ITMI982831A1

ITMI982831A1 - Uso di una membrana selettiva in un dispositivo biomedicale per iltrattamento extracorporeo di sangue e di altri liquidi organici.

Info

Publication number: ITMI982831A1
Application number: IT1998MI002831A
Authority: IT
Inventors: Raffaella Scagliarini
Original assignee: In Te C S R L
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1998-12-24
Publication date: 2000-06-24
Also published as: IT1304503B1; WO2000038758A1

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce all'uso di una membrana selettiva in un dispositivo biomedicale per il trattamento di sangue e di liquidi biologici.

In particolare, la presente invenzione si riferisce ad un dispositivo biomedicale per il trattamento extracorporeo di ozonizzazione del sangue o di liquidi biologici ed all'utilizzo di particolari membrane in trattamenti ematici realizzati al di fuori dal distretto corporeo.

L'ozono, principio attivo utilizzato nell'ambito della presente invenzione, è un gas instabile che trova tuttoggi applicazione come agente sbiancante, ossidante e purificante delle acque, in virtù della sua attività disinfettante.

In campo medico l'ozono ha trovato, nel corso degli ultimi decenni, svariate applicazioni, a partire dalla disinfezione delle ferite profonde agli arti, sino nel trattamento di patologie di immunodeficienza e di vasculopatie ostruttive croniche.

In particolare, attualmente é riconosciuta la validità della somministrazione dell'ozono nella cura di diverse patologie utilizzandolo in miscela con ossigeno mediante applicazione attraverso svariate modalità di somministrazione tra cui sono annoverate:

- la via endovenosa che prevede l'iniezione di miscele ozono/ossigeno sino a 180 cc pro die.

Questa modalità di somministrazione é attualmente in disuso a causa delle gravi complicanze polmonari riscontrate in una alta percentuali di casi trattati;

- la via intra-arteriosa (arteria femorale) che prevede l'iniezione fino a 5 cc di 02/03 (30-40 /zg/cc). Questa modalità di somministrazione associata alla autoemoterapia rappresenta a tuttoggi il trattamento di elezione delle vasculopatie ostruttive croniche e permette di evitare il 40% delle amputazioni nello stadio IV delle arteriopatie degli arti inferiori;

- la via sottocutanea ed intramuscolare che prevede l'iniezione fino a 150 cc di 02/03 (20-40 /zg/cc).

Questa modalità di somministrazione presenta gli inconvenienti di essere dolorosa nei primi minuti, di poter causare embolizzazione del paziente e di presentare una compìianza dei pazienti di tipo mediocre;

- la via intracavitaria (intra-articolare, peritoneale e pleurica) che fornisce risultati positivi anche se anedottici;

- la via rettale mediante l'utilizzo di un sondino in teflon. La somministrazione prevede l'insufflazione retto-colica di 450-750 cc di gas (20-30 μg) per trattare la diarrea da AIDS, le retto-coliti di grave entità e le epatiti croniche. Questa forma di somministrazione ha come principale inconveniente l'empiricità del dosaggio che non consente di aggiustare la dose curativa con le reali esigenze del paziente.

- la via cutanea 0 mucosale che prevede il trattamento della zona interessata, previamente delimitata ermeticamente con un sacchetto contenitivo, con un flusso costante di 02/03 (fino a 80 μς/cc) per circa 20 minuti, evitando che il paziente respiri 03.

Questa procedura, soprattutto se associata alla autoemoterapia, risulta molto efficace nella guarigione di ulcerazioni croniche degli arti inferiori quali ulcere da decubito, vasculopatie venose ed arteriose, ferite gangrenose.

- la reinfusione iv dal sangue del donatore trattato ex-vivo con 02/03, Questa tecnica, denominata autoemoterapia, consiste nella esposizione ex-vivo di sangue umano ad una miscela di ozono ed ossigeno per un breve periodo di tempo, inducendo in tal modo uno stress ossidativo. Il sangue trattato viene quindi reinfuso al paziente. La procedura di autoemotrasfusione si é dimostrata sufficientemente sicura relativamente poco costosa ed in grado di giustificarne l'uso in differenti patologie.

Questa procedura non è però scevra dal presentare inconvenienti di utilizzo, principalmente da ascrivere alla durata del trattamento che prevede il prelievo di un quantitativo di sangue modesto (circa 200-300 mi), l'insufflazione della miscela a base di ossigeno ed ozono e/o idrogeno perossido e la successiva reinfusione della sacca trattata..

Inoltre, un ulteriore inconveniente riscontato nell ‘autoemoperfusione é costituito dall'impossibilità di trattare grossi volumi di sangue 0 suoi derivati per non salassare pesantemente il paziente.

Uno degli scopi generali della presente invenzione consiste nell 'evitare 0 nel 1 ' attenuare sostanzialmente gli inconvenienti riscontrati nell'arte nota relativa alla ozonizzazione extracorporea del sangue 0 di liquidi biologici.

Uno degli scopi principali dell'invenzione consiste nel fornire nuovi utilizzi per membrane selettive nel campo dei trattamenti extracorporei di ozonizzazione del sangue, plasma od altri liquidi biologici.

Un altro scopo della presente invenzione consiste nel fornire un dispositivo biomedicale per l'ozonizzazione del sangue o di liquidi biologici che consenta di effettuare un trattamento extracorporeo sull‘intero volume ematico in tempi brevi e con un ampio margine di sicurezza per il paziente.

Un altro scopo della presente invenzione consiste nel fornire un dispositivo biomedicale per l'ozonizzazione del sangue umano che limiti i rischi di embolia che sussistono nella insufflazione diretta della miscela di gas nel sistema circolatorio od in tessuti corporei.

Non ultimo scopo dell'invenzione consiste nel realizzare un dispositivo biomedicale per l'ozonizzazione extracorporea di sangue umano o liquidi corporei che sia realizzabile con contenuti costi di produzione.

Alla luce di questi scopi e di altri ancora che appariranno più evidenti in seguito viene fornito, in accordo ad un primo aspetto della presente invenzione, l'uso di una membrana in resina polimerica permeabile all'ozono per diffusione molecolare e sostanzialmente inerte nei confronti dell'ozono, nella ozonizzazione extracorporea del sangue o di un liquido biologico.

Le membrane utilizzate nell'ambito della presente invenzione sono membrane in una resina polimerica che é resistente ai processi ossidativi causati dal contatto con ozono ed é permeabile in maniera selettiva all'ozono o ad una miscela gassosa contenente ozono. Il passaggio del gas di ozono avviene, attraverso le membrane, per diffusione molecolare in funzione del gradiente di concentrazione del gas.

Resine polimeriche particolarmente idonee sono selezionate dal gruppo comprendente resine di polietilene, poliuretano, silicone e combinazioni di strati di resine in polietilene/poliuretano/polietilene.

Da un punto di vista strutturale le membrane utilizzate sono membrane a fibre cave oppure membrane piatte.

Membrane a fibre cave idonee sono costituite da capillari microporosi aventi spessore preferibilmente compreso tra 40 e 60μ ed un diametro medio del poro preferibilmente compreso tra 0,05 e 0,3μ.

La microporosità delle membrane evita che il gas passi sotto forma di microbolle (microemboli) che danneggerebbero le proteine piasmatiche. Membrane piatte idonee sono le membrane non microporose preferibilmente in silicone con spessore vantaggiosamente compreso tra 5 e 100μ. Lo scambio gassoso attraverso questo tipo di membrane avviene per diffusione molecolare ed é proporzionale allo spessore della membrana e del gradiente di concentrazione della miscela di gas ventilata.

Membrane a fibre cave particolarmente idonee presentano un contenuto di polietilene compreso tra il 40-50%, più preferibilmente pari al 45% ed un contenuto residuo di soia/olio di ricino preferibilmente inferiore a 100 ppm.

In accordo con un altro aspetto della presente invenzione viene fornito un dispositivo biomedicale per la ozonizzazione extracorporea del sangue e di liquidi biologici comprendente un corpo cavo in cui sono definiti due compartimenti per il passaggio di due fluidi, detti compartimenti essendo separati da una membrana selettiva, detto dispositivo essendo caratterizzato dal fatto che detta membrana selettiva comprende almeno una porzione in una resina polimerica permeabile all'ozono per diffusione molecolare e sostanzialmente inerte nei confronti dell'ozono.

La Richiedente ha ora riconosciuto che è possibile ovviare gli inconvenienti della tecnica nota riscontrati nella reinfusione del sangue con miscele di ossigeno ed ozono, alimentando uno dei compartimenti del dispositivo del tipo sopra descritto con sangue od altro fluido biologico e l'altro compartimento con ozono od una miscela gassosa contenente ozono, in maniera da realizzare il passaggio dell'ozono dal compartimento ad elevata concentrazione a quello a più bassa concentrazione mediante diffusione molecolare attraverso la membrana selettiva.

Il dispositivo dell'invenzione é dotato di membrane del tipo a fibre cave o piatte come precedentemente descritto.

Nel dispositivo dell'invenzione, l'ozono viene preferibilmente somministrato in miscela gassosa con uno o più gas fisiologicamente accettabili, tra questi essendo l'ossigeno il preferito. La miscela di ozono viene alimentata con una pressione che è preferibilmente compresa tra 0,1 e 0,3 bar.

La concentrazione terapeutica di 03 nella miscela gassosa è vantaggiosamente compresa tra 5 e 40 /μg/ml . E' stato riscontrato che l'utilizzo di ozono a questi livelli di concentrazione favorisce la formazione di ROS (reactive oxygen speci es), sostanze naturali che attivano svariate funzioni biologiche.

Inoltre, l'ozono, in qualità di forte agente ossidante, può regolare la produzione di enzimi intracellulari anti-ossidanti inibendo la costante di stress cellulare ossidativo cellulare solitamente responsabile di malattie degenerative e di invecchiamento.

Un ulteriore aspetto della presente invenzione concerne l'utilizzo di un dispositivo del tipo precedentemente descritto in un metodo di trattamento extracorporeo di ozonizzazione del sangue, plasma o liquidi biologici.

Durante l'uso del dispositivo dell invenzione un flusso di sangue extracorporeo viene pompato all 'interno di uno dei due compartimenti, mentre una miscela gassosa contenente ozono viene insufflata nell 'altro compartimento. I due flussi di fluido scorrono, vantaggiosamente, in controcorrente.

Ad esempio, vengono fatti circolare in controcorrente un flusso di sangue con portata di 100 mi/min ed un flusso di 02/03 (conc. di 03 = 30 μg/ml ) in un dispositivo di ozonizzazione in cui la membrana microporosa é costituita da un fascio di fibre cave in polietilene.

Questa modalità operativa consente di trattare, nell'arco di ca. un'ora, un volume di sangue equivalente all 'intero volume ematico di un paziente ovviando nel contempo i rischi di embolia che si verificano con i metodi di insufflazione diretta della miscela di gas nel sistema circolatorio.

L'ozonizzazione del sangue del paziente avviene per diffusione molecolare della miscela di ossigeno/ozono attraverso la membrana selettiva.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di un dispositivo biomedicale per la ozonizzazione extracorporea del sangue e di liquidi biologici illustrata a titolo indicativo e non limitativo con l'ausilio dell 'unita figura che raffigura una sezione trasversale del dispositivo dell'invenzione.

Con riferimento alla citata figura, viene illustrato un dispositivo biomedicale 1 per la ozonizzazione del sangue o plasma comprendente un corpo cavo 2 sostanzialmente cilindrico al cui interno é disposto, in posizione sostanzialmente longitudinale, una membrana microporosa 3 del tipo a fibre cave (capillari) in polietilene, di forma allungata fissata in prossimità delle estremità 6, 7 di detto corpo 2 mediante una colata 15 in resina poliuretanica. La membrana microporosa 3 è costituita da un fascio di fibre capillari microporose polimeriche (polietilene) che consentono la diffusione molecolare dell'ozono verso il sangue che scorre nell'attiguo compartimento 4 di scorrimento. Questo compartimento 4 di scorrimento del sangue é delimitato dalle pareti interne di detto corpo cavo 2 e dalla superficie esterna delle fibre capillari 3.

Il compartimento 4 di scorrimento sangue è alimentato da una cannula 12 sterile connessa attraverso un ugello di alimentazione 8 alla luce di ingresso posta ad una estremità del corpo del dispositivo. Un seconda cannula 13 per la reinfusione al paziente del sangue trattato é connessa attraverso un secondo ugello 9 disposto all'estremità opposta del corpo 2 del dispositivo 1.

Il corpo del dispositivo 1 é dotato inoltre di una luce di ingresso 10 ed una di uscita 11 disposte in prossimità delle due estremità per la connessione delle fibre cave microporose 3 con il sistema di alimentazione della miscela di ossigeno/ozono. Questo sistema è costituito da una cannula di alimentazione 14 e da una di uscita 15 che sono raccordate tramite ugelli al corpo del dispositivo 1.

In accordo ad una forma di realizzazione detto compartimento 4 é dotato di una o più camere di raccolta (non illustrate), preferibilmente dotate di vie di comunicazione con l'esterno.

Il sangue per l 'alimentazione del dispositivo viene prelevato per via endovenosa da un paziente in necessità di trattamento e trasferito ad un sistema di trattamento extracorporeo. Questo sistema comprende una prima cannula sterile per il trasferimento del sangue dall 'ago di prelievo, ad una pompa di alimentazione. Una seconda cannula parte dalla pompa e si raccorda all 'ugello 10 per l alimentazione del compartimento di scorrimento 4 del sangue del dispositivo 1 di ozonizzazione. Contemporaneamente, viene insufflata una miscela di ossigeno/ozono nei capillari microporosi della membrana filtrante 3 in maniera da creare un flusso di gas che scorre all'interno del dispositivo di ozonizzazione in controcorrente rispetto al flusso di sangue. La miscela gassosa per l'ozonizzazione viene somministrata connettendo con una cannula 14 l 'erogatore di una bombola gas (non illustrata) con l 'ugello 10 disposto in prossimità della luce di ingresso della membrana filtrante. Una seconda cannula 15, connessa all'ugello di uscita 11 porta il gas in uscita dal dispositivo ad un sistema di recupero gas (non illustrato). Il trattamento extracorporeo illustrato favorisce la formazione di specie reattive di ossigeno nel sangue trattato che funzionano come attivatori naturali di uno svariato numero di funzioni biologiche.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Uso di' una membrana in resina polimerica permeabile all'ozono per diffusione molecolare e sostanzialmente inerte nei confronti dell 'ozono, in un trattamento extracorporeo di ozonizzazione del sangue o di un liquido biologico.
2. Uso secondo la rivendicazione 1 in cui detta resina polimerica é scelta dal gruppo consistente in resine di polietilene, poliuretano, silicone o da strati adiacenti in resine di polietilene/poliuretano/polietilene.
3. Uso secondo la rivendicazione 1 o 2 in cui dette membrane sono membrane a fibre cave o piatte.
4. Uso secondo la rivendicazione 3 in cui dette membrane a fibre cave sono capillari microporosi aventi spessore compreso tra 40 e 60μ ed un diametro medio del poro preferibilmente compreso tra 0,05 e 0,3μ.
5. Uso secondo la rivendicazione I o 2 in cui dette membrane sono membrane piatte in silicone.
6. Uso secondo la rivendicazione 5 in cui dette membrane piatte hanno uno spessore compreso tra 5 e 100μ.
7. Dispositivo biomedicale per la ozonizzazione extracorporea del sangue e di liquidi biologici comprendente un corpo cavo in cui sono definiti due compartimenti per il passaggio di due fluidi, detti compartimenti essendo separati da una membrana selettiva caratterizzato dal fatto che detta membrana selettiva comprende almeno una porzione in una resina polimerica permeabile all 'ozono per diffusione molecolare e sostanzialmente inerte nei confronti dell'ozono.
8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che détta membrana selettiva é costituita da una pluralità di fibre cave microporose.
9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che dette fibre cave presentano un diametro del poro compreso tra 0,05 e 0,3μ.
10. Dispositivo secondo la rivendicazione 8 o 9, caratterizzato dal fatto che dette fibre cave hanno uno spessore compreso tra 40 e 60μ.
11. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2-4, caratterizzato dal fatto che dette fibre cave sono riunite a fascio mediante un adesivo in resina poliuretanica.
12. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 8-11, caratterizzato dal fatto che dette fibre cave sono disposte lungo la porzione centrale di detto corpo cavo e sono fissate alle sue estremità mediante una colata di resina poliuretanica.
13. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detta resina polimerica è scelta dal gruppo comprendente polietilene, poliuretano e loro miscele.
14. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detta resina polimerica contiene polietilene in un quantitativo del 45%.
15. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detta resina polimerica è costituita da strati adiacenti in resina di poiieti1ene/poliuretano/polieti1ene.
16. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detta membrana selettiva é una membrana piatta.
17. Dispositivo secondo la rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto che detta membrana piatta ha uno spessore compreso tra 5 e 100μ.
18. Dispositivo secondo la rivendicazione 16 o 17, caratterizzato dal fatto che detta membrana piatta é in silicone.
19. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 16-18, caratterizzato dal fatto che detta membrana piatta é a forma di sacca avvolta su se stessa a spirale.
20. Uso di un dispositivo secondo le rivendicazioni 7-19 per la ozonizzazione extracorporea del sangue, plasma o liquidi biologici.
21. Uso secondo la rivendicazione 20 in cui viene somministrato ozono od una miscela di ozono con altri gas fisiologicamente compatibili.
22. Uso secondo la rivendicazione 21 in cui viene somministrata una miscela gassosa contenente ozono in una concentrazione compresa tra 5 e 40μg/ml.
23. Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 20-23 in cui l'ozono é somministrato ad una pressione compresa tra 0,1 e 0,3 bar.
24. Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 20-23 in cui in un compartimento scorre sangue od un fluido biologico e nell'altro compartimento scorre una miscela gassosa comprendente ozono.
25. Uso secondo la rivendicazione 24 caratterizzato dal fatto che detta miscela gassosa è una miscela 02/03 -26. Uso secondo la rivendicazione 24 in cui il sangue 0 liquido biologico e la miscela gassosa contenente ozono scorrono in controcorrente.