ES2542139T3 - Aparato mejorado para el suministro, mediado eléctricamente, de agentes terapéuticos - Google Patents

Abstract

Un aparato (100, 200) para el suministro de un campo eléctrico que facilita el suministro intracelular de un agente terapéutico a un lugar predeterminado dentro del tejido de un paciente, que comprende: a) una pluralidad de electrodos penetrantes dispuestos con una relación espacial predeterminad, cada electrodo tiene un área en sección transversal que contribuye al área en sección transversal de todos los electrodos; b) unos medios estructurales que incorporan una fuente de energía inanimada conectada funcionalmente a dicha pluralidad de electrodos para instalar dichos electrodos sin una distorsión significativa, y en donde dicha fuente de energía es suficiente para impartir una fuerza de por lo menos 0,7 kg/milímetro cuadrado (1000 libras por pulgada cuadrada) del área en sección transversal total de todos los electrodos durante el inicio de la implementación de dichos electrodos, y una fuerza de por lo menos 0,35 kg/milímetro cuadrado (500 libras por pulgada cuadrada) del área en sección transversal total de los electrodos al final de la instalación de dichos electrodos, de tal manera que los electrodos se instalen sin una distorsión sustancial dentro del tejido de un paciente; y c) unos medios para generar un campo eléctrico que facilite el suministro intracelular de un agente terapéutico, dichos medios se conectan funcionalmente a dichos electrodos por lo menos en su estado de instalación.

Description

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insertado en el aplicador, dos enganches accionados por resorte 112, 122 capturan los mecanismos de resorte de inserción y de inyección y los mantienen en su estado cebado y energizado hasta que son accionados durante el tratamiento. Un dispositivo de accionamiento de solenoide 114, 124 se conecta a cada enganche 112, 122 y cuando se activa desplaza el enganche y libera el mecanismo de resorte 110, 120.

Al completar la inserción del cartucho y el cebado del mecanismo de resorte, el cartucho se gira ¼ de vuelta para completar la conexión del cartucho al aplicador. En esta orientación con conexión, la extensión en voladizo 202 se desacopla del mecanismo impulsor de inyección 110, liberando el mecanismo para que actúe sobre el émbolo 302 de jeringa cuando se libera el mecanismo de inyección. Adicionalmente, en esta orientación con conexión, el aplicador oprime las pestañas 222 y libera el conector de electro para moverse axialmente con respecto al cartucho, por lo que el mecanismo de inserción puede hacer avanzar los electrodos y la aguja cuando se libera el mecanismo.

Diseños que permiten mejores factores de interfaz de usuario

Al poner en práctica la invención, los factores ergonómicos y humanos juegan un significativo papel a la hora de proporcionar congruentemente una administración segura y eficaz de agente. El tamaño y la forma del aparato utilizado para la administración de agente (la interfaz de usuario) puede afectar a la capacidad del operador para suministra eficazmente el agente al lugar de tejido de destino. Es deseable que el diseño del aparato facilite una colocación precisa del aparato en la ubicación y orientación apropiadas. Una colocación inapropiada del aparato puede afectar a la seguridad y la eficacia del tratamiento.

Además de los factores humanos asociados al usuario, el tamaño y la forma del dispositivo también pueden influir en la aceptación por parte del paciente. Un dispositivo puede ser aterrador para los pacientes, particularmente si es especialmente grande, tiene una forma que sugiere un arma o es intimidante de otro modo. Por lo tanto, es deseable que el dispositivo tenga un factor de forma que sea ergonómico y no amenazante. En los dispositivos de esta naturaleza descritos anteriormente, los mecanismos impulsores se ha dispuesto colinealmente y en serie con el cartucho. Esto tiene como resultado un dispositivo largo y poco manejable. El aparato descrito utiliza uno o más mecanismos dispuestos en paralelo con el cartucho y con la línea de acción de los electrodos y la jeringa. Los mecanismos impulsores paralelos pueden disponerse colinealmente o de una manera desviada. Esta disposición en paralelo crea un aparato más compacto, ergonómico y no amenazante.

En las Figuras 1-5 se describe una realización específica que emplea unos mecanismos de resorte paralelos desviados, sin embargo, la invención se puede adaptar para lograr un factor de forma deseable utilizando otros mecanismos impulsores y de resorte. Por ejemplo el resorte puede rodear la distribución de electrodos o la jeringa. Adicionalmente, el mecanismo puede utilizar ventaja mecánica para aumentar el movimiento lineal o la fuerza.

En la realización específica ilustrada en las Figuras 1-5, los mecanismos de resorte de inserción y de inyección están colocados dentro del aplicador paralelos y desviados del cartucho. La fuerza y el movimiento de los mecanismos de resorte se transfiere al cartucho a través de unos brazos impulsores 116, 126 que se extienden a través de la aplicador y tienen una interfaz con el cartucho.

Identificación del cartucho

Con el fin de ser muy adecuado para el uso en aplicaciones clínicas, un dispositivo de EMTAD debe adaptarse al intervalo de dosis que pueden ser prescritas para un agente dado. Cuando se emplea EMTAD, la “dosis” del agente es determinada por el volumen y la concentración administrados, la configuración de la distribución de electrodos y los parámetros del campo eléctrico aplicado al tejido (incluida forma de onda, voltaje, duración, frecuencia y número de impulsos. Con el fin de asegurar que a un paciente dado se le aplica la “dosis” prescrita, al generador de impulsos se le transmitirán los parámetros eléctricos apropiados. Aunque esto puede conseguirse mediante un aporte del usuario, tal sistema conllevaría el riesgo de que un error del usuario podría tener como resultado una situación de funcionamiento peligroso. Por lo tanto, es deseable proporcionar unos medios automáticos para el reconocimiento de dosis que minimicen el riesgo de una situación de funcionamiento peligroso.

Aunque para el reconocimiento de dosis existen varios medios automáticos, un método preferible se consigue conjuntamente con la inserción del cartucho en el aplicador. En tal realización, los parámetros de señal eléctrica que determinan parcialmente la dosis están determinados por el cartucho que incluye los otros dos parámetros (agente y distribución de electrodos). También es deseable que la secuencia de tratamiento no pueda ser iniciada hasta que se establezcan los parámetros de señal eléctrica. Esto asegura una conexión segura y apropiada del cartucho al aplicador. En los dispositivos de esta naturaleza descritos anteriormente, se han descrito circuitos integrados programables y otros medios relativamente caros. Con el fin de ser muy adecuados para la aplicación comercial, los medios para la identificación de cartucho / reconocimiento de parámetro de señal eléctrica deben ser rentables. En particular, los componentes del sistema de identificación y los procesos de fabricación asociados, que forman parte del cartucho de un solo uso, deben ser rentables.

Un experto en la técnica reconocerá que hay varios medios adecuados para la identificación de cartucho / reconocimiento de señal eléctrica. Unos medios adecuados incluyen la identificación óptica de código de barras y la 7 5

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identificación inalámbrica por radiofrecuencia. En el caso de identificación de código de barras, el código de barras se fijaría o imprimiría sobre el cartucho y el lector estaría integrado en el aplicador. En el caso de identificación por radiofrecuencia, el transpondedor estaría integrado en el cartucho y el receptor estaría incluido en el aplicador. Preferiblemente, el receptor solo estaría ajustado para recibir la señal de radiofrecuencia cuando el cartucho estuviera conectado correctamente al aplicador. Otro método adecuado es utilizar una serie de interruptores discretos en el aplicador que pueden ser cerrados cuando se inserta el cartucho. El patrón de interruptores abiertos y cerrados determinaría los parámetros de señal eléctrica. Los interruptores podrían ser electro/mecánicos, opto/eléctricos o cualquier otro interruptor adecuado.

Por ejemplo, se ilustra una realización que utiliza tres pares de contactos abiertos en el aplicador 100. Al cartucho 200 se le fija cinta conductora para cerrar los pares de contacto cuando el cartucho se conecta al aplicador. Este sistema de 3 bits identificará siete configuraciones de parámetro de señal eléctrica, más tres pares de contactos abiertos que indicarán cuándo no hay conectado un cartucho. Además de definir la dosis de administración, la invención descrita también facilitaría el uso de un solo sistema de aplicación para suministrar múltiples clases de agentes, que requieren diferentes condiciones eléctricas para lograr un suministro eficaz.

Profundidad ajustable de tratamiento

Una aplicación eficaz, congruente y segura de EMTAD para un suministro intramuscular se basa en parte en tratar un volumen congruente de tejido muscular. Sin embargo, existe una significativa variación entre pacientes y lugares de tratamiento en lo que se refiere al grosor de almohadilla adiposa subcutánea que es penetrada para acceder al tejido muscular de destino. En un estudio (Poland GA, et al. JAMA, 4 de junio de 1997; 277(21): 1709-11) se informa de un intervalo de grosor de almohadilla adiposa deltoide de 3,7 mm a 35,6 mm. Por lo que para un tamaño dado de distribución de electrodos, el volumen de tejido muscular afectado variará dependiendo del grosor de la almohadilla adiposa. Adicionalmente, el grosor del tejido entre la piel y el hueso también puede variar significativamente entre pacientes y entre lugares de tratamiento. Por lo que una longitud apropiada de electrodo/aguja para tratar un paciente grande puede impactar en el hueso durante la inserción en un paciente pequeño. El contacto de electrodo con el hueso podría producir lesiones en el paciente y/o podría distorsionar la distribución de electrodos y afectar a la seguridad y la eficacia del tratamiento. Por lo tanto es deseable proporcionar unos medios para ajustar la profundidad de penetración de electrodo/aguja según el lugar de tratamiento y la anatomía del paciente.

En el aparato descrito, un anillo ajustable 240 sobre la extremidad distal de la presente invención modifica la profundidad de penetración de electrodo/aguja. El anillo puede ajustarse axialmente con respecto a la extremidad del cartucho 200, de modo que la longitud del anillo que se extiende más allá de la extremidad distal del aparato reduce la longitud del electrodo/aguja que penetra en el paciente. La realización específica ilustrada en las Figuras 1-5 utiliza un anillo con forma de diamante que salta elásticamente en posiciones axiales discretas. Para modificar su posición, se comprime el eje mayor del anillo con forma de diamante haciendo que el eje menor se expanda y libere el anillo respecto el cartucho. Otra realización adecuada es un anillo que se rosca sobre la extremidad del cartucho y puede ajustarse roscando el anillo adelante y atrás sobre el cartucho. Esta realización permite un número continuo de posiciones de ajuste de profundidad.

Liberación automática/pasiva del seguro del disparador

La liberación inadvertida de los mecanismos cebados de resorte de inserción y de inyección puede tener como resultado lesiones, pérdida de agente terapéutico y/o daños en el dispositivo. Por lo tanto es deseable proporcionar un sistema de seguridad para impedir una liberación accidental de los mecanismos de resorte. Es preferible que tal sistema de seguridad impida una liberación accidental de los mecanismos de resorte debido a fuerzas externas tales como vibraciones e impactos. Adicionalmente, el operador puede activar inadvertidamente la secuencia de tratamiento cuando manipula el dispositivo, por lo que también es preferible que el sistema de seguridad impida la activación de la secuencia de tratamiento, a menos que el dispositivo esté aplicado correctamente en el lugar de tratamiento. Una colocación correcta en el lugar de tratamiento también puede afectar a la eficacia del tratamiento. Por ejemplo, el dispositivo se aplica deseablemente al lugar de tratamiento con una fuerza adecuada para asegurar que los electrodos/aguja penetren en el tejido a la profundidad completa prescrita. Preferiblemente, el sistema de seguridad se desactiva automática y pasivamente cuando el dispositivo se aplica al lugar de tratamiento con la fuerza adecuada. La inhabilitación automática y pasiva del sistema de seguridad no requiere una etapa aparte del operador. Además de simplificar el procedimiento, la inhabilitación automática/pasiva de seguridad también elimina el posible modo de fallo de no desactivar el sistema de seguridad.

Para asegurar que los electrodos/aguja penetran en el tejido a la profundidad prescrita completa, la fuerza mínima con la que se aplica el dispositivo al lugar de tratamiento (la “fuerza de aplicación”) superará la fuerza necesaria para insertar los electrodos/aguja (la “fuerza de inserción de electrodos”). La fuerza de inserción de electrodo depende de varias variables, que se describen con detalle más adelante en esta memoria. A modo de ejemplo, una fuerza típica de inserción de electrodo puede ser de 11,1 Newton (2,5 libras), por lo tanto, la fuerza mínima de aplicación serían 11,1 Newton (2,5 libras). Preferiblemente, a la fuerza de inserción se le añadiría un margen de seguridad para que la

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Un solo uso

Los usuarios pueden tratar de reutilizar el cartucho de un solo uso para ahorrar costes o para aplicar un agente no autorizado. La reutilización del cartucho puede afectar a la seguridad y a la eficacia del tratamiento. Por ejemplo los revestimientos en los electrodos, que se utilizan para asegurar la biocompatibilidad, pueden no resistir múltiples usos, por lo que el tratamiento puede producir un resultado tóxico en el paciente. Adicionalmente, no se puede asegurar la esterilidad de un dispositivo reutilizado. Por lo tanto es deseable incluir en el aparato unas características que impidan su reutilización.

El aparato descrito en esta memoria incluye tres características que impiden la reutilización. El protector contra pinchazos 250 se traba en la posición de extensión, impidiendo que los electrodos y la aguja sean insertados en el paciente. La jeringa se conecta permanentemente al cartucho cuando se inserta, por lo que la jeringa no se puede desprender para recargarla con el agente. Finalmente, después de la inserción del electrodo, la configuración de conector/collarín de cartucho se fija con el conector insertado en el collarín. En esta configuración, el cartucho no cebará los mecanismos de resorte de inserción y de inyección. También en esta configuración, los contactos de identificación de cartucho en el aplicador no se comunicarán con el cartucho, por lo que el sistema de control no reconocerá el cartucho e impedirá el tratamiento.

Los expertos en la técnica reconocerán que hay otros medios adecuados para impedir la reutilización. Uno de tales métodos es incorporar un fusible en el cartucho y aplicar una señal desde el generador de impulsos que queme el fusible al final del tratamiento. Otro de tales medios es identificar cada cartucho con un número de serie único que es leído por el aplicador. El generador de impulsos almacenaría los números de serie y no aplicaría tratamientos a través de cartuchos cuyos números de serie ya se hayan leído y almacenado.

Factibilidad de fabricación

Con el fin de estar bien adaptado a la aplicación comercial, los costes de fabricación de un cartucho de un solo uso deben ser lo más bajos posibles. Además, cuando se aplica EMTAD puede ser necesario que múltiples configuraciones de distribuciones de electrodos suministren un intervalo de dosis prescritas para un agente dado. Un método para reducir los costes de fabricación mientras se producen múltiples configuraciones de distribuciones es utilizar muchos componentes iguales en las múltiples configuraciones de cartucho. Este planteamiento reducirá los costes, incluidos, pero no limitados a, costes de herramientas, costes de inventario, costes de control de calidad y costes de manipulación.

En una realización específica ilustrada en la Figura 5, la configuración de distribución de electrodos se modifica mediante el cambio de la geometría de solo los electrodos 260. Una curva 262 cerca del extremo distal del electrodo cambia la posición relativa del extremo penetrante de los electrodos dentro del cartucho y de este modo cambia la configuración de distribución. Los componentes de cartucho se diseñan para aceptar múltiples geometrías de electrodo y por lo tanto puede utilizarse en múltiples configuraciones de distribución de electrodos. Adicionalmente, los componentes de cartucho se han diseñado para saltar elásticamente juntos y utilizar la curva en el electrodo para capturar con seguridad los electrodos entre los componentes de cartucho. Este planteamiento reduce aún más los costes de fabricación al eliminar las técnicas de unión más costosas, tales como uniones con adhesivo, juntas con disolvente, moldeo de pieza de inserción y soldadura ultrasónica.

Aunque la invención precedente se ha descrito con cierto detalle a modo de ilustración y ejemplo por motivos de claridad y entendimiento, para los expertos en la técnica a la luz de la descripción será evidente que a la misma se le pueden hacer ciertos cambios y modificaciones sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

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