BR112016015394B1

BR112016015394B1 - sistema de geração de pulso elétrico

Info

Publication number: BR112016015394B1
Application number: BR112016015394-4A
Authority: BR
Inventors: Antonio Caiafa; Vasile Bogdan Neculaes; Allen Lawrence Garner; Andrew Soliz Torres
Original assignee: General Electric Company
Priority date: 2014-01-17
Filing date: 2014-11-20
Publication date: 2021-01-12
Also published as: CN105899654A; US20170314009A1; AU2014377586B2; RU2016127559A; EP3094969A1; US20150203836A1; KR20210014218A; KR20160108416A; KR102213731B1; JP6573617B2; US10329551B2; RU2709822C2; US9708597B2; CA2936197A1; WO2015108619A1; JP2017505656A; EP3094969B1; CA2936197C; RU2016127559A3; BR112016015394A8

Abstract

SISTEMAS DE GERAÇÃO DE PULSO ELÉTRICO E MÉTODO Em conformidade com a presente revelação, trata- se da exposição de uma amostra a um ou mais pulsos elétricos por meio de acoplamento capacitivo. Em determinadas realiza-ções, a amostra pode ser uma amostra biológica a ser tratada ou modificada com o uso dos campos elétricos pulsados. Em determinadas realizações, os pulsos elétricos podem ser entregues a uma carga com o uso de acoplamento capacitivo. Em outras realizações, os pulsos elétricos podem ser pulsos bipolares.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se, em geral, às aplicações que utilizam estimulação elétrica na forma de pulsos, tal como em terapia celular e outros contextos médicos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] A potência pulsada tem inúmeras aplicações industriais, tais como tratamentos médicos, biotecnologia, processamento de alimentos, tratamento de água (por exemplo, purificação de água), tratamento de gás de escape, geração de ozônio e implantação de íon. Por exemplo, a transfecção é uma técnica médica usada para permeabilizar membras celulares a fim de facilitar a entrada de plasmídeo de DNA na célula. Essa técnica, conhecida também como eletroporação, envolve tipicamente aplicar pulsos elétricos com força e duração suficientes para permeabilizar a membrana celular ao mesmo tempo que mantém a viabilidade. Uma vez que a membra celular se torna "furada (leaky)", o DNA em uma solução tampão circundante passa para a célula. Determinados métodos de ativação de plaqueta in vivo e ex vivo também utilizam a estimulação elétrica pulsada.

[003] Muitas vezes, em técnicas médicas que empregam a potência pulsada, o sistema de geração de pulso é acoplado diretamente ao recipiente (por exemplo, um cadinho) que retém a mostra que é estimulada. Em um sistema acoplado diretamente (isto é, de maneira condutiva), a corrente associada ao pulso elétrico flui diretamente através da amostra. Os pulsos de onda quadrada típicos são utilizados para eletroporação, em que pode-se ajustar a largura de pulso, a amplitude de pulso, o número de pulsos e a frequência. Isso pode exigir recipientes especiais feitos de um material condutivo (isto é, metal), o que pode ser dispendioso ou pode não ser adequado para espécimes biológicos ou bioquímicos.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[004] Determinadas realizações condizentes com o escopo da invenção originalmente reivindicada são resumidas abaixo. Essas realizações não estão destinadas a limitar o escopo da invenção reivindicada, porém, de preferência, essas realizações estão destinadas apenas a fornecer um breve resumo das possíveis formas da invenção. De fato, a invenção pode abranger uma variedade de formas que podem ser semelhantes ou diferentes das realizações estabelecidas abaixo.

[005] Em uma primeira realização, um sistema de geração de pulso elétrico inclui memória, um visor e um dispositivo de entrada de usuário. O sistema de geração de pulso inclui também um retentor de amostra que inclui um primeiro e um segundo eletrodos dispostos em cada lado de um recipiente que contém uma amostra. O sistema de geração de pulso inclui um conjunto de circuitos de geração de pulso configurado para suprir um pulso ao primeiro e ao segundo eletrodos, e um elemento capacitivo disposto entre o conjunto de circuitos de geração de pulso e o segundo eletrodo. O conjunto de circuitos de geração de pulso é acoplado de maneira capacitiva ao recipiente. O sistema de geração de pulso inclui também um processador configurado para executar instruções armazenadas na memória para controlar o conjunto de circuitos de geração de pulso.

[006] Em uma segunda realização, um sistema de geração de pulso elétrico inclui uma memória, um visor e um dispositivo de entrada de usuário. O sistema de geração de pulso inclui também um retentor de amostra que inclui um primeiro e um segundo eletrodos dispostos em cada lado de um recipiente que contém uma amostra. O sistema de geração de pulso inclui um conjunto de circuitos de geração de pulso configurado para suprir um pulso ao primeiro e ao segundo eletrodos, e um elemento capacitivo disposto entre o conjunto de circuitos de geração de pulso e o segundo eletrodo. O elemento capacitivo pode ser removível ou pode ser ignorado durante operação do sistema de geração de pulso elétrico. O sistema de geração de pulso também inclui um processador configurado para executar instruções armazenadas na memória para controlar o conjunto de circuitos de geração de pulso e a possibilidade de o conjunto de circuitos de geração de pulso estar acoplado de maneira direta ou capacitiva à amostra.

[007] Em uma terceira realização, um método inclui coletar sangue de um paciente. Uma configuração de uma sequência de um ou mais pulsos elétricos é especificada com base em um parâmetro desejado associado à liberação de fator de crescimento. Em seguida, a amostra de sangue, ou uma amostra de plasma rico em plaqueta derivado da amostra de sangue, é exposta à sequência de um ou mais campos elétricos pulsados por meio de um sistema de geração de pulso acoplado de maneira capacitiva para acionar a liberação de um fator de crescimento na amostra de sangue ou no plasma rico em plaqueta.

[008] Em uma quarta realização, um sistema de geração de pulso elétrico pode incluir uma memória, um visor e um dispositivo de entrada de usuário. O sistema de geração de pulso elétrico pode compreender também um retentor de amostra que inclui um primeiro eletrodo e um segundo eletrodo dispostos nos lados opostos do retentor de amostra, em que o retentor de amostra é configurado para receber um recipiente de amostra e o conjunto de circuitos de geração de pulso é configurado para suprir um primeiro pulso e um segundo pulso ao primeiro e ao segundo eletrodos. O primeiro pulso tem uma duração de pulso e uma primeira força de campo elétrico e o segundo pulso tem a duração de pulso e uma segunda força de campo elétrico. A primeira força de campo elétrico e a segunda força de campo elétrico são inversos aditivos. O sistema de geração de pulso elétrico pode incluir adicionalmente um processador configurado para executar uma instrução armazenada na memória para controlar o conjunto de circuitos de geração de pulso.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[009] Essas e outras funções, aspectos e vantagens da presente invenção serão mais bem entendidas quando a descrição detalhada a seguir for lida com referência aos desenhos anexos, nos quais caracteres semelhantes representam partes semelhantes ao longo dos desenhos.

[010] A Figura 1 é uma esquemática de um sistema e carga de geração de pulso acoplados de maneira capacitiva, em conformidade com uma realização da presente invenção.

[011] A Figura 2 é uma esquemática do sistema e carga de geração de pulso da Figura 1, em conformidade com uma realização da presente invenção.

[012] A Figura 3 é uma esquemática do sistema e carga de geração de pulso da Figura 1, em conformidade com uma realização da presente invenção.

[013] A Figura 4 é um fluxograma que ilustra um método para liberação de fator de crescimento ex vivo, em conformidade com uma realização da presente invenção.

[014] A Figura 5 é uma esquemática de um sistema de geração de pulso acoplado de maneira direta e capacitiva a uma carga, em conformidade com uma realização da presente invenção.

[015] A Figura 6 é um gráfico que exibe a quantidade de fator de crescimento derivado de plaqueta liberado em um PRP não ativado, em uma amostra de sangue total não ativada e em uma amostra de PRP acoplada de maneira capacitiva ao sistema de geração de pulso.

[016] A Figura 7 é um gráfico que exibe a quantidade de fator de crescimento derivado de plaqueta liberado em um PRP não ativado, em uma amostra de sangue total não ativada e em uma amostra de PRP acoplada de maneira capacitiva ao sistema de geração de pulso.

[017] A Figura 8 é um gráfico que exibe a quantidade de fator de crescimento derivado de plaqueta liberado em várias amostras de sangue com o uso de várias abordagens, incluindo as abordagens discutidas no presente documento.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[018] Uma ou mais realizações específicas da presente invenção serão descritas abaixo. Em uma tentativa de fornecer uma descrição concisa dessas realizações, todos os recursos de uma implantação real podem não ser descritos no relatório descritivo. Deve-se observar que no desenvolvimento de qualquer tal implantação real, como em qualquer projeto de engenharia ou desenho, inúmeras decisões específicas de implantação devem ser realizadas para alcançar os objetivos específicos dos desenvolvedores, tais como conformidade com as restrições relacionadas ao sistema e relacionadas a negócios, que podem variar de uma implantação para outra. Ademais, deve ser observado que tal esforço de desenvolvimento pode ser complexo e demorado, no entanto, é uma tarefa rotineira de projeto, fabricação e produção para os técnicos no assunto que têm o benefício desta invenção.

[019] Ao introduzir os elementos de várias realizações da presente invenção, os artigos “um”, “uma”, “o”, "a", “dito” e "dita" estão destinados a significar que há um ou mais dentre os elementos. Os termos “que compreende”, “que inclui” e “que tem” estão destinados a serem inclusivos e significam que pode haver elementos adicionais, além dos elementos listados.

[020] As presentes realizações se referem a um sistema de geração de pulso para aplicações que empregam potência pulsada. Especificamente, as realizações descritas no presente documento se referem a um sistema de geração de pulso usado para aplicações médicas em que a carga pode ser uma amostra biológica colocada em um cadinho ou outro vaso adequado. O sistema de geração de pulso pode ser acoplado à carga correspondente através de acoplamento capacitivo e, em algumas realizações, através tanto de acoplamento capacitivo quanto direto. Caso a carga seja acoplada ao sistema de geração de pulso por acoplamento tanto capacitivo quanto direto, um operador pode selecionar qual tipo de acoplamento usar. Embora as realizações descritas no presente documento se refiram a uma aplicação médica específica, deve ser observado que as mesmas são apenas exemplos de possíveis usos da matéria. Consequentemente, as técnicas desejadas podem ser implantadas, por exemplo, em outras aplicações tratamento médico, biotecnologia, processamento de alimento, tratamento de água (por exemplo, purificação de água), tratamento de gás de escape, geração de ozônio e implantação de íon. Em particular, as amostras expostas aos pulsos elétricos podem ser amostras usadas em tratamento médico, biotecnologia, processamento de alimento, tratamento de água (por exemplo, purificação de água), tratamento de gás de escape, geração de ozônio e/ou em técnicas de implantação de íon.

[021] Considerando-se o supracitado, a Figura 1 ilustra um sistema de geração de pulso 10. O sistema de geração de pulso 10 pode incluir um conjunto de circuitos de geração de pulso 12 e uma carga 14. A carga 14 pode incluir conjuntos de eletrodos (ou matriz de eletrodos) 16 e 18; em que os eletrodos 16 e 18 podem ser projetados para conduzir altas quantidades de corrente, tais como na faixa de 0,01 a 35 kA. Na realização retratada, os eletrodos 16 e 18 são separados em lados opostos de um cadinho 20. Ou seja, o cadinho 20 está disposto entre os eletrodos 16 e 18 e entra em contato com os mesmos, e os eletrodos estão acoplados ao gerador de pulso por meio de contatos 22. Em uma realização, o cadinho 20 é configurado para reter uma amostra biológica e bioquímica 24, tal como uma amostra de sangue. Em determinadas realizações, o cadinho 20 é descartável e/ou é removível de um retentor de amostra 26. Consequentemente, a inserção do cadinho 20 e o contato dos eletrodos 16 e 18 com os contatos 22 permitem que o gerador de pulso produza um pulso elétrico, e a amostra 24 dentro do cadinho 20 está exposta aos pulsos. Embora a realização ilustrada retrate um cadinho 20, deve ser observado que um cadinho é apenas um exemplo de um recipiente de amostra, e que qualquer recipiente adequado configurado para reter uma amostra pode estar disposto entre os eletrodos 16 e 18. Em determinadas realizações, o cadinho 20 ou o retentor de amostra correspondente pode conduzir os pulsos elétricos. O cadinho 20 separa os eletrodos 16 e 18 um do outro. Embora a descrição anterior descreva o cadinho que retém uma amostra biológica, deve ser observado que a carga 14 pode incluir qualquer amostra adequada que se beneficie da exposição a pulsos elétricos e o retentor de amostra.

[022] Em determinadas realizações, o sistema 10 pode incluir um conjunto de circuitos de entrada e de controle adequados e pode ser implantado em um alojamento específico ou pode ser acoplado a um computador ou outro sistema com base em processador. O sistema 10 pode incluir um processador 28 que controla o conjunto de circuitos de geração de pulso 12. Os componentes adicionais do sistema 10 podem incluir uma memória 30 que armazena instruções executadas pelo processador 28. Tais instruções podem incluir protocolos e/ou parâmetros para os pulsos elétricos gerados pelo conjunto de circuitos de geração de pulso 12. O processador 28 pode incluir, por exemplo, microprocessadores de único chip ou de múltiplos chips para uso geral. Além disso, o processador 28 pode ser qualquer processador convencional para propósitos especiais, tal como um processador ou um conjunto de circuitos de aplicação específica. A memória 30 pode ser um dispositivo de armazenamento em massa, um dispositivo de memória FLASH, uma memória removível, etc. Além disso, um visor 32 pode fornecer indicações a um operador em relação à operação do sistema 10. O sistema 10 pode incluir um dispositivo de entrada de usuário 34 (por exemplo, um teclado, mouse, tela sensível ao toque, trackball, dispositivo ou controlador portátil ou qualquer combinação dos mesmos) para ativar o conjunto de circuitos de geração de pulso 12 e/ou selecionar os parâmetros apropriados.

[023] Na realização retratada, o sistema 10 é usado para ativação de plaqueta ex vivo. Por exemplo, a amostra pode ser um produto sanguíneo que foi removido do dito corpo e processado para enriquecer a concentração de plaqueta (por exemplo, plasma rico em plaqueta). Em outras realizações, o sistema 10 pode ser usado para técnicas in vivo. Consequentemente, o sistema 10 pode ser implantado como uma vareta ou outro dispositivo portátil com eletrodos espaçados que entregam um pulso elétrico em ou sobre uma carga.

[024] É previsto que o sistema de geração de pulso 10, conforme fornecido no presente documento, pode ser implantado como um dispositivo de propósito único (por exemplo, apenas para ativação de plaqueta) ou como um dispositivo de múltiplos propósitos que pode ser usado para outras aplicações de exposição em campo elétrico, tal como eletroporação, além da ativação de plaqueta, conforme discutido no presente documento. Além disso, o sistema 10 pode ser configurado para gerar um pulso elétrico de acordo com um ou mais protocolos. Os protocolos podem ser gerados por entradas de usuário e/ou podem ser armazenados na memória 30 a ser selecionada pelo usuário. Em uma realização, o sistema 10 pode operar em qualquer entrada de usuário para o protocolo de ativação diferente de uma entrada para iniciar a ativação uma vez que a amostra 24 é carregada. Em tal realização, o conjunto de circuitos de geração de pulso 12 pode operar sob controle do processador 28 a fim de operar um único protocolo com força de campo elétrico predeterminada, comprimento de pulso e/ou tempo de exposição total. Tal protocolo pode ser determinado por estudos teóricos ou empíricos. Em outras realizações, o sistema 10 pode ser configurado para receber uma entrada de usuário em relação à força de campo elétrico, ao comprimento de pulso e/ou ao tempo de exposição total. Além disso, o sistema 10 pode ser configurado para gerar um formato de pulso particular ou para gerar uma série de pulsos que podem diferir entre si, de acordo com uma entrada de usuário e/ou com uma definição de protocolo armazenado.

[025] Os pulsos gerados pelo sistema 10 podem ter uma duração de cerca de 1 nanossegundo a cerca de 100 microssegundos e uma força de campo elétrico de cerca de 0,1 kV/cm a 350 kV/cm, dependendo da aplicação. O espaçamento entre os eletrodos 16 e 18 podem influenciar na força do campo elétrico que é definida como a razão entre a tensão aplicada e a distância de vão de eletrodo. Por exemplo, caso um cadinho forneça um vão de 1 cm entre os eletrodos, a exposição do cadinho a 1 kV gera uma força de campo elétrico de 1 kV/cm. Embora os pulsos gerados pelo sistema possam ser pelo menos 10 kV/cm, 50 kV/cm etc., os mesmos não excedem o campo de ruptura da amostra 24.

[026] Em sistemas convencionais, um sistema de geração de pulso deve ser acoplado diretamente à carga correspondente, de modo que a corrente flua diretamente a partir do conjunto de circuitos de geração de pulso para a amostra e através da mesma. Como tal, o cadinho ou, genericamente, o recipiente de amostra, pode ser produzido a partir de um material condutivo (isto é, metal) que pode ser dispendioso ou, de outro modo, indesejável, tal como devido à natureza da amostra. Além disso, a amostra pode ser contaminada devido ao contato com superfícies metálicas. O cadinho 20 também pode precisar ter determinadas características que reduzem a chance de ruptura elétrica (por exemplo, centelhamento).

[027] A fim de reduzir e eliminar as exigências para o retentor de amostra 26, e na realização retratada, o cadinho 20, o sistema de geração de pulso 10 pode ser acoplado de maneira capacitiva à carga 14. O sistema 10 pode incluir um elemento capacitivo 36 disposto entre o conjunto de circuitos de geração de pulso 12 e a amostra 24, conforme ilustrado na Figura 1. Em algumas realizações, o elemento capacitivo 36 pode estar disposto entre o conjunto de circuitos de geração de pulso 12 e o eletrodo 16. No sistema acoplado de maneira capacitiva 10, o elemento capacitivo 36 impede que a corrente contínua (CC) flua através da amostra 24 e força correntes impulsivas bipolares através da amostra.

[028] O elemento capacitivo 36 pode ser qualquer componente ou material adequado que atua como um capacitor e está disposto em série com a amostra 24. Por exemplo, o elemento capacitivo 36 pode ser um capacitor disposto no final do conjunto de circuitos de geração de pulso 12, conforme ilustrado na Figura 2. Um capacitor 36 pode estar disposto também entre o eletrodo 16 e a amostra 24, conforme ilustrado na Figura 3. Por exemplo, um capacitor 36 pode ser fixado a um compartimento localizado entre o eletrodo 16 e o retentor de amostra 26 em um cadinho.

[029] Em algumas realizações, o elemento capacitivo 36 pode ser o cadinho 20 ou, em geral, um recipiente de amostra. O cadinho 20 pode ser produzido a partir de um material não condutivo (por exemplo, quartzo, plástico) que permite que o cadinho atue como um capacitor. Os materiais não condutivos podem ser menos dispendiosos, mais fáceis de esterilizar e menos propensos à contaminação do que materiais condutivos. Os materiais não condutivos podem estar também disponíveis mais prontamente. Por exemplo, caso o sistema 10 seja usado para ativação de plaqueta, então, o retentor de amostra 26 pode ser a seringa usada para coletar a amostra 24 (isto é, sangue).

[030] Em algumas realizações, o sistema de geração de pulso 10 que usa o acoplamento capacitivo pode ser configurado para gerar pulsos bipolares. O processador 28 pode controlar o conjunto de circuitos de geração de pulso 12 de modo que dois pulsos elétricos, um após o outro, possam ser gerados. Esses dois pulsos elétricos podem ter a mesma duração de pulso. No entanto, a amplitude dos pulsos elétricos pode ser inversos aditivos. Por exemplo, o primeiro pulso elétrico pode ter uma força de campo elétrico de 50 kV/cm, ao passo que o segundo pulso elétrico pode ter uma força de campo elétrico de -50 kV/cm. Conforme será observado, o primeiro pulso pode ter uma polaridade positiva e o segundo pulso uma polaridade negativa e vice-versa, desde que a polaridade do primeiro pulso seja oposta àquela do segundo pulso.

[031] Os sistemas de geração de pulso que usam acoplamento capacitivo podem ter benefícios relacionados aos resultados da eletricidade que estimula as amostras. Por exemplo, em técnicas de ativação de plaqueta que usam a estimulação elétrica, a taxa de liberação de fator de crescimento pode variar com base nos tipos de pulsos elétricos emitidos por um sistema de geração de pulso acoplado de maneira capacitiva. Por exemplo, um pulso elétrico a pode fazer com que um fator de crescimento a seja liberado imediatamente e um fator de crescimento b seja liberado subsequentemente. Por outro lado, um pulso elétrico b pode causar uma taxa estável de liberação para o fator de crescimento a, ao mesmo tempo na metade do processo o fator de crescimento b é liberado. As características para os pulsos associados à liberação de fator de crescimento variável podem ser determinadas por estudos empíricos. Essas configurações de pulso podem ser incorporadas nos protocolos armazenados na memória 30 ou podem ser especificados pela entrada de usuário.

[032] Um método 40 para acionar a liberação de fator de crescimento, conforme ilustrado na Figura 4, pode ser usado em combinação com o sistema 10. Deve ser entendido que determinadas etapas do método 40 podem ser realizadas por um operador ao passo que outras etapas do método podem ser realizadas pelo sistema 10. Na etapa 42, a equipe (por exemplo, um médico ou uma enfermeira) extrai sangue de um paciente, que é centrifugado para gerar uma amostra de PRP na etapa 44. Na implantação retratada, a equipe determina a sequência correta e a configuração de um ou mais pulsos para aplicar à amostra de PRP a fim de acionar uma quantidade especifica de fatores de crescimento liberados na etapa 46. Em outras realizações, a equipe pode determinar a sequência correta de pulsos com base no tipo desejado de fatores de crescimento liberados e/ou na taxa desejada de liberação. Durante a etapa 48, a amostra de PRP está exposta aos um ou mais pulsos, o que aciona a liberação de fator de crescimento na etapa 50. Por fim, na etapa 52, os fatores de crescimento são coletados a partir da amostra de PRP.

[033] Embora determinadas aplicações possam se beneficiar do acoplamento capacitivo, outras podem se beneficiar do acoplamento direto. Como tal, pode ser desejável que o sistema de geração de pulso 10 possa se acoplar de maneira capacitiva ou direta à carga 14 com base na aplicação. Por exemplo, conforme mencionado acima, o elemento capacitivo 36 pode ser um capacitor disposto entre o eletrodo 16 e o retentor de amostra 26. O capacitor 36 pode ser removível, de modo que o sistema 10 use normalmente o acoplamento direto e quando o acoplamento capacitivo é desejado, o operador fixa o capacitor 36. Semelhantemente, um operador pode usar um retentor de amostra condutivo 26 quando o acoplamento direto for desejado e um retentor de amostra não condutivo 26 quando o acoplamento capacitivo for desejado.

[034] Alternativamente, o conjunto de circuitos de geração de pulso 12 pode incluir o conjunto de circuitos que permite que a corrente flua diretamente para a carga 14 (isto é, acoplamento direto) ou direcione a corrente através de um elemento capacitivo 36 (isto é, acoplamento capacitivo) antes da carga 14, conforme ilustrado na Figura 5. Por exemplo, o conjunto de circuitos de geração de pulso 12 pode incluir, em paralelo, um acoplamento direto à carga 14 e o elemento capacitivo 36 (por exemplo, um capacitor) em série com a carga 14 (isto é, acoplamento capacitivo). O processador 28 pode controlar dois comutadores 54 que permitem que a corrente flua para a carga 14 tanto por meio de acoplamento direto como por meio de acoplamento capacitivo. Os comutadores 54 podem ser qualquer dispositivo com capacidade para ser cambiado seletivamente entre um estado eletricamente condutivo e um estado não condutivo, tal como retificadores controlados por silício, transistores de potência, comutadores de relé ou quaisquer outros dispositivos semelhantes. Alternativamente, o processador 28 pode controlar outros dispositivos, tais como multiplexadores analógicos ou digitais, que têm capacidade para selecionar o conjunto de circuitos associado ao esquema de acoplamento desejado. O processador 28 pode receber uma entrada de usuário que especifica qual esquema de acoplamento o sistema 10 deve usar. Os protocolos armazenados na memória 30 que especificam as características dos pulsos gerados podem especificar também a possibilidade de usar acoplamento capacitivo ou direto.

[035] Algumas aplicações podem se beneficiar também de uma série de pulsos elétricos entregues à carga 14 que alternam entre acoplamento capacitivo e direto. Tais configurações podem ser incorporadas nos protocolos armazenados na memória 30 ou podem ser especificados pela entrada de usuário.

EXEMPLOS CONTROLE DA QUANTIDADE DE LIBERAÇÃO DE FATOR DE CRESCIMENTO DURANTE ATIVAÇÃO DE PLAQUETA

[036] A Figura 6 retrata a quantidade de liberação de fator de crescimento em vários tipos de amostras de sangue com o uso da estimulação elétrica, conforme discutido no presente documento, junto com uma abordagem de acoplamento capacitivo. Os resultados são mostrados para amostras que incluem uma amostra de plasma rico em plaqueta (PRP) que não foi ativada, uma amostra de sangue total que não foi ativada e uma amostra de PRP que foi ativada por meio de estimulação elétrica em um sistema de geração de pulso acoplado de maneira capacitiva. As amostras de PRP foram expostas aos pulsos bipolares com uma tensão de 700 V (força de campo elétrico de 3,5 kV/cm) e uma corrente de 30 A. Conforme ilustrado, a quantidade de fator de crescimento derivado de plaqueta (PDGF) presente na amostra de PRP acoplada de maneira capacitiva é cerca de duas vezes aquela da amostra de PRP não ativada e da amostra de sangue total.

[037] A Figura 7 ilustra a quantidade de liberação de fator de crescimento em tipos semelhantes de amostras conforme na Figura 6 - porém, uma tensão mais alta de acoplamento capacitivo aciona mais liberação de fator de crescimento em comparação à linha de base, PRP não ativado e sangue total. No presente contexto, a amostra de PRP acoplada de maneira capacitiva foi exposta a pulsos bipolares com uma tensão de 1.200 V (força de campo elétrico de 6 kV/cm) e uma corrente de 60 A. A quantidade de PDGF liberada na amostra de PRP acoplada de maneira capacitiva foi seis vezes maior que aquela amostra de PRP não ativada e cerca de treze vezes maior que aquela da amostra de sangue total. Conforme mostrado, as características de tensão e de corrente da estimulação elétrica afetam a quantidade de fator de crescimento liberado em comparação à linha de base quando o sistema de geração de pulso é acoplado de maneira capacitiva à amostra. A fim de ilustrar adicionalmente a eficácia do sistema de geração de pulso acoplado de maneira capacitiva, a Figura 8 compara a quantidade de PDGF liberada em uma amostra de PRP não ativada, uma amostra de sangue total não exposta à estimulação elétrica, uma amostra de sangue ativada com trombina bovina e uma amostra de PRP acoplada de maneira capacitiva.

[038] Uma ou mais dentre as realizações reveladas, sozinhas ou em combinações, podem fornecer um ou mais efeitos benéficos úteis para fornecer potência pulsada em várias aplicações. Determinadas realizações podem fornecer operadores para usar os materiais não condutivos para retentores de amostra em sistemas de geração de pulso. Por exemplo, o presente sistema de geração de pulso acoplado de maneira capacitiva pode usar uma seringa ou outro plástico recipiente como um retentor de amostra. Esses retentores de amostras não condutivos podem ser menos dispendiosos, mais fáceis de esterilizar e disponíveis mais prontamente do que retentores de amostra usados em sistemas de geração de pulso convencionais. Adicionalmente, as amostras que são estimuladas eletricamente com o uso do presente sistema de geração de pulso acoplado de maneira capacitiva podem diferir com base nos tipos de pulsos usados. Por exemplo, a variação do pulso parâmetros para o presente sistema de geração de pulso acoplado de maneira capacitiva para ativação de plaqueta pode modificar a quantidade de fatores de crescimento liberados. Outras realizações podem permitir também que os operadores usem acoplamento direto ou capacitivo em sistemas de geração de pulso. Por exemplo, o presente sistema de geração de pulso pode conter um conjunto de circuitos de geração de pulso e de controle adequado que permite que a corrente flua diretamente até a amostra (isto é, acoplamento direto) ou direcionar roteia novamente a corrente através de um elemento capacitivo (isto é, acoplamento capacitivo). Os efeitos e problemas técnicos no relatório descritivo são exemplificativos e não limitantes. Deve-se observar que as realizações descritas no relatório descritivo podem ter outros efeitos técnicos, e podem solucionar outros problemas técnicos.

[039] Embora apenas determinadas funções da invenção tenham sido ilustradas e descritas no presente documento, muitas modificações e mudanças ocorrerão para os técnicos no assunto. Portanto, deve ser entendido que as reivindicações anexas se destinam a cobrir todas essas modificações e mudanças que estiverem dentro do escopo da invenção.

Claims

1. SISTEMA DE GERAÇÃO DE PULSO ELÉTRICO (10), que compreende: uma memória (30); um visor (32); um dispositivo de entrada de usuário (34); um retentor de amostra (26) que compreende um primeiro eletrodo (16) e um segundo eletrodo (18) dispostos em lados opostos do retentor de amostra (26), em que o retentor de amostra (26) é configurado para receber um recipiente de amostra (20); conjunto de circuitos de geração de pulso (12) configurado para suprir um pulso ao primeiro eletrodo (16) e ao segundo eletrodo (18); um elemento capacitivo (36) disposto em série entre o conjunto de circuitos de geração de pulso (12) e o primeiro eletrodo (16); e um processador (28) configurado para executar etapas armazenadas na memória (30) para controlar o conjunto de circuitos de geração de pulso (12), caracterizado pelo conjunto de circuitos de geração de pulso (12) ser configurado para se acoplar de maneira capacitiva ao recipiente de amostra (20).

2. SISTEMA DE GERAÇÃO DE PULSO ELÉTRICO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo elemento capacitivo (36) compreender um capacitor disposto entre o conjunto de circuitos de geração de pulso (12) e o primeiro eletrodo (16).

3. SISTEMA DE GERAÇÃO DE PULSO ELÉTRICO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo elemento capacitivo (36) compreender um capacitor disposto entre o primeiro eletrodo (16) e o retentor de amostra (26).

4. SISTEMA DE GERAÇÃO DE PULSO ELÉTRICO (10), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo capacitor ser removível.

5. SISTEMA DE GERAÇÃO DE PULSO ELÉTRICO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo o elemento capacitivo (36) compreender o recipiente de amostra (20), quando estiver presente, sendo que o recipiente de amostra (20) é produzido a partir de um material não condutivo.

6. SISTEMA DE GERAÇÃO DE PULSO ELÉTRICO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela memória (30) armazenar etapas que especificam uma ou mais características do pulso.

7. SISTEMA DE GERAÇÃO DE PULSO ELÉTRICO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo processador (28) ser configurado para receber uma entrada a partir do dispositivo de entrada de usuário (34) que especifica uma ou mais características do pulso.

8. SISTEMA DE GERAÇÃO DE PULSO ELÉTRICO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo pulso ter uma duração de pulso entre cerca de 1 nanossegundo e cerca de 100 microssegundos.

9. SISTEMA DE GERAÇÃO DE PULSO ELÉTRICO (10), de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo pulso ter uma força de campo elétrico entre 0,1 kV/cm e 350 kV/cm.

10. SISTEMA DE GERAÇÃO DE PULSO ELÉTRICO (10), que compreende: uma memória (30); um visor (32); um dispositivo de entrada de usuário (34); um retentor de amostra (26) que compreende um primeiro eletrodo (16) e um segundo eletrodo (18) dispostos em lados opostos do retentor de amostra (26), em que o retentor de amostra (26) é configurado para receber um recipiente de amostra (20); conjunto de circuitos de geração de pulso (12) acoplado a um elemento capacitivo (36) configurado para suprir um pulso bipolar utilizando o elemento capactivo (36), em que o pulso bipolar compreende um primeiro pulso e um segundo pulso ao primeiro (16) e ao segundo (18) eletrodos, caracterizado pelo primeiro pulso ter uma duração de pulso e uma primeira força de campo elétrico e o segundo pulso ter uma duração de pulso e uma segunda força de campo elétrico e em que a primeira força de campo elétrico e a segunda força de campo elétrico são inversos aditivos; e um processador (28) configurado para executar etapas armazenadas na memória (30) para controlar o conjunto de circuitos de geração de pulso (12).

11. SISTEMA DE GERAÇÃO DE PULSO ELÉTRICO (10), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pela memória (30) armazenar etapas que especificam uma ou mais características do primeiro e do segundo pulsos.

12. SISTEMA DE GERAÇÃO DE PULSO ELÉTRICO (10), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo processador (28) ser configurado para receber uma entrada a partir do dispositivo de entrada de usuário (34) que especifica uma ou mais características do primeiro e do segundo pulsos.

13. SISTEMA DE GERAÇÃO DE PULSO ELÉTRICO (10), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pela duração de pulso estar entre cerca de 1 nanossegundo e cerca de 100 microssegundos.

14. SISTEMA DE GERAÇÃO DE PULSO ELÉTRICO (10), de acordo a reivindicação 10, caracterizado pelo primeiro ou segundo pulso terem uma força de campo elétrico entre 0,1 kV/cm e 350 kV/cm.