ES2219771T3 - Aparato para el tratamiento de demencias de tipo alzheimer en adultos. - Google Patents

Abstract

SE DESCRIBE UN PROCEDIMIENTO PARA TRATAR A UN PACIENTE DE DEMENCIA SENIL DEL TIPO DE ALZHEIMER, POR ELIMINACION DE UNA PARTE DEL LIQUIDO CEFALORRAQUIDEO DEL PACIENTE, PREFERENTEMENTE (AUNQUE NO DE FORMA NECESARIA) POR TRANSPORTE DEL FLUIDO A OTRA PARTE DEL CUERPO DEL PACIENTE. LA INVENCION PROPORCIONA IGUALMENTE UN APARATO PARA RETIRAR EL LIQUIDO CEFALORRAQUIDEO, QUE INCLUYE (I) UN CONDUCTO (2) CON UNA PRIMERA ABERTURA Y UNA SEGUNDA ABERTURA, ESTANDO LA PRIMERA ABERTURA DEL CONDUCTO (2) ADAPTADA PARA SU DISPOSICION EN COMUNICACION DE FLUIDO CON UN ESPACIO SITUADO DENTRO DEL ESPACIO SUBARACNOIDEO (6) DE UN PACIENTE, Y ESTANDO LA SEGUNDA ABERTURA ADAPTADA PARA DISPONERSE EN COMUNICACION DE FLUIDO CON OTRA PARTE DEL CUERPO DEL PACIENTE, Y (II) UN DISPOSITIVO DE CONTROL DE CAUDAL (10) FIJADO AL CONDUCTO (2).

Description

Aparato para el tratamiento de demencias de tipo Alzheimer en adultos.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere en general a un aparato para el tratamiento de pacientes con demencia de edad adulta. En particular, la presente invención se refiere a un aparato para incrementar la eliminación de sustancias del líquido cerebroespinal en determinados pacientes con demencia tipo Alzheimer de edad adulta.

El cerebro y la médula espinal se encuentran encerrados en el cráneo y en la columna vertebral, dentro de una membrana fina conocida por el nombre de aracnoides. El volumen del espacio intracraneal es, en promedio, de unos 1.700 ml aproximadamente. El volumen del cerebro es de aproximadamente 1.400 ml, el volumen de la sangre intracraneal es de aproximadamente 150 ml y los restantes 150 ml están ocupados por el líquido cerebroespinal. El líquido cerebroespinal circula por el espacio subaracnoideo. Lo generan principalmente los plexos coroides, que segregan aproximadamente el 80% del volumen total. Las fuentes del volumen restante son la vasculatura de las regiones subependimales y la piamater. El volumen total del líquido cerebroespinal se renueva varias veces al día, produciéndose aproximadamente 500 ml de este líquido cada 24 horas.

El líquido cerebroespinal es absorbido a través de las vellosidades aracnoideas, que se encuentran principalmente sobre las superficies superiores de los hemisferios cerebrales. También hay algunas vellosidades aracnoideas en la base del cerebro y a lo largo de las raíces de los nervios espinales. El proceso de absorción incluye el transporte volumétrico de moléculas de gran tamaño así como la difusión de moléculas pequeñas a través de membranas porosas (Adams et al. (1989) "Principles of Neurology", p. 501-502).

El principio en el que se basa la presente invención es que algunas personas con demencia de edad adulta presentan una disfunción en el mecanismo de resorción del líquido cerebroespinal, produciéndose por tanto una retención de sustancias en el líquido cerebroespinal, dando esto lugar a lesiones histológicas asociadas con demencias tipo Alzheimer de edad adulta o a efectos neurotóxicos, o a ambos.

Existen varios ejemplos de proteínas o péptidos de bajo peso molecular que se han encontrado en concentraciones elevadas en el líquido cerebroespinal de personas que padecen demencia tipo Alzheimer de edad adulta. Por ejemplo, se han encontrado niveles elevados de beta-amiloides A-4 en el líquido cerebroespinal de pacientes con Alzheimer de edad temprana (Nakamura et al., (1994) "Amyloid beta protein levels in cerebrospinal fluid are elevated in early-onset Alzheimer's disease", Ann. Neurology 36: 903-911). Un hecho conocido es que los beta-amiloides A-4 se autoagregan en moléculas de amiloides del tipo que tipifica las placas comunes que pueden encontrarse en el cerebro de personas que padecen demencia tipo Alzheimer de edad adulta. De hecho, la acumulación de beta-amiloides A-4 en el cerebro es la única lesión microscópica específica de la enfermedad de Alzheimer. Además, se ha demostrado que los beta-amiloides A-4 son neurotóxicos (Bush et al., (1992) "Beta A-4 amyloid protein and its precursor in Alzheimer's disease", Pharmac. Tera. 56: 97-117). El beta-amiloide A-4 es también un componente de lesiones cerebrales microscópicas conocidas como marañas neurofibrilares, que pueden encontrarse típicamente en pacientes con demencia tipo Alzheimer de edad adulta.

La microglobulina beta-2 constituye otro ejemplo de una proteína de bajo peso molecular cuya concentración en el líquido cerebroespinal aumenta con la edad y alcanza niveles elevados en pacientes con demencia tipo Alzheimer de edad adulta (Martínez et al., (1993) "Relationship of interleukin-1 beta and beta_{2}-microglobulin with neuropeptides in cerebrospinal fluid of patients with dementia of the Alzheimer type", J. Neuroimmunology 48: 235-240). La microglobulina beta-2 está relacionada con la formación de depósitos de amiloides en algunos tejidos de pacientes sometidos a tratamientos de hemodiálisis renal a largo plazo (Ono et al., (1994) "Formation of amyloid-like substances from beta-2-microglobulin in vitro. Role of serum amyloid P component: a preliminary study", Nephron 66: 404-407).

Otra sustancia que llega a acumularse en el líquido cerebroespinal de pacientes con demencia tipo Alzheimer de edad adulta es el tau, un componente de marañas neurofibrilares que se encuentra en el tejido cerebral involucrado. Las concentraciones de tau en el líquido cerebroespinal aumentan regularmente en este síndrome, presentando la mitad de los pacientes un aumento de ocho veces (Arai et al., (1995) "Tau in cerebrospinal fluid: a potential diagnostic marker", Ann. Neurology 38: 649-652).

Además, se han descrito también en la técnica anterior dispositivos utilizados para extraer líquido cerebroespinal de un paciente. La patente U.S. nº 5.334.315 de Matkovich describe un procedimiento y un dispositivo que puede utilizarse para extraer un líquido corporal de un paciente, tratar dicho líquido para eliminar un componente indeseado, y devolver el líquido al paciente. La lista parcial según Matkovich de tipos de sustancias nocivas o indeseables que pueden eliminarse de un líquido incluye proteínas, polipéptidos, interleuquinas, inmunoglobulinas, proteasas e interferonas. Los líquidos de los que pueden extraerse estas sustancias mediante el aparato de Matkovich incluyen el líquido cerebroespinal, sangre, orina y saliva. Matkovich no sugiere, sin embargo, en ningún momento que su procedimiento y aparato pudiesen utilizarse para tratar pacientes con demencia tipo Alzheimer de edad adulta.

La patente U.S. nº 5.385.541 de Kirsch et al. describe un mecanismo de derivación de líquido cerebroespinal adecuado para tratar la hidrocefalea mediante el drenaje de líquido cerebroespinal en el abdomen, pecho o sistema vascular del paciente. El sistema puede incluir una válvula de un único sentido para impedir la circulación hacia atrás. Kirsch et al. no describen, sin embargo, el uso de dicho sistema para el tratamiento de demencias tipo Alzheimer en adultos.

La patente U.S. nº 4.950.232 de Ruzicka et al. expone otro sistema de derivación de líquido cerebroespinal. Igual que en el caso de la patente de Kirsch et al., Ruzicka no sugiere tampoco el uso de su sistema de derivación para el tratamiento de demencias tipo Alzheimer en adultos. El artículo de Chen et al. (1994) "Effectiveness of shunting in patients with normal pressure hydrocephalus predicted by temporary, controlled-resistance, continuous lumbar drainage: a pilot study", J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry 51: 1430-1432, describe el uso de un catéter de "silicona" para drenar el LCE de la región subaracnoidea hacia una bolsa colectora externa.

Exposición de la invención

Si bien se admite en la técnica anterior la presencia de concentraciones elevadas de determinadas sustancias en el líquido cerebroespinal de personas que padecen demencia tipo Alzheimer de edad adulta, no se ha proporcionado en la técnica anterior ningún procedimiento para corregir este desequilibrio. Un objetivo de la presente invención consiste por tanto en posibilitar dicho tratamiento. Por consiguiente, la presente invención posibilita un procedimiento para tratar un paciente con demencia tipo Alzheimer de edad adulta mediante la extracción de una parte del líquido cerebroespinal del paciente, transportando preferentemente (aunque no necesariamente) dicho líquido a otra parte del cuerpo del paciente.

Además, si bien la técnica anterior ha proporcionado dispositivos de derivación que permiten extraer líquido cerebroespinal en exceso de pacientes que padecen hidrocefalia, la técnica anterior no ha reconocido la utilización de dichos dispositivos para el tratamiento de demencias tipo Alzheimer en adultos por medio de la extracción de líquido cerebroespinal, no ocupando el líquido un volumen excesivo. Un objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un aparato diseñado para transportar líquido cerebroespinal a un caudal controlado. La presente invención proporciona por tanto un aparato para extraer líquido cerebroespinal según la definición de la reivindicación 1.

La presente invención proporciona un aparato para extraer de forma controlada líquido cerebroespinal de un paciente con el fin particular de tratar la enfermedad de Alzheimer. El líquido cerebroespinal se extrae preferentemente a un caudal suficiente para reducir o detener el avance de la enfermedad de Alzheimer en pacientes que la padecen, deteniendo preferentemente su avance. El caudal de extracción está normalmente comprendido entre el 5% y el 50% del caudal de renovación del paciente (generalmente en la gama de 250 ml/día a 300 ml/día) y más normalmente entre el 10% y 20% del caudal de renovación. El caudal de extracción preferido se encuentra actualmente en la gama de 0,5 ml/hora a 15 ml/hora, y preferentemente en la de 1 ml/hora a 5 ml/hora, y con más preferencia en la de 1 ml/hora a 3 ml/hora, basándose el caudal de extracción en un valor promedio obtenido considerando un período de 24 horas. Se comprende, no obstante, que un determinado caudal de extracción, que es efectivo para un paciente en particular, puede apartarse de las gamas preferidas indicadas anteriormente y que cualquier caudal de extracción que proporcione una disminución significante en el concentración de los factores asociados con la enfermedad de Alzheimer puede tener un efecto terapéutico.

A continuación se describe más detalladamente la presente invención haciendo referencia a los dibujos.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1A ilustra una forma de realización de la presente invención en la que el dispositivo controlador de caudales de circulación del líquido consiste en una bomba.

La Fig. 1B ilustra una forma de realización de la presente invención en la que el dispositivo controlador de caudales de circulación del líquido es una bomba de tornillo.

La Fig. 2 ilustra esquemáticamente una forma de realización de la presente invención que permite la recirculación del líquido cerebroespinal del paciente.

La Fig. 3 ilustra un transductor piezométrico para medir la presión del líquido cerebroespinal y controlar el caudal de circulación del líquido cerebroespinal.

Las Figs. 4A, 4B, 4C y 4E ilustran aparatos en los que el dispositivo controlador de caudales de circulación consiste en una bomba de fuelle accionada por el paciente.

La Fig. 4D es una vista en sección del aparato ilustrado en las figuras 4A, 4B y 4C.

La Fig. 5 ilustra otra disposición en la que el dispositivo controlador de caudales de circulación es una bomba accionada por cambios de presión en el paciente.

La Fig. 6A es una vista en sección de una bomba accionada por presión, encontrándose la bomba en el ciclo de admisión.

La Fig. 6B ilustra la bomba de Fig. 6A durante la descarga.

La Fig. 7A es una vista en perspectiva de la bomba ilustrada en la Fig. 6.

La Fig. 7B consiste en una sección transversal de la bomba ilustrada en Fig. 6, en la que se ilustran esquemáticamente las válvulas de entrada y salida que pueden incorporarse.

La Fig. 7C ilustra la bomba de la Fig. 7A durante la admisión.

La Fig. 7D ilustra la bomba de la Fig. 7A durante la descarga.

La Fig. 8 consiste en una sección transversal de la válvula de entrada ubicada en el extremo de contra corriente del aparato ilustrado esquemáticamente en Fig. 5.

La Fig. 9 es una ilustración esquemática de un sistema de catéter que puede utilizarse para realizar los procedimientos que posibilita la presente invención.

Descripción de la forma de realización específica

En términos muy generales, el aparato de la presente invención sirve para tratar un paciente con demencia tipo Alzheimer de edad adulta por medio de la extracción de parte del líquido cerebroespinal del paciente. Al poder reemplazar el paciente el líquido extraído, el efecto de la extracción de líquido cerebroespinal es el de disminuir la concentración de cualquier material nocivo que pueda encontrarse en el líquido cerebroespinal del paciente, como, por ejemplo, sustancias neurotóxicas y sustancias relacionadas con lesiones histológicas. Pero debido a que la extracción de líquido cerebroespinal a un caudal demasiado elevado puede ser perjudicial para el paciente, la presente invención controla preferentemente el caudal de transporte del líquido cerebroespinal.

El aparato preferido de la presente invención incluye un conducto o catéter, que presenta una primera parte de extremo o una parte de extremo de entrada dispuesta en una zona del espacio subaracnoideo del paciente, preferentemente en uno de los ventrículos laterales. Los ventrículos forman un grupo de cavidades interconectadas que se encuentran en los hemisferios cerebrales y en el tronco cerebral. Estos ventrículos o espacios constituyen una continuación del canal central de la médula espinal y se llenan de forma similar con líquido cerebroespinal.

El conducto o catéter puede comprender dos o más segmentos o partes distintas, consistiendo cada uno de ellos en un tubo, conector, módulo u otro elemento similar, como se describe con más detalle a continuación. La parte de entrada del catéter puede presentar cualquier forma que sea apropiada para poder ubicarla en el espacio subaracnoideo y que permita recoger líquido cerebroespinal de una zona del espacio subaracnoideo. La forma del extremo de entrada del catéter puede ser convenientemente similar o idéntica a la de los catéteres ventriculares convencionales del tipo que se utiliza para el drenaje de líquido cerebroespinal en el tratamiento de la hidrocefalia, como los catéteres que se describen en las patentes U.S. nº 5.385.541 y U.S. nº 4.950.232. Unos catéteres ventriculares apropiados y que pueden incorporarse en sistemas de catéter según la presente invención pueden obtenerse de proveedores comerciales, como, por ejemplo, Medtronic PS Medical, Goleta, California.

Una construcción de la parte del extremo de entrada puede apreciarse, por ejemplo, en la Fig. 3, designándose dicha parte con el número de referencia 3. Como se mencionó anteriormente, la parte del extremo de entrada 3 se ha adaptado preferentemente para poder ubicarla en un ventrículo y extraer líquido cerebroespinal de allí. La parte del extremo incluye preferentemente múltiples perforaciones u orificios 4 a una cierta distancia de la punta de la parte 3. Estos orificios no se extienden preferentemente más de aproximadamente 1 a 1,5 cm de la punta. Si bien los orificios ilustrados presentan una disposición particular, también pueden utilizarse otras disposiciones sin apartarse por ello del alcance de la presente invención. El conducto comprende preferentemente material biocompatible y apropiado para poder implantarlo en el paciente, como un material de calidad para implante y con módulo de flexión pequeño, siendo el material generalmente resistente a deformaciones locales. El conducto puede comprender, por ejemplo, silicona o silicona reforzada, o se podría utilizar también un tubo de derivación médico. El tubo puede presentar un diámetro externo de aproximadamente 2,0 mm y un diámetro interno de aproximadamente 0,5-1,5 mm.

El conducto comprende una segunda parte de extremo que presenta una salida o una abertura de descarga que es externa a la zona ubicada en el espacio subaracnoideo del paciente y sirve para drenar líquido cerebroespinal hacia otras cavidades corporales. Por consiguiente, la abertura de salida del conducto se dispone en otra parte del cuerpo del paciente como, por ejemplo, en la cavidad peritoneal. Debe entenderse, no obstante, que el segundo extremo del conducto puede disponerse también transcutáneamente, siendo entonces el conducto completamente externo al cuerpo del paciente, extrayéndose por tanto todo el líquido cerebroespinal transportado del paciente. En este caso, el conducto puede disponerse subcutáneamente desde la cabeza hasta el abdomen, dejándolo salir por el abdomen para disponerlo entonces transcutáneamente.

La parte de salida o descarga del conducto puede presentar, por ejemplo, la forma de un catéter peritoneal convencional del tipo utilizado para diálisis peritoneal. Dicho catéter puede acoplarse directamente a la parte de entrada del catéter, es decir, a un catéter ventricular como el mencionado anteriormente. En una forma de realización específica descrita con más detalle a continuación, se acopla un catéter peritoneal a un módulo de control de flujo que se acopla a su vez al catéter ventricular para formar un sistema de catéter apropiado para el drenaje de líquido cerebroespinal según los procedimientos de la presente invención. El módulo de control de flujo controlará el caudal de circulación y controlará también generalmente la dirección de circulación, es decir, permitirá que el líquido circule únicamente desde el espacio subaracnoideo hacia el lugar de descarga. El módulo de control de flujo puede dotarse también de un medio para detectar el flujo a fin de poder asegurar que el sistema funciona correctamente una vez implantado.

Finalmente, a fin de controlar el caudal al que se extrae el líquido cerebroespinal del paciente, el aparato de la presente invención presenta un dispositivo controlador de caudales de circulación del líquido para controlar el caudal de circulación del líquido por el conducto (incorporado opcionalmente en el módulo de control de flujo descrito anteriormente). Cuando se ubica en la cavidad torácica, el dispositivo controlador de caudales de circulación del líquido 10 se sitúa preferentemente en la parte centro-lateral del tórax cerca de la línea axilar y preferentemente junto a la superficie inferior de una costilla. Se mantiene en esta posición mediante suturas al periostio.

La Fig. 1A ilustra la forma de realización en la que el dispositivo controlador de caudales de circulación del líquido consiste en una bomba implantable 18 unida al conducto 2. La bomba 18 puede consistir en una bomba de diafragma, una bomba de émbolo, una bomba rotativa, una bomba peristáltica, una bomba de tornillo, o cualquier otra bomba apropiada. La fuente de alimentación de la bomba 18 puede ser una pila o cualquier otro dispositivo que almacene energía como, por ejemplo un volante mecánico con arrollamiento para el accionamiento automático. La bomba puede activarse también a distancia como reconocerá cualquier experto en la materia. Además, la bomba 18 puede funcionar de forma continua o periódica según necesidad o conforme a un programa u horario programado. La bomba 18 puede montarse sobre una placa base 20 adaptada para poder fijarla a una parte de la anatomía del paciente. La Fig. 1B ilustra un montaje convencional de una bomba de tornillo en el que el eje tornillo 22 se ha montado con libertad de rotación en el conducto 2. El accionamiento puede ubicarse en un envase cerrado herméticamente, montado junto a la parte exterior del conducto y que se dispone en el tórax o en el peritoneo. El accionamiento puede acoplarse al eje roscado 22 mediante una transmisión por engranajes como reconocerá cualquier experto en la materia. También pueden utilizarse otras configuraciones de bombeo como, por ejemplo, las que se dan a conocer en la patente U.S. nº 4.857.046 de Stevens et al. y la patente U.S. nº 5.372.573 de Habib.

La Fig. 2 ilustra esquemáticamente una forma de realización de la presente invención que se ha dotado de un circuito de retorno. En esta forma de realización, el dispositivo controlador de caudales de circulación del líquido incluye una válvula bidireccional 24 y una bomba como la bomba 18. La bomba se acopla al conducto 2 a fin de bombear el líquido por dicho conducto, mientras que la válvula está acoplada fluídicamente a la bomba. La válvula 24 transfiere el efluyente de la bomba entre una línea de descarga 26, que forma parte del conducto 2, y una línea de retorno 28. La línea de descarga presenta una salida que puede estar dispuesta dentro del cuerpo del paciente (p.ej., en el peritoneo) o en el exterior del cuerpo del paciente. La línea de retorno 28 comprende una salida adaptada para poder ubicarla en el espacio subaracnoideo del paciente (p.ej., en uno de los ventrículos laterales como se mencionó anteriormente). En esta forma de realización, la bomba funciona esencialmente de forma continua para extraer, por ejemplo, el líquido cerebroespinal de los ventrículos, habiéndose intercalado la válvula 24 entre las líneas 26 y 28 a fin de mantener la presión apropiada en el espacio subaracnoideo del paciente. La válvula 24 puede accionarse según una base de tiempos o según demanda, p.ej., según la presión medida en el líquido cerebroespinal. Generalmente, no es conveniente extraer líquido cerebroespinal cuando la presión del líquido es inferior a aproximadamente 6 cm H_{2}O. Se puede utilizar un transductor piezométrico para medir dicha presión y una válvula de control 24 para controlar el caudal de circulación del líquido cerebroespinal como se describe a continuación con referencia a la Fig. 3.

En relación a la Fig. 3, se puede disponer un transductor piezométrico 30 en la parte externa del conducto 2, cerca de la punta de la parte de entrada 3, con el fin de medir la presión del líquido cerebroespinal. Se puede seleccionar el transductor 30 para enviar una señal a la válvula 24 a través de los cables 32 en respuesta a la detección de una señal por debajo del valor umbral de 6 cm H_{2}O. La válvula puede incluir un solenoide para poner la válvula en la posición de recirculación mencionada anteriormente en respuesta a la recepción de la señal procedente del transductor. Cualquier experto en la materia reconocerá que los cables 32 pueden encastrarse en el conducto 2 o acoplarse de otra forma al conducto y tenderse a lo largo del conducto para conectar el transductor con el mecanismo de control de la válvula o con el solenoide. Por ejemplo, los cables 32 pueden disponerse sobre la superficie externa del conducto 2, disponiendo además alrededor del conducto 2 y de los cables 32 un tubo de pared fina y ajustable por contracción a fin de encastrar los cables entre el conducto y el tubo ajustable por contracción, quedando por tanto los cables bien fijados en su posición.

La Fig. 4A se ilustra un aparato en el que el dispositivo controlador de caudales de circulación consiste en una bomba tipo fuelle 80 accionada por el movimiento del diafragma 82 del paciente. Como se explicará con más detalle a continuación, la bomba 80 incluye generalmente una válvula de retención para impedir que el líquido fluya hacia atrás y vuelva a la zona del espacio subaracnoideo del paciente y una válvula de salida. Un extremo de la válvula se fija al diafragma y el otro a alguna otra parte anatómica del paciente, p.ej., una costilla, de tal forma que al moverse el diafragma se mueve la bomba entre las posiciones ilustradas en la Fig. 4B y la Fig. 4C.

La bomba de fuelle 80 puede presentar una construcción como la ilustrada en la Fig. 4D, en la que se presenta una vista en sección de la bomba. La bomba de fuelle 80 incluye generalmente las partes de extremo 85a y 85b y la parte de fuelle 87. Las partes de extremo 85a y 85b pueden incluir anillas 74 por las que pueden pasar las suturas 76 realizadas para fijar, como se mencionó anteriormente, la válvula a una parte anatómica. Las partes de extremo 85a y 85b constituyen también las cubiertas de las válvulas de entrada y salida, 86 y 88. Las válvulas 86 y 88 incluyen elementos de válvula esféricos, 90 y 91, que son empujados contra los asientos de válvula, 92 y 93, por unos resortes helicoidales, 94 y 95. Los resortes helicoidales rodean las patillas de soporte del resorte, 96 y 97, que se han fijado a las estructuras de soporte de las patillas, 98 y 99, o que constituyen una prolongación de dichas estructuras de soporte. Las estructuras 98 y 99 están perforadas para que el líquido cerebroespinal pueda pasar a través de ellas.

Una válvula de retención 140 (véase, p.ej., la Fig. 4A y la Fig. 8) puede formar parte integrante del dispositivo controlador de caudales de circulación, proporcionándose dicha válvula con el fin de mantener en el espacio subaracnoideo las condiciones fisiológicas deseadas. La válvula 140 se selecciona preferentemente para cerrar el conducto 2 e impedir el flujo del líquido por el conducto siempre que la presión del líquido cerebroespinal en el espacio subaracnoideo caiga, por ejemplo, por debajo de 6 pulgadas H_{2}O. La válvula 140 se dispone preferentemente junto a la parte externa del cráneo.

En la Fig. 8, la válvula de retención 140 comprende una parte de cubierta superior 142 y una parte de cubierta inferior 144. La parte superior 142 comprende además una parte de entrada 146 y una parte de salida 148 que definen pasos de entrada 150 y 152. Las partes de entrada y salida, 146 y 148, se disponen preferentemente de tal forma que sus ejes centrales son generalmente perpendiculares entre sí, como se ilustra en Fig. 8, facilitándose así la implantación por debajo de la dermis. El diafragma 154, que puede comprender, por ejemplo, cualquiera de los materiales descritos anteriormente con referencia al diafragma 118, se encuentra entre las partes superior e inferior, 142 y 144, y forma una primera cámara 156 y una segunda cámara 158, proporcionando una junta hermética entre las dos cámaras. El diafragma 154 incluye una parte cónica 160 en la que encaja el paso 150 y que permite obturar dicho paso 150 como se ilustra en Fig. 8. El diafragma 154 se desplaza hacia la posición ilustrada en Fig. 8 mediante el resorte helicoidal 162 que rodea la patilla 164. El resorte helicoidal 162 se selecciona a fin de que el diafragma 154 pueda separarse del paso de entrada 150, pudiendo pasar entonces el líquido cerebroespinal por el paso de entrada 150 y descargarse por el paso de salida 152 cuando la presión del líquido cerebroespinal sea superior a aproximadamente 6 cm H_{2}O. Como puede apreciarse en las figuras, las partes superior e inferior, 142 y 144, presentan generalmente una forma anular.

En la Fig. 4D, la válvula de entrada 86 consiste en una válvula de retención que impide que el líquido cerebroespinal fluya desde la bomba hacia atrás. La válvula ha sido construida para que se encuentre abierta siempre que las presiones sean muy bajas (p.ej., puede haberse diseñado para que se abra a una presión de 5-10 cm H_{2}O). La válvula de salida 88 ha sido diseñada para que presente una presión de apertura mayor o igual a la presión del líquido cerebroespinal máxima que se encuentra en el espacio subaracnoideo (la presión del líquido que se encuentra en este espacio oscila normalmente entre 1 y 6 cm H_{2}O). Así, en este ejemplo la presión de abertura está prevista que sea mayor o igual a 15 cm H_{2}O. Cuando, según lo mencionado anteriormente, se ajusta la válvula 140 para que se abra a la presión de 6 cm H_{2}O, la bomba de fuelle 80 se configura entonces para que aumente durante la contracción la presión del líquido en el fuelle a por lo menos 15 cm H_{2}O a fin de provocar la apertura de la válvula de salida. Estos parámetros de diseño, así como el diseño de la válvula 140 para que se abra a una presión mayor o igual a 6 cm H_{2}O, facilitan únicamente el drenaje cuando el paciente se ha acostado. La válvula 140 notará generalmente presiones inferiores a 6 cm H_{2}O cuando el paciente se encuentra de pie, por lo que se cerrará en respuesta a dichas presiones. Aunque se hayan indicado algunas presiones de apertura de válvula particulares, también pueden utilizarse otros valores preseleccionados que determinen el funcionamiento del dispositivo en función de las distintas posiciones que puede adoptar el paciente y en las que se producen distintas presiones intraventriculares o de altura de columna.

Cuando el dispositivo está en funcionamiento, la válvula de entrada 86 está abierta y la válvula de salida 88 está cerrada mientras se expande el fuelle como se ilustra en la Fig. 4D, encontrándose entonces la válvula de entrada conectada fluídicamente con el líquido cerebroespinal que se encuentra en el espacio subaracnoideo. La válvula de entrada 86 se cierra y la válvula de salida 88 se abre al contraerse el fuelle, alcanzándose entonces la presión de apertura de la válvula de salida.

La Fig. 4E ilustra otro aparato en el que el fuelle se fija a un grupo muscular aislado. Como se ilustra esquemáticamente en la figura, la frecuencia de contracción del músculo se controla mediante un estimulador electrónico implantado. Como se ilustra en esta figura, la bomba de fuelle puede presentar la misma construcción que la bomba de fuelle 80 descrita con referencia a la Fig. 4D, pudiéndose fijar mediante suturas 76 la bomba al músculo 250. El estimulador electrónico de músculos 252 implantado puede conectarse eléctricamente con el músculo 250 mediante cables 254 que pueden suturarse al músculo como un desfibrilador implantable. Las suturas realizadas son lo suficientemente tensas como para que la bomba pueda contraerse con el músculo. Como le resultará obvio a cualquier experto en la materia, el estimulador 252 puede comprender una fuente de alimentación programada para suministrar menos de 1 voltio (siendo la corriente generada despreciable) a fin de inducir la contracción muscular. La frecuencia de excitación se prefijará preferentemente, pudiendo corresponder dicha frecuencia a una comprendida entre 12 y 20 ciclos por minuto (que corresponde al ritmo usual de respiración), aunque puede también no estar comprendida en dicha gama. El estimulador se ha diseñado preferentemente para que funcione únicamente cuando el paciente se encuentra acostado, pudiendo incluir el estimulador circuitos de detección de niveles conocidos a fin de activar la puesta en funcionamiento. También puede incorporarse en esta forma de realización el transductor 30 a fin de desactivar el estimulador 252 siempre que la presión del líquido en el espacio subaracnoideo sea inferior a 6 cm H_{2}O o a fin de controlar la frecuencia de excitación en función de la presión siempre que ésta sea mayor o igual a 6 cm H_{2}O.

La Fig. 5 ilustra otro dispositivo controlador de caudales de circulación. Según este dispositivo, el dispositivo controlador de caudales de circulación responde a variaciones de presión en el paciente. El dispositivo controlador de caudales de circulación puede, por ejemplo, activarse mediante cambios de presión en la cavidad torácica. Puede fijarse al periostio tal como se describió anteriormente, disponiéndose la salida 8 del conducto 2 en la cavidad peritoneal. El dispositivo controlador de caudales de circulación 10 (Fig. 5) puede consistir en una bomba de émbolo como la ilustrada en las Fig. 6A y Fig. 6B e indicada mediante el número de referencia 300. Se puede utilizar una bomba de diafragma junto con una válvula de retención como la válvula de retención 140 (Fig. 8).

La bomba de émbolo 300 (Fig. 6A) comprende un paso de entrada 302 formado en la parte superior 303 de la cubierta de la bomba y un paso de salida 304 formado en la parte central 305 de la cubierta de la bomba. La parte central 305 define parcialmente una cámara de entrada 306 en la que se encuentra el primer elemento de válvula 308 con forma de bola esférica. El elemento de válvula 308 es empujado contra un asiento de válvula 309 formado en la parte superior 303 de la parte de extremo de contra corriente del paso de entrada 302. El resorte helicoidal 310, que rodea la patilla de soporte 312, empuja el elemento de válvula 308 contra el asiento de válvula 309.

La cámara de entrada 306 está conectada fluídicamente con la cámara de émbolo 314 a través del paso 316. La cámara de émbolo 314 está formada por la entalladura de émbolo 318 y una parte de la parte central 315 que se extiende hacia dentro como se ilustra en la Fig. 6A. El émbolo 318 (que es generalmente cilíndrico) separa herméticamente la cámara de émbolo 314 del entorno, como el que se encuentra en la cavidad torácica, estando, como se ilustra en las Fig. 6A y Fig. 6B, la cámara de émbolo 314 conectada herméticamente con una pared interna 321 de la parte inferior 320 (que puede ser anular) de la cubierta. La junta estanca puede estar, por ejemplo, formada por una parte levantada o una costilla 318a, que sobresale del émbolo 318, o por una junta tórica. La parte inferior 320 de la cubierta se fija a su vez a la parte central 305 mediante medios convencionales como, por ejemplo, por soldadura. El paso 322 conecta fluídicamente la cámara de émbolo 314 con la cámara de salida 324 cuando el elemento de válvula 326 se encuentra en la posición ilustrada en la Fig. 6B. En particular, el resorte helicoidal 328 soportado por la patilla 330 empuja el segundo elemento de válvula 326, que presenta la forma de una bola esférica, contra el asiento de válvula 327. Como puede apreciarse en los dibujos, las cámaras de entrada y salida, 306 y 324, están conectadas fluídicamente con los pasos de entrada y salida, 302 y 304. El émbolo 318 puede comprender un material elastomérico como politetrafluoroetileno o silicona muy durométrica.

La presión en la cavidad torácica, que varía con la respiración como ya se comentó anteriormente, constituye la fuerza impulsora de la bomba de émbolo 300. Cuando la presión en la cavidad torácica es baja (p.ej., de aproximadamente -8 cm H_{2}O), el émbolo 318 sale hacia fuera y el elemento de válvula 308 se separa del asiento de válvula 307 como se ilustra en la Fig. 6A. En esta posición, el líquido cerebroespinal fluye por el paso de entrada 302, pasa por la cámara de entrada 306 y entra en la cámara de émbolo 314 como indican las flechas 332. Al aumentar la presión en la cavidad torácica a aproximadamente -5 cm H_{2}O, el resorte de retorno 334 impele o empuja el émbolo 318 hacia dentro, hacia una posición de cierre, de tal forma que el segundo elemento de válvula 326 se separa del asiento de válvula 327 mientras que el primer elemento de válvula 308 vuelve al asiento de válvula 309 como se ilustra en la Fig. 6B. En esta posición, se descarga el líquido cerebroespinal, indicado con la flecha de referencia 346, saliendo éste de la cámara de émbolo 314, pasando seguidamente por la cámara de salida 324 y por la salida 304 para fluir hacia el conducto 2 (Fig. 5).

En las Fig. 6A y Fig. 6B, la válvula de entrada, que incluye la bola 302, consiste en una válvula de retención que impide que el líquido cerebroespinal fluya hacia atrás desde la bomba (es decir, impide la circulación corriente arriba). Esta válvula ha sido diseñada para que se abra a presiones muy pequeñas (p.ej., puede haberse diseñado para que se abra a 1-6 cm H_{2}O). La válvula de salida, que incluye la bola 326, ha sido diseñada para que su presión de apertura sea mayor o igual a la presión máxima que puede alcanzar el líquido cerebroespinal en el espacio subaracnoideo (la presión del líquido oscila generalmente entre aproximadamente 5 y 15 cm H_{2}O). Por consiguiente, la presión de apertura correspondiente a este ejemplo es mayor o igual a 15 cm H_{2}O. Cuando, según lo expuesto anteriormente, la válvula 140 ha sido diseñada para que se abra a 6 cm H_{2}O, el émbolo y el resorte de retorno 334 se configuran de tal forma que la presión del líquido en la cámara 316 aumenta durante la compresión hasta un valor de por lo menos 15 cm H_{2}O a fin de provocar la apertura de la válvula de salida. La bomba puede haberse diseñado también para que se adapte a las presiones relativamente bajas que suelen encontrarse en la cavidad torácica. La presión en la cavidad torácica varía durante la respiración normal entre aproximadamente -5 cm H_{2}O y aproximadamente -8 cm H_{2}O. En vista a esta variación de presión relativamente pequeña y de aproximadamente 3 cm H_{2}O, el diseño del émbolo es preferentemente de tal forma que amplifica la presión existente en la cavidad torácica a fin de que el émbolo pueda desplazarse hacia atrás y completar el recorrido de salida. Esta amplificación puede ser de un factor 3 a 5 y puede realizarse dotando el émbolo de una superficie exterior 336 con un área de aproximadamente 3 a 5 veces el de la superficie interna de trabajo 338 del émbolo 318. Como puede apreciarse en la Fig. 6B, el área de la superficie externa 336 del émbolo está expuesta al entorno a través de la abertura 340 y el espacio 342 que se encuentra alrededor y por encima del anillo de soporte 344 del resorte de la parte inferior 320 de la cubierta. Estos parámetros de diseño, incluyendo la válvula 140 que ha sido diseñada para que se abra a una presión mayor o igual a 6 cm H_{2}O, facilitan el drenaje únicamente cuando el paciente se encuentra recostado. Debe destacarse, no obstante, que también pueden utilizarse otras presiones de apertura a fin de facilitar, por ejemplo, el funcionamiento cuando el paciente adopta otras posturas, como se expuso anteriormente con referencia a la bomba de fuelle 80.

En otro aparato, el dispositivo controlador de caudales de circulación puede consistir en una bomba de diafragma como la bomba de diafragma 100 ilustrada en las figuras 7A a 7D. En la Fig. 7B, la bomba de diafragma 100 comprende un paso de entrada 102 formado en la parte superior 103 de la cubierta de la bomba y un paso de salida 104 formado en la parte central 105 de la cubierta de la bomba. La parte central 105 define una cámara de entrada 106 en la que se encuentra el primer elemento de válvula 108 con forma de bola esférica. El elemento de válvula 108 es empujado contra el asiento de válvula 109 formado en la parte superior 103 de la parte de extremo de contra corriente del paso de entrada 102. El resorte helicoidal 110, que rodea la patilla de soporte 112, empuja el elemento de válvula 108 contra el asiento de válvula 109.

La cámara de entrada 106 está conectada fluídicamente con la cámara de diafragma 114 a través del paso de entrada 116. El diafragma 118, que se mantiene en su sitio mediante un elemento generalmente anular 120, separa herméticamente la cámara de diafragma 114 del entorno. El elemento anular 120 se fija a su vez a la parte central 105 mediante medios convencionales como, por ejemplo, por soldadura. El paso 122 conecta fluídicamente la cámara de diafragma 114 con la cámara de salida 124 cuando el elemento de válvula 126 se encuentra en la posición ilustrada en la Fig. 13D. En particular, el resorte helicoidal 128 soportado por la patilla 130 empuja el segundo elemento de válvula 126 con forma de bola esférica contra el asiento de válvula 127. Como puede apreciarse en los dibujos, las cámaras de entrada y salida, 106 y 124, están conectadas fluídicamente con los pasos de entrada y salida, 102 y 104.

Igual que en el caso de la bomba de émbolo 300, la presión en la cavidad torácica constituye la fuerza impulsora de la bomba de diafragma 100. Cuando la presión en la cavidad torácica es pequeña en comparación con la presión en la cámara 114, el diafragma 118 es empujado hacia fuera y el elemento de válvula 108 se separa del asiento de válvula 107 como se ilustra en la Fig. 7C. En esta posición, el líquido cerebroespinal fluye por el paso de entrada 102, pasa por la cámara de entrada 106 y entra en la cámara de diafragma 114 como indican las flechas 132. Al aumentar la presión en la cavidad torácica por encima de la presión en la cámara 114, la presión en la cavidad torácica, indicada generalmente con el número de referencia 134, empuja el diafragma 118 hacia dentro de tal forma que el segundo elemento de válvula 126 se separa del asiento de válvula 127 mientras que el primer elemento de válvula 108 vuelve al asiento de válvula 107 como se ilustra en la Fig. 7D. En esta posición, se descarga el líquido cerebroespinal, saliendo éste de la cámara de diafragma 114, pasando seguidamente por la cámara de salida 116 y por la salida 104 para fluir hacia el conducto 2 (Fig. 5). Como se comentó anteriormente, una válvula de retención como la válvula de retención 140 puede formar parte integrante del componente controlador de caudales de circulación a fin de mantener las condiciones fisiológicas deseadas en el espacio subaracnoideo. La válvula de entrada de la bomba, la válvula de salida y el diafragma pueden haberse construido según las descripciones presentadas anteriormente con referencia a las formas de realización que comprenden una bomba de fuelle o una bomba de émbolo. El diafragma puede modificarse también a fin de adaptarlo a los cambios de presión relativamente pequeños que se producen en la cavidad torácica.

El componente detector de flujo 408 ilustrado en la Fig. 9 puede preverse de varias formas. En el caso más sencillo, se puede dotar el componente de control de flujo 404 u otra parte del sistema con un elemento sensible al flujo, como puede ser un componente de válvula u otro elemento que se desplaza en respuesta al paso del líquido. Se puede utilizar entonces un detector sensible de movimientos, como un monitor electrónico de corazón fetal, a fin de detectar movimientos debidos al flujo y confirmar así la circulación del líquido. Resultará generalmente conveniente aumentar la detectabilidad del elemento sensible a movimientos de flujo. Por ejemplo, la válvula de bola con resorte 440 puede estar realizada de un material magnético y/o impregnado con un material ferromagnético a fin de aumentar la detectabilidad cuando se utiliza un SQUID.

En otros casos, se puede detectar la circulación mediante la liberación de una sustancia detectable, como un marcador fluorescente no tóxico u otro marcador de colorante, en el líquido cerebroespinal cuando éste pasa por el componente controlador de caudales de circulación 404 o por algún otro punto del sistema de catéter. El depósito de dicha sustancia detectable podría ubicarse en el módulo controlador de caudales de circulación 404 y conectarse a un lumen o catéter que liberaría pequeñas cantidades de la sustancia detectable en el líquido cerebroespinal a través del módulo de control de flujo o del catéter asociado. La sustancia podrá detectarse entonces en una muestra tomada del paciente, como una de sangre, orina, saliva o alguna otra muestra que pueda obtenerse fácilmente del paciente, sometiéndose seguidamente la muestra a un análisis a fin de comprobar la presencia de dicha sustancia. En cualquier caso, siempre que se determine que se ha detenido la circulación o que el flujo no es detectable, será necesario acceder al sistema de catéter y corregir el problema y/o sustituir algún componente del sistema.

Para la implantación de las bombas accionadas por presión descritas anteriormente, se tendrá que someter el paciente, que padece la enfermedad de Alzheimer, a una intervención quirúrgica procediendo de la forma siguiente: el paciente se anestesiará completamente y se intubará. Se dispondrá el paciente sobre la mesa de operaciones en posición supina. Se afeitará el cuero cabelludo que se encuentra por encima del lóbulo parietal no dominante. Se efectuará una incisión en el cuero cabelludo parietal, otra en el tórax, aproximadamente en la parte central de la línea axilar anterior, y otra en el abdomen. Se afeitarán, prepararán y cubrirán de forma usual las tres zonas de incisión. Se abrirá la incisión del cuero cabelludo hasta llegar al hueso y se procederá a horadar un orificio. Se dejará coagular el área y se dispondrá un conducto en el ventrículo lateral de este lado. Se efectuará otra incisión en el tórax aproximadamente en el nivel T5 ó T6. Esta incisión se realizará de tal forma que su parte superior será paralela a la costilla. A continuación, se diseccionará la costilla liberándola del pleura subyacente, se dispondrá la bomba junto al lado interno de la costilla y se fijará la bomba mediante suturas al periostio de la costilla. Utilizando una cánula en derivación, se pasará el tubo por debajo de la piel desde el conducto ubicado en la ventrícula hasta la bomba a fin de conectarlo seguidamente con la bomba. Se realizará otra incisión en el abdomen, por encima del músculo recto del mismo lado. Se abrirá hasta el peritoneo la incisión realizada, se introducirá un conducto en el peritoneo y se pasará también subcutáneamente el conducto hasta alcanzar la bomba. Una vez realizadas todas las conexiones, se procederá a cerrar de forma usual todas las incisiones. El paciente se someterá a un tratamiento preoperatorio de antibióticos y tendrá que permanecer probablemente uno o dos días en el hospital antes de poder volver a casa. La forma de implantar las otras formas de realización resultará obvia para cualquier experto en la materia en vista a la descripción presentada anteriormente.

Debe destacarse también que se puede conectar un indicador con cualquiera de las bombas descritas anteriormente a fin de proporcionar una señal audible en respuesta a la detección de que la bomba está bombeando líquido.

Una posibilidad alternativa es que las configuraciones de bomba con válvula de bola comprendan un material que facilite el seguimiento del funcionamiento de la bomba mediante un estetoscopio.

Claims (3)

1. Aparato para extraer líquido cerebroespinal, que comprende:

un conducto que comprende una primera abertura y una segunda abertura, estando adaptada la primera abertura del conducto para que pueda disponerse en comunicación fluídica con un espacio en el espacio subaracnoideo del paciente, estando adaptada la segunda abertura para que pueda disponerse en comunicación fluídica con otra parte del cuerpo del paciente; y

un dispositivo controlador de caudales de circulación conectado al conducto entre la primera y la segunda aberturas, caracterizado porque el dispositivo controlador de caudales de circulación consiste en una bomba y un dispositivo de almacenamiento de energía y se ha adaptado para que permita la circulación de líquido cerebroespinal a un caudal que oscila entre 0,5 ml/hora a 15 ml/hora, basándose dicho caudal en el caudal de extracción promediado en un período de 24 horas, pudiendo el aparato funcionar con cualquier de los volúmenes de líquido cerebroespinal que puedan esperarse fisiológicamente de un sujeto humano normal durante dicho período.

2. Aparato según la reivindicación 1, que comprende además un elemento sensible al flujo y que suministra una señal cuando el líquido circula a través del componente controlador de caudales de circulación.

3. Aparato según la reivindicación 2, en el que el elemento sensible al flujo comprende un componente que se desplaza en respuesta al flujo, en el que dicho desplazamiento es detectable, p. ej. magnéticamente, o en el que el elemento sensible al flujo libera una sustancia detectable en el líquido que circula a través del dispositivo controlador de caudales de circulación.