DISPOSITIVO ELECTROMÉDICO PARA COAGULACIÓN SANGUÍNEA.

TRATAMIENTO DE ÚLCERAS V OTRAS LESIONES DERMATOLÓGICAS EN

PACIENTES HUMANOS Y ANIMALES

SECTOR DE LA TÉCNICA

A61B18/10. Ciencias médicas, veterinaria e higiene. Diagnóstico, cirugía e identificación.

A61D1/00. Ciencias médicas, veterinaria e higiene. Instrumental, dispositivos, útiles o métodos de medicina veterinaria instrumentos para medicina veterinaria.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Desde la física, el plasma se define como ei cuarto estado de la materia. Se obtiene entregando suficiente energía a un gas para que una parte significativa de sus moléculas o átomos se ionicen. Hay muchos ejemplos de plasmas en la naturaleza que abarcan desde las auroras boreales y descargas eléctricas en las tormentas hasta las estrellas, cuya corona se encuentra en ese estado. Además, hay ejemplos tecnológicos como los plasmas de los tubos fluorescentes para iluminación y las pantallas de plasma entre otros. En particular, los plasmas térmicos son aquellos que se encuentran en equilibrio termodinámico y son capaces de transferir calor a cualquier objeto con los que se les ponga en contacto. Los plasma térmicos producidos por descargas eléctricas a presión atmosférica han sido utilizados ampliamente para el tratamiento de tejidos en pacientes humanos y animales. Los dispositivos denominados“bisturíes eléctricos” utilizan este tipo de plasmas y ilevan algunas décadas siendo usados en los quirófanos. Sin embargo, producen un daño extenso en el tejido del paciente induciendo la coagulación sanguínea por cauterización con la consecuente muerte del tejido celular debido a las altas temperaturas y la transferencia de calor ai mismo. La consecuencia negativa del método descrito es que el tiempo de recuperación del paciente tratado de se ve incrementado debido a que la células muertas deben ser eliminadas por el organismo y reemplazadas por células sanas como parte del proceso de cicatrización. La necesidad de lograr métodos que produzcan coagulación rápida sin danar el tejido sano ha producido una serie de desarrollos basados en la utilización de plasmas no térmicos a presión atmosférica como los propuestos por Ximpei Lu en US 20090188626A1 , Eckhard Kindel en US 20120187841 A1 , Gregory Konesky en US

2018085155A1 y Greg Watson en US2016181069A1 entre otros Todos estos inventos utilizan la baja transferencia de calor de los plasmas no térmicos con otros materiales debido a que están fuera del equilibrio termodinámico como principal característica. Estos plasma también son denominados "plasmas fríos a presión atmosférica ^* o CAP, de las siglas en inglés provenientes de “Coid Atrnospheric Plasmas ^*' . Además, estos plasmas no térmicos tienen la importante propiedad de aniquilar bacterias y hongos sin apenas afectar el tejido sano del paciente. Esto se debe a la diferencia de la estructura celular, específicamente en su membrana externa, de estos organismos con la de los mamíferos La alta concentración de iones y radicales libres es la responsable de este efecto selectivo siendo uno de ios principios que hace de estos plasmas una herramienta emergente de gran valor para la lucha contra las bacterias resistentes a los antibióticos. Este segundo aspecto de aplicación, además de la coagulación sanguínea anteriormente mencionada, ha abierto el campo de aplicación de los plasmas no térmicos en el tratamiento de lesiones dermatológicas, especialmente aquellas cuya colonización por bacterias resistentes las transforma en úlceras que permanecen largos periodos de tiempo sin poder cicatrizar.

La invención que aquí se propone es un dispositivo innovador que produce un plasma frío a presión atmosférica para ser utilizado en la coagulación sanguínea, tratamiento de ulceras y otras lesiones dermatológicas Las innovaciones que se reclaman como reivindicaciones son completamente originales y hacen que el plasma producido por la invención propuesta tenga una temperatura más baja que ¡as correspondientes al estado de la técnica anterior conservando una gran efectividad tanto en coagulación sanguínea como en desinfección y tratamiento de lesiones dermatológicas. EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

Ls presente invención se refiere a un dispositivo eiectromédico para la coagulación sanguínea, el tratamiento de úlceras y otras lesiones dermatológicas Una clave de la presente invención es la utilización de un plasma frío no -térmico de aire u otro gas a presión atmosférica que es producido por el dispositivo con un método original que justifica la solicitud que aqui se presenta. El invento produce un plasma a presión atmosférica que se encuentra fuera del equilibrio termodinámico, lo que implica que no trasmite calor a ¡a piel del paciente pero, sin embargo, los iones y radicales libres reactivos presentes en el plasma tienen una energía suficiente para acelerar los mecanismos naturales de coagulación sanguínea y además, destruir las bacterias y hongos, sin dañar ei tejido sano del paciente

La presente invención tiene las siguientes características referidas a su aplicación. a. Se aplica sobre heridas sangrantes produciendo una aceleración rnuy notable de la coagulación natural de la sangre sin dañar el tejido sano del paciente. b Se aplica sobre la superficie de úlceras y otras lesiones dermatológicas del paciente eliminando un amplio espectro de bacterias y hongos que incluye a las bacterias resistentes.

c. Las particulas ionizadas que forman parte del plasma, actúan sin perjudicar las células sanas del tejido del paciente.

d. El medio activo es un plasma de aire u otro gas parcialmente ionizado y está a presión atmosférica que se proyecta sobre el tejido del paciente por medio de un apiicador manual diseñado para tal fin.

e No produce resistencia en las bacterias.

f No produce efectos secundarlos.

g No produce residuos

h No utiliza fármacos.

El equipo está compuesto de una unidad generadora de energía eléctrica de alta frecuencia, un sistema de inyección de gas, un compresor de aire en caso de que éste sea el gas utilizado para producir el plasma, una botella de gas inerte en el caso de que se utilice este solo o mezclado con aire, un sistema inyector de gas. una manguera de transporte de energía eléctrica y de gas. un aplicador manual donde se produce el plasma, un sistema de enfriamiento de gas. un sistema de deshumidificación de gas, un sistema de control digital general y una pantalla táctil de control para el usuario. Es importante destacar en este punto que la implementación de los sistemas de pretratamiento que deshumidifican y enfrian el gas son parte de las Innovaciones que aquí se reivindican respecto al estado actual de la técnica. En el caso de utilizarse aire como gas de alimentación por medio del compresor de aire, el control de la humedad resulta de gran importancia. Este factor no ha sido considerado por otros inventores a pesar de tener una gran influencia debido a la cantidad de oxigeno que se aporta al plasma proveniente del vapor de agua contenido naturalmente en el aire. Respecto al sistema de enfriamiento de gas, su efecto cambia sensiblemente la temperatura final del jet de plasma sea este aire, gas Inerte o una mezcla adecuada de ambos realizada por el sistema de inyección de gas. Ambos sistemas de pretratamiento de gas producen una mejora muy notable en la reprotiucibiiidad de la generación, calidad y estabilidad del plasma. Estos factores ayudan a expandir el rango de usabllidad y seguridad del invento con pacientes tanto humanos como animales. Otros avances importantes respecto del estado de la técnica se encuentran en el desarrollo del aplicador manual El sistema está formado por una electrodo positivo de forma troncocónica perforado axialmente por su vértice y enfrentado a un electrodo de tierra plano también perforado axialmente. Entre ambos se establece una descarga eléctrica de alta frecuencia con la energía provista por la unidad generadora de alta frecuencia produciendo un plasma del gas que fluye entre ambos electrodos por las perforaciones mencionadas El electrodo positivo se encuentra conectado a una pieza metálica de intercambio de flujo cuya función es intercambiar la circulación de los flujos de gas y el eléctrico. De esta manera, el gas proveniente del sistema de inyección es conducido a través de la perforación axial del electrodo positivo aumentando su velocidad, atravesando el volumen del plasma por su seno y expulsándolo a través del orificio del electrodo de tierra plano entrando en un canal de salida que conduce al exterior y que describe en detalle más adelante. Esta geometría es una innovación respecto del estado de la técnica y se refleja en las reivindicaciones. Los demás inventores no utilizan un electrodo hueco troncocónico con un orificio en su eje por donde fluye el gas a alta velocidad para formar el plasma, por el contrario, utilizan un electrodo macizo para establecer la descarga y el gas fluye por el exterior del mismo. Este diseño tiene la ventaja de producir una primera etapa de enfriamiento del plasma cuando el gas atraviesa el seno del mismo durante su formación. Una vez que el plasma se introduce en el orificio del electrodo de tierra plano, este en comienza su recorrido por un canal de salida hacia el exterior. En este canal se ha implementado un sistema de cámaras de expansión de plasma compuesto de una serie alternante de discos circulares perforados axialmente de dos diámetros concéntricos diferentes. Esta estructura produce que el diámetro del canal de salida del apllcador manual no tenga un diámetro constante. Por lo anterior, el canal de salida presenta de manera alternante dos diámetros, uno pequeño y otro mayor de tal forma que cuando el plasma atraviesa dicho canal encuentra a su paso volúmenes donde se expande, denominados cámaras de expansión de plasma, que se corresponden con los discos de mayor diámetro. Estás cámaras de expansión producen un enfriamiento muy notable del plasma debido a dos efectos físicos, uno es la expansión rápida del mismo y el otro es el aumento de superficie de conducción respecto de un cana! de diámetro constante lo que favorece la evacuación del calor. El sistema de cámaras de expansión de plasma es una innovación radical que permite producir una segunda etapa de enfriamiento completamente novedosa en el estado de la técnica mejorando notablemente las prestaciones del invento respecto de los anteriores siendo parte de las reivindicaciones. Todo el conjunto de elementos descritos anteriormente se mantiene en posición centrada coaxial por medio de unos tubos de material aislante. Además, el sistema está completamente rodeado de una carcasa metálica roscada y fijada al cuerpo metálico del aplicador manual que está conectado a tierra Por último, se ha implementado un funda metálica removible en el extremo del aplicador que se encuentra fijada sobre la carcasa metálica con el objeto de que sea fácilmente esíerillzable y pueda ser reemplazada para el uso con cada paciente evitando posibles contaminaciones cruzadas durante el uso clínico y quirúrgico. Tanto la carcasa metálica, como el cuerpo metálico del aplicador manual y la funda metálica removible están conectados convenientemente a tierra garantizando la seguridad del operador y del paciente respecto a descargas eléctricas. La funda metálica removible es también una innovación respecto del estado de la técnica y se reclama como parte de las reivindicaciones.

El equipo es susceptible de ser utilizado en el tratamiento de pacientes humanos y animales para acelerar sensiblemente la coagulación de la sangre sin daño del tejido sano durante tratamientos clínicos y quirúrgicos Además, también es susceptible de ser utilizado para el tratamiento de úlceras y otras lesiones dermatológicas debido a sus propiedades de desinfección sin producir daño en el tejido sano BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente

Figura 1,» Muestra un esquema en forma de diagrama de bloques del dispositivo de la invención donde se pueden apreciar ias diferentes partes conceptuales que lo componen y la manera en que se conectan entre si. Las flechas indican el flujo de la materia, energía o información según corresponda a cada caso, electricidad, gas y señales de control.

Figura 2 Muestra una vista en sección de aplicador manual donde se pueden apreciar las diferentes partes que componen. Todo el sistema tiene simetría cilindrica.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A continuación se describe, con ayuda de las figuras 1 y 2, un ejemplo de realización de la presente invención

El equipo propuesto comprende: una unidad generadora de energía eléctrica de alta frecuencia (1 ), un sistema de inyección de gas (2). un compresor de aire (3), una botella de gas Inerte (4), una manguera de transporte de energía eléctrica y de gas (5), un aplicador manual (6), un sistema de enfriamiento de gas (7). un sistema de deshumidificación de gas (8), un sistema de control digital genera! (9). una pantalla táctil de control para el usuario (10) y un jet de plasma atmosférico frío no térmico del gas utilizado (1 1 ).

La Figura 2 muestra en detalle la estructura del aplicador manual en una vista en sección. En términos generales, el conjunto tiene simetría cilindrica donde las diferentes partes que lo componen son coaxiales. El sistema está formado por una electrodo positivo de forma troncocónica perforado axialmente por su vértice (12) enfrentado a un electrodo de tierra plano también perforado axialmente (13). Entre ambos se establece una descarga eléctrica de alta frecuencia con la energía provista por la unidad generadora (1) por medio del cable de conexión (14) que produce un plasma en la región (15) que está indicada en la Figura 2 con un círculo de puntos. El electrodo positivo (12) se encuentra conectado a una pieza metálica de intercambio de flujo (16) cuya función es intercambiar la circulación del flujo de gas (17) y el eléctrico (18). De esta forma, el gas es conducido a través de la perforación axial del electrodo positivo (12) aumentando su velocidad, atravesando el volumen del plasma por su seno y expulsándolo hacia el exterior a través del orificio de salida del plasma (19) a partir del cual se forma el jet de plasma (11) que se utilizará para los tratamientos. Además, entre la región donde se produce el plasma (15) y el orificio de salida del plasma (19), se ha implementado un sistema de cámaras de expansión de plasma (20) compuesto de una serie alternante de discos circulares perforados axialmente de dos diámetros concéntricos diferentes. Esta estructura produce que el diámetro del canal de salida que comunica la región donde se produce el plasma (15) con el orificio de salida del mismo (19) no tenga un diámetro constante. Por el contrario, el canal de salida presenta de manera alternante dos diámetros, uno pequeño y otro mayor de tal forma que cuando el plasma atraviesa el canal encuentra a su paso volúmenes donde se expande que se denominan cámaras de expansión de plasma y que se corresponden con los discos de mayor diámetro. Todo el conjunto de elementos descritos anteriormente se mantiene en posición centrada coaxial por medio de unos tubos de material aislante (21). (22) y (23) Además, el sistema está completamente rodeado de una carcasa metálica (24) roscada y fijada al cuerpo metálico del aplicador manual conectado a tierra (25). Por último, se ha implementado un funda metálica removible (26) que se encuentra fijada sobre la carcasa metálica (24) con el objeto de que sea fácilmente esterilizable y pueda ser reemplazada para el uso con cada paciente evitando posibles contaminaciones cruzadas durante el uso clínico y quirúrgico. Tanto la carcasa metálica (24), como el cuerpo metálico del aplicador manual (25) y la funda metálica removible (26) están conectados convenientemente a tierra garantizando la seguridad del operador y del paciente respecto a descargas eléctricas.

Una vez establecido el flujo de gas (17) proveniente del sistema de inyección de gas (2), el mismo es tratado por los sistemas de pretratamlento de gas (7) y (8) introduciéndose en la manguera de transporte (5) y dirigiéndose hacia el aplicador manual (6). Transcurrido un tiempo establecido para alcanzar las condiciones de humedad y temperatura adecuadas en el gas. se activa la unidad generadora de energía eléctrica de alta frecuencia (1) produciéndose el plasma dentro del aplicador manual (6) en la región (15) que se corresponde con el volumen libre existente entre ei electrodo positivo troncocónico perforado axiaimente (12) y el electrodo plano de tierra perforado axialmente (13). El plasma es enfriado e impulsado hacía el orificio de salida (19) del aplicador manual (6) a través de una estructura de anilios concéntricos alternantes de dos diámetros diferentes que determinan un sistema de cámaras de expansión de plasma (20). Cuando el plasma atraviesa dicha estructura sufre un segundo enfriamiento para finalmente emerger al exterior a través del orificio de salida (19). A partir del momento en que se observa la salida del plasma por el extremo del aplicador manual (6), el operador puede utilizar el sistema aplicando el jet de plasma (1 1) sobre la superficie de la lesión o herida que se desea tratar