preferido igualmente considerado como independientemente novedoso de un electrodo de diamante 26 para la desinfección o esterilización de un elemento componente, en particular de un implante previsto para la inserción en la sustancia ósea, o sin embargo también de materiales de osteosíntesis como por ejemplo placas o tornillos o también instrumentos o herramientas médicos o terapéuticos, está mostrado en la FIG. 6 a modo de ejemplo para un sistema de esterilización 60. El sistema de esterilización 60 incluye un baño de tratamiento 62, en el cual agua o un líquido acuoso está reservado como líquido de tratamiento. El electrodo de diamante 26 está sumergido en el baño de tratamiento 62. El electrodo de diamante 26 está conectado análogamente a las variantes descritas anteriormente al polo positivo de la unidad de suministro 10 eléctrica por medio del cable de conexión 8 y por lo tanto conmutado anódicamente.

A través del baño de tratamiento 62 es conducida una cinta transportadora 64, la cual está conectada de forma apropiada con el polo negativo de la unidad de suministro eléctrica y por lo tanto está conmutada catódicamente. Sobre la cinta transportadora 64 se transportan los elementos componentes o instrumentos que se desea esterilizar y se transportan a través del baño de tratamiento 64. Durante la pasada se produce mediante corriente apropiada utilizando el proceso descrito anteriormente y la generación de los iones H+ que tiene lugar en este caso el desprendimiento de la biopelícula u otras impurezas que se encuentren eventualmente sobre los instrumentos o elementos componentes, de manera que se puede lograr una esterilización.

La ventaja especial de un diseño de este tipo del sistema de esterilización 60 consiste particularmente en que se puede producir una desinfección o esterilización fiable en el modo continuo y con ello conjuntamente con velocidad de caudal y tratamiento relativamente grande. En comparación con procesos de esterilización convencionales por ejemplo para instrumentos médicos u odontológicos con ello se pueden lograr tiempos de tratamiento considerablemente más cortos, los cuales van acompañados de ventajas de costes y logística correspondientemente notables.

Listado de símbolos de referencia

1 sistema de tratamiento

2, 4 elemento de conducción

6, 8 cable de conexión

10 unidad de suministro

12, 14 extremo

16 unidad de control

18 cánula de comunicación

20 orificio de salida

22 tubo de conexión

24 recipiente de reserva

26 electrodo de diamante

28 pinza

29 recipiente

30 implante dental

32 rosca exterior

34 área espacial

36 hueso maxilar

38 pieza de poste

40 carcasa

42 extremo

50 cuerpo de contacto

52 elemento de distribución

54 gotita

56 separador

60 sistema de esterilización

62 baño de tratamiento

64 cinta transportadora

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema de tratamiento (1) para la limpieza de un elemento componente contaminado con biopelícula, en particular para la limpieza de superficies contaminadas por bacterias de implantes óseos o implantes dentales (30), con por lo menos dos elementos de conducción (2, 4) conectados a una unidad de suministro (10) eléctrica para formar un circuito de corriente eléctrico, de los cuales uno se puede poner en contacto eléctrico con el elemento componente que requiere tratamiento caracterizado por que por lo menos uno de los elementos de conducción (2, 4) está realizado como electrodo de diamante (26) dopado con boro.

2. Sistema de tratamiento (1) según la reivindicación 1, el cual presenta una cánula de comunicación (18) prevista para la extracción de un líquido de tratamiento.

3. Sistema de tratamiento (1) según la reivindicación 2, en el caso del cual el elemento de conducción (2, 4) y la cánula de comunicación (18) están dispuestos en una carcasa (40) común.

4. Sistema de tratamiento (1) según la reivindicación 3, en el caso del cual el espacio interior de la cánula de comunicación (18) está conectado con conductividad eléctrica con un polo de la unidad de suministro (10) eléctrica.