ES2286260T3 - Aparato para facilitar la cicatrizacion de heridas. - Google Patents
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Abstract
Un sistema de electrodos (10) para facilitar la cicatrización de una herida (60), que comprende: una estructura de soporte (20); un primer electrodo (22), estando el primer lado de dicho primer electrodo fijado a la estructura de soporte; un primer material adhesivo (52) fijado al segundo lado del primer electrodo opuesto al primer lado del primer electrodo, en el que dicho primer material adhesivo es un material eléctricamente conductor, en el que dicho primer material adhesivo fija el primer electrodo a la herida cuando se aplica el sistema de electrodos a dicha herida, y en el que el primer material adhesivo se fija al primer electrodo de manera que (a) cuando se aplica el sistema de electrodos a la herida y (b) cuando se centra el primer electrodo sobre la herida, dicho primer electrodo no está directamente en contacto con la herida; y un segundo electrodo (24) fijado a la estructura de soporte, en el que dicho segundo electrodo rodea al primer electrodo en la estructura de soporte y enel que (a) cuando se aplica el sistema de electrodos a la herida y (b) cuando se aplica un voltaje a través de los electrodos primero y segundo, se produce una corriente que fluye entre dichos electrodos primero y segundo, con lo que pasa a través de la herida.
Description
Aparato para facilitar la cicatrización de
heridas.
La presente invención se refiere generalmente a
un aparato para facilitar la cicatrización de heridas mediante el
uso de estimulación eléctrica, y más particularmente a un aparato
para proporcionar un gradiente de voltaje y un modelo de flujo de
corriente que envuelva y penetre en la herida.
La cicatrización de heridas del tejido conectivo
se produce típicamente en tres fases distintas. Aunque estas fases
se entrecruzan y superponen, cada una tiene una secuencia
específica de fenómenos que la distingue. Durante la fase inicial o
inflamatoria, el cuerpo comienza a eliminar las bacterias e inicia
la hemostasis. La fase inflamatoria tiene tres subfases:
hemostasis, migración de leucocitos y macrófagos; y
epitelialización. Esta fase normalmente dura aproximadamente cuatro
días.
La segunda fase, la fase proliferativa, se
caracteriza por la proliferación de fibroblastos, síntesis de
colágeno, granulación, y contracción de la herida. La fase
proliferativa típicamente comienza aproximadamente 48 horas después
de producirse la herida y se puede prolongar desde dos horas hasta
una semana. En esta fase, las células fibroblastos comienzan la
síntesis y deposición de la proteína colágeno, la cual formará la
matriz estructural principal para que la cicatrización de la herida
se desarrolle con éxito.
En la tercera fase, la fase de remodelación, se
ralentiza la producción de colágeno. El colágeno que se forma en
esta etapa está más altamente ordenado que el colágeno formado en
la fase proliferativa. Ocasionalmente, el colágeno remodelado
aumenta la resistencia a la tensión en la herida y devuelve a la
herida aproximadamente el 80% de la resistencia original de la
piel.
Éste es el proceso general que se produce en
seres humanos sanos. Los pacientes que sufren trastornos que
limitan el flujo sanguíneo hacia la zona de la herida
desafortunadamente no son capaces de presentar el proceso normal de
cicatrización de heridas descrito. En algunos pacientes este
proceso puede detenerse. Los factores que pueden afectar
negativamente a este proceso normal de cicatrización de heridas
incluyen diabetes, circulación deficiente, infección, malnutrición,
medicación y movilidad reducida. Otros factores tales como lesiones
traumáticas y quemaduras pueden perjudicar también al proceso
natural de cicatrización de heridas.
La circulación deficiente, por varias razones,
es la causa principal de heridas crónicas tales como úlceras
venosas, úlceras diabéticas y úlceras de pie decúbito. Las úlceras
venosas típicamente se forman justo por encima del tobillo del
paciente. El flujo sanguíneo en esta región de las piernas en
pacientes de avanzada edad o incapacitados puede ser lento,
originando el resecado de las células de la piel. Estas células de
la piel se privan, de este modo, de oxígeno y se contaminan por sus
propios productos de desecho y comienzan a morir. Cuando que esto
sucede, éstas dejan una herida abierta en la pierna con una
probabilidad extremadamente baja de cicatrizar por sí misma. Las
úlceras de pie diabético se forman por debajo del tobillo, en
regiones del pie que tienen muy pocos niveles de circulación.
De forma similar, las úlceras por decúbito se
forman cuando la piel se somete a una fuerza compresiva constante
sin movimiento que permita el flujo sanguíneo. La pérdida de flujo
sanguíneo conduce al mismo proceso degenerativo descrito
anteriormente. Los pacientes parapléjicos y de avanzada edad con
muy poca movilidad que pierden la capacidad de revolverse mientras
yacen en la cama son los principales candidatos para padecer este
problema.
Los métodos tradicionales para el cuidado y
manejo de estos tipos de heridas crónicas sin cicatrizar han
incluido técnicas pasivas que intentan aumentar la velocidad de
reparación y disminuir la velocidad de destrucción de los tejidos.
Ejemplos de estas técnicas incluyen antibióticos, apósitos
protectores para heridas, eliminación de tensiones mecánicas de las
zonas afectadas, y el uso de diversas técnicas de desbridamiento o
de agentes para retirar la materia exudada de la herida y el tejido
necrótico.
Para la mayoría, estos métodos de tratamiento no
tienen mucho éxito. Las úlceras pueden tardar muchos meses en
cicatrizar y, en algunos casos, pueden no cicatrizar nunca o pueden
cicatrizar sólo parcialmente para repetirse algún tiempo más
tarde.
Se han empleado métodos activos para disminuir
el tiempo de cicatrización y aumentar las velocidades de
cicatrización de estas úlceras. Estos métodos pueden incluir
tratamientos quirúrgicos así como alteraciones del medio de la
herida. Estas alteraciones pueden incluir la aplicación de un
sustituto de la piel impregnado con factores de crecimiento
específicos u otros agentes, el uso de tratamientos de oxígeno
hiperbárico, o el uso de estimulación eléctrica. Se ha demostrado
también experimentalmente (tanto en animales como en ensayos
clínicos) que ciertos tipos específicos de estimulación eléctrica
alterarán el medio de la herida de una forma positiva de manera que
se puede originar el proceso normal de cicatrización de heridas o en
algunos casos producirse de forma acelerada.
La relación entre la corriente eléctrica directa
y la mitosis celular y el crecimiento celular se ha llegado a
entender mejor durante la última mitad del siglo veinte. Weiss, en
Weiss, Daryl S., et al., Electrical Stimulation and Wound
Healing, Arch Dermatology, 126:222 (Febrero de 1990), apunta que
los tejidos vivos poseen de forma natural electropotenciales de
corriente directos que controlan, al menos en parte, el proceso de
cicatrización de heridas. Después del daño al tejido, se genera una
corriente de lesión que se cree que desencadena la reparación
biológica. Esta corriente de lesión ha sido ampliamente documentada
en estudios científicos. Se cree que esta corriente de lesión es
el instrumento que asegura que las células necesarias se dirijan
hacia el lugar de la herida en los momentos apropiados durante las
diversas etapas de la cicatrización de heridas. Se ha demostrado
que la exposición localizada a bajos niveles de corriente eléctrica
que imitan esta corriente de lesión de origen natural mejora la
cicatrización de heridas de tejidos blandos tanto en individuos
humanos como en animales. Se cree que estos campos aplicados
externamente mejoran, intensifican, o reemplazan el campo biológico
de origen natural en el medio de la herida, promoviendo, de este
modo, el proceso de cicatrización de la herida.
Weiss continúa explicando, en un resumen de la
bibliografía científica, que las úlceras intratables han demostrado
tener una cicatrización acelerada y las heridas de la piel se han
regenerado más rápidamente y con mejores propiedades de tensión
después de la exposición a corrientes eléctricas. Dayton y
Palladino, en Dayton, Paul D., and Palladino, Steven J., Electrical
Stimulation of Cutaneous Ulcerations - A Literature Review, Journal
of the American Podiatric Medical Association, 79(7):318
(July 1989), también manifiestan que la alteración de la actividad
celular con corrientes externamente aplicadas puede influir de
manera positiva o negativa en el estado de un tejido en
cicatrización, con lo que se conduce el proceso de cicatrización a
un resultado final adecuado.
Además, la investigación dirigida por Rafael
Andino durante su cargo de licenciado en la Universidad de Albama
en Birmingham, también demostró que la presencia de campos
eléctricos (en este caso inducidos por la aplicación de campos
electromagnéticos pulsantes) aceleraba de forma dramática las
velocidades de cicatrización de heridas producidas en un modelo
animal. Esta investigación encontró que el comienzo y la duración
de las dos primeras fases del proceso de cicatrización de heridas,
las fases inflamatoria y proliferativa, se habían acelerado
notablemente en heridas tratadas mientras que el volumen de
colágeno que se había sintetizado por los fibroblastos aumentó
también notablemente en las heridas tratadas. Esto dio lugar a la
cicatrización de las heridas en un periodo de tiempo mucho más
corto.
Se pueden encontrar descubrimientos similares de otros investigadores en otra bibliografía de cicatrización de heridas.
Se pueden encontrar descubrimientos similares de otros investigadores en otra bibliografía de cicatrización de heridas.
La Patente de EE.UU. N° 5.433.735 de Zanakis
et al., y la Patente de EE.UU. N° 4.982.742 de Claude
describen diversos aparatos y técnicas de electroestimulación para
facilitar la regeneración y reparación de tejido dañado. Sin
embargo, cada una de estas referencias tiene la desventaja de que el
modelo de flujo de corriente generado con estos dispositivos de
electrodos no pasa a través de todas las partes de la herida y, de
este modo, ciertas partes de la zona de la herida no están
expuestas a los efectos beneficiosos de la electroestimulación.
La Patente de EE.UU N° 4.911.688 de Jones
describe un recubrimiento para heridas que incluye una cámara que
encierra un fluido alrededor de la herida. Un electrodo se sitúa en
la cámara y el otro electrodo se coloca fuera de la herida sobre la
piel. Usando un líquido conductor dentro de la cámara, se completa
un circuito permitiendo que la corriente fluya desde el electrodo
situado en la cámara, a través del líquido, la herida y rodeando el
tejido y la piel hacia el otro electrodo. El líquido se introduce
en la cámara y se reemplaza usando dos salidas, una salida se usa
para introducir el líquido mientras que a su vez la otra salida se
utiliza para retirar el gas (cuando el recubrimiento para heridas
se aplica originalmente a la herida) o el fluido dentro de la
cámara. Sin embargo, este recubrimiento para heridas es complicado
de usar e implica un procedimiento delicado de añadir y reemplazar
el líquido conductor. El documento
US-A-5395398 describe un sistema de
electrodos de cicatrización de heridas que comprende dos
electrodos. Uno de los electrodos rodea al otro. Los electrodos
están en contacto directo con la herida o tejido.
En vista de lo anterior, es un objeto de la
presente invención proporcionar un aparato y métodos mejorados para
proporcionar fácilmente un gradiente de voltaje y un modelo de
flujo de corriente que envuelva y penetre en toda la zona de la
herida.
Este y otros objetos de la invención se llevarán
a cabo según los principios de la presente invención
proporcionando un sistema de electrodos que incluye dos electrodos
que están adaptados para la conexión a una fuente de potencia
suficiente para producir una corriente que fluya entre ambos. Los
electrodos se conforman y orientan para originar un modelo de flujo
de corriente que envuelva y penetre en toda la zona de la herida.
Dichas formas y orientaciones pueden incluir un primer electrodo
circular situado en la zona de la herida y recubriéndola y un
segundo electrodo en forma de anillo rodeando completamente al
primer electrodo. El segundo electrodo puede estar situado fuera o
parcialmente dentro de la zona de la herida. Otras formas adecuadas
de los electrodos pueden incluir electrodos que tienen forma
ovalada, forma rectangular, forma triangular y cualquier otra forma
adecuada en la que un electrodo rodee al otro electrodo. La forma
del electrodo puede adaptarse a la forma de la herida.
Los dos electrodos del sistema de electrodos
pueden estar montados en una capa superior permeable al oxígeno
que sea impermeable al agua. y al vapor de agua. La capa superior
puede proporcionar soporte para los electrodos y puede permitir que
la herida respire.
El sistema de electrodos puede incluir también
un elemento eléctricamente aislante que esté dispuesto entre los
dos electrodos. El elemento aislante puede asegurar que la mayor
parte, si no todo, el flujo de corriente entre los dos electrodos
pase a través del tejido dañado y del tejido sano que lo rodea.
El suministro de potencia para aplicar un
voltaje a través de los electrodos puede ser local o estar alejado
del sistema de electrodos. En una disposición adecuada, el
suministro de potencia está conectado a la capa superior del
sistema de electrodos. El suministro de potencia se puede
configurar para proporcionar un voltaje constante o variable, una
corriente constante o variable, o cualquier otra salida eléctrica a
los electrodos para facilitar la cicatrización de la herida. Por
ejemplo, el suministro de potencia se puede configurar para
proporcionar la corriente o voltaje deseados a los electrodos a
diferentes intervalos de tiempo con el mismo sistema de electrodos
en su lugar. En una realización adecuada, el suministro de potencia
es una batería. En otra realización adecuada, el suministro de
potencia es un sistema de circuitos electrónicos que se configura
para proporcionar la corriente o voltaje deseado.
En otra realización adecuada de la invención,
los dos electrodos del sistema de electrodos están compuestos de
polímeros de cargas opuestas de suficiente voltaje diferencial y
capacidad de carga para originar una corriente que fluya desde el
primer electrodo al segundo electrodo a través de la herida.
El sistema de electrodos se puede diseñar y
fabricar para que sea o bien desechable o reutilizable.
El sistema de electrodos según diversas
realizaciones descritas en esta memoria es capaz de generar un
gradiente de voltaje y un modelo de flujo de corriente que envuelva
y penetre en toda la zona de la herida. Dicho modelo de flujo de
corriente maximiza el reclutamiento de células necesarias hacia el
lugar de la herida en los momentos apropiados durante las diversas
etapas de la cicatrización de heridas.
La invención se define en la reivindicación 1.
Cualquier realización que esté en contradicción con el contenido
objeto de la reivindicación 1 no forma parte de la invención.
Los anteriores y otros objetos y ventajas de la
invención resultarán evidentes teniendo en cuenta la siguiente
descripción detallada, junto con los dibujos adjuntos, en los que
caracteres de referencia iguales se refieren a partes iguales en
todos, y en los que:
La Figura 1 es una vista de la sección
transversal de un sistema de electrodos ilustrativo según la
presente invención tomada generalmente a lo largo de la línea
1-1 de la Figura 2.
La Figura 2 es una vista de la sección
transversal del sistema de electrodos de la Figura 1 tomada
generalmente a lo largo de la línea 2-2 de la
Figura 1.
La Figura 3 es una vista de la sección
transversal del sistema de electrodos de la Figura 1 aplicado a una
herida que ilustra el modelo de flujo de corriente generado por el
sistema de electrodos según la presente invención.
La Figura 4 es una vista en perspectiva de un
sistema de electrodos ilustrativo colocado sobre una zona de la
herida según la presente invención.
La Figura 1 es una vista de la sección
transversal del sistema de electrodos 10. La vista en la Figura 1
se toma a lo largo de la línea 1-1 de la Figura 2.
La Figura 2 muestra una vista de la sección transversal
simplificada del sistema de electrodos 10 tomada a lo largo de la
línea 2-2 de la Figura 1. Según se ilustra en la
Figura 1, el sistema de electrodos 10 incluye una capa de
revestimiento superior 20 a la que están fijados unos electrodos 22
y 24, un elemento eléctricamente aislante 26, y un material de
acabado 28. El electrodo 22 está situado aproximadamente en el
centro de la capa de revestimiento superior 20. El elemento
eléctricamente aislante 26 rodea al electrodo 22 y el electrodo 24
rodea al elemento eléctricamente aislante 26. Fijadas a los otros
lados de los electrodos 22 y 24, al elemento eléctricamente
aislante 26, y al material de acabado 28 están las capas adhesivas
52 y 54. Según se ilustra en la Figura 2, el cable eléctricamente
conductor 32 conecta el electrodo 22 al terminal 42 del suministro
de potencia 40 y el cable eléctricamente conductor 34 conecta el
electrodo 24 al terminal 44 del suministro de potencia 40.
La capa de revestimiento superior 20 puede
servir para varios propósitos. En primer lugar, la capa de
revestimiento superior 20 proporciona firmeza mecánica al sistema
de electrodos 10, proporcionando de este modo un soporte
estructural para los electrodos 22 y 24. En segundo lugar, la capa
de revestimiento superior 20 ha de ser lo suficientemente flexible
para permitir que el sistema de electrodos 10 se adapte a los
contornos de la superficie de la piel a la que se adhiere. En
tercer lugar, la capa de revestimiento superior 20 ha de ser
permeable al oxígeno para permitir que la zona de la herida
respire. Finalmente, la capa de revestimiento superior 20 ha de ser
impermeable al agua de manera que la zona de la herida permanezca
húmeda. En algunas realizaciones, todas estas características
pueden no ser necesarias. Por ejemplo, se puede usar una capa
impermeable al agua separada para mantener la humedad en la zona de
la herida. La capa de revestimiento superior 20 puede estar
compuesta de cualquier material o estructura adecuada que presente
estas características. Por ejemplo, la capa de revestimiento
superior 20 puede comprender una estructura de malla de
polipropileno, polietileno, poliuretano, politetrafluoroetileno
(PTFE), o cualquier otro material adecuado. En una realización, la
capa de revestimiento superior 20 puede ser eléctricamente aislante
para evitar que la corriente fluya entre los electrodos 22 y 24,
que están fijados a la capa de revestimiento superior 20. En otra
realización adecuada, el agente adhesivo o aglutinante (no
mostrado) usado para adherir los electrodos 22 y 24 a la capa de
revestimiento superior 20 puede ser eléctricamente aislante para
evitar que la corriente fluya entre los electrodos 22 y 24.
Los electrodos 22 y 24 pueden ser de metal
delgado, pintura metálica o depósito de pigmento, hoja metálica,
hidrogeles conductores, o cualquier otro material conductor
adecuado. Los hidrogeles son generalmente geles viscosos,
transparentes que protegen a la herida de la desecación. En una
aproximación adecuada, se pueden usar hidrogeles conductores como
el material para los electrodos 22 y 24 debido a su permeabilidad
al oxígeno y a su capacidad para retener agua. Se requiere tanto
oxígeno como un ambiente húmedo para que las células sean viables
en una herida. Además, los hidrogeles se pueden moldear fácilmente
en cualquier forma y tamaño. Se pueden emplear diversos tipos de
hidrogeles conductores incluyendo celulosa, gelatina,
poliacrilamida, polimetacrilamida,
poli(etileno-co-acetato de
vinilo),
poli(N-vinil-pirrolidona),
poli(alcohol vinílico), HEMA, HEEMA, HDEEMA, MEMA, MEEMA,
MDEEMA, EGDMA, materiales a base de ácido metacrílico e hidrogeles
siliconizados. Los hidrogeles a base de PVA son económicos y
fáciles de conformar. Se puede cambiar la conductividad de dichos
hidrogeles variando la concentración de sal dentro de los
hidrogeles. Al aumentar la concentración de sal en un hidrogel
aumenta la conductividad de dicho hidrogel.
El elemento aislante 26 evita el flujo de
corriente entre los electrodos 22 y 24 por encima de la superficie
de la herida debido a la humedad atrapada bajo la capa de
revestimiento superior. El elemento aislante 26 puede estar
compuesto de cualquier material de alta resistencia tal como
polietileno, poli(tetrafluoroetileno) (TEFLON), poliuretano,
poliéster, un hidrogel preparado para ser un aislante o cualquier
material aislante adecuado. Además, el elemento aislante 26 puede
estar formado de un material o diseñado para tener cavidades u
orificios dentro de su volumen para evitar el flujo de corriente o
aumentar en gran medida la resistencia a la corriente por encima de
la superficie de la herida.
El material de acabado 28 rodea al electrodo 24.
El material de acabado 28, en combinación con el borde exterior de
la capa de revestimiento superior 20, forma el borde exterior del
sistema de electrodos 10. El material de acabado 28 puede estar
compuesto de cualquier material adecuado lo suficientemente
flexible para permitir que el sistema de electrodos 10 se adapte a
los contornos de la superficie de la piel a la que está adherido.
En una realización, el material de acabado 28 puede estar
compuesto del mismo material que la capa de revestimiento superior
20. En una aproximación adecuada, el material de acabado 28 puede
ser parte de la capa de revestimiento superior 20 y estar unido sin
costuras a dicha capa.
Las capas adhesivas conductoras 52 y 54 están
fijadas al lado inferior del sistema de electrodos 10, poniendo en
contacto los electrodos 22 y 24, respectivamente y el elemento
eléctricamente aislante 26. Las capas adhesivas 52 y 54 han de
estar separadas una de otra por un espacio o separación 58 adecuada
para evitar el cortocircuito de los electrodos. Las capas adhesivas
52 y 54 pueden ser un hidrogel, fibrina, cianoacrilatos
conductivamente transformados o pueden estar compuestas de
cualquier material eléctricamente conductor adecuado capaz de fijar
el sistema de electrodos 10 a la piel y a las superficies de
herida. La capa adhesiva 52 puede estar dispuesta para distribuir
sustancialmente el mismo voltaje del electrodo 22 a toda la
superficie de la herida. De forma similar, la capa adhesiva 54
puede estar dispuesta para distribuir sustancialmente el mismo
voltaje del electrodo 24 a la piel que rodea a la herida. En otra
aproximación adecuada, la capa adhesiva 52 puede estar dispuesta de
manera que el centro de dicha capa adhesiva 52 aplique al centro de
la herida un voltaje sustancialmente similar al del electrodo 22 y
que el borde exterior de la capa adhesiva 52 aplique al borde
exterior de la herida un voltaje que esté entre los voltajes de los
electrodos 22 y 24. Se puede variar el voltaje aplicado a la
herida, por ejemplo, variando el espesor de la capa adhesiva 52 o
mediante cualquier otro método adecuado.
Como se ilustra en la Figura 1, la capa adhesiva
52 se prolonga más allá del electrodo 22. En otra disposición
adecuada, la capa adhesiva 52 puede ser del mismo tamaño o más
pequeña que el electrodo 22. La capa adhesiva 54 ilustrada es más
grande que el electrodo 24. En otra disposición adecuada, la capa
adhesiva 54 puede ser del mismo tamaño o más pequeña que el
electrodo 24.
En otra realización adecuada, las capas
adhesivas conductoras 52 y 54 pueden ser omitidas del sistema de
electrodos 10. En esta realización, los electrodos 22 y 24 son
propiamente adhesivos y capaces de fijar el sistema de electrodos
10 a la zona de la herida. Los hidrogeles conductores pueden ser
conformados para tener las propiedades adhesivas requeridas, con lo
que se elimina la necesidad de usar capas adhesivas separadas. En
la Patente de EE.UU. N° 4.989.607 de Keusch et al., se
describe un tipo de hidrogel altamente conductor que es
suficientemente espeso y adhesivo para adherirse a la piel. Los
electrodos 22 y 24 pueden estar compuestos de cualquier material
adhesivo conductor adecuado capaz de fijar el sistema de electrodos
10 a la zona de la herida.
Se fija una capa posterior 60 a las capas
adhesivas conductoras 52 y 54 para proteger la capa adhesiva antes
de usar el sistema de electrodos 10. La capa posterior 60 se puede
desprender de los adhesivos 52 y 54 para exponer la capa adhesiva
antes de poner en contacto el sistema de electrodos 10 con la zona
de la herida. La capa posterior 60 puede sobresalir por debajo de
la capa de revestimiento 20 en cierta superficie, tal como la
superficie 60' mostrada en la Figura 2, para permitir al usuario
retirar dicha capa posterior 60 del sistema de electrodos 10.
\newpage
En su uso, el sistema de electrodos 10 se coloca
sobre la zona de la herida de manera que el electrodo 22 se sitúa
aproximadamente en el centro de la zona de la herida y la capa
adhesiva 52 se puede dimensionar para recubrir toda la herida. El
sistema de electrodos 10 se proporciona en una familia de tamaños
apropiados para heridas de diversos tamaños. El electrodo 24 y la
capa adhesiva 54 tienen generalmente forma de anillo y se sitúan a
cierta distancia del electrodo 22. En una disposición, los
diámetros de los bordes interiores del electrodo 24 y la capa
adhesiva 54 son más grandes que el diámetro de la herida. En otras
palabras, el tamaño de la herida determina el diámetro interior
mínimo del electrodo 24 y la capa adhesiva 54. En otra disposición
adecuada, la capa adhesiva 52 se puede dimensionar para recubrir la
parte interna de la herida y los diámetros interiores de los bordes
interiores del electrodo 24 y la capa adhesiva 54 pueden ser del
mismo tamaño o inferior al tamaño de la herida.
La Figura 3 es una vista de la sección
transversal del sistema de electrodos 10 aplicado a la herida 60.
Como se muestra en la Figura 3, el modelo de flujo de corriente
generado por el sistema de electrodos 10 tiene forma toroidal. Un
toroide se forma generalmente haciendo girar un disco circular
alrededor de un eje, mientras que dicho eje está situado en el
plano del disco, pero fuera del disco. En esta memoria, el modelo
de flujo de corriente es similar a un semicírculo girado alrededor
de un eje, en el que el eje está situado en el plano del
semicírculo y dicho eje está próximo al borde del semicírculo. La
corriente generalmente fluye tangencialmente a las líneas radiales
del semicírculo. Debido a que el electrodo 24 rodea al electrodo
22, el modelo de flujo de corriente es similar al del disco
semicircular rotado completamente alrededor del eje. Por lo tanto,
el modelo de flujo de corriente tiene una forma toroidal. El modelo
de flujo de corriente ilustrado en la Figura 3 sería, por lo tanto,
el mismo independientemente del ángulo del corte de la sección
transversal a través del sistema de electrodos 10 con respecto a la
dirección de referencia 65 de la Figura 2. Más específicamente,
según se ilustra, el electrodo 22 está cargado negativamente y el
electrodo 24 está cargado positivamente. Las líneas de flujo de
corriente se extienden desde la capa adhesiva 54 a través de la
herida 60 a la capa adhesiva 52 en forma de arco. Las líneas de
corriente pasan a través de toda la herida 60, con lo que envuelven
y penetran en toda la herida y en el tejido contiguo sin herida. Si
se varía el voltaje que se aplica a la herida desde la capa
adhesiva 52, como se describió anteriormente, entonces se puede
aumentar o disminuir consecuentemente la densidad de corriente en
diferentes partes de la herida 60. El sistema de electrodos 10
puede producir una densidad de corriente en la herida que está
generalmente entre 1 \muA/cm^{2} y 10.000 \muA/cm^{2}.
Dependiendo del tamaño y naturaleza de la herida, el sistema de
electrodos 10 se puede configurar para producir una densidad de
corriente en la herida que sea inferior a 1 \muA/cm^{2} o
superior a 10.000 \muA/cm^{2}.
Haciendo referencia a la Figura 2, los cables
conductores 32 y 34, que conectan los electrodos 22 y 24
respectivamente al suministro de potencia 40, pueden estar
compuestos de metal, tinta conductora, o cualquier otro material
conductor adecuado. En una disposición preferida, los cables 32 y
34 están compuestos de tinta de carbono conductor que se tamiza
sobre la capa de revestimiento superior 20. En dicha disposición,
los electrodos 22 y 24 se conforman en lugar de los cables
conductores 32 y 34, respectivamente.
El suministro de potencia 40 genera un voltaje
que se aplica a los electrodos 22 y 24 a través de los cables 32 y
34, respectivamente. El suministro de potencia 40 puede estar
configurado para aplicar un voltaje que esté, en cualquier caso,
entre 1 mV y 9 V. El flujo de corriente resultante que fluye a
través de la herida puede estar entre 1 \muA y 50 mA. Dependiendo
del tamaño y naturaleza de la herida, el suministro de potencia 40
se puede configurar para aplicar un voltaje que sea inferior a 1 mV
o superior a 9 V. El flujo de corriente resultante puede ser, por
lo tanto, inferior a 1 \muA o superior a 50 mA. El suministro de
potencia 40 se puede fijar a la parte superior de la capa de
revestimiento superior 20 o a cualquier otra ubicación adecuada en
el sistema de electrodos 10 o se puede situar alejado del sistema
de electrodos 10. En una realización adecuada, el suministro de
potencia 40 es una batería. El suministro de potencia 40 puede ser
cualquier batería adecuada tal como una batería alcalina, de níquel
cadmio o de litio. En una disposición adecuada, el suministro de
potencia 40 es una pila de polímero de litio. La batería puede
estar dispuesta de manera que el terminal 42 sea negativo y el
terminal 44 sea positivo. De este modo, el electrodo 22 actúa como
un ánodo y el electrodo 24 actúa como un cátodo. Como se describió
anteriormente, la corriente fluirá a lo largo de las líneas
radiales hacia afuera desde el electrodo 24 a través de la herida
hacia el electrodo 22. En otra aproximación adecuada, la batería
puede estar dispuesta de manera que el terminal 42 sea positivo y
el terminal 44 sea negativo. En dicha aproximación, las líneas de
corriente se invierten y se dirigen hacia afuera desde el electrodo
22 hacia el electrodo 24.
En otra realización adecuada, el suministro de
potencia 40 está compuesto de un sistema de circuitos electrónicos
que se configura para proporcionar un voltaje constante o variable,
una corriente constante o variable, o cualquier otra salida
eléctrica adecuada. La densidad de corriente dentro de la zona de
la herida puede ser, por lo tanto, constante o variar en el tiempo.
Cuando el suministro de potencia 40 varía el voltaje o la
corriente, los electrodos 22 y 24 pueden cambiar las polaridades a
una frecuencia constante o variable en el tiempo. En otra salida
eléctrica adecuada, el suministro de potencia 40 se puede
configurar para emitir impulsos en los electrodos 22 y 24 para
proporcionar otros posibles beneficios terapéuticos.
En una disposición adecuada, el sistema de
circuitos electrónicos se puede configurar para proporcionar una
fuente de corriente constante usando un convertidor de corriente a
voltaje. El convertidor de corriente a voltaje se puede probar en
puntos de ensayo para verificar la precisión de la corriente. La
fuente de corriente constante puede estar implementada con un
amplificador operacional (Op-amp). El
Op-amp compara una fuente de referencia de voltaje
de precisión a la salida de un convertidor de corriente a voltaje y
ajusta la corriente de salida hasta que la referencia y el
convertidor sean iguales. El voltaje de salida está limitado al
voltaje de la batería menos una cierta cantidad predeterminada
usada para fines operacionales.
El circuito se puede construir con circuitos
integrados de montaje superficial y otros componentes de montaje
superficial y se le puede suministrar potencia, por ejemplo,
mediante pilas de tipo botón de litio.
El sistema de electrodos 10 descrito en esta
memoria puede no requerir un interruptor que se active para que la
corriente comience a fluir entre los electrodos 22 y 24. Más bien,
la corriente puede comenzar a fluir siguiendo el contacto conductor
de los electrodos 22 y 24 hacia la zona de la herida. Dicho
contacto completa un circuito entre los electrodos y da lugar a un
flujo de corriente entre dichos electrodos. En otra realización
adecuada, se puede colocar un interruptor en el sistema de
electrodos 10 que pueda permitir al usuario conectar y desconectar
el suministro de potencia 40 a los electrodos 22 y 24.
El sistema de electrodos 10 puede contener
dentro de su sistema de circuitos eléctricos un indicador visual
para permitir al usuario determinar si dicho sistema de electrodos
está funcionado o cómo de adecuadamente está funcionando. El
indicador visual puede ser un diodo emisor de luz (LED), una serie
de LED, un medidor de corriente básico, o cualquier otro indicador
visual adecuado.
La Figura 4 muestra una vista de un sistema de
electrodos 10 colocado sobre una herida 60. En esta realización, el
sistema de electrodos 10 es un apósito desechable, de un solo uso
que utiliza una batería y un sistema de circuitos eléctricos
asociado como suministro de potencia 40, que está fijado al sistema
de electrodos 10. Se pueden seleccionar parámetros eléctricos
apropiados de manera que la corriente generada por el sistema de
circuitos interno durará un periodo de tiempo deseado. Por ejemplo,
el periodo de tiempo deseado puede ser al menos tan largo como la
cantidad típica de tiempo que se usa un apósito normal sobre una
herida. Para usuarios con úlceras crónicas, esta cantidad de tiempo
será típicamente de 1 a 2 días. Por lo tanto, después de activarse
el sistema del electrodos 10 al colocarlo sobre la herida, una
corriente eléctrica puede durar de 1 a 2 días. Cuando sea el
momento de reemplazar el sistema de electrodos 10, se aplicará un
nuevo sistema de electrodos y continuará el tratamiento según lo
requiera el usuario individual y el tipo de herida presente.
Aunque se ha descrito que el sistema de
electrodos 10 tiene generalmente forma circular, se entiende que el
sistema de electrodos 10 se puede proporcionar también con otras
formas. Por ejemplo, el sistema de electrodos 10 se puede
proporcionar en forma ovalada, en forma rectangular, en forma
triangular, o en cualquier otra forma adecuada. Por lo tanto, el
modelo de flujo de corriente resultante sería similar a la forma
toroidal descrita anteriormente, la cual ha sido transformada desde
un círculo a una forma ovalada, forma rectangular, forma
triangular, o cualquier otra forma adecuada del sistema de
electrodos 10. El sistema de electrodos 10 se proporciona
preferiblemente en diferentes formas apropiadas para heridas de
diferentes formas. Por ejemplo, si la herida es una herida de un
corte alargado, un sistema de electrodos de forma rectangular u
ovalada puede ser la forma apropiada para la herida. En una
aproximación adecuada, una forma preferida del sistema de electros
para una herida es una forma que permitirá que la capa adhesiva 52
recubra toda la herida y que minimizará la cantidad de superficie
exterior a la herida que recubre dicha capa adhesiva 52. Esto
maximizará el flujo de corriente a través de la herida.
En otra realización adecuada del sistema de
electrodos, los electrodos 22 y 24 son polímeros eléctricamente
cargados. En esta realización, no se requieren el suministro de
potencia 40 ni los cables 32 y 34, ilustrados en las Figuras 1 y 2.
Además, puede no requerirse la capa de revestimiento superior 20 y
los electrodos 22 y 24 se pueden aplicar separadamente. Los
electrodos 22 y 24 puede ser polímeros opuestamente cargados (por
ejemplo, un hidrogel o cualquier otro material adecuado para
mantener una carga) de suficiente voltaje diferencial y suficientes
densidades de carga para producir una corriente que fluya entre los
electrodos. En una disposición adecuada, el electrodo 22 está
cargado negativamente y el electrodo 24 está cargado positivamente.
Esto originará una corriente que fluye a través de la herida hacia
el electrodo negativo 22 desde el electrodo positivo 24. En otra
disposición adecuada, el electrodo 22 está cargado positivamente y
el electrodo 24 está cargado negativamente. Esto originaría una
corriente que fluye desde el electrodo positivo 22 a través de la
herida al electrodo negativo 24.
Lo anterior es meramente ilustrativo de los
principios de esta invención y se pueden hacer diversas
modificaciones por los expertos en la técnica sin salirse del
alcance de la invención.
Claims (20)
1. Un sistema de electrodos (10) para facilitar
la cicatrización de una herida (60), que comprende:
una estructura de soporte (20);
un primer electrodo (22), estando el primer lado
de dicho primer electrodo fijado a la estructura de soporte;
un primer material adhesivo (52) fijado al
segundo lado del primer electrodo opuesto al primer lado del primer
electrodo, en el que dicho primer material adhesivo es un material
eléctricamente conductor, en el que dicho primer material adhesivo
fija el primer electrodo a la herida cuando se aplica el sistema de
electrodos a dicha herida, y en el que el primer material adhesivo
se fija al primer electrodo de manera que (a) cuando se aplica el
sistema de electrodos a la herida y (b) cuando se centra el primer
electrodo sobre la herida, dicho primer electrodo no está
directamente en contacto con la herida; y
un segundo electrodo (24) fijado a la estructura
de soporte, en el que dicho segundo electrodo rodea al primer
electrodo en la estructura de soporte y en el que (a) cuando se
aplica el sistema de electrodos a la herida y (b) cuando se aplica
un voltaje a través de los electrodos primero y segundo, se produce
una corriente que fluye entre dichos electrodos primero y segundo,
con lo que pasa a través de la herida.
2. El sistema de electrodos definido en la
reivindicación 1, que comprende un elemento eléctricamente aislante
fijado a la estructura de soporte que está dispuesto entre los
electrodos primero y segundo.
3. El sistema de electrodos definido en la
reivindicación 1 ó 2, que comprende además una fuente de potencia
que se configura para aplicar el voltaje través de los electrodos
primero y segundo.
4. El sistema de electrodos definido en la
reivindicación 3, en el que la fuente de potencia está fijada a la
estructura de soporte.
5. El sistema de electrodos definido en la
reivindicación 1, 2, 3 ó 4, en el que la estructura de soporte es
permeable al oxígeno.
6. El sistema de electrodos definido en una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la estructura
de soporte es impermeable al agua y al vapor de agua.
7. El sistema de electrodos definido en una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el primer
electrodo recubre toda la herida cuando dicho sistema de electrodos
se aplica a la herida.
8. Un sistema de electrodos (10) para facilitar
la cicatrización de una herida (60), que comprende:
un primer electrodo (22);
un primer material adhesivo (52) fijado al
primer electrodo, en el que dicho primer material adhesivo es un
material eléctricamente conductor, en el que cuando el primer
electrodo se aplica a la herida, dicho primer material adhesivo
recubre toda la herida, y en el que el primer material adhesivo
está fijado al primer electrodo de manera que (a) cuando el primer
electrodo se aplica a la herida y (b) cuando el primer electrodo se
coloca en el centro sobre la herida, dicho primer electrodo no está
en contacto directo con la herida; y
un segundo electrodo (24) que rodea al primer
electrodo cuando el sistema de electrodos se aplica a la herida, en
el que (a) cuando el sistema de electrodos se aplica a la herida y
(b) cuando se aplica un voltaje a través de los electrodos primero y
segundo, se origina una corriente que fluye entre dichos electrodos
primero y segundo, con lo que pasa a través de la herida.
9. El sistema de electrodos definido en la
reivindicación 8, que comprende además un elemento eléctricamente
aislante que está dispuesto entre los electrodos primero y segundo
cuando dicho sistema de electrodos se aplica a la herida.
10. El sistema de electrodos definido en la
reivindicación 8 ó 9, que comprende además una fuente de potencia
que se configura para aplicar el voltaje a través de los electrodos
primero y segundo.
11. El sistema de electrodos definido en una
cualquiera de las reivindicaciones 3 a 7 ó 10, en el que la fuente
de potencia se configura para aplicar un voltaje constante a través
de los electrodos primero y segundo.
12. El sistema de electrodos definido en una
cualquiera de las reivindicaciones 3 a 7 ó 10, en el que la fuente
de potencia se configura para originar una corriente constante que
fluye entre los electrodos primero y segundo.
\newpage
13. El sistema de electrodos definido en una
cualquiera de las reivindicaciones 3 a 7 ó 10, en el que la fuente
de potencia se configura para aplicar un voltaje variable en el
tiempo a través de los electrodos primero y segundo.
14. El sistema de electrodos definido en la
reivindicación 13, en el que la fuente de potencia se configura
para cambiar las polaridades de los electrodos primero y segundo
cuando el voltaje variable en el tiempo se aplica a través de
dichos electrodos primero y segundo.
15. El sistema de electrodos definido en una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la corriente que
se origina para que fluya entre los electrodos primero y segundo
causa una densidad de corriente comprendida en el intervalo de 1
\muA/cm^{2} a 10.000 \muA/cm^{2} que se produce a través de
la región de la herida.
16. El sistema de electrodos definido en una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en el que la corriente
se origina para fluir desde el primer electrodo a través de la
herida hacia el segundo electrodo.
17. El sistema de electrodos definido en una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en el que la corriente
se origina para fluir desde el segundo electrodo a través de la
herida hacia el primer electrodo.
18. El sistema de electrodos definido en una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, que comprende además un
segundo material adhesivo fijado al segundo electrodo, en el que
dicho segundo material adhesivo fija el segundo electrodo a la piel
que rodea a la herida cuando dicho sistema de electrodos se aplica
a la herida.
19. El sistema de electrodos definido en una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, en el que los electrodos
primero y segundo se seleccionan del grupo que consiste en, metal
delgado, depósito metálico, hoja metálica, e hidrogeles
conductores.
20. El sistema de electrodos definido en una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, que comprende además un
indicador visual para permitir al usuario determinar si el sistema
de electrodos está funcionando o cómo de adecuadamente está
funcionando.
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