ES2577545T3 - Aparato de mineralización de materias biológicas - Google Patents

Abstract

Un aparato (31) para la mineralización de una zona de interés en un material biológico, comprendiendo el aparato (31): una sonda (33) de electrodo para la recepción de un agente mineralizante; un contraelectrodo (43); un modulador (49) adaptado para producir una señal eléctrica de entrada en un circuito formado por la sonda (33) de electrodo y el contraelectrodo (43), y para provocar la transferencia del agente mineralizante desde la sonda (33) de electrodo al material biológico debido a la acción de la señal eléctrica de entrada; y un controlador (41); caracterizado por que el aparato comprende adicionalmente un detector para detectar una respuesta eléctrica del circuito; y por que el controlador (41) está adaptado para recibir la respuesta eléctrica detectada del circuito y para controlar el modulador (49), con el fin de modificar una forma de onda de la señal eléctrica de entrada en respuesta a la respuesta eléctrica detectada del circuito, el controlador (41 ) comprende un primer módulo de software que tiene un conjunto de datos que describe la respuesta eléctrica característica de un material biológico de muestra en diversas etapas de mineralización y un segundo módulo de software que compara dicho conjunto de datos con la respuesta eléctrica detectada para determinar cualquier modificación necesaria en la forma de onda de la señal eléctrica de entrada.

Description

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[0078] La figura 4 muestra con más detalle el controlador 41, que comprende un modulador 49 que modula la forma y/o la frecuencia y/o amplitud de la forma de onda enviada a la sonda 33.

[0079] La figura 5 muestra con más detalle la sonda 33 del aparato de la primera realización de la presente

5 invención. En esta realización, el cable 45 se extiende a través del mango 35 de la sonda 33 a un depósito 55 que contiene un agente mineralizante 57. El agente mineralizante se empuja hacia fuera desde el depósito 55, a través de la cabeza 39 de la sonda 33, y entra en contacto con el material biológico que, en este ejemplo, es un diente.

[0080] En otros ejemplos de la presente invención, el agente activo se puede almacenar en otras formas, tales como

10 en una estructura porosa o en un gel que pueda aplicarse directamente en un diente. En realizaciones de la presente invención en las que el agente mineralizante se almacena en una cámara de la sonda, puede introducirse en la superficie de la sonda fabricando la cámara con material flexible para permitir sacar el agente mineralizante al apretar sobre el mismo. Alternativamente, la cámara podrá tener un émbolo o componente similar que empuje el agente mineralizante fuera de la cámara.

15 [0081] Con el fin de prevenir la infección cruzada, el agente remineralizante normalmente se mantiene separado del producto, o se realiza como una ‘punta de sonda’ desmontable que se inserta/encaja en el extremo del dispositivo.

[0082] La figura 6 es un diagrama 61 de flujo que muestra un primer método, en el que se controla la forma de onda

20 de la señal eléctrica de entrada del circuito formado por el electrodo de sonda y el contraelectrodo, con el fin de transferir al material biológico 63 un agente mineralizante. A continuación, en 65, se detecta la respuesta eléctrica del circuito y se analiza la señal detectada con el fin de determinar si debe modificarse la forma de onda de la entrada eléctrica, y en qué medida, en respuesta a la respuesta eléctrica detectada del circuito 67.

25 [0083] El siguiente ejemplo de uso de una realización de la presente invención se presenta en relación a la remineralización de los dientes. El dentista identifica, en un paciente, una zona específica de un diente a remineralizar. A continuación se aplica un agente acondicionador y se limpia la zona para eliminar de la misma las proteínas y/o lípidos exógenos. Puede impulsarse el agente acondicionador hacia dentro de una lesión de caries hipo-mineralizada o desmineralizada, por iontoforesis, utilizando la sonda y los contraelectrodos, para optimizar la

30 disrupción y la eliminación del contenido de proteínas y/o lípidos exógenos.

[0084] Se inserta la sonda 33 en la boca del paciente y la zona del diente. Se conecta el contraelectrodo 43 al paciente. La sonda, que en este ejemplo comprende un dispositivo de iontoforesis, impulsa a través de la superficie externa del diente el agente remineralizante 57 cargado, con el fin de remineralizar la lesión de caries en dicha zona

35 del diente.

[0085] Durante este proceso, el circuito eléctrico formado por la sonda 33, el paciente y el contraelectrodo 43 proporciona una señal de salida que identifica cambios en la respuesta eléctrica del circuito, provocados por el proceso de remineralización en curso. El detector 53 detecta la respuesta eléctrica, se pasa la señal al controlador 40 51, que procesa y compara la respuesta eléctrica con un conjunto de datos de respuestas eléctricas a la remineralización conocidas, obtenidas de manera experimental. Estas respuestas proporcionan información estructural en 3D de la cantidad y ubicación de la remineralización del diente. Por lo tanto, el controlador puede enviar instrucciones de programa al modulador para alterar la forma de onda de la señal eléctrica introducida en la sonda 33, cambiando su frecuencia y/o amplitud y/o forma. Una vez que se ha determinado cualquier cambio en la

45 forma de onda, el modulador 49 proporciona una salida a la sonda 33, que a su vez determina la manera en la que se impulsa el agente mineralizante a través de la superficie externa del diente. Puede efectuarse una respuesta a los cambios en el patrón de remineralización del diente en tiempo real, o de otro modo.

[0086] La comparación del conjunto de datos de respuestas eléctricas a la remineralización conocidas, obtenidas de

50 manera experimental, con la señal de salida detectada por el detector 53, requiere la creación de un conjunto de datos o biblioteca de respuestas obtenidas experimentalmente. Esta información se obtiene a partir de datos experimentales, en los que se toman imágenes microscópicas CT para proporcionar láminas virtuales de dientes. En este ejemplo de la presente invención, el proceso es como sigue.

55 [0087] Se escanea una muestra con caries dental, u otros defectos generales (por ejemplo, pérdida de la densidad mineral), usando un sistema de tomografía en 3D (por ejemplo, rayos X, resonancia magnética, neutrones (ultrasonido). Se usa un objeto de calibración para determinar la relación entre el coeficiente de atenuación y la densidad de electrones; se utilizan soluciones de hardware y software para minimizar los artefactos de imagen intrínsecos (por ejemplo, endurecimiento del haz, artefactos anulares, dispersión).

60 [0088] La reconstrucción de la muestra se consigue utilizando imágenes de proyección angulares en 2D adquiridas, y obtiene para diferentes vóxeles (es decir, píxeles en 3D) o resoluciones espaciales. Se emplean algoritmos de procesamiento de imágenes en 3D para calcular distribuciones espaciales de la densidad de electrones, representadas por datos de atenuación vinculados al objeto de prueba. Estas distribuciones proporcionan

65 información sobre el grado de mineralización de los volúmenes relevantes de interés.

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