BRPI0916055A2 - dispositivo e método para filtragem de sangue - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO PARA FILTRAGEM DE SANGUE, onde o dispositivo inclui um corpo do dispositivo configurado para, pelo menos, implantação parcial na medula de um osso e um filtro disposto no ou dentro do corpo do dispositivo, servindo para filtrar o sangue fluindo através da medula.

Description

"DISPOSITIVO PARA FILTRAGEM DE SANGUE" Área e histórico da invenção O presente pedido de patente 5 de invenção se refere a um dispositivo para filtragem de fluidos biológicos e, mas especificamente, a um dispositivo de filtragem autolimpante, o qual é capaz de remover 0 excesso de água do plasma circulante.

Os rins filtram o sangue e removem o excesso de fluidos, minerais e resíduos. Eles produzem, também, hormônios que mantêm a resistência óssea e a homeostase sanguínea. Quando os rins param de realizar estas funções normais, os resíduos nocivos ficam retidos no organismo, a pressão sanguínea pode aumentar e o corpo pode reter fluido em excesso e não produzir a quantidade suficiente de glóbulos vermelhos. Dessa forma, a insuficiência renal necessita de tratamento, a fim de corrigir ou compensar essa insuficiência.

A Doença Renal em Estágio Final (DREF) ocorre quando os rins não são mais capazes de funcionar em um nível necessário para a vida cotidiana, até um ponto em que a função dos rins chega a menos que 10% das de um rim saudável. Uma taxa de filtração glomerular baixa é geralmente determinada indiretamente pelo nível de creatinina no soro sanguíneo. A causa mais comum de DREF é a diabetes. Os sintomas da DREF podem incluir, por exemplo, perda involuntária de peso, náuseas ou vômitos, mal estar geral, fadiga, cefaléia, diminuição da micção, hematomas ou hemorragias, sangue no vômito ou nas fezes, níveis elevados de nitrogênio ureico no sangue (NUS) e diminuição da depuração da creatinina.

Uma vez que os pacientes de 5 DREF não são capazes de excretar suficientemente os fluidos, a água e outros fluidos ficam retídos no corpo até que sejam removidos por ultrafiltração (remoção do excesso de fluidos do corpo) durante a diálise. Consequentemente, conforme a função dos rins diminui, o volume de fluido sobrecarrega e a lO pressão sanguínea aumenta.

Outra grande causa de sobrecar-ga-- de-- fluidos-- qu.e— podem -- ser.- resultado da ultrafiltração é a insuficiência cardíaca congestiva (ICC) seguida de doença isquêmica do coração, aterosclerose ou " 15 pT"oblemas""genétiCos. DeVido à"fàlênc"ia"""da bomba cardíaca, ¢55" rins diminuem o fluxo, o que resulta no aumento da pressão sanguínea e sobrecarga de Eluidos.

A diálise é realizada rotineiramente nos indivíduos que sofrem de insuficiência 20 renal crônica ou aguda, tem DREF ou ICC relacionados à sobrecarga de fluidos. O processo en"vol"ve a remoção de resíduos e dos fluidos do sangue, sendo normalmente eliminados pelos rins. A diálise também pode ser utilizada em indivíduos expostos a substâncias tÓxicas, a fim de 25 prevenir que a insuficiência renal ocorra. Existem dois tipos de diálise que podem ser realizadas: hemodiálise e a diálise peritoneal. - A hemodiálise envolve a remoção do fluido através de ultrafiltração, fazendo ccjm que água corrente e alguns solutos dissolxridos se movam através da membrana ao longo de um gradiente de pressão gerado.

A hemodiálise utiliza o fluxo em contracorrente, que mantém o gradiente de concentração através da membrana no nível máximo e aumenta a eficiência da diálise.

O sangue é levado por um tipo especial de acesso, chamado fístula arteriovenosa (FAV), que é colocada cirurgicamente, geralmente no braço.

Depois que c) acesso foi estabelecido, o lO sangue é drenado através de uma grande máquina de hemodiálise que banha o cartucho de hemofiltração em uma solução,_dialisante especial,. a qual ajusta a .concentração de solutos e remove os resíduos e fluidos.

O sangue "limpo" é,

então, devolvido à corrente sanguínea.

A hemodíálise é gera4mente "-real-izada três" vezes"" por "semana, "' com" cada " " tratamento tendo a duração de 3 a 5 horas ou mais.

Devido ao fato de que a manutenção adequada dos equipamentos de hemodiálise (por exemplo, membranas, bombas) é fundamental, as sessões de hemodiálise são muitas vezes realizadas em um centro de tratamento.

As possíveis complicações da hemodiálise podem incluir cãibras musculares e baixa pressão sanguínea, causados pela remoção de muito fluido e/ou pela remoção de fluido muito rapidamente-

A diálise peritoneal utiliza a membrana peritoneal para filtrar o sangue.

A diálise peritoneal é realizada colocando cirurgicamente um tubo especial, macio e occj na parte inferior do abdÔmen, perto do ~. —" umbigo.

Uma mistura de minerais e açúcar dissolvidos em água, chamada solução de diálise, é instilada na cavidade peritoneal e é deíxada no abdômen durante um determinado período de tempo em que cj líquido dialisante absorve os resíduos, toxinas e água sobressalente através das membranas 5 do peritoneu. Após várias horas, a solução contendo os resíduos do sangue é drenada do abdômen através do tubo. Em seguida, o abdômen é abastecido com solução de diálise nova, e o ciclo se repete. O processo de drenagem e reabastecimento é chamado de troca. Os pacientes passam lO geralmente por quatro a seis trocas da solução de diálise por dia. A infecção do peritÔnio, ou a peritonite, são os prob-l-emas mais comuns-de diálise peritoneal. .---—-- -- _ Embora a diálise seja um procedimento comum, ela carrega várias desvantagens, ""i5 incluihã6"imparidade nõ""balanço de fluidos, a ne"c_e"ssidade de dieta especial, a pressão sanguínea elevada, problemas psicológicos causados pela mudança no estilo de vida, devido à necessidade de ir para c) tratamento de diálise xrárias vezes por semana duran-te várias horas.

20 Foram feitas "várias tentativas de se desenvolver sistemas que superassem, pelo mencjs, algumas das limitações dos dispositivos de diálise acima mencionados. As patentes dos EUA 5.037.385 e 10/922,478 divulgam dispositivos implantáveis de díálise peritoneal. O 25 sistema descrito anteriormente inclui um sistema implantável de drenagem peritônio-urinária e um sistema implantável de infusão de dialisato. Quando em uso, o dispositivo apresenta ~ um reservatÓrio semipermeável implantado na cavidade peritoneal. O reservatório recebe os resíduos de sangue e drena, através de um ou mais condutos via bomba, até a bexiga biológica, o que se torna um conjunto complicado.

A patente dos EUA 5.902.336 5 descreve outro sistema implantável, o qual emprega um dispositivo de ultrafiltração para a remoção de solutos de peso molecular baixo para médio e os fluidos do sangue de um paciente em falência renal. Neste sistema, os fluidos fluem entre o sistema "vascular do paciente, através de um acesso à lO artéria e/ou veia, e a bexiga ou uretra do paciente. Como tal, este sistema necessita da fixação cirúrgica de um metal - ou-di-spositivo de plástico-rígido, em um tecido- biológico . '- macio (artéria ou veia), um procedimento que muitas vezes resulta em efeitos colaterais indesejáveís, tais como o 15 cisarhamentó/ailaceràmênto dSs vas69, cõágíílaçãó,""fibrosê) infecção e trombose. Além disso, esse sistema necessita da instalação de uma borriba dentro do corpo do paciente.

Funções como as de diálise do fígado, baseadas em células biologicamente ativas 20 transplantadas ou implantadas ou tecidos, tarribém foram consideradas, e a medula Óssea tem sído postulada ccjmo um local potencialmente adequado, devido à sua capacidade de tolerar antígenos estranhos e seu acesso ao sistema circulatório.

25 A medula Óssea é um local imunoprivilegiado e, portanto, pode ser utilizado para a introdução de materiais estranhos ao hospedeiro. Um exemplo .-- ~. é divulgado na patente dos EUA 6.463.933, descrevendo um método para transmissão de uma substância biologicamente ativa, incluindo: células, tecidos, ácidos nucleicos, vetores, proteínas ou composições farmacêuticas a um mamífero, mediante a introdução da substância no osso ou 'na 5 medula óssea. Uma configuração em alusão à patente '933 refere-se à implantação de células de rim na medula óssea para diálise, mas esse sistema está longe de ser alcançado.

Implantes não biológicos que não tenham as desvantagens referidas acima, tais como a 10 coagulação, infecção, necrose dos tecidos, formação de tumores e trombose, e que não possuem problemas de dilaceramento representam uma necessidade há muito_ tempo = % - ", . píesènte e"não atendidm- " " Erribora reduzindo a presente 15 invenção à prática, os presentes inventore_s+.Fcriaram- -urri -- - - = " " & ~ +· -= ~ = dispositivo de diálise não biológica, q qual é projetado para implantes na medula óssea de um paciente e para proporcionar a ultrafiltração do plasrna sanguíneo, dessa forma, superando as limitações acima mencionadas dos 20 dispositivos com técnicas anteriores. Resumo do pedido de patente de invenção.

De acordo com um aspecto do presente pedido de patente da irrvenção, é fornecido um dispositivo para filtragem (DFS), o qual é implantável 25 dentro da medula Óssea de um paciente. O dispositivo inclui um corpo do dispositivo (na forma de um coletor ou cartucho) que é configurado para a implantação dentro da medula óssea de um indivíduo,—e_um material filtrante disposto dentro ou .'"

no corpo do dispositivo. O corpo do dispositivo é configurado para direcionar c) sangue da medula óssea através do filtro, de tal forma que os resíduos ficam retidos pelo filtro e a água e os solutos são passados através dele, 5 coletados pelo corpo do dispositivo e removidos do sangue. De acordo com as características adicionais das configurações preferenciais deste pedido de patente da invenção, descritas abaixo, o dispositivo inclui, ainda, um conduto para direcionar a água lO e os solutos rernovidos do sangue para a bexiga, sistema Geniturinário (GU) ou um reservatório.

Ainda de acordo com as .

_ _ ,Característícas- adi-cionais_ das" Configürações' preferenciais descritas, o dispositivo mantém um gradiente de pressão entre o fluxo sanguíneo 7 & na medul.a= _Óssea ~ e = 0= matexial- - + = --" filtrante. O gradiente de pressão é suficiente para direcionar o excesso de água para a bexiga ou o sistema GU, enquanto retém as macromoléculas definidas.

Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, o material filtrante é selecionado a partir de , composições adequadas para extrair a água do fluxo sanguíneo em circulação na medula óssea.

Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, o dispositivo inclui adicionalmente uma caixa para acomodar o coletor/cartucho.

— "Ki"Kddm acorào com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, a caixa é adaptada para proteger o coletor/cartucho de crescimentcj interno do tecido ósseo.

Ainda de acordo com as 5 características adicionais das configurações preferenciais descritas, a caixa inclui titânio e/ou hídroxiapatita e é adaptada para estimular o crescimento esponjoso no coletor/cartucho, promovendo, assim, a osteointegração do coletor/cartucho.

lO Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, a caixa é revestida por titânio ,_.e/ou "- hidroxiapatita" adaptadà""párá" "estimuiàr" "o " crescimento esponjoso, promovendo, assim, a osteointegração do 15 coletor/cartucho. W' 7 W - =_ . _ . :~ — —_' "'" '" " '" " " " " Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, o conduto/tubo na comunicação dos fluidos com o material filtrante implantável; o conduto/tubo compreendendo 20 a comunicação dos fluidos significa transportar a água coletada à bexiga ou o sistema GU do paciente.

Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, o dispositivo é adaptado para a implantação 25 dentro de um osso no local da medula óssea, sendo o osso selecionado de um grupo cornposto de ossos Iongos, de preferência ossos adjacentes ou posicionados acima da bexiga ' ou do sistema gU"'do paciente, incluindo a crista ilíaca,

costela, esterno, quadril, cjs ossos do antebraço e os ossos do braço.

Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais 5 descritas, o conduto/tubo é adaptado para permitir o fluxo auxiliado por gravidade para a bexiga/sistema GU.

Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, o material filtrante é capaz de suportar uma lO pressão de fluidos de cerca de 200 mm Hg.

Ainda de acordo com as características adicionais das configurações pre_ferenciais " "ãêScr"itãs, o" cíispositivo ê adaptado por tamanho, forma, material e tipo de composição de filtro para a implantação 15 em um local dentro da medula óssea,- o- qual- po.ssua--g'radiente — - " " de pressão suficiente para filtragem de fluidos sem a ajuda de uma bomba.

Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais 20 descritas, o material filtrante tem uma superfície mínima de 0,5 cm2.

Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, c) material filtrante tem um peso molecular de 25 corte de cerca de 5 KDa a 50 KDa. Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais "" " descritas, o material filtrante é, pelo menos, parcialmente composto de metal.

Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, o metal é eletricamente e/ou magneticamente 5 carregado. Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, o metal está carregado negativamente, a fim de repelir a incrustação de proteínas.

lO Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, o metal é paramagnético. . _ _ . ._ . _ ,_ . - - .. %. =- -- ' " "" " " " Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais l5 descritas, o. qte,tal % compreende- _materíaís -biocornpa-tí-ve-is " " = " = &- selecionados de um grupo consistindo de uma ou várias ligas de aço inoxidável, ligas de níquel-titânio, ligas de cobalto-cromo, ligas de molibdênio, ligas de rênio tungstênio ou qualquer combinação destas.

20 Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, o material filtrante inclui uma substância de polírnero biocompatível. Ainda de accjrcío com as características adicionais das configurações preferenciais 25 descritas, o filtro é plissado, dobrado, cilíndrico, cônico, espiral, enrolado ou uma folha plana ou em fibras ocas, ou qualquer combinação destes. _-'·" --—- " Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, a substância polimérica biocompatível é uma substância fisiologicamente aceitável, selecionada de um grupo composto de poliacrilonitrila, polissulfona, 5 polietersulfona, polietileno, polimetilmetacrilato, politetrafluoretileno, poliéster, polipropileno, poliéter- éter-cetona, nylon, poliéster, polímero bloco de poliéter e co-poliamida, poliuretanos tais como poliéster alifático, cloreto de polivinila, terrnoplástico, etileno-propileno lO fluorado, celulose, colágeno, silicone ou qualquer combinação destes.

Ainda de acordo com _ _as ' '": CáFaCtêrísticas adicionais das configurações preferenciais descritas, o conduto/tubo possui o diâmetro variando entre 15 cerca de l.a 30 mm _e cerca de 5 a-cerca-de -l0-rnFnj- "" """" " " = " Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, o conduto/tubo possui o comprimento variando entre cerca de 5 a cerca de 40 cm e cerca de .10 a cerca de 20 20 cm. Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, o corpo do dispositivo é feito de materiais biocompatíveis selecionados de um grupo composto por 25 poliéster, polipropileno, PTFE, ePTFE, PEEK, nylon, polímero bloco de poliéter e co-poliamida, poliuretanos tais como poliéster alifático, PVC, PAN, PS, £olietersulfona, " polietileno, polimetilmetacrilato (PMMA), poliidroxietil metacrilato (PMMA), termoplástico, FEP, celulose, colágeno extrudado, silicone ou qualquer combinação destes.

Ainda de acordo corn as características adicionais das configurações preferenciais 5 descritas, o conduto/tubo se conecta a bexiga e/ou sistema GU para facilitar a excreção dos fluidos.

Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, o dispositivo inclui um mecanismo de autolimpeza lO para a limpeza do filtro. Aínda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais_ descri-tas, o disp"ositivo" "inclui, ai"nda, um sistema de bombeamento, fornecendo altos gradientes de pressão e taxas 15 de fluxo. m & " " " " '" " " "" "'" ' " ' " " " " Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, a bomba também limpa automaticamente substâncias incrustantes do filtro.

20 Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, o filtro é equipado com urn mecanismo de desobstrução contínua de coágulos de proteínas e lipídios.

Ainda de acordo com as 25 características adicionais das configurações preferenciais descritas, o mecanismo é um mecanismo de bólus adaptado para proporcionar uma função peristáltica e de borribeamento para a —— · " desobstrução dos coágulos; um mecanismo de micro-propulsão adaptado para fornecer uma pressão positiva e negativa para o aumento da pressão hidrostática, melhorando a filtragem e desobstrução dos coágulos; um mecanismo purificador adaptado para raspar o depósito de sujeira na superfície lateral do 5 filtro; um mecanismo de reforço, incluindo filamentos piezoelétricos relaxantes energizáveis; os filamentos são adaptados para limpar o filtro periodicamente por vibrações induzidas eletricamente; um mecanismo que compreende, pelo menos, dois cilindros ou folhas adaptadas para se moverem um !0 contra o outro, de forma que os poros do filtro se limpem; um mecanismo semelhante à esponja para desobstrução ativa do filtro; mecanismo de irrversão . de eletrodiá1ise_ para a " " inversão ãe "uma" corrente elétrica através do conjunto, eliminando, assim, os componentes incrustados e escamados de W- · 1,5 _ um c_iclo_para= cmoutro. = - _ " "' " "" "'""""" " "" " Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, o dispositivo inclui, ainda, uma fonte de energia " recarregáxrel.

20 Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, o filtro é configurado cilindricamente e cj purificador é configurado em forma de um anel adaptado para raspar o depósito de sujeira na superfície lateral do filtro 25 configurado cilindricamente. Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais ·P """"descritas, o purificador inclui um fio rodeando a superfície lateral da estrutura do filtro; o fio é feito com efeito térmico de memória; o fio é adaptado para se estender reversixi'elmente ao longo da superfície lateral para raspar o depósito de sujeira do filtro.

5 Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, o "filtro é adaptado para alterar reversivelmente a sua forma. Ainda de acordo com as 10 características adicionais das configurações preferenciais descritas, o dispositivo inclui um mecanismo semelhante a uma esponja para induzir ativamente o fluxo e a _limpeza_do - - . filtFo, torcendo, espremendo ou apertando-o.

Ainda de acordo corn as 15 características adicionais~ das configurações preferenciais = = " '" = descritas, o dispositivo inclui, ainda, um mecanismo de inversão de eletrodiálise, incluindo um dispositivo transdutor de tensão para mudar reversivelmente a diferença de potencial elétrico através da membrana, facilitando a 20 desobstrução do filtro. Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, o sistema de bomba inclui: (a) uma micro boniba para criar uma pressão positiva no lúmen permeado; (b) uma 25 micro válvula para vedar reversivelmente c) lúmen permeado; (C) um controlador para controlar a micro borriba e a micro válvula de acordo com um protocolo predeterminado; e (d) uma - "" 'bateria elétrica para alimentar a micro borriba, a micro válvula e o controlador.

Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, a micro bomba é adaptada para induzír impulsos de 5 pressão negativa no lúmen permeado do corpo do dispositivo. Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, o filtro inclui, pelo menos, uma folha de membrana permeável à água. A folha da membrana tem um lO primeiro lado e um segundo lado, de forma que (i) um lúmen concentrado intercala as camadas do primeiro lado da folha de membrana, e (ii) um lúmen .perme_ado iptercala _as _camadas = " " " ão segunão lado àa folha de membrana.

Ainda de acordo com as 15 características adicionais das con-figuraç'ões-'prefere'nciais " " " " descritas, c) dispositivo inclui, ainda, um material hidrofílico biocompatível parcialmente disperso ou imobilizado dentro do lado permeado do lúmen da folha de membrana; o material é adaptado para fornecer um gradiente 20 de pressão hidrostática maior atra"vés da membrana, superior ao gradiente obtido através da mesma merribrana na ausência do material.

Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais 25 descritas, o corpo do dispositivo inclui, pelo menos, um lúmen concentrado exposto ao sangue circulatório. Ainda de acordo com as características adicionaís das configurações —^ preferenciais descritas, o corpo do dispositivo inclui, pelo menos, um coletor à prova de vazamento, que é um conector de efluentes com c) lúmen permeado.

Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais 5 descritas, o filtro é disposto dentro de um cartucho de filtros incluindo (a) uma "variedade de hastes com membranas de fibras ocas dispostas longitudinalmente; (b) pelo menos um lúmen permeado em contato líquido com as paredes exteriores das fibras; (C) uma variedade de lumens 10 concentrados dispostos dentro das fibras ocas; (d) o material hidrofílico biocompatível disperso dentro de, pelo menos, um lúmen permeado. + +- + Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais 15 descritas, % = " o conjunto ,do cartucho -inclu.-i-um -£ei·x·e- de" hastes " " " " sólidas de merribranas, onde as paredes exteriores das hastes formam c) lúmen concentrado e no interior das hastes se forma o lúmen permeado.

Ainda de acordo com as 20 características adicionais das configurações preferenciais descritas, o interior das hastes sólidas de membranas inclui, pelo menos parcialmente, material hidrofílico proporcionando um gradiente de pressão hidrostática maior entre o lúmen permeado e o lúmen concentrado.

25 Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, a membrana compreende substâncias biocompatíveis ' " " poliméricas selecionMas de utn grupo composto de poliacrilonitrila, polissulfona, polietersulfona, polietileno, polimetilmetacrilato, politetrafluoretileno, poliéster, polipropileno, poliéter-éter-cetona, nylon, polímero bloco de poliéter e co-poliamida, poliuretanos tais 5 como poliéster alifático, cloreto de polivinila, termoplástico, etileno-propileno fluorado, celulose, colágeno, silicone ou qualquer combinação destes.

Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais lO descritas, o conjunto compreende, ainda, um cjrifício de escoamento de água, conectando-se de forma fluída entre o lúmen permeado e a bexiga e/ou,sist_ema de GU do paciente. .- Ainda de acordo com as " características adicionais das configurações preferenciais l5 d.esc.ritas, 04 conjunto-é a.daptado para-hemodi·álise'._ " " " " " " Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, o conjunto é adaptado para ultrafiltração.

Ainda de acordo com as 20 características adicionais das configurações preferenciais descritas, a membrana é revestida com, pelo menos, um material hidrofílico biocompatível.

Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais 25 descritas, a membrana é intercalada com, pelo menos, uma folha de material hidrofílico biocompatível. Ainda de acordo com as características adicionais das configurações -k —·"· " - preferenciais descritas, o material hidrofílico biocompatível é um derivado fisiologicamente aceitável selecionado de um grupo consistindo de álcool poIivinílico, copolímero de etileno/ vinil álcool, polivinil pirrolidona, poliidroxietil acrilato, metacrilato poliidroxietil, acrilato de poliamida, hidroxietilcelulose, hidroxipropilcelulose, quitina, quitosana, ácido algínico, gelatina ou qualquer combinação destes.

Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, c) dispositivo é adaptado para a implantação na medula óssea, com uma pressão hidrostática de aproximadamente .40. mm Hg, o c,on_j_un_to_ at_ing_indo,__o gradiente " "de pressão suficiente para filtragem de fluidos sem o auxílio de uma borriba.

- -. . Ainda —- de - aco-rdo'- _ corn " as "" " " " características adicionais das conf igurações preferenciais , adaptado para ser implantado por descritas, o dispositivo é meio de laparoscopia.

Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, o dispositivo é dotado de um mecanismo para liberação controlada de um medicamento no lúmen concentrado.

Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, o medicamento é selecionado de um grupo composto por narcÓticos, eletrólitos e agentes antiinflamatórios.

De acordo com outro aspecto do ~ presente pedido de patente de invençao, é fornecido um método de filtragem do sangue. O método compreende a implantação de um dispositivo de filtragem do sangue dentro da medula Óssea de um indivíduo, sendo que o dispositivo de filtragem do sangue inclui um filtro para a captura de 5 resíduos do sangue que flui através da medula, passando a água e solutos para a bexiga, o sistema de GU ou um reservatório.

Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais lO descritas, o medicamento do dispositivo para filtragem do sangu'e (DFS) compreende (i) um coletor/cartucho adaptado em ,_ _ Su_a dimensão. ou formà pa-ra se-r i-mplantado dentr_o da_medula óssea de um paciente; (ii) um material filtrante acomodado dentro do cartucho coletor; (iii) um conduto/tubo de - 15 transporte da-água coíetada para a bexiga"ou "sisterna"Gênfto-" Urinário (GU) do paciente, e (iv) os meios para proporcionar um gradiente de pressão hidrostática durante a operação in situ entre o fluxo sanguíneo na medula óssea e o material filtrante, c) gradiente de pressão é suficiente para t 20 direcionar o excesso de água para a bexiga ou o sistema GU enquanto retém as macromoléculas definidas.

Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, o medicamento é implantado na medula óssea do um 25 paciente. Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais . I · descritas, o método inclui, ainda, a aplicação de um gradiente de pressão hidrostática in situ entre o fluxo sanguíneo na medula óssea e o material filtrante, suficiente para direcionar o excesso de água para fora do sangue, enquanto retém o sangue e as macromoléculas definidas, 5 tratando, dessa maneira, a doença renal em estágio final. Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, o medicamento e a filtragem do sangue são efetuados em um indivíduo sofrendo de ICC ou DREF.

lO Ainda de acordo com as características adicionais das configurações preferenciais descritas, a implanta.ção do med,icamento_ é realizada através de uma técnica minimamente invasiva. O presente pedido de patente de ' _15 invenção . aborda com — ·s·uc·ess-o — as — -imperfefções" '"das "" "" " .. - configurações atualmente conhecidas, proporcionando um dispositivo de filtragem do sangue capaz de filtrar os resíduos e macromoléculas do sangue que flui através da medula Óssea.

20 Salvo indicação em contrário, todos os termos técnicos e científicos utilizados aqui têm cj rnesmo significado que o geralmente compreendido por um especialista na área a qual este pedido de patente . de invenção pertence. Embora os métodos e materiais similares 25 ou equivalentes aos descritos aqui possam ser utilizados na prática ou em testes do presente pedido de irrvenção, cjs métodos e materiais são descritos abaíxo. Em caso de - conflito, a especificação do pedido, incluindo definições,

irá vigorar. Àlém disso, os materiais, métodos e exemplos são meramente ilustrativos e não tem finalidade limitante.

Brev"e Descrição dos Desenhos. O presente pedido de patente de invenção é descrita aqui, apenas a título de exemplo, em referência aos desenhos complementares. Agora, com referência específica aos desenhos em destaque, salienta-se que os elementos indicados são apenas a título de exemplo e para fins de discussão ilustrativa das configurações lO preferenciais do presente pedido, e são apresentados na causa para fornecer o que se acredita ser a mais útil e _ compr_een.s_íve_l _ des_crição_ dos _ princípios- _ e,- ..aspectos conceituais do pedido de patente de invenção. A este respeito, nenhuma tentativa é feita para mostrar os detalhes m

15. estruturais do "pedido em-mai-s d'etalties" do" que" é"ne"cessári"o " para uma compreensão fundamental do pedido, a descrição tomada com os desenhos torna aparente para os especialistas na área como as diversas formas do pedido podem ser configuradas na prática.

Nos desenhos: a figura 1 é uma ilustração esquemática principal do dispositivo de filtragem do sangue implantado dentro do corpo de um paciente; a figura 2 é uma ilustração esquemática principal do corpo do dispositivo de filtragem do sangue acomodado dentro de uma caixa implantada dentro do corpo de um paciente; a figura 3 é uma ilustração esquemática de uma visão alternativa do dispositivo de filtragem do sangue para o tratamento de doença renal em estágio final, em conformidade com as configurações da invenção atual;

é uma ilustração esquemática do dispositivo de a figura 4 filtragem do sangue do presente pedido,

implantado no interior da crista ilíaca na medula óssea;

a figura 5 é uma demonstração de imagens de configurações lO alternativas do dispositivo para filtragem do s angue ;

a figura 6 é uma ..ilu_s_tr,açã_o e_squemática de conf igurações = alternativas "do " dispositivo para f iltragem do sangue; . a figura-j - é-uma visão e-squemática,-ilustrando"'o 'movfmento" " " de bombeamento de um bólus — como estrutura ou mecanismo, que realiza a autolimpeza do dispositivo para filtragem do sangue;

a figura 8 é uma ilustração esquemática de um mecanismo auxiliado por um micropropulsor para autolimpeza do dispositivo para filtragem do sangue;

a figura 9A é uma visão da seção transversal esquemática do dispositivo para filtragem do sangue auxiliado por borriba;

a figura 9B é uma visão da seção transversal esquemática do dispositivo para filtragem do sangue auxiliado por borriba da figura 4A, incluindo um sistema micropropulsor;

as figuras IOA e IOB são pontos de vista isométricos de um mecanismo purificador para a autolimpeza do dispositivo para filtragem do sangue;

5 as figuras 11A e 11B são pontos de vista isométricos de um mecanismo de ficjs com efeito térmico de rnemória para a autolimpeza do dispositivo para filtragem do sangue;

a figura 12 é uma visão da seção transversal esquemática do

10 mecanismo piezoelétrico para a autolimpeza do dispositivo para filtragem do sangue;

,a, figura_ 13_ é uma il_us,traç_ão esqu_emática de uma estrutura =— esponjosa que atua como o filtro ativo e tem um mecanismo de autolimpeza;

·- 15 a- figura- 14A é-uma visão—da"se"ção tran'sversal_"do_conju"nto de "' " merríbrana de ultrafiltração espiral implantável com a localização externa do material hidrofílico;

a figura 14B é uma visão da seção longitudinal do conjunto

20 de membrana de ultrafiltração espiral implantável com a localização externa dos grânuíos hidrofílicos;

a figura 15A é uma visão da seção transversal do conjunto de membrana de ultrafiltração espiral implantável

25 com a localização externa dos grânulos hidrofílicos;

a figura 15B é uma visão da seção longitudinal do conjunto de membrana de ultrafiltraçao espiral implantável com a localização externa dos grânulos hidrofílicos; a figura 16 é uma visão da seção transversal do conjunto implantável de membrana de ultrafiltração de 5 fibras ocas alongadas com a Iocalízação externa dos grânulos hidrofílicos; a figura 17 é uma visão da seção transversal do conjunto implantável de membrana de ultrafiltraçião de fibras ocas alongadas com a localização interna 10 dos grânulos hidrofílicos; e a figura 18 é uma demonstração das configurações ,.sele_cion_ada,s_ do di_spos_itivo pa.ra filtragem do .K ' =- sangue implantado dentro de uma lebre.

Descrição das configurações preferíveis.

.- 15 - -- .- — — _0 pre'sente""ped±do"de "'p"ate"nt'e'"de " " invenção é de um dispositivo que pode ser utilizado para filtrar o sangue fluindo através de uma medula Óssea.

Especificamente, o presente pedido pode ser utilízada para compensar ou corrigir as funções dos rins que falharam.

20 Os princípios e funcionamento do presente pedido podem ser mais bem compreendidos com referência aos desenhos e descrições complementares.

Antes de explicar, pelo menos, uma configuração do pedido detalhadamente, é necessário 25 entender que o pedido não está limitado em sua aplicação aos detalhes estipulados na seguinte descrição ou exemplificados em exemplos. O pedido de patente de invenção é capaz de ·- outras configurações ou de ser praticada ou realizada de várias formas. Além disso, é necessário entender que a fraseologia e a terminologia utilizada aqui são para fins de descrição e não devem ser considerados como limitantes.

Foram feitas inúmeras 5 tentativas para desenvolver dispositivos de diálise que fossem livres das limitações das abordagens padrão para hemodiálise e diálise peritoneal.

Embora algumas dessas tentativas tenham produzido dispositivos que podem ser lO efetivamente utilizados na diálise, os implantes não biológicos que não são limitados por coagulação, infecção, . necro.s_e_ do,s._ tecidos, fprmação de.-tumor-e_s-. e trombos_e, e__-que ' não possuem problemas de dilaceramento, representam uma necessidade há muito tempo presente e não atendida.

" 15 " "" =Os prese'nte"s inventor'es pro"põem "" um dispositivo não biológico com um filtro, o qual é implantado na medula óssea de um indivíduo e pode ser efetivamente utilizado para filtrar o plasma sanguíneo, superando as limitações descritas acima, dos dispositivos 20 com técnicas anteriores. Assim, de acordo com um aspecto do presente pedido, é fornecido um dispositivo para filtragem do plasma sanguíneo de um indivíduo, como urn humano. Tal dispositivo pode ser utilizado para a diálise do 25 sangue e, portanto, pode ser utilizado para complementar ou substituir as funções renais em DREF e ICC.

O dispositivo (também referido aqui como um dispositivo para filtragem do sangue ou DFS)

inclui o corpo do dispositivo que está configurado para ser implantado parcial ou totalmente dentro de uma medula Óssea de um indivíduo e um filtro disposto dentro ou fora do corpo do dispositivo e configurados para filtrar o sangue fluindo 5 através da medula óssea. O corpo do dispositivo pode ser conectado a, ou implantado dentro de, qualquer osso através do uso de âncoras ósseas, parafusos, grampos, pinos, cola e semelhantes. O corpo do dispositivo é preferencialmente 10 implantado na região da medula, contudo, é preferível que o corpo do dispositivo não seja totalmente implantado na região , da medula, , pois a c_omunicação,._ dQs fluidos. é .- estabelecida entre c) sangue da medula e o filtro (ou seja, o filtro é exposto ao sangue fluindo através da medula óssea).

15 Assim, a -impl-antação- parcia'l, na qual_ uma extremidade "do " corpo do dispositivo carregando o filtro encontra-se dentro da região da medula e a outra extremidade encontra-se fora do osso, tarribém está prevista pelos presentes irrventores.

Exemplos de ossos incluem, mas 20 não estão limitados a, ossos longos, crista ilíaca, costela, esterno, quadril, ossos do antebraço e os ossos do braço. Os osscjs adjacentes ou posicionados acima da bexiga ou do sistema GU do paciente são recomendados.

O corpo do dispositivo pode ter 25 qualquer formato e quaisquer dimensões adequadas para o implante parcial ou total dentro da região medular de um osso. Por exemplo, na implantação na crista ilíaca o corpo do dispositivo pode ser cilíndrico com um diâmetro de cerca de 0,5 cm e o comprimento de 10 a 20 cm ou mais. O corpo do dispositivo pode ser feito de materiais biocompatíveis, tais como, por exemplo, poliéster, polipropileno, PTFE, ePTFE, PEEK, nylon, polímero bloco de poliéter e co-poliamida, 5 poliuretanos tais como poliéster alifático, pvc, pan, ps, polietersulfona, polietileno, polimetilmetacrilato (PMMA), poliidroxietil metacrilato (PMMA), termoplástico, FEP, celulose, colágeno extrudado, silicone ou qualquer combinação destes.

lO O presente dispositivo também pode incluir uma estrutura de caixa posicionada sobre o . corpo do disposjtivo. Essa estru,t.ura de caixa é configurada ^ ' para proporcionar. suporte adicional para o corpo do dispositivo (por exemplo, segurando o corpo do dispositivo --15 no-tec-ido- ósseo) e/o'u-para- preveni'r o" crescím'ento"intern"o " " ósseo no corpo do dispositivo, promovendo a osteointegração.

A referida caixa pode ser construída em titânio e revestida com hidroxiapatita.

O filtro do presente 20 dispositivo é permeável à água e solutos e impermeável a células sanguíneas e moléculas (por exemplo, proteínas, carboidratos, etc.) acima de um tamanho predetermínado. O filtro do presente dispositivo tem, preferencialmente, um tamanho de corte de 50 a 50 kDa, ou seja, as diferentes 25 configurações do filtro utilizado atualmente possuem tamanho dos poros e disposição que restringem as moléculas acima de 5 kDa, 10 kDa, 15 kDa, 20 kDa, 25 klja, 30 kDa, 35 kDa, 40 kDa, 45 kDa e 50 kDa de passarem pelo filtro. O filtro é configurado, de preferência, para suportar a pressão de 200 mm Hg ou mais sem dilacerar e tem uma área mínima de superfície de 0,5 cm2, embora sejam preferíveis áreas de superfície maiores na faixa entre 50 a 10 cm'. Essa área de 5 superfície pode ser alcançada circundando o filtro com hastes ou dobrando-o em uma estrutura tridimensional.

O filtro pode ser composto por qualquer material apropriado para tais fins, cjs exemplos incluem metais, ligas, polímeros, cerâmicas ou combinações lO dos mesmos.

Os filtros de metal ou liga podem ser compostos de aço -inoxidável, ligas de_-._níquelx..

titânio, ligas de cobalto-cromo, ligas de molibdênio, li,gas de rênio-tungstênio, ou qualquer combinação das mesmas.

-15 "_ _ " Os_ fi"ltros po"1"Ímóric'os" podem" ser compostos de poliacrilonitrila, polissulfona, polietersulfona, polietileno, polimetilmetacrilato, politetrafluoretileno, poliéster, poIipropileno, poliéter- éter-cetona, nylon, poliéster, polímero bloco de poliéter e 20 co-poliamida, poliuretanos tais como poliéster alifático, cloreto de polivinila, termoplástico, etíleno-propileno fluorado, celulose, coIágeno, silicone ou qualquer corribinação destes.

O filtro pode ter uma 25 configuração com tecido ou não-tecido. As abordagens para a produção de filtros de tecido ou não-tecido são bem conhecidas na área. Quando disposto dentro ou fora do corpo do dispositivo, o filtro pode assumir qualquer configuração adequada para a filtragem, incluindo configurações planas, configurações espirais, configurações plissadas, configurações com hastes e assim por diante.

O filtro pode ser eletricamente e/ou magneticamente carregado ou tratado de forma a reduzir a aderência de substâncias retidas no filtro. Por exemplo, o filtro pode ser carregado negativamente, a fim de minimizar a aderência de proteínas plasmáticas.

O presente dispositixro inclui, ainda, um conduto de fluidos que liga o corpo do dispositivo -à- bexiga, a-o sistema Geniturinário (GU) ou a um reservatório disposto dentro ou fora do corpo (ex: bolsa coletora). O conduto pode ser um tubo com um diâmetro que varia entre cerca de 1 a 30 mm, de preferênciá dê cerca de 5 a 10 mm. O" tubo pode ter um comprimento de cerca de 5 a 40 cm ou, de preferência, de cerca de 10 a 20 cm.

O corpo do dispositivo e o filtro são projetados de modo que a água e os solutos (e moléculas abaixo do tamanho de corte do filtro) se movam através do filtro e para fora da circulação sanguínea (filtro permeado), enquanto os resíduos são retidos pelo filtro (filtro concentrado). A água que passa pelo filtro é, então, direcionada para fora do corpo através do conduto que liga c) corpo do dispositivo à bexiga, ao sistema Geniturinário (GU) ou ao reservatório. Dado o fato de que o .¶¥~ . .fluxo — sanguíneo através da medula óssea pode atingir um gradiente de pressão de 40 mm Hg ou mais em relação ao filtro e que a área de filtro pode ser substancial, especialmente em configurações com hastes ou em rolo, um mínimo de 250CC de água por um período de 24h pode ser removido pelo presente dispositivo. Tal quantidade de água 5 seria suficiente para os efeitos clínicos benéficos, especialmente para pacientes com ICC.

A fim de aumentar a filtragem, o presente dispositivo também pode incluir mecanismos para c) aumento de pressão, tais como bonibas, entre outros; contudo, lO como aqui descrito, a pressão sanguínea da medula óssea é suficiente para a filtragem passiva, sem necessidade de ----- - mecanismos para aumento---do-gr.a-diente de pressão. -Des-cri-çõe.s adicionais de tal mecanismo são fornecidas abaixo com referência às figuras.

'"" "A fim de reduzir a obstrução"do filtro (incrustações), o presente dispositivo inclui, preferencialmente, um mecanismo para limpeza da superfície do filtro, tal mecanísmo pode incluir uma bomba, um raspador/purificador, um emissor ultrassônico, entre outros.

Descrições adicionais de tal mecanismo são fornecidas abaixo com referência às figuras.

A matéria depositada no filtro pode ser retirada através desses mecanismos de volta para o sangue da medula óssea, onde é degradada. A medula óssea é particularmente adequada para tais fins, visto que a medula óssea irá filtrar e impedir que estes restos entrem na corrente sanguínea. O material será depositado na medula óssea, onde passará por degradação e "limpeza" pelos sistemas endógenos, tais como os macrófagos e as enzimas.

O dispositivo do presente pedido também pode incluir uma unidade de comunicação sem fio (que pode ser posicionada dentro do corpo do aparelho) para comunicar o estado do dispositivo e a taxa de filtragem a uma unidade de controle extracorpórea. A unidade de controle pode ser utilizada para controlar as operações do dispositivo, tais como a desobstrução do filtro, gradiente de pressão (no cascj de um dispositivo com um mecanismo de lO gradiente de pressão de ativo, tal como uma bomba), de acordo com dados enviados a partir de sensores colocados no . .corpo do----dispositivo_- ou no -conduto. A comunicação ,,e a operação sem ficj podem ser efetuadas atrav'és do uso' de abordagens de comunicação magnética, ultrassônica ou por RF, que são bem conhecidas pelos técni:cos da área= o dispositivo do presente pedido pode operar sem qualquer controle sobre as funções (dispositivo burro), ou pode funcionar como um dispositivo de circuito aberto ou fechado. Na configuração de circuito fechado, o aparelho implantado pode incorporar um circuito de retorno que ajusta o gradiente de pressão de acordo com a quantidade de água e solutos removidos do sangue. A quantidade de água removida pode ser medida através de um sensor colocado no interior do corpo do dispositivo ou do conduto, o ajuste do gradiente de pressão através do filtro pode ser então controlado através de um microprocessador posicionado dentro do corpo do dispositivo e estar no y' controle de um mecanismo gerador de gradiente de pressão,

tal como uma bomba. Em uma configuração de circuito aberto, os dados do sensor para o fluxo de fluidos podem ser enviados para uma unidade de controle e de processamento extracorpórea. A unidade de processarnento pode ser primeiramente calibrada por um médico, baseando-se nas taxas de filtragem inicial. A unidade de processamento pode ser recalibrada periodicamente (por exemplo, uma ou "várias "vezes por ano), se necessário.

O dispositivo presente tarribém lO pode incluir um mecanismo indicador para alertar o indivíduo ou o médico do tratamento sobre a obstrução do filtro ou a falha do filtro. No caso de uma configuração do dispositivo incluindo um mecanismo de bomba, a obstrução do filtro pode ser detectada atra"vés de um aumento na contrapressão da 1'5 bõmbà. Esse aumento pode ser transmitido sem fio a uma unidade de controle/prevenção extracorpórea. A falha do filtro pode ser detectada através da incorporação de corantes indicadores no filtro. A pane no filtro resultaria no aparecimento de tal corante na urina.

Embora a utilização do mecanismo de limpeza do filtro, como os descritos aqui, possa garantir um longo ciclo, o uso durante longos períodos de tempo (ex: meses, anos) pode exigir a substituição do filtro. A fim de resolver essa necessidade, o presente dispositivo preferível mantém o filtro em um cartucho substituível, o qual pode ser trocado através de um procedimento minimamente in"v"asivo. A descrição da referida configuração do cartucho é fornecida a seguir.

O presente dispositivo oferece diversas vantagens quando utilizado na filtragem do plasma sanguíneo:

(i) o implante Ósseo minimiza as reações do

5 hospedeiro e garante que a encapsulação do dispositivo seja minipiizada;

(ii) a implantação/ancoragem óssea maximiza a estabilidade do dispositivo e minimiza a movimentação, que pode lev"ar o dispositivo a lO falhar;

(iii) o posicionamento do filtro do aparelho em contato com o sangue fluindo na medula óssea anula a necessidade de condutos complexos para o transporte do sangue ;

" Í5 " ("iv) a"m"e"du_l_a""ó"s"sea" atua- como um ·£iltro para o sistema circulatÓrio, evitando erribolia;

(v) a medula óssea possui uma pressão atmosférica de

40 mm HG, a qual pode facilitar a filtragem (é uma ocorrência natural da fístula AV) ;

20 (vi ) o implante na medula óssea é mais seguro, uma "v'ez que minimi za o corte e o cisalhamento dos "vasos para o dispositivo,

(vii) o posicionamento da crista ílíaca pode permitir a drenagem na bexiga , permitindo , assim, que o

25 paciente possa urinar; e

(viii) o sangue da medula Óssea pode receber quaisquer substâncias (proteínas, carboidratos etc . )

purificadas fora do filtro.

As configurações específicas do presente dispositivo são descritas em detalhes a seguir, com referência às figuras complementares.

A figura 1 ilustra esquematicamente uma configuração de um dispositivo implantável para diálise, construído de acordo com as técnicas do presente pedido de patente de inxrenção. Nesta configuração, o filtro 15 é posicionado dentro da caixa 150.

O dispositivo para diálise lO implantado, incluindo a caixa 150 e c) cartucho de material do filtro 15 é encaixado dentro e, portanto, exposto ao fluxo sanguíneo circulatório 17.. O cartucho de materíal- do filtro 15 referido é substancialmente poroso, a fim de proporcionar uma comunicação rnáxima da área da superfície "aõs f'luidòs corn o" fluxo ®ánguíné"5"17. A"água firtrad"a fliri para o conduto 16, dotado de um terminal 18 conectado à bexiga ou ao sistema GU 106 do paciente, de modo a proporcionar uma comunicação fluída entre a cavidade da medula e-a bexiga ou o sisterna GU do paciente. Na Figura 2, a caixa 150 é esquematicamente ilustrada. A caixa 150 citada é, em sua maior parte, aberta em todas as direções, a fim de permitir entrada e saída dos solutos do plasma circulante. A caixa é feita preferencialmente de substâncías rígidas, como aço inoxidável cirúrgico. Dessa forma, a caixa é adaptada para proteger' o cartucho de material do filtro 15 do crescimento irrvasivo interior do tecido Ósseo.

A referência é feita agora à figura 3, ilustrando esquematicamente um dispositivo para diálise implantável 100, como uma das muitas configurações alternativas possíveis. O dispositivo 100 inclui um filtro de material implantável 12, proporcionado para extrair seletivamente o excesso de água do sangue no fluxo da medula 5 óssea. O filtro de material implantável 12 tem uma interface 13, a qual está posicionada de frente para c) fluxo da cavidade da medula, quando implantado. O filtro de material implantável 12 cobre a câmara de coleta 14 em que o excesso de água separada da do plasma circulante é coletado. A água lO coletada flui para o conduto 16, após até a extremidade 18 colocada dentro da bexiga ou do sistema GU do paciente.

A referêncía é feíta agora à figura 4, demonstrando o dispositi'v'o 100 implantado cirurgicamente no interior da crista ilíaca na medula óssea.

_15 InMialmeHte, unr tecido cõrt"ical dâ"regiãW da "crista"ílíacã"" 102 é removido para, então, expor a cavidade ilíaca da medula. O filtro de material implantável 12 é, então, conectado ao osso ilíaco de tal forma que a área de interface do filtro 13 é posicionada diretamente adjacente a 20 ou na cavidade ilíaca exposta da medula. O filtro de mate:rial implantável 12 pode ser afixado no cjssc) ilíaco, utilizando procedimentos de osteoimplante conhecidos na área tais como, mas não limitados a, a utilização de parafusos adequados, grampos, âncoras e suturas. Por fim, a 25 extremidade do conduto 18 é conectada ao sistema GU ou urinário 106 de modo a proporcionar uma comunicação fluída entre a cavidade da medula e a bexiga ou o sistema GU do .-.-- paciente. Um aspecto essencial do presente pedido é que as configurações do dispositivo são fornecidas adequadamente para o implante na medula dos ossos longos, tais como o fêmur, tíbia e o osso esterno.

A referência é feita agora à 5 figura 5a-c, mostrando outra configuração do presente dispositivo. O dispositivo 200 incluí uma caixa e um cartucho com material para filtragem que é implantado na medula óssea e fixado com meios de fixação 25. O exterior do dispositivo é composto de titânio ou de material plásticp e lO seu interior é preenchido com fibras ocas de poliacrilamida.

Como mostrado na figura 5C, em uma extremidade do - dispositivo " existe -um alojamento/caixa/ -10 acomodando _71, o cartucho de material para filtragem, de frente para o fluxo da cavidade medular. O cartucho de material para filtragem '"' 15 referido inclui fibras ocas de "poliacri±amida "utilizadas" para atingir uma ultra-filtragem (vide figura 5C). Na outra extremidade do dispositivo, existe um dreno de saída 30, conectável a um conduto/tubo, cuja função é recolher o excesso de flui-dos filtrados através da estrutura do 20 material filtrante (ver figura 5B).

A referência é feita agcma à figura 6, que ilustra esquematicamente as configurações preferíveis do dispositivo. Na figura 6, uma xrista da seção longitudinal da caixa 10 mencionada acima e uma 'v'ista da 25 seção transversal da tubulação interconectada de forrna fluída com a caixa são apresentadas. A referída caixa tem cerca de 0,8 cm de altura e cerca de 1,5 cm de largura. As - W fibras ocas acomodadas dentro da caixa lO têm a saída em um tubo 40 que se estende através da pele e é lígado até o dreno. Essa tubulação 40 tem cerca de 0,5 cm de diâmetro, com um lúmen interno de cerca de 0,3 cm. Todas as dirnensões e as relações entre elas, as quais são indicadas na figura, 5 são meramente exemplificativas para auxiliar na compreensão dos aspectos de uma configuração da invenção. Existem configurações da invenção cujas dimensões e relações entre elas serão diferentes.

A referência é feita agora à 10 figura 7, que ilustra esquematicamente c) movimento de bombeamento que controla a desobstrução do material filtrante do cartucho.. Como pode um jnovimento ser visto, —- " peristáltico e/ou de bombeamento de uma estrutura de bólus dentro de um tubo (opcionalmente elástico), acomodando o 15 cartucho-de -material para -Êilt-ragem ativa", 'cria_um"movi"men"to " de bombeamento que suga os fluidos e coágulos pela contração do tubo, e os libera contorcendo reversivelmente o tubo.

A referência é feita agora à figura 8, que ilustra o filtro ativo para autolimpante 20 auxiliado por um sistema micropropulsor. O sistema micropropulsor 84 referido é adaptado para induzir impulsos de pressão positiva e negativa alternados no lúmen permeado 40 do filtro 15 do dispositivo. Os impulsos de pressão negativa e positiva são adaptados para aumentar o gradiente 25 de pressão hidrostática dentro e fora do filtro e desobstruir eficientemente os coágulos do filtro.

A referência é feita agora à . - figura 9A, que apresenta um cartucho com material filtrante autolimpante auxiliado por uma bornba IOOa. O cartucho com material filtrante citado IOOa inclui um filtro de membrana 50 interconectado de forma fluída em todas as direções do sangue circulatório 40 do paciente, um Iúmen permeado 60, conectado de forma fluída à bexiga e/ou sistema GU do paciente através do dreno 30. O excesso de água contido no sangue da medula óssea do paciente difunde o lúmen concentrado 40, localizado fora da estrutura de membrana filtrante 50 no lúmen permeado 60 dentro da estrutura citada. O cartucho de material filtrante looa inclui ainda uma micro bomba 80, uma micro válvula 85, um controládor 70, e uma -bateria elétrica 75, permitindo que- o filtro ativo seja limpo. A micro bomba 80 é adaptada para criar impulsos hidráulicos positivos e/ou negativos no lúmen permeado 60., a micro Vál'Vula 85 é ada"µtmãa para selar"hermeticamente "o" lúmen permeado 60. O controlador 70 ativa a micro bomba 80 e a micro válvula 85, . de acordo com um protocolo predeterrrlinado. A bateria elétrica 75 energiza o controlador 70 supracitado, a micro bomba 80 e a mícro válv-ula 85.

Aplicando impulsos hidráulicos negativos à estrutura de membrana filtrante 50, de acordo com o protocolo predeterminado, descontamina a estrutura 50 citada e aumenta a permeabilidade do filtro.

A referência é feíta agora à figura 9B, que apresenta um cartucho com material filtrante autolimpante auxiliado por uma borriba IOOa, incluindo um sistema micropropulsor 84. O referido sistema micropropulsor 84 é adaptado para induzir continuamente impulsos de pressão positiva e negativa no lúmen permeado 60, aumentando, assim, o gradiente de pressão hidrostática e a vazão, enquanto a pressão positiva pode ser utilizada para a limpeza o filtro.

A referência é feita agora às 5 figuras IOA e IOB, ilustrando um cartucho com material filtrante ativo auxiliado por um purificador. O referido cartucho com material filtrante consiste de um purificador em forma de anel 115 e um micro condutor 110, utilizado para remover a obstrução do filtro a partir da estrutura de lO membrana filtrante 50. O referido micro condutor 110 é adaptado para mover o purificador em forma de anel 115 ao longo da estrutura cilíndrica da membrana do filtro 50 para a r-emoção "mecânica—dos depósitos--de "-sujeira_no_filtro:- A " remoção mecânica da sujeira do filtro, realizada de acordo 15 com o protocolo predeterminado, aumenta a ,permeabilidade,_ ., = estrutura de membrana filtrante 50. As figuras IOA e IOB mostram c) deslocamento do purificador em forrna de anel de uma extremidade 51 da estrutura da membrana do filtro 50 à outra extremidade 52.

20. · A referência é feita agora às figuras 11A e 11B, demonstrando um purificador com base no efeito térmico de memória. A estrutura de rnembrana filtrante 50 é cercada por um fio com memória térmica 120. Aplicando um fator de ativação (por exemplo, aquecimento ou tensão 25 elétrica) ao referido fio 120 causa uma extensão ao Iongo da estrutura da membrana do filtro 50 e, consequentemente, a raspagem da obstrução do filtro em um lado da estrutura de ——-. 'membrana filtrante50. Como visto"na"'fi'gura'"6A~o"fio purificador 120 em sua posição não estendida está localizado em uma extremidade da estrutura da membrana do filtro 50, por exemplo, na extremidade 51. Quando ativado, o fio purificador 120 é estendido à outra extremidade 52 da 5 estrutura 50.

A referência é feita agora à figura 12, mostrando um cartucho de material filtrante ativo auxiliado piezoelétricamente lOOc. O referido cartucho de material filtrante inclui uma estrutura de membrana lO filtrante 55, que inclui, ainda, filamentos piezoelétricos relaxantes energizáveis pelo controlador 70, de acordo com o protoc-olo p-redeterminado. Os_ filamentos piezoelétricos mudam — · seu comprimento em resposta a uma tensãcjeíétrica àplicada. ' O excesso de água contido ncj " " 15" Pia"smâ da "Tneduía "do" paciente difunde a partir do fluxo de sangue circulatório 40 na estrutura de membrana filtrante 55, acomodando o lúmen permeado 60 no interior da estrutura citada. As linhas tracejadas e o numeral 55a se referem à " estrutura de membrana fíltrante eletricamente deformada.

20 Deve-se ressaltar que os referida filamentos piezoeléctricos têm resposta de freqüência suficientemente alta para a remoção vibratória do depósito de sujeira no filtro da estrutura da membrana filtrante 55.

A referência é feita agora à 25 figura 13, ilustrando uma estrutura semelhante a uma esponja como uma configuração do presente pedido de patente de ., ,invenção atual, prevista para criar gradientes de pressão ·. hidrostática ampliados e para - a autolimpeza da' rnembrana"do dispositivo. a estrutura semelhante a uma esponja é composta de material filtrante 25, o qual é montado pelo meio 35 no conjunto 45. A atividade de limpeza é auxiliada pelo movimento do meio 35 na faixa 55, posicionada em ambos os lados do conjunto, onde é realizada uma ação de torcer, espremer ou apertar. A referida ação é induzida ou efetuada por membros de acionamento (não demonstrados). É estimado que as configurações anteriores sejam exemplares e que muitas outras configurações da invenção são previstas, a lO descrição aqui sendo a divulgação suficiente para ser realizada por uma pessoa especializada na área.

A referência é feita agora às figuras 14A e 14B, apresentando xrisÕes " das " sèções transversal e longitudinal do cartucho com material iS filtr"ant"e loom respectivamente-. mDe _acord.o _ .c_om _ uma_ configuração do presente pedido, um cartucho de filtro em forma espiral 40 é depositado no alojamento' 10. Como visto na Eigura 14A, as camadas da membrana 44 confinam um lúmen conce-ntrado 42,.acomodando. o fluxo de plasma do paciente. O excesso de água contida no plasma do paciente se difunde a partir do lúmen 42 em um espaço 50, constituindo um lúmen permeado. Grânulos hidrofílicos 52 biocompatíveis são parcialmente dispersos ou imobilizados dentro do lúmen permeado 50 para aumentar o gradiente de pressão hidrostática atra"v'és da membrana 42. A água em excesso filtrada é escoada do conjunto de drenagem através do dreno

30. A referida porta 30 é conectada, opcionalmente, à bexiga e/ou o sistema GU do paciente para a evacuação de água em excesso .

A referência é feita agora à figura 14B, o Iúmen concentrado 42 do cartucho de filtro em forma espiral 45 é interconectado de forma fluída com o 5 fluxo sanguíneo circulatório através dos coletores 46. O lúmen permeado 50 é interconectado de forma fluída com o dreno 30. Como dito acima, o excesso de água que se acomoda no lúmen concentrado 42 se difundem através das camadas de filtro para lúmen permeado 50.

lO a referência é feita agora às figuras 15A e 15B, apresentando uma "visão de seção transversal do cartucho de material filtrante IOOb. De acordo com outra configuração do preseiíEe 'peÚdo atuál, as" camadas da membrana 44 confinam o lúmen 42, acomodando os - -15 -grânulos hidrofílicos 52...._ O excesso _de águ.a.= conÊ,ida, R2_ plasma do paciente se difunde a partir do Iúmen concentrado 50 para o lúmen permeado 42. Grânulos hidrofílicos biocompatíveis 52 são parcialmente dispersos ou ímobilizados dentro do lúmen permeado 42 para aumentar o gradiente de 20 pressão hidrostática através da merribrana 44.

A referência é feita agora à figura 15B, o lúmen 42 da estrutura espiral 40 é conectado de forma fluída ao dreno 30, enquanto o lúmen 50 é conectado de forma fluída com o fluxo sanguíneo circulatório para 25 refletir a exposição óptima da área de superfície. A água em excesso filtrada é escoada do conjunto de drenagem através do dreno 30.

A referência é feita agora à figura 16, apresentando uma visão de seção transversal do cartucho de material filtrante lOOc. De acordo com uma configuração adicional da irrvenção atual, um cartucho de filtro 60, constituindo um feixe de fibras ocas alongadas de membrana, está disposto dentro do alojamento 10.

Analogamente ao cartucho de material filtrante lOOa, o lúmen concentrado 70 do cartucho de filtro 60 é interconectado de forma fluída, embora exponha sua superfície inteira com cj fluxo sanguíneo circulatório. O lúmen permeado 50 é lO interconectado de forma fluída com o dreno 30 (não demonstrado). Como nos exemplos anteriores, o excesso de água con_t-ida_ no plasma do_.. paciente e acomodado no lúmen - concentrado 70 se' difunde através das camadas do filtro 42 no lúmen permeado 50. Os grânulos hidrofílicos "biocompatívei-s 52- di-spostos no Iúmen_50 _inte.nsif,i,cam . o -T processo de difusão devido ao aumento do gradiente de pressão hidrostática através da membrana 42.

A referência é feita agora à figura 17, uma visão de seção transversal do cartucho de material filtrante implantável IOOd. De acordo ccjm uma configuração adicional do pedido, um cartucho de filtro 60, constituindo um feixe de fibras ocas alongadas de membrana, está disposto dentro do alojamento 10. O lúmen 70 do cartucho de filtro 60 é interconectado de forma fluída com o dreno 30. O lúmen 50 é interconectado de forma fluída, embora exponha sua superfície inteira com o fluxo sanguíneo circulatõrio. Como dito acima, o excesso de água contida no plasma do paciente e acomodado no lúmen concentrado 50 se difunde através das camadas do filtro 42 no lúmen permeado

70. Os grânulos hidrofílicos biocompatíveis 52 dispostos no lúmen 70 intensificam o processo de difusão devido ao aumento do gradiente de pressão hidrostática através da membrana 4 2 .

Como é mencionado acima, c) dispositivo do presente pedido de patente de ínvenção é altamente adequado para uso no tratamento de sobrecarga de fluidos, em detrimento à doença renal em estágío final ou lO ICC no paciente. Assim, o presente pedido também - p.pQpo-Eciona "T um método de tratament.o para doença renal em estágio final ou ICC. O método inclui a imp1antação"dentro" do paciente que necessita do dispositivo aqui divulgado.

15" "' "" " " " = " Espera-s.e—que- durante _a yjda _ desta patente, muitos filtros relevantes sejam desenvolvidos, e o escopo do prazo de aplicação do filtro destina-se a incluir todas as novas tecnologias a priori.

Conforme utilizado aqui o termo "cerca de" refere-se a + 10%.

objetos, vantagens e características inovadoras adicionais do presente pedido de patente de invenção se tornarão aparentes a um especialista ordinário na área, após a análise dos seguintes exemplos, que não se destinam a serem limitantes. Além disso, cada uma das várias configurações e aspectos do presente pedido de _+,.,. patente de invenção, delineadas anteriormente e reivindicadas na seção de reivindicações abaixo, encontram suporte experimental nos exemplos a seguir.

Exemplos A referência é feita agora ao seguinte exemplo que, juntamente com as descrições acima, 5 ilustra o pedido de patente de invenção em uma forma não limitante.

Implantação do presente dispositivo em coelhos.

Uma configuração do presente dispositivo foi implantada em uma medula Óssea de uma lebre.

10 A figura 18 demonstra a implantação in situ de um dispositivo de diálise preferível na medula óssea de um ---eoelho 3-00.-- O dispositivo_..ut.i,liza.do neste experimento foi "" implantado no interior da medula óssea, de tal forrna que uma porta de saída do corpo do dispositivo se projetava para . , 15 " forã dò córtexj Um"tubo de_ s1Ficone 50 foi conectado= em_uma_ extremidade da porta de saída, enquanto a outra extremidade do tubo de silicone foi posicionada extracorporeamente através da pele. Um tubo 50 foi conectado a um dreno jackson-Pratt 60.

20 O dispositixro foi implantado em dois grandes coelhos saudáveis, pesando, pelo menos, 4 kg (fêmea e macho). Os coelhos foram sedados com ketamina (30 mg/kg), kasilozin (3 mg/kg) e atropina (1 mg/kg) e foram anestesiados com penthotal (30 mg/kg). A pele foi incisada 25 para acessar o fêmur. Uma broca foi utilizada para criar um portal através do osso cortical e criar um espaço na medula óssea para a inserção de filtro. O conjunto do filtro (mostrado na figura 5) foi introduzido com a extremidade da caixa dentro da medula e um tubo de silicone foi conectado à porção masculina em um dispositivo de coleta. O resultado pós-procedimento é mostrado na figura 18.

Os coelhos foram anticoagulados utilizando Heparina IV durante toda a duração do experimento. Além disso, Eluidos IV foram administrados, a fim de induzir um nível temporário de sobrecarga de fluidos.

A firri de avaliar a capacidade de filtragem de fluidos do dispositivo, os coelhos foram verificados quatro horas após c) procedirnento. A avaliação incluiu o monitoramento da quantidade de fluidos que são - extraí.dos por meio do disposit,iyo, sinais de infecção e.

bioquímica dos fluidos.

Os resultados obtidos neste lS" ekpèfimento preliminar mostraram que 4—.horas= após a_, implantação, o dispositivo extraiu fluidos contendo creatinina, sódio e potássío do sangue da medula.

Isso demonstra que o dispositivo de diálise implantado do presente pedido pode remover o excesso de fluidos do plasma circulante da medula óssea de um mamífero, sem a necessidade de uma bomba.

Reconhece-se que certas características da invenção, que são, para maior clareza, descritas no contexto das configurações separadas, tarribém podem ser fornecidas corribinadas em uma única cònfiguração.

Por outro lado, várias características da invenção, que são, por brexridade, descritas no contexto de uma configuração ~— " u, individual, também podem ser fornecidas separadamente ou em qualquer subcombinação adequada.

Embora este pedido de patente de invenção tenha sido descrita em conjunto com configurações específicas da mesma, é evidente que muitas alternativas, modificações e variações serão aparentes aos especialistas na área. Assim, se pretende reunir todas essas alternatixras, modificações e variações que se enquadrem no espírito e amplo escopo das reivindicações anexadas. Todas as publicações, patentes e pedidos de patentes mencionados lO nesta especificação são incorporadas aqui em sua totalidade por referência a especificação, na mesma extensão, como se -cada publicação individual, patente, ou pedido de patente fosse indicada específica e individualmente para serem incorporados por referência. Além disso, a citação ou a identíificaç'ão de -qualquer referência-n-es-Le pedido não_=deve_ ser interpretada como uma admissão de que tal referência esteja disponível como técnica anterior a presente invenção.

Legenda das Figuras.

Figura 4 C.I Crista Ilíaca Figura 6 A Altura = 0,8cm B Filtro de fibra oca C Largura = 1,5cm D Aba = 0,5cm E Centro = 0.5cm

Claims (13)

REIVINDICAÇÕES

1. "DISPOSITIVO PARA FILTRAGEM DE SANGUE", caracterizado pelo fato de compreender (a) um corpo de dispositivo configurado para implantação no 5 interior de um osso do suje i to; e (b) um filtro colocado sobre ou dentro do corpo do dispositivo e sendo exposto ao sangue que flui através de uma medula de di to osso, di to filtro sendo capaz de filtrar sangue que flui através da referida medula.

2. "DISPOSITIVO PARA FILTRAGEM DE SANGUE", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de dito filtro ser impermeável às moléculas acima de um tamanho pré-determinado e permeável à água e de solutos do dito sangue

3. "DISPOSITIVO PARA FILTRAGEM DE SANGUE", de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma conduto de fluido que liga di to corpo do dispo si ti vo com uma bexiga, um sistema genito-urinário ou um reservatório.

4. "DISPOSITIVO PARA FILTRAGEM DE SANGUE", de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de di to conduto transportar di ta água e solutos que passaram através do dito filtro para a dita bexiga, dito genito-urinário ou do dito reservatório.

5. "DISPOSITIVO PARA FILTRAGEM DE SANGUE", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de di tas substâncias serem biomoléculas e di to filtro reter biomoléculas maiores do que 5-50 kDa.

6. "DISPOSITIVO PARA FILTRAGEM DE SANGUE", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente uma gaiola disposta sobre dito corpo do dispositivo, sendo dita gaiola para proteger dito corpo de dispositivo de crescimento excessivo do osso.

7. "DISPOSITIVO PARA FILTRAGEM DE SANGUE", de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de dita gaiola ser revestida com titânio e/ou de hidroxiapati te adaptado para promover a osteointegração do di to corpo de dispositivo

8. "DISPOSITIVO PARA FILTRAGEM DE SANGUE", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda um mecanismo para aumentar o gradiente de pressão através do dito filtro.

9. "DISPOSITIVO PARA FILTRAGEM DE SANGUE", de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o dito mecanismo ser uma bomba.

10. "DISPOSITIVO PARA FILTRAGEM DE SANGUE", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda um mecanismo para minimizar o entupimento do dito filtro.

11. "DISPOSITIVO PARA FILTRAGEM DE SANGUE", de acordo com a rei vindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda um mecanismo para criar uma carga nega ti v a sobre o di to corpo de dispo si ti vo ou do filtro.

12. "DISPOSITIVO PARA FILTRAGEM DE SANGUE", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente um material hidrófilo colocado no interior do dito corpo do dispositivo, o dito material hidrófilo sendo para o aumento de um gradiente de pressão através do referido filtro.

13. "DISPOSITIVO PARA FILTRAGEM DE SANGUE", de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de dito material hidrófilo ter a forma de grânulos.