ES2617854T3 - Dispositivo estimulador de campo electromagnético para condroprotección biofísica anatómica - Google Patents

Dispositivo estimulador de campo electromagnético para condroprotección biofísica anatómica Download PDF

Info

Publication number
ES2617854T3
ES2617854T3 ES04798196.4T ES04798196T ES2617854T3 ES 2617854 T3 ES2617854 T3 ES 2617854T3 ES 04798196 T ES04798196 T ES 04798196T ES 2617854 T3 ES2617854 T3 ES 2617854T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
current
solenoid
value
signal
electromagnetic field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES04798196.4T
Other languages
English (en)
Inventor
Roberto Giardino
Ruggero Cadossi
Stefania Setti
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IGEA SpA
Original Assignee
IGEA SpA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IGEA SpA filed Critical IGEA SpA
Application granted granted Critical
Publication of ES2617854T3 publication Critical patent/ES2617854T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N2/00Magnetotherapy
    • A61N2/02Magnetotherapy using magnetic fields produced by coils, including single turn loops or electromagnets
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/40Applying electric fields by inductive or capacitive coupling ; Applying radio-frequency signals

Abstract

Un dispositivo estimulador de campo electromagnético para condroprotección biofísica anatómica, en el que medios de generación de corriente (7, 18 y 20) son adecuados para alimentar al menos un solenoide (24) para generar un campo electromagnético adecuado para ser dirigido a una parte del cuerpo humano (26) incluyendo tejido cartilaginoso (27), dichos medios de generación de corriente (7, 18 y 20) suministran a dicho solenoide (24) corriente (i (t)) que tiene una forma de onda que incluye la repetición de una rampa lineal con una cierta pendiente; produciendo dicha corriente (i (t)) la generación de un campo electromagnético que induce un voltaje (Vin) de amplitud marcadamente constante durante el período de crecimiento lineal a modo de rampa de dicha corriente (i (t)), caracterizado porque dichos medios de generación de corriente incluyen una tabla (7) que contiene un número de mapas seleccionables, cada uno de los cuales implementa una función f(t) que proporciona, por cada valor de una señal de exploración sc en entrada un valor de salida Iout que expresa una intensidad de corriente deseada: definiéndose dicha señal de exploración por dispositivos temporizadores (4 y 5); cada función f(t) representa una rampa con una cierta pendiente que proporciona, para valores crecientes de dicha señal de exploración, valores de intensidad linealmente crecientes para la corriente deseada Iout; al final de la exploración de la función, la función es explorada de nuevo comenzando en el inicio de la rampa; incluyendo el dispositivo estimulador un sistema de realimentación (28, 29, 30, 12 y 14) que realiza supervisión continua de la corriente (i)) presente en dicho solenoide (24), comparando (12) un valor de corriente medido (Imis) con dicho valor de salida Iout (7, Iout); en casos de varianzas entre dichos dos valores, debido a cambios en la impedancia de dicho solenoide (24), dicho sistema de realimentación se ocupa automáticamente de ajustar el valor de dicha corriente (i(t)) que alimenta dicho solenoide (24) con el fin de mantener inalterada la forma de onda de dicho voltaje inducido (Vin); dicho sistema de realimentación (28, 29, 30, 12 y 14) incluye: dispositivos detectores (28 y 29) adecuados para suministrar dicho valor de corriente medido (Imis), y dispositivos de sustracción (12) adecuados para generar una señal de error en función de dicho valor de corriente medido (Imis) y de dicho valor de salida Iout (7, Iout); un circuito generador (18, 20) que incluye un modulador de anchura de pulso (18) que recibe dicha señal de error en entrada y genera una señal de potencia analógica alternante (S(t)) que tiene una frecuencia fija y ciclo de trabajo variable en función de dicha señal de error, siendo adecuado dicho ciclo de trabajo variable para regular la intensidad de dicha corriente (i(t)).

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
DESCRIPCION
Dispositivo estimulador de campo electromagnetico para condroproteccion bioffsica anatomica Campo tecnico
Esta invencion se refiere a un dispositivo estimulador de campo electromagnetico para condroproteccion bioffsica anatomica.
Antecedentes de la invencion
Son conocidos los dispositivos estimuladores de campo electromagnetico, en los que un generador de corriente pulsante, variable, es capaz de alimentar al menos un solenoide para generar un campo electromagnetico dirigido sobre una porcion del cuerpo humano incluyendo tejido oseo.
Por ejemplo, la Patente americana US-3.820.534 publicada en 1974 describe un dispositivo capaz de permitir el crecimiento y la reparacion de tejido oseo mediante el campo electromagnetico generado por un solenoide movido por una senal electrica alterna con una frecuencia de menos de 50 Hz.
Los dispositivos actualmente conocidos no son capaces de proteger el carfflago articular contra la degeneracion, o mas bien no son capaces de operar de forma eficaz en la integridad del tejido cartilaginoso, activando un efecto conservador contra la degradacion del carfflago propiamente dicho.
Como es conocido, la degeneracion de carfflago articular se manifiesta muy frecuentemente y empeora progresivamente con la edad. Basta pensar en que las alteraciones de la superficie del carfflago solamente se manifiestan en un 5% de la poblacion de menos de 25 anos de edad, mientras que estan presentes en mas del 80% de personas de mas de 75. Sin embargo, la degeneracion del carfflago no es solamente una consecuencia del envejecimiento, sino tambien el resultado final de una serie de factores complejos relacionados con problemas de naturaleza biologica y/o problemas mecanicos.
El carfflago articular no posee significativas capacidades de autocuracion a excepcion de pequenas lesiones cuando se es joven. La calidad y las propiedades mecanicas del carfflago articular solamente pueden disminuir en el transcurso de vida.
De entre las causas que pueden danar el carfflago articular, podemos identificar las que tienen una base mecanica y las que tienen una base biologica.
Las causas mecanicas pueden ser agudas o cronicas, dependiendo respectivamente de si son el resultado de un trauma severo o de una alteracion del eje de carga.
Las causas biologicas son debidas principalmente a la presencia de inflamacion atribuible a hueso subcondral e intraestructuras articulares (sinovial en particular). Los procesos inflamatorios producen un fuerte efecto catabolico en el carfflago, porque las celulas inflamatorias sintetizan y liberan citoquinas proinflamatorias (interleuquina 1 y 6, y TNF-a) que inhiben la smtesis de proteoglicanos por los condrocitos y aumentan la smtesis de enzimas (matriz de metaloproteinasa 3, MMP3), que, a su vez, degradan la matriz cartilaginosa. La respuesta inflamatoria de las estructuras articulares es a menudo la consecuencia de traumas agudos o cronicos, distorsiones, necrosis osea avascular del hueso subcondral, edema medular de los condilos, y efectos colaterales de cirugfa abierta o arterioscopica.
En base a estas premisas, es fundamental disponer de una terapia capaz de controlar localmente la inflamacion, a nivel tanto del hueso subcondral como de la estructura articular. La terapia tambien debe ser capaz de actuar directamente en los condrocitos a la profundidad del carfflago para evitar los efectos catabolicos de las citoquinas inflamatorias en el condrocito y en la matriz, para facilitar las actividades anabolicas y la smtesis de proteoglicanos. El tratamiento simultaneo de carfflago, tejido oseo subcondral y estructuras carnosas articulares solamente viable con medios ffsicos.
En base a esta premisa, se siente por lo tanto la necesidad de realizar un dispositivo que sea capaz de llevar a cabo lo especificado anteriormente.
La Solicitud de Patente de Estados Unidos publicada 2003/0093028 describe el preambulo de la reivindicacion 1. Descripcion de la invencion
El objeto anterior se logra con esta invencion, que se refiere a un dispositivo de campo electromagnetico para terapia de condroproteccion bioffsica anatomica, en el que los medios de generacion de corriente son adecuados para alimentar al menos un solenoide para generar un campo electromagnetico dirigido sobre una parte del cuerpo
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
humano incluyendo tejido cartilaginoso, caracterizado por el hecho de que dichos medios de generacion de corriente suministran a dicho solenoide corriente que tiene una forma de onda que incluye la repeticion de una rampa con una cierta pendiente; produciendo dicha corriente la generacion de un campo electromagnetico que induce en una sonda de control irradiada por este campo electromagnetico un voltaje inducido Vin de amplitud marcadamente constante durante el peffodo de crecimiento lineal a modo de rampa de la corriente en el solenoide.
Breve descripcion de los dibujos
La invencion se ilustrara ahora con referencia especial a las figuras anexas que representan una forma de realizacion preferida, no limitativa, en las que:
La figura 1 ilustra un diagrama de cableado simplificado de un dispositivo estimulador de campo electromagnetico para condroproteccion bioffsica anatomica realizado segun los principios de esta invencion.
La figura 2 ilustra la modulacion en el tiempo de dos cantidades controladas por el dispositivo estimulador segun esta invencion.
La figura 3 ilustra eventos intracelulares activados por el dispositivo estimulador segun esta invencion.
Las figuras 4 y 5 muestran histogramas relativos a las diferencias halladas a nivel intracelular entre regiones tratadas con el dispositivo estimulador segun esta invencion y regiones no sometidas a tratamiento.
Las figuras 6a y 6b respectivamente muestran una imagen de una region articular no tratada y una imagen de una region articular tratada con el dispositivo estimulador segun la invencion.
Y las figuras 7a y 7b muestran imagenes de un injerto osteocartilaginoso tratado con el dispositivo estimulador segun la invencion.
Mejor modo de llevar a la practica la invencion
En la figura 1, un dispositivo estimulador de campo electromagnetico para condroproteccion bioffsica anatomica (CBA) se indica en general con 1.
En particular, el dispositivo estimulador 1 incluye un generador de senal de sincronizacion 3 adecuado para producir una senal de salida ck con una frecuencia constante, por ejemplo 16 MHz, usada como una referencia interna. El dispositivo 1 tambien incluye un circuito de division de tiempo 4 que recibe la senal de sincronizacion ck en entrada, y capaz de dividir en el tiempo la senal ck para generar una senal de exploracion sc alimentada en entrada a una tabla 7.
La tabla 7 contiene un numero de mapas seleccionables, cada uno de los cuales implementa una funcion f(t) que proporciona, para cada valor de la senal de exploracion sc en entrada, un valor de salida lout que expresa una intensidad de corriente deseada.
Con mas detalle, la funcion f(t) es lineal y representa una rampa con una cierta pendiente que proporciona, para valores crecientes de la senal de exploracion sc en entrada, valores de intensidad linealmente crecientes para la corriente deseada lout. Al final de la exploracion de la funcion, la funcion es explorada de nuevo comenzando desde el inicio de la rampa. De esta forma, despues de la operacion del generador de senal de sincronizacion 3 y el divisor de tiempo 4, la senal de salida lout presenta un perfil de dientes de sierra incluyendo la repeticion de una rampa que expresa valores crecientes de la intensidad de corriente.
El dispositivo 1 tambien incluye un circuito atenuador 10 que recibe la senal lout en entrada y la alimenta a un bloque de sustraccion 12, que realiza la diferencia aritmetica entre la misma senal lout y una senal Imis que expresa la intensidad de corriente real. La salida del bloque de sustraccion 12 (error de anillo) es alimentada a la entrada de un amplificador de error 14 (por ejemplo, un circuito proporcional-integral-derivado) que tiene una salida que controla un bloque modulador de anchura de pulso (PWM) 18 mediante un convertidor digital/analogico 19.
El bloque PWM 18 genera una senal analogica alterna s(t) en salida con una frecuencia constante (por ejemplo, 250 KHZ) y ciclo de trabajo ajustable. Por ejemplo, la senal s(t) podffa tener una forma de onda cuadrada.
El ciclo de trabajo de la senal s(t) es modificado en funcion del valor numerico alimentado en entrada al bloque PWM 18; en particular, el ciclo de trabajo de la senal s(t) aumenta con el aumento del valor numerico de la senal alimentada en entrada al bloque PWM 18.
La senal analogica s(t) es alimentada en entrada a una etapa de amplificador de salida 20 (de tipo conocido), que genera una senal de potencia de salida S(t) que alimenta un solenoide 24 mediante un filtro de paso bajo 22. El filtro de paso bajo 22 es adecuado para eliminar componentes espurios de la senal de potencia S(t); este filtro 22 es
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
ventajoso puesto que la senal de potencia S(t) genera componentes armonicos de orden alto.
El solenoide 24 genera un tipo especial de campo electromagnetico (detallado mejor mas adelante) que es dirigido sobre una porcion de un cuerpo humano 26 incluyendo una porcion de cartflago 27, especialmente cartflago articular.
El solenoide 24 se hace de tal manera que el estimulo ffsico pueda seguir la forma de las superficies anatomicas de la porcion del cuerpo humano 26 y pueda penetrar profundamente en el cartflago y el hueso subcondral.
En particular, el solenoide 24 se puede hacer oportunamente usando multiples hojas de un material flexible (por ejemplo, tres hojas de Kapton, de 50 micras de grosor), en cuyas caras se han depositado pistas de cobre, mediante un proceso de fotograbado, que forman las vueltas del solenoide 24 propiamente dicho. Por ejemplo, las pistas de cobre pueden estar convenientemente distanciadas 0,3 mm una de otra, por ejemplo 1,7 mm de ancho y 35 pm de grueso.
La distancia entre las pistas de cobre y su grosor y anchura hacen que el solenoide 24 sea especialmente flexible, permitiendo por ello que el estfmulo ffsico sea transmitido por toda la zona a tratar de manera uniforme alrededor de la zona de aplicacion, siguiendo la forma de las superficies anatomicas.
En particular, el campo electromagnetico inducido por el solenoide 24 se distribuye sobre la porcion del cuerpo humano 26 de tal forma que incluya no solamente el tejido cartilaginoso en toda su extension y todo su grosor, sino tambien las varias superficies articulares, meniscos, ligamentos, simpodia, hueso subcondral, etc.
Un dispositivo detector 28 (por ejemplo, una resistencia shunt o un sensor de efecto Hall) detecta el valor de la corriente i(t) que circula en el solenoide 24. La salida del dispositivo detector 28 alimenta un amplificador de realimentacion 29, cuya salida, a su vez, alimenta un convertidor analogico/digital 30, que produce la senal Imis que expresa el valor medido de la corriente que circula en el solenoide 24.
El circuito atenuador 10 reduce proporcionalmente todos los puntos en la tabla 7 en un parametro programable IPK para lograr un perfil de corriente uniformemente escalado. En particular, si el valor del parametro IPK es igual a cero, no se aplica ninguna limitacion en la corriente que alimenta el solenoide 24, que asf esta libre de restricciones, es decir, es la peticion de carga maxima. Sin embargo, si el parametro IPK no es cero, este parametro IPK representa en cambio el valor pico maximo para la corriente generada por el solenoide 24. Por lo tanto, cada valor de la tabla 7 contribuira a realizar un valor de corriente proporcional al valor pico maximo expresado por el parametro IPK.
En el uso, despues de encender el dispositivo 1, se genera una senal Iout que tiene una funcion de referencia e incluye la repeticion de una rampa que representa valores crecientes de la intensidad de corriente. El valor de referencia Iout tambien puede ser alterado seleccionando un mapa diferente en la tabla 7.
El bloque PWM 18 recibe una senal variable en entrada y en consecuencia cambia el ciclo de trabajo de la senal de potencia S(t) en funcion de esta senal de entrada, con el fin de inducir una corriente en el solenoide 24 que sigue la modulacion establecida por la senal Iout, que asf realiza una funcion de referencia.
La intensidad de la corriente en el solenoide 24 es regulada por lo tanto mediante la variacion del ciclo de trabajo de la senal de potencia S(t).
De esta forma, se hace un generador de corriente que alimenta el solenoide 24 con una corriente i(t) cuya forma de onda incluye la repeticion de una rampa (figura 2) que tiene una pendiente predeterminada y constante.
Esta corriente produce la generacion de un campo electromagnetico que induce en una sonda de control 32 (figura 1) irradiada por este campo electromagnetico, un voltaje inducido Vin de amplitud marcadamente constante durante el penodo de crecimiento lineal a modo de rampa de la corriente en el solenoide 24.
De hecho, el voltaje inducido es proporcional con el tiempo a la derivada de la senal que alimenta el solenoide 24.
Por ejemplo, puede realizarse de forma util un voltaje inducido Vin que tiene amplitud constante entre 1 y 4 milivoltios durante todo el penodo activo de control del solenoide 24.
El sistema de realimentacion del dispositivo 1, constituido por el dispositivo detector 28, el amplificador de realimentacion 29 y el convertidor analogico/digital 30, lleva a cabo la supervision continua de la corriente i(t) que circula en el solenoide 24 y compara (bloque de sustraccion 12) el valor de corriente medido Imis con el “mapeado” en la tabla 7, es decir, con la senal Iout.
En el caso de varianzas de estos valores, debido a pequenas variaciones de la impedancia (resistencia y/o inductancia) del solenoide 24 por ejemplo, el sistema de realimentacion se ocupa inmediatamente, mediante la senal de error de anillo, de la correccion del ciclo de trabajo de la senal de potencia S (t) y por ello del valor de la corriente
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
que alimenta el solenoide 24, con el fin de mantener inalterada la forma de onda del voltaje inducido Vin.
Resultados experimentales realizados por el solicitante han demostrado que el dispositivo 1 logra condroproteccion bioffsica anatomica, o mas bien que es capaz de: conservar la integridad del carfflago, controlar procesos articulares inflamatorios dependientes tanto del hueso subcondral como de estructuras articulares, proteger el condrocito y la matriz cartilaginosa de los efectos catabolicos de citoquinas inflamatorias, favorecer el trofismo de carfflago que estimula el metabolismo condrodtico y la smtesis de proteoglicanos, y actuar directamente en el trofismo protector de hueso subcondral y garantizar la integracion en presencia de un trasplante autologo. En particular, la condroproteccion bioffsica anatomica tiene aplicacion favorable en seres humanos para el tratamiento de estados inflamatorios y degenerativos relativos al carfflago articular y el hueso subcondral de las principales articulaciones, especialmente la rodilla, en todos los trastornos de edema de medula osea con relacion al hueso subcondral de condilos femorales, en la curacion y la integracion de injertos oseos despues de operaciones de reconstruccion de ligamento en las vainas flexoras fibrosas de la rodilla, y en la curacion y la integracion de injertos osteocartilaginosos de la articulacion de la rodilla.
Confirma estos efectos una serie de estudios realizados tanto in vitro como in vivo, cuyos resultados se detallan a continuacion.
Efectos in vitro: control de la inflamacion
La condroproteccion bioffsica anatomica actua de manera espedfica en los receptores adenosmicos A2A de la membrana celular de celulas proinflamatorias, neutrofilos, que entonces los hacen disponibles para union con adenosina. Dentro de la esfera de los receptores adenosmicos, los receptores A2A son los de mayor efecto antiinflamatorio.
La union con adenosina produce: inhibicion de la produccion de citoquinas proinflamatorias, reduccion de la smtesis de radicales libres, aumento de la produccion de ATP y citoquinas con accion antiinflamatoria, TGFp, y la inhibicion de actividad de la cicloxigenasa 2.
Los estudios cineticos realizados por el solicitante han demostrado como el dispositivo estimulador implementado segun esta invencion permite lograr un efecto antiinflamatorio. De hecho, en casos de inflamacion, usando el dispositivo 1 es posible activar los receptores adenosmicos en la membrana celular mediante el esffmulo bioffsico generado.
La figura 3 representa en detalle el mecanismo de transduccion de la senal bioffsica en los receptores adenosmicos A2A de la membrana celular y los eventos intracelulares activados por la union de adenosina con el receptor asociado y que generan la accion antiinflamatoria.
La figura 4 representa en cambio un histograma que muestra el numero de enlaces formados entre adenosina y el receptor adenosmico A2A en la membrana de neutrofilos humanos en la presencia y ausencia de tratamiento con el dispositivo 1, en funcion del tiempo. Como se puede ver, el numero de uniones formadas y la consiguiente accion antiinflamatoria es aproximadamente el doble en presencia del tratamiento de estimulacion proporcionado mediante el dispositivo 1 realizado segun los principios de esta invencion.
Efectos in vitro: efecto anabolico en carfflago
La condroproteccion bioffsica anatomica ejerce una accion anabolica en carfflago en la presencia de citoquinas inflamatorias (IL-1).
Los explantes de carfflago articular cultivados en la presencia de citoquinas inflamatorias (IL-1) exhiben un aumento de las actividades catabolicas, que acompana a la degradacion de la matriz cartilaginosa y la disminucion de la smtesis de proteoglicanos. Sin embargo, si los explantes se exponen al campo electromagnetico generado por el dispositivo 1, el efecto catabolico de las citoquinas inflamatorias en la matriz es inhibido completamente y se conserva la integridad de la matriz cartilaginosa, asf como la capacidad de smtesis de los proteoglicanos.
La figura 5 ilustra un histograma que representa la capacidad de smtesis de proteoglicanos (S-PG) en explantes de carfflago articular en las condiciones siguientes: condiciones de control, condicion de exposicion al efecto catabolico de las citoquinas inflamatorias y la condicion de exposicion al efecto catabolico de las citoquinas inflamatorias combinados con estimulacion mediante el dispositivo 1 segun la invencion. Como se puede ver, se observa que la capacidad de smtesis de proteoglicanos se pone fuertemente en peligro debido a las citoquinas inflamatorias, pero vuelve a valores mas o menos normales, iguales a los de control, en presencia del efecto de condroproteccion bioffsica anatomica generado por el dispositivo de estimulacion 1.
Efectos in vivo: inhibicion de degeneracion de cartilago articular
La condroproteccion bioffsica anatomica inhibe los procesos degenerativos que afectan al carfflago articular que se
5
10
15
20
25
30
35
40
45
observan con el envejecimiento. Utilizando el modelo de osteoartrosis espontanea en conejillos de Indias y cuantificando el dano del carfflago articular segun la clasificacion de Mankin, se observo un fuerte efecto condroprotector vinculado con la estimulacion proporcionada por el dispositivo 1 segun la invencion.
La figura 6a representa evidentes signos de degeneracion de carfflago hallados en animales de control debido a envejecimiento. La figura 6b representa en cambio carfflago tratado con la terapia de condroproteccion bioffsica anatomica en el que la ausencia de degeneracion es evidente. En particular, el grosor del carfflago se mantiene a niveles normales, la coloracion de la matriz cartilaginosa aparece intensa y no se observan fenomenos de fibrilacion.
Efectos in vivo: curacion de tejido oseo subcondral
La condroproteccion bioffsica anatomica ejerce una accion de curacion en tejido oseo subcondral.
La curacion de graves lesiones de carfflago se puede llevar a cabo con varias opciones quirurgicas, en las que el exito depende en gran medida de las caractensticas del tejido oseo subcondral.
La accion del dispositivo 1 segun esta invencion produce una rapida curacion de tejido oseo subcondral y evita fenomenos de reabsorcion de hueso, creando condiciones optimas para la viabilidad de la superposicion de carfflago articular. Ademas, en presencia de un trasplante oseo, favorece el anclaje precoz del injerto propiamente dicho, garantiza una buena integracion del tejido oseo trasplantado, evita la formacion de pequenos quistes oseos, y por lo tanto garantiza la estabilidad del injerto oseo. Se debera indicar a este respecto que, en el caso de transplantes osteocartilaginosos, el anclaje precoz de hueso subcondral es el prerrequisito necesario para la viabilidad y la conservacion del carfflago trasplantado.
En las figuras 7a y 7b se muestran dos imagenes relativas a un injerto osteocartilaginoso en un modelo animal tratado con la terapia de condroproteccion bioffsica anatomica seis meses despues de la operacion de injerto. En particular, en la imagen microrradiografica de la figura 7a se puede observar la integracion completa del hueso subcondral, mientras que en la imagen histologica de la figura 7b se puede observar la viabilidad del carfflago trasplantado, que exhibe un grosor adecuado e intensa coloracion de la matriz cartilaginosa.
A partir del examen de las caractensticas del dispositivo estimulador de campo electromagnetico para condroproteccion bioffsica anatomica realizado segun esta invencion, son evidentes los beneficios que pueden lograrse con el.
En particular, usando el dispositivo estimulador antes descrito, es posible programar el perfil de corriente piloto del solenoide que genera el campo de estimulacion electromagnetica punto a punto y tambien es posible crear diferentes perfiles de corriente seleccionando simplemente diferentes mapas piloto, con el fin de tomar en cuenta los varios tipos de tratamiento y/o diferentes solenoides usados. En particular, es ventajosa la posibilidad de poder realizar un perfil de corriente “ad hoc” para cada solenoide diferente usado.
Ademas, este control exacto de la corriente piloto permite generar un voltaje inducido que es lo mas constante posible y de amplitud adecuada para el tipo de tratamiento.
Finalmente, mediante el sistema de realimentacion implementado es posible reaccionar automaticamente a cambios de carga, debidos a cambios en la impedancia relacionada con cambios de temperatura o con la tolerancia de componentes por ejemplo, con el fin de asegurar la alta estabilidad operativa del dispositivo estimulador y asf salvaguardar la efectividad terapeutica del dispositivo estimulador propiamente dicho en todas las condiciones.

Claims (4)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    1. Un dispositivo estimulador de campo electromagnetico para condroproteccion bioffsica anatomica, en el que medios de generacion de corriente (7, 18 y 20) son adecuados para alimentar al menos un solenoide (24) para generar un campo electromagnetico adecuado para ser dirigido a una parte del cuerpo humano (26) incluyendo tejido cartilaginoso (27), dichos medios de generacion de corriente (7, l8 y 20) suministran a dicho solenoide (24) corriente (i (t)) que tiene una forma de onda que incluye la repeticion de una rampa lineal con una cierta pendiente; produciendo dicha corriente (i (t)) la generacion de un campo electromagnetico que induce un voltaje (Vin) de amplitud marcadamente constante durante el penodo de crecimiento lineal a modo de rampa de dicha corriente (i (t)),
    caracterizado porque dichos medios de generacion de corriente incluyen una tabla (7) que contiene un numero de mapas seleccionables, cada uno de los cuales implementa una funcion f(t) que proporciona, por cada valor de una senal de exploracion sc en entrada un valor de salida lout que expresa una intensidad de corriente deseada: definiendose dicha senal de exploracion por dispositivos temporizadores (4 y 5);
    cada funcion f(t) representa una rampa con una cierta pendiente que proporciona, para valores crecientes de dicha senal de exploracion, valores de intensidad linealmente crecientes para la corriente deseada lout; al final de la exploracion de la funcion, la funcion es explorada de nuevo comenzando en el inicio de la rampa;
    incluyendo el dispositivo estimulador un sistema de realimentacion (28, 29, 30, 12 y 14) que realiza supervision continua de la corriente (i)) presente en dicho solenoide (24), comparando (12) un valor de corriente medido (Imis) con dicho valor de salida lout (7, lout); en casos de varianzas entre dichos dos valores, debido a cambios en la impedancia de dicho solenoide (24), dicho sistema de realimentacion se ocupa automaticamente de ajustar el valor de dicha corriente (i(t)) que alimenta dicho solenoide (24) con el fin de mantener inalterada la forma de onda de dicho voltaje inducido (Vin);
    dicho sistema de realimentacion (28, 29, 30, 12 y 14) incluye: dispositivos detectores (28 y 29) adecuados para suministrar dicho valor de corriente medido (Imis), y dispositivos de sustraccion (12) adecuados para generar una senal de error en funcion de dicho valor de corriente medido (Imis) y de dicho valor de salida lout (7, lout);
    un circuito generador (18, 20) que incluye un modulador de anchura de pulso (18) que recibe dicha senal de error en entrada y genera una senal de potencia analogica alternante (S(t)) que tiene una frecuencia fija y ciclo de trabajo variable en funcion de dicha senal de error, siendo adecuado dicho ciclo de trabajo variable para regular la intensidad de dicha corriente (i(t)).
  2. 2. Un dispositivo segun la reivindicacion 1, en el que dispositivos atenuadores (10) estan provistos de su entrada que comunica con la salida de dicha tabla (7), siendo adecuados dichos dispositivos atenuadores (10) para reducir el valor de dicha intensidad de corriente deseada (lout) en funcion de un parametro programable (lPK) para limitar el valor maximo de dicha corriente (i(t)) que alimenta dicho solenoide (24).
  3. 3. Un dispositivo segun la reivindicacion 1, en el que dispositivos filtro de paso bajo (22) estan dispuestos entre la salida de dicho generador de anchura de pulso (18 y 20) y dicho solenoide (24).
  4. 4. Un dispositivo segun la reivindicacion 1, en el que dicho solenoide (24) se hace a partir de un numero de hojas de un material flexible para que se adapte a la forma de dicha porcion del cuerpo humano (26).
ES04798196.4T 2003-11-11 2004-11-10 Dispositivo estimulador de campo electromagnético para condroprotección biofísica anatómica Active ES2617854T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000893A ITTO20030893A1 (it) 2003-11-11 2003-11-11 Dispositivo stimolatore a campi elettromagnetici per la condroprotezione biofisica anatomica.
ITTO20030893 2003-11-11
PCT/EP2004/052914 WO2005044375A1 (en) 2003-11-11 2004-11-10 Electromagnetic field stimulator device for anatomic biophysical chondroprotection

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2617854T3 true ES2617854T3 (es) 2017-06-20

Family

ID=34566932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES04798196.4T Active ES2617854T3 (es) 2003-11-11 2004-11-10 Dispositivo estimulador de campo electromagnético para condroprotección biofísica anatómica

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7566295B2 (es)
EP (1) EP1689490B1 (es)
JP (1) JP4625468B2 (es)
AU (1) AU2004287214B2 (es)
ES (1) ES2617854T3 (es)
IT (1) ITTO20030893A1 (es)
WO (1) WO2005044375A1 (es)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9415233B2 (en) 2003-12-05 2016-08-16 Rio Grande Neurosciences, Inc. Apparatus and method for electromagnetic treatment of neurological pain
US10350428B2 (en) 2014-11-04 2019-07-16 Endonovo Therapetics, Inc. Method and apparatus for electromagnetic treatment of living systems
US9656096B2 (en) 2003-12-05 2017-05-23 Rio Grande Neurosciences, Inc. Method and apparatus for electromagnetic enhancement of biochemical signaling pathways for therapeutics and prophylaxis in plants, animals and humans
US8961385B2 (en) 2003-12-05 2015-02-24 Ivivi Health Sciences, Llc Devices and method for treatment of degenerative joint diseases with electromagnetic fields
US9433797B2 (en) 2003-12-05 2016-09-06 Rio Grande Neurosciences, Inc. Apparatus and method for electromagnetic treatment of neurodegenerative conditions
US9440089B2 (en) 2003-12-05 2016-09-13 Rio Grande Neurosciences, Inc. Apparatus and method for electromagnetic treatment of neurological injury or condition caused by a stroke
EP1740107B1 (en) 2004-04-19 2020-03-04 Ivivi Health Sciences, LLC Electromagnetic treatment apparatus
US20100172217A1 (en) * 2009-01-08 2010-07-08 Von Bezold Ernst System of Methods and Apparati for Handling and Modifying Information Energy and Matter by Formative Resonance
WO2012045079A2 (en) 2010-10-01 2012-04-05 Ivivi Health Sciences, Llc Method and apparatus for electromagnetic treatment of head cerebral and neural injury in animals and humans
US9114054B2 (en) * 2011-07-24 2015-08-25 Oakwell Distribution, Inc. System for monitoring the use of medical devices
US8343027B1 (en) 2012-01-30 2013-01-01 Ivivi Health Sciences, Llc Methods and devices for providing electromagnetic treatment in the presence of a metal-containing implant
US10376707B2 (en) 2014-03-14 2019-08-13 Igea S.P.A. Method for the treatment of ischemic stroke by applying an electromagnetic field
US9320913B2 (en) 2014-04-16 2016-04-26 Rio Grande Neurosciences, Inc. Two-part pulsed electromagnetic field applicator for application of therapeutic energy
WO2018089795A1 (en) 2016-11-10 2018-05-17 Qoravita LLC System and method for applying a low frequency magnetic field to biological tissues

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH539438A (de) 1971-04-06 1973-07-31 Kraus Werner Elektrisches Gerät zur Förderung der Neubildung von Knochen- und Gewebesubstanz
US4587957A (en) * 1981-08-20 1986-05-13 Physio Technology, Inc. Tissue and bone regeneration
US5211622A (en) * 1989-11-15 1993-05-18 Life Resonances, Inc. Method and apparatus for the treatment of cancer
US5752911A (en) * 1995-04-27 1998-05-19 Canedo; Luis E. Electromagnetic method of treatment of epilepsy and apparatus
MXPA01011974A (es) * 1999-05-21 2002-05-06 Exogen Inc Aparato y metodo para tratamiento ultrasonico y electromagnetico de tejido.
AT409932B (de) * 2000-03-27 2002-12-27 Mediscan Gmbh Magnetfeldgenerator für eine spule zur behandlung von menschlichem, tierischem oder pflanzlichem gewebe
US20030093028A1 (en) * 2001-11-09 2003-05-15 Michael Spiegel Appararus and method for magnetic induction of therapeutic electric fields
JP4253256B2 (ja) * 2002-03-27 2009-04-08 日本シグマックス株式会社 治療装置

Also Published As

Publication number Publication date
AU2004287214A1 (en) 2005-05-19
WO2005044375A1 (en) 2005-05-19
AU2004287214B2 (en) 2010-07-01
ITTO20030893A1 (it) 2005-05-12
JP4625468B2 (ja) 2011-02-02
EP1689490B1 (en) 2017-02-08
US20070173681A1 (en) 2007-07-26
JP2007510487A (ja) 2007-04-26
EP1689490A1 (en) 2006-08-16
US7566295B2 (en) 2009-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2617854T3 (es) Dispositivo estimulador de campo electromagnético para condroprotección biofísica anatómica
Lennard et al. Swimming movements elicited by electrical stimulation of turtle spinal cord. I. Low-spinal and intact preparations
US20170266458A1 (en) Apparatus and method for electromagnetic treatment of plant, animal, and human tissue, organs, cells, and molecules
ES2593307T3 (es) Regulación de expresión del gen de colágeno tipo II usando señales eléctricas y electromagnéticas específicas y selectivas
CA2530396C (en) Apparatus and method for bioelectric stimulation, healing acceleration, pain relief, or pathegen devitalization
DE69224456D1 (de) Biologisch abbaubare Polymerzusammensetzung
DE3936337A1 (de) Verfahren und vorrichtung fuer die wachstumssteuerung von knorpel
US20070173904A1 (en) Self-contained electromagnetic apparatus for treatment of molecules, cells, tissues, and organs within a cerebrofacial area and method for using same
NZ551316A (en) Electromagnetic treatment apparatus and method
ATE238049T1 (de) Verwendung von kreatinsubstanzen zur behandlung von knochen- und knorpelzellen und geweben
US20090163762A1 (en) Device for the regeneration and prevention of degeneration of the cartilaginous tissue and subchrondral bone, the proliferation of chondrocytes and for blocking or reducing the fibroblastic evolution of chondrocytes and mesenchymal cells by means of a pulsed electromagnetic field
Vicenti et al. Biophysical stimulation of the knee with PEMFs: from bench to bedside
El-Hakim et al. Preliminary investigation into the effects of electrical stimulation on mandibular distraction osteogenesis in goats
EP2019719B1 (en) Device for the regeneration and prevention of degeneration of the cartilaginous tissue and subchrondral bone and the proliferation of chondrocytes by means of a pulsed electromagnetic field
Da Cunha et al. Effect of laser therapy on bone tissue submitted to radiotherapy: experimental study in rats
PT1216076E (pt) Um método e um aparelho para estimular/modular processos bioquímicos utilizando campos electromagnéticos pulsados
Fish et al. Effect of anodal high voltage pulsed current on edema formation in frog hind limbs
Litke et al. Effects of different levels of direct current on early ligament healing in a rat model
Esterhai The Electrical Stimulation of Osteogenesis
KR200301305Y1 (ko) 발모촉진 및 혈액순환 촉진장치
Lake et al. The effects of continuous direct current on the growth of the antler
Frey Stimulation of striated muscles for biological energy supply
Hwang et al. Enhanced bone formation around dental implant using electrical stimulation
Sisken Nerve & Limb Regeneration
Kaplan et al. Injectable sources of locally controlled electrical fields to facilitate tissue repair