ES2678084T3 - Dispositivo y procedimiento para humectar una muestra con un aerosol - Google Patents

Dispositivo y procedimiento para humectar una muestra con un aerosol Download PDF

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Bernd LENTNER
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Abstract

Dispositivo (2) para humectar al menos una muestra por medio de un aerosol, presentando el dispositivo (2) paredes laterales (4a, 4b, 4c, 4d), una zona de fondo (6), que está delimitada por las paredes laterales (4a, 4b, 4c, 4d), estando adaptada la zona de fondo (6) para alojar o para actuar conjuntamente con un dispositivo de posicionamiento (8) para posicionar la muestra, una zona de tapa (10), que está opuesta verticalmente a la zona de fondo (6), y que está delimitada por las paredes laterales (4a, 4b, 4c, 4d) formando el dispositivo (2) una cámara de exposición (12), un dispositivo de aerosolización (14) para generar un aerosol (16), que está dispuesto en la proximidad de la zona de tapa (10), estando dispuesto el dispositivo de aerosolización (14) por encima de la zona de fondo (6), de tal manera que el dispositivo de aerosolización (14) cubre al menos parcialmente la zona de fondo (6) en una vista en planta vertical estando configurado el dispositivo (2) y/o el dispositivo de aerosolización (14) para formar una nube, y presentando la nube un volumen de partículas de aerosol de al menos el 10-4%, estando el dispositivo (2) caracterizado porque el dispositivo está configurado para hacerse funcionar sin flujo de aire externo a o desde el dispositivo (2).

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo y procedimiento para humectar una muestra con un aerosol Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un dispositivo para humectar una muestra con un aerosol, preferiblemente una muestra biologica, por ejemplo una muestra celular, en particular en la capa lfmite aire-lfquido. Ademas, la invencion se refiere tambien a un procedimiento correspondiente para humectar una muestra con un aerosol. En el caso de la muestra se trata en particular de celulas y preferiblemente de celulas epiteliales, de manera especialmente preferible de celulas pulmonares.
Estado de la tecnica
A menudo es necesario exponer una muestra, por ejemplo celulas, en experimentos a una sustancia y en particular a una sustancia farmaceuticamente activa, por ejemplo para el examen de principios activos, o a una sustancia toxica, por ejemplo para investigaciones de toxicidad.
Habitualmente, para ello se realizan ensayos celulares in vitro. A este respecto se anade un principio activo o una sustancia toxicologicamente activa a una muestra de celulas en denominadas condiciones de cultivo celular sumergidas. En tales condiciones de cultivo celular sumergidas, las celulas estan cubiertas completamente por el medio celular y la sustancia de prueba, por ejemplo una sustancia farmaceuticamente activa o una toxica, se transfiere mediante pipeta directamente al medio celular.
Sin embargo, para celulas epiteliales, es decir celulas que delimitan el cuerpo hacia fuera, por ejemplo celulas epiteliales pulmonares, celulas cutaneas o celulas retinianas, esta situacion no es realista, dado que las celulas epiteliales forman en el cuerpo normalmente una capa lfmite aire-lfquido (LFG). Es decir, a un lado de las celulas epiteliales hay aire o gas en general y al otro lado hay tejido intersticial o lfquido en general.
Para los estudios y experimentos en tales celulas, la inmersion completa de tales celulas en el medio celular no es fisiologicamente realista. Sin embargo, al mismo tiempo, los estudios o experimentos en tales celulas son a menudo de interes. Esto es aplicable en particular para estudios de efectividad y de toxicidad con sustancias administradas por inhalacion, por ejemplo para terapias por inhalacion o estudios para la seguridad en el puesto de trabajo en el trato con materiales aerosolizables, en particular nanomateriales.
Se utilizan investigaciones en la LFG, por ejemplo, para analizar los efectos de sustancias portadas por aerosol (por ejemplo principios activos, toxinas, nanopartfculas) sobre celulas. A este respecto, tiene prioridad en particular el efecto sobre celulas que se encuentran en la superficie de contacto aire/lfquidos corporales, como por ejemplo celulas epiteliales del pulmon, de la piel o de la retina. En la terapia por inhalacion se aplican principios activos aerosolizados de manera dirigida sobre el epitelio pulmonar, para tratar enfermedades pulmonares o enfermedades sistemicas. Ademas, el pulmon ofrece tambien la puerta de entrada mas importante para el trato con muchas sustancias toxicas o potencialmente toxicas, como por ejemplo polvo fino ambiental o nanomateriales en el lugar de trabajo.
Para poder investigar tales celulas epiteliales en condiciones lo mas fisiologicas posible, se han desarrollado diferentes metodos que simulan un medio de LFG de este tipo. En particular, por medio de insertos Transwell pueden cultivarse celulas en la LFG tambien en placas de microtitulacion estandarizadas. La cultivacion de celulas epiteliales en la LFG es basicamente fisiologicamente mas realista y por tanto en cuanto al efecto de las sustancias posiblemente mas informativa que los cultivos celulares sumergidos descritos anteriormente.
Por tanto, existe una necesidad basica de proporcionar un sistema adecuado para estudios y experimentos en tales cultivos celulares de LFG, con el que pueda aplicarse una sustancia uniformemente en un grosor de capa reducido (por ejemplo aproximadamente 10-100 |im) sobre cultivos celulares de LFG. Tales sustancias comprenden normalmente principios activos aerosolizados lfquidos, pero pueden comprender tambien sustancias secas. En particular, para estudios farmaceuticos con principios activos en parte muy caros son ventajosas una alta eficacia de deposicion y una distribucion uniforme del principio activo aerosolizado sobre las celulas de LFG. Dado que hasta el momento no se ha establecido ni un dispositivo adecuado ni un procedimiento correspondiente, la utilizacion de los cultivos celulares de LFG para estudios y experimentos farmaceuticos es actualmente todavfa relativamente limitada.
Hay ya algunos sistemas que tienen por objetivo cubrir celulas (pulmonares) en la LFG con sustancias aerosolizadas. Estas pueden, partiendo del planteamiento de solucion usado para los retos tecnologicos posteriores, dividirse en diferentes categonas. Por un lado se plantea el reto del transporte de la sustancia aerosolizada a las celulas (transporte) y por otro lado el objetivo de la deposicion del aerosol sobre las celulas (deposicion).
Segun el sistema del documento DE102009016364A1, se desplaza aerosol mediante un flujo de aire a las celulas (transporte: corriente de aire) y se deposita por medio de difusion y/o sedimentacion (segun el tamano y la masa del aerosol) sobre las celulas.
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Ademas se conoce usar una corriente de aire para el transporte de un aerosol, teniendo lugar la deposicion mediante precipitacion electrostatica. En este caso se cargan en primer lugar los aerosoles electrostaticamente y entonces se depositan en un campo electrico electroforeticamente sobre las celulas.
Tambien se conoce aplicar las celulas desde una separacion relativamente reducida mediante “pulverizacion” directa. En este caso, el transporte tiene lugar mediante la generacion de aerosoles con una alta velocidad (por ejemplo por medio de una boquilla de alta presion o de un flujo de aire portante rapido) y la deposicion sobre las celulas mediante impacto inercial. Este tipo de sistemas tiene con frecuencia la desventaja de que no esta garantizada la distribucion uniforme de los aerosoles sobre las celulas o que el funcionamiento es tecnicamente muy complejo.
A menudo, los sistemas conocidos pueden usarse solo para aerosoles secos toxicologicamente relevantes, pero no para aerosoles lfquidos farmaceuticos. Ademas, los tamanos de partfcula que pueden usarse estan a menudo limitados, por ejemplo a menos de 1 |im. Aerosoles mas grandes, de por ejemplo mas de 1 |im, tal como se usan para la terapia por inhalacion, a menudo no son posibles.
Ademas, muchos de los sistemas conocidos tienen una tasa de deposicion de principio activo muy reducida, de por ejemplo aproximadamente 0,1 |ig/cm2/h o aproximadamente 0,1 nl/cm2/h para disoluciones acuosas (Paur et al. Journal of Aerosol Science 42 (2011) 668-692, y en este documento, tabla 3), y requieren por ello tiempos de exposicion muy largos, desde varias horas hasta algunos dfas, para provocar respuestas biologicas celulares medibles. Los procedimientos y aparatos correspondientes son muy costosos y requieren mucho tiempo y dificultan ademas el trabajo con celulas, que solo pueden cultivarse durante aproximadamente 7 dfas. Ademas, el funcionamiento asf como el control de calidad resultan complejos. La eficacia de deposicion (celular) (parte porcentual del material invertido en el generador de aerosol, que se deposita sobre las celulas) de los sistemas conocidos se encuentra por regla general muy por debajo del 100%, por ejemplo por debajo del 1%, lo que es atribuible en ocasiones a una eficacia de precipitacion reducida de los aerosoles sobre las celulas y a perdidas (residuos) de sustancia en el generador de aerosol y en los conductos de suministro. Los sistemas de deposicion electrostatica demuestran ser ademas desventajosos, dado que las corrientes de carga que no pueden evitarse pueden tener una influencia de falseamiento sobre la respuesta celular. Ademas, algunos de los sistemas conocidos son desventajosos en el sentido de que no permiten una distribucion uniforme o distribucion equitativa de la sustancia sobre las celulas. Por consiguiente, en particular no es posible una dosimetna comparable y reproducible sobre las celulas. Debido a las condiciones incontroladas solo puede determinarse diffcilmente una relacion dosis- efecto fiable. Finalmente, las disoluciones que depositan la sustancia mediante impacto inercial son desventajosas, dado que las celulas sufren, entre otros, las altas velocidades de flujo del aerosol.
La mayona de los sistemas conocidos tienen en comun que el aerosol se porta por medio de un flujo de aire continuo a una camara de exposicion, lo que condiciona una complejidad tecnologica correspondiente. Un ejemplo para un sistema de este tipo es el sistema Air-Liquid-Interface Cell Exposure, abreviado ALICE (descrito en Lenz, A.G., E. Karg, B. Lentner, V. Dittrich, C. Brandenberger, B. Rothen-Rutishauser, H. Schulz, G. A. Ferron y O. Schmid, A dose-controlled system for air-liquid interface cell exposure and application to zinc oxide nanoparticles, Particle and Fibre Toxicology 6 (32), 1-17, 2009). Una nube de aerosol se transporta por medio de un flujo de aire externo desde un lado al interior de una camara de exposicion, allf cae la nube de aerosol hacia abajo, forma un vortice y forma una niebla, que se sedimenta sobre las celulas y de este modo las humecta con sustancia. El aire vaciado del aerosol se extrae de nuevo al otro lado de la camara de exposicion. Este sistema presenta una eficacia de deposicion celular relativamente reducida de aproximadamente el 7% y ocupa relativamente mucho espacio (aproximadamente 1 m3) y por ello no puede hacerse funcionar bajo una cabina de flujo laminar. Ademas, presenta una construccion tecnica muy complicada y por ello tiene un funcionamiento mas complejo. Entre otros, el sistema necesita un humidificador de aire, una bomba y un medidor de flujo de aire para generar un flujo de aire externo asf como una trampa de gotas, para evitar perturbaciones durante el transcurso de la exposicion. Ademas, el nebulizador esta dispuesto lateralmente junto a la camara de exposicion y el sistema se hace funcionar con un flujo de aire externo, en particular es decir no libre de un flujo de aire.
Otro procedimiento que se hace funcionar libre de flujo de aire, se presento por F. Blank en Blank F, Rothen- Rutishauser BM, Schurch S, Gehr P: An optimized in vitro model of the respiratory tract wall to study particle cell interactions. Journal of Aerosol Medicine-Deposition Clearance and Effects in the Lung, 19(3):392-405, 2006. En este procedimiento se humecta una muestra mediante la pulverizacion directa, estando situado el pulverizador 12 cm por encima de la muestra. El sistema genera una pulverizacion de aerosol y deposita el aerosol por medio de impacto inercial sobre la muestra. No se utiliza ni se aprovecha una sedimentacion y no se utilizan ni se aprovechan efectos de nube. Ademas, el sistema esta abierto (sin paredes laterales o zona de tapa) y mediante el procedimiento proporcionado en este caso se consigue solo una eficacia de deposicion no calificada pero probablemente relativamente reducida. Ademas, una pulverizacion de este tipo presenta una distribucion de gotas, que es heterogenea ya tras una distancia muy reducida desde el sitio de generacion. Por tanto, un procedimiento de este tipo no es adecuado para proporcionar una distribucion homogenea de sustancias sobre muestras que estan dispuestas sobre una superficie von 100 cm2 o mas. Ademas, la reproducibilidad de la humectacion de las muestras no esta garantizada, dado que el nebulizador usado (Microsprayer, Penn-Century Inc., EE.UU.) se hace funcionar manualmente.
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Por tanto, un primer objetivo de la presente invencion es proporcionar un dispositivo alternativo y preferiblemente mejorado o un procedimiento mejorado. Este dispositivo o este procedimiento deben atenuar o solucionar en particular los problemas mencionados anteriormente.
Por tanto, con otras palabras, un objetivo de la presente invencion es proporcionar un dispositivo o un procedimiento para la aplicacion rapida, sencilla, uniforme y/o reproducible de una sustancia o de un aerosol (en particular de una sustancia lfquida o solida) sobre una muestra, en particular sobre un cultivo celular de LFG. Ademas, este dispositivo o este procedimiento debe ser adecuado para que el aerosol se aplique con una alta tasa de deposicion (masa de aerosol portiempo por superficie recubierta por celulas).
Igualmente, un objetivo de la presente invencion es disenar este dispositivo o este procedimiento de manera eficaz, facilmente manejable y dosimetricamente exacta. Preferiblemente, el propio procedimiento no debe provocar ningun efecto biologico en las celulas o en cortes de tejido.
Sumario de la invencion
Este objetivo se alcanza o estos objetivos se alcanzan mediante el dispositivo segun la invencion y el procedimiento segun la invencion, en particular como se describe en las reivindicaciones adjuntas, los aspectos posteriores y/o la descripcion adicional. En particular, la presente invencion se refiere a un sistema novedoso (dispositivo, procedimiento y uso) para la exposicion a aerosol de una muestra. En el caso de esta muestra puede tratarse de una muestra biologica, por ejemplo de celulas. Estas celulas pueden estar en forma de celulas individuales, como union de celulas (hasta organos), cortes de tejido y/o celulas en cultivo, por ejemplo como cesped de celulas en cultivo. En particular puede tratarse de celulas en la capa lfmite aire-lfquido (LFG). Sin embargo, ademas, en el caso de esta muestra puede tratarse tambien de una muestra de material de trabajo, por ejemplo de metal, plastico y/o vidrio.
Segun un primer aspecto, la invencion comprende un dispositivo para humectar al menos una muestra por medio de un aerosol. A este respecto, por un aerosol se entiende una mezcla de una sustancia con un gas, por ejemplo aire. La sustancia puede estar en forma lfquida o solida, por ejemplo como gotas o polvo. En otras palabras, en el caso de un aerosol se trata por tanto de una mezcla de partfculas en suspension solidas y/o lfquidas y un gas. El dispositivo comprende paredes laterales, que de manera preferiblemente esencial son verticales, asf como una zona de fondo. La zona de fondo esta dispuesta en el uso normal, en particular en cuanto a la direccion de la gravitacion, en la zona inferior del dispositivo. Se delimita, en particular lateralmente, preferiblemente por paredes laterales. La zona de fondo esta adaptada preferiblemente para alojar o para actuar conjuntamente con un dispositivo de posicionamiento para posicionar la muestra o presenta uno de este tipo. El dispositivo comprende ademas una zona de tapa, que esta opuesta verticalmente a la zona de fondo (arriba), y que esta delimitada, en particular lateralmente, preferiblemente por las paredes laterales verticales. La zona de tapa esta adaptada preferiblemente para alojar o para actuar conjuntamente con una tapa o un techo o presenta uno de este tipo. El dispositivo forma una camara de exposicion a aerosol. Por el termino camara de exposicion se entiende en particular el espacio que esta definido por el dispositivo, y que esta separado en particular por las paredes laterales, la zona de fondo y la zona de tapa del entorno. Comprende ademas y/o esta configurada para actuar conjuntamente con un dispositivo para la generacion de aerosol, que tambien se denomina dispositivo de aerosolizacion, preferiblemente un dispositivo de nebulizacion para generar un aerosol lfquido. Un dispositivo para la generacion de aerosol es un dispositivo que segun la conformacion y el uso puede generar una niebla, una nube o un aerosol de gotas. A este respecto, el dispositivo de aerosolizacion esta dispuesto preferiblemente en la proximidad de la zona de tapa y en particular en la, por encima o por debajo de la zona de tapa o tapa, preferiblemente en cualquier caso en la vista en planta dentro de o entre la(s) pared(es) lateral(es). A este respecto, el dispositivo y/o el dispositivo de aerosolizacion esta(n) adaptado(s) para que el aerosol pueda liberarse en la direccion de la zona de fondo. El dispositivo de aerosolizacion esta dispuesto por encima de la zona de fondo o puede disponerse en la misma de tal manera que el dispositivo de aerosolizacion cubre al menos parcialmente la zona de fondo en una vista en planta vertical y esta dispuesto de manera preferible aproximadamente de manera centrada con respecto a la misma. El dispositivo presenta preferiblemente medios adecuados para posicionar y/o sujetar el dispositivo de aerosolizacion. Mediante el dispositivo segun la invencion puede humectarse la muestra con una sustancia.
El dispositivo de posicionamiento permite disponer de manera adecuada en particular al menos una muestra, en particular una muestra celular y preferiblemente celulas epiteliales, preferiblemente en la LFG. A este respecto, el dispositivo de posicionamiento esta configurado preferiblemente a modo de placa y presenta preferiblemente una o varias cavidades para la muestra o retener la muestra. Un ejemplo preferido de un dispositivo de posicionamiento es una placa de microtitulacion. Ejemplos adicionales son placas Petri o portaobjetos. Las cavidades del dispositivo de posicionamiento estan configuradas preferiblemente para alojar un medio nutritivo para celulas asf como un elemento auxiliar de posicionamiento, en particular insertos Transwell, con cuya ayuda pueden disponerse las celulas en la LFG.
La zona de fondo del dispositivo esta configurada para alojar un dispositivo de posicionamiento o para actuar conjuntamente con uno de este tipo. Para ello, la zona de fondo esta configurada, por ejemplo, para encerrar lateralmente un dispositivo de posicionamiento o para ofrecer espacio para un dispositivo de posicionamiento. La zona de fondo puede presentar una placa de fondo, que cierra la abertura de fondo formada por las paredes
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laterales total o al menos parcialmente. El dispositivo de posicionamiento puede disponerse sobre la placa de fondo. El dispositivo de posicionamiento puede estar configurado, por ejemplo, como una, dos, tres o tambien mas de tres placas de microtitulacion. La zona de fondo esta configurada para ello preferiblemente para alojar tal numero de placas de microtitulacion, preferiblemente mediante una placa de fondo correspondiente con una cavidad para situar la placa de microtitulacion, que esta adaptada a la geometna de las paredes laterales. Esto puede ser especialmente ventajoso, dado que el dispositivo descrito anteriormente puede usarse entonces con los sistemas existentes. Preferiblemente estas son placas de microtitulacion. Sin embargo, el dispositivo de posicionamiento tambien puede estar configurado individualmente. Preferiblemente, el dispositivo de posicionamiento comprende elementos para medir y/o regular una temperatura, preferiblemente con ayuda de un circuito de agua o de un dispositivo de control termico electrico, por ejemplo una calefaccion, elementos para el abastecimiento de la muestra, por ejemplo con medio nutritivo, y/o elementos para medir el peso del aerosol depositado, preferiblemente con ayuda de una o varias microbalanza(s) de cristal de cuarzo. Una microbalanza de cristal de cuarzo de este tipo es adecuada preferiblemente y en particular para la determinacion directa, in situ (en tiempo real) de la cantidad de sustancia depositada sobre la muestra. El dispositivo de posicionamiento esta configurado preferiblemente para la humectacion de 6, 12, 24, 48, 96, 384 o 1536 muestras, o 2 x (6, 12, 24, 48, 96, 384 o 1536) o 3 x (6, 12, 24, 48, 96, 384 o 1536) o 4 x (6, 12, 24, 48, 96, 384 o 1536) muestras.
El dispositivo descrito en el presente documento posibilita depositar un aerosol de manera adecuada y ventajosa sobre una muestra y humectarla. En particular, el dispositivo posibilita de manera sencilla y eficaz una humectacion rapida y homogenea de una y especialmente de varias muestras. A este respecto, han demostrado ser ventajosos en particular la construccion del dispositivo o de la camara de exposicion asf como el posicionamiento del dispositivo de aerosolizacion en relacion con el dispositivo asf como con la muestra. En particular, el dispositivo permite mediante el dispositivo de aerosolizacion la formacion de una nube de aerosol, en particular de una nube, para la que son aplicables al menos esencialmente las leyes del movimiento de una nube. El dispositivo posibilita ademas que esta nube caiga, preferiblemente mediante el propio movimiento de la nube, en particular aprovechando las leyes de movimiento ffsicas de una nube asf como la gravitacion, y por consiguiente permite humectar uniformemente la zona de fondo de la camara, preferiblemente el dispositivo de posicionamiento, y con ello la muestra rapidamente, por regla general en menos de 3 min. En este caso, el dispositivo posibilita ademas el descenso sin obstaculos de la nube especialmente sin un flujo de aire suministrado o generado (libre de corriente de aire o libre de flujo de aire), que influya por ejemplo en el movimiento del aerosol y tal como es el caso por ejemplo en el estado de la tecnica. Ventajosamente, el aerosol ya se genera libre de flujo de aire, es decir sin proporcionar un flujo de aire. Un flujo de aire de este tipo se utiliza en el estado de la tecnica por ejemplo para generar el aerosol por ejemplo por medio de una boquilla o para hacer pasar el aerosol por la muestra y con ello una evacuacion parcial del aerosol. En el caso de un suministro libre de flujo de aire, todo el aerosol generado se queda en la camara de exposicion y puede por consiguiente depositarse de manera muy eficaz mediante la gravitacion y una velocidad inicial de la nube en la direccion de la muestra sobre la muestra. Un ejemplo de un dispositivo de aerosolizacion libre de flujo de aire de este tipo son los nebulizadores de membrana oscilante conocidos en el estado de la tecnica. Se prefiere que el dispositivo de aerosolizacion este configurado de tal manera que el aerosol saliente tenga una cierta velocidad inicial en la direccion de la zona de fondo que sea diferente de cero.
Por nube se entiende preferiblemente en el presente documento que la velocidad de cafda del conjunto de aerosol (bajo la influencia de la gravedad) sea al menos mayor en un factor de 10 que la velocidad de cafda de los aerosoles individuales (o de la nube diluida) y en particular debido al movimiento propio de la nube se consiga una velocidad de cafda media de mas de 1 cm/s, preferiblemente mas de 3 cm/s, de manera especialmente preferible mas de 10 cm/s. En una nube aparece por consiguiente preferiblemente un efecto de sotavento: Al menos algunas de las partfculas de aerosol, que estan en el interior de la nube, experimentan una resistencia aerodinamica reducida, dado que se encuentran a sotavento de las partfculas de aerosol externas o que la rodean. Un requisito para ello es en particular que la nube sea suficientemente densa. El volumen de partfcuias de aerosol es para ello de al menos el 10-4%, preferiblemente al menos el 10-3%, de manera especialmente preferible el 10-2% del volumen de aire en el que esta contenido.
En particular, el dispositivo puede garantizar que el aerosol, preferiblemente al menos en los primeros 1 a 10 segundos de la exposicion, se forma como nube bien definida, intacta, por encima de y directamente por encima de la zona de fondo. La nube puede descender entonces sin alteraciones por ejemplo por objetos colocados en la trayectoria de cafda o por, por ejemplo corrientes de aire adicionales, suministradas desde fuera, en el dispositivo o la camara de exposicion formada por el mismo, siendo ventajoso para el caso no obstaculizado de la nube, que el diametro de la nube (en perpendicular a la direccion de cafda de la nube) sea claramente menor que el ancho interno de la camara en la respectiva altura, en particular que la superficie de seccion transversal de la camara de exposicion al menos en la mitad superior de la camara sea mas de 2 veces, preferiblemente 2,5 veces, de manera especialmente preferible mas de 3 veces mas grande que la superficie de seccion transversal de la nube en la respectiva altura.
Un aspecto preferido adicional es que la nube debe tener espacio suficiente, para no quedarse estancada y con ello caer sin obstaculos. Esto puede garantizarse por ejemplo y en particular porque las paredes laterales de la camara esten situadas separadas suficientemente entre sf.
Un aspecto preferido adicional es que la nube debe llegar como estructura integral a la proximidad de la zona de
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fondo, para poder formar un vortice intenso para la distribucion espacial uniforme del aerosol en la camara de exposicion. Esto puede requerir que la altura de cafda no sea demasiado grande, dado que de lo contrario la nube se habra ensanchado demasiado y desintegrado en la proximidad de la zona de fondo. En el caso de que la altura de cafda o la distancia de la salida de la unidad de nebulizacion con respecto a la zona de fondo sea demasiado reducida, igualmente tampoco puede formarse un vortice suficientemente grande para extenderse por toda la zona de fondo.
En el dispositivo descrito en el presente documento, las partfculas de aerosol liberadas tras abandonar el dispositivo de aerosolizacion ya solo estan sujetas al efecto de la inercia y de la gravedad, es decir que no actuan fuerzas externas adicionales sobre la nube.
Esto y caractensticas correspondientes del dispositivo permiten en particular la generacion de una nube bien definida con un fuerte “movimiento propio”. Para ello son preferiblemente ventajosos los siguientes aspectos: el diametro de la nube, el contenido en lfquido de la nube y/o la geometna de la camara de exposicion, en particular su altura asf como longitud/anchura. Estos parametros conjuntamente determinan preferiblemente la velocidad de cafda y la integridad estructural de la nube en la proximidad de la zona de fondo, que son ventajosas para la formacion de un vortice suficientemente intenso y con ello la distribucion uniforme del aerosol como niebla en la camara de exposicion. Por consiguiente, la velocidad de cafda media de la nube puede designarse preferiblemente como resultado de las propiedades estructurales del dispositivo. En particular, la velocidad de cafda se vuelve preferiblemente cada vez menor cuanto mas llena este la camara de exposicion con niebla. Es decir, las altas velocidades de cafda se obtienen preferiblemente solo al principio del proceso de exposicion.
En particular, la nube (de aerosol) descrita en el presente documento puede estar definida porque tiene un contenido en lfquido tan alto que es visible a la luz del dfa. A diferencia de la niebla, una nube esta preferiblemente delimitada localmente, es decir esta delimitada claramente de un entorno con un contenido en lfquido menor. Por ello, una nube se mueve como un gas con mayor densidad en un gas con menor densidad, es decir una nube desarrolla debido a la gravitacion un intenso movimiento propio y con ello una velocidad de cafda claramente mayor que la que alcanzanan las gotas individuales, dado que las gotas en el interior de la nube estan protegidas frente a la resistencia aerodinamica por las gotas externas y por consiguiente pueden caer mas rapidamente (“efecto de sotavento”, como tambien se menciono anteriormente). Este efecto de nube es ventajoso para la invencion presentada en el presente documento. Ademas, una nube que ya tiene una cierta velocidad inicial se frena segun las leyes de la friccion, siendo responsable la nube como totalidad geometrica de la evolucion del movimiento (no las gotas individuales).
Para la distribucion uniforme del aerosol sobre la zona de fondo se prefiere y resulta ventajoso que no se deposite la nube delimitada estrechamente directamente sobre la zona de fondo mediante impacto inercial, sino que la nube se convierta en una niebla uniforme, que llena toda la camara de exposicion y que entonces mediante sedimentacion natural humecta uniformemente la zona de fondo o el dispositivo de posicionamiento dispuesto en la misma con las muestras que se encuentran en el mismo. Una niebla es igualmente un aerosol lfquido muy denso, que se diferencia de una nube en que una niebla esta distribuida uniformemente y tiene una extension grande, mientras que una nube esta delimitada espacialmente, no esta distribuida necesariamente de manera uniforme y tiene una transicion marcada al aire pobre en lfquido circundante. Una niebla se produce en el dispositivo por ejemplo y preferiblemente por el arremolinamiento natural de la nube, cuando choca con la zona de fondo y se desvfa allf hacia todos los lados de manera uniforme, lo que conduce a la formacion de vortices o remolinos, que convierten la nube claramente definida en una niebla uniforme.
En particular, la niebla descrita en el presente documento puede describirse como un aerosol lfquido muy extendido, distribuido uniformemente, cuyo contenido en lfquido es tan alto que es visible a simple vista debido a la dispersion luminosa en las gotas. La niebla es espacialmente muy estable; a diferencia de una nube no desarrolla un movimiento propio intenso.
Ademas se prefiere y resulta ventajoso que los diversos elementos del dispositivo esten dimensionados de manera adecuada, en particular en relacion entre sf. Por ejemplo, el dispositivo de aerosolizacion, en particular su salida, puede estar dispuesto aproximadamente de 5 cm a 50 cm, ademas de manera preferible aproximadamente de 7 cm a 30 cm y de manera especialmente preferible de aproximadamente 9 cm a 20 cm por encima de la zona de fondo o del dispositivo de posicionamiento y en particular de la LFG. Una longitud lateral vertical o altura de las paredes laterales es preferiblemente de aproximadamente 8 cm a 53 cm, de manera preferible de aproximadamente 10 cm a 33 cm y de manera especialmente preferible de aproximadamente 12 cm a 23 cm. Una longitud lateral horizontal preferida o anchura de la zona de fondo y/o de las paredes laterales asciende a aproximadamente de 5 cm a 100 cm (en particular en el caso de la utilizacion de varios nebulizadores, como se describe a continuacion) y preferiblemente de aproximadamente 7 cm a 50 cm y de manera especialmente preferible de aproximadamente 8 cm a 25 cm. Las paredes laterales pueden ser igual de largas y comprender una zona de fondo y/o zona de tapa aproximadamente cuadrada o presentar anchuras diferentes, y por ejemplo comprender una zona de fondo y/o zona de tapa rectangular. En el caso de paredes laterales de diferente longitud, la otra longitud lateral horizontal preferida o profundidad de la zona de fondo y/o de las paredes laterales asciende a aproximadamente de 4 cm a 80 cm (en particular en el caso de la utilizacion de varios nebulizadores, como se describe a continuacion) y de manera preferible a aproximadamente de 5 cm a 40 cm y de manera especialmente preferible a aproximadamente de 6 cm a
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20 cm. La relacion entre la longitud vertical (altura) de las paredes laterales y la longitud lateral horizontal (anchura; profundidad) asciende a aproximadamente de 1/1 a 2/1, y/o mas preferiblemente a aproximadamente de 4/3 a 1,5/1.
Ademas puede ser especialmente preferible que el cociente entre la superficie de la zona de fondo y la extension vertical de las paredes laterales (en cada caso medidas en cm2 o cm) ascienda a entre 3 y 12, preferiblemente entre 4 y 9, de manera especialmente preferible entre 5 y 7,5 (expuesto en este caso sin unidades).
Igualmente, el cociente entre la superficie de la zona de fondo y la distancia de la entrada del dispositivo de aerosolizacion y la zona de fondo (en cada caso medidas en cm2 o cm) asciende a entre 3 y 12, de manera especialmente preferible entre 4 y 9, de manera mas especialmente preferible a entre 5 y 7,5 (expuesto en este caso sin unidades)
Un dimensionamiento de este tipo permite preferiblemente una formacion de nube de aerosol ventajosa asf como una humectacion efectiva, uniforme y rapida de la muestra.
Para la formacion de una niebla distribuida uniformemente en toda la camara de exposicion a partir del movimiento propio de la nube resulta ventajoso que la nube inicial (nube que se forma en el plazo de los primeros segundos de exposicion, es decir en particular en el plazo de los primeros 10 segundos, preferiblemente en el plazo de los primeros 5 segundos y de manera especialmente preferible en el plazo de los primeros 3 segundos de la formacion de la nube) choque como conjunto compacto con la zona de fondo, para tener suficiente impulso como para formar un vortice, que se extiende uniformemente por toda la zona de fondo. Esto condiciona preferiblemente que la entrada del dispositivo de aerosolizacion este posicionada no mas de aproximadamente 50 cm, preferiblemente no mas de 30 cm, de manera especialmente preferible no mas de 20 cm por encima de la zona de fondo.
En particular se prefiere y resulta ventajoso que las distancias entre paredes laterales opuestas esten ajustadas de tal manera que los vortices llenen uniformemente toda la superficie de la zona de fondo definida de ese modo. Esto limita la extension horizontal maxima preferida de la camara de exposicion preferiblemente a como maximo aproximadamente 10 veces el diametro de la nube inicial en el punto de entrada en la camara de exposicion. Este diametro inicial de la nube puede ascender por ejemplo a aproximadamente 2 cm.
Segun una forma de realizacion preferida, la geometna de la zona de tapa corresponde esencialmente a la zona de fondo y esta dispuesta verticalmente con respecto a la misma (en la direccion de la gravedad por encima). Preferiblemente, la zona de tapa se extiende esencialmente a lo largo del o en la proximidad del plano imaginario formado por los extremos (superiores) de las paredes laterales y/o se delimita hacia fuera por las paredes laterales. Correspondientemente, la zona de fondo se extiende esencialmente a lo largo del o en la proximidad del plano imaginario formado por los extremos (inferiores) de las paredes laterales y/o se delimita hacia fuera por las paredes laterales.
Ademas se prefiere que la zona de fondo y/o la zona de tapa sea(n) esencialmente horizontal(es). Esto tiene preferiblemente un efecto ventajoso no solo sobre la simplicidad de la construccion y la fabricacion sino tambien sobre la funcionalidad descrita anteriormente y a continuacion del dispositivo.
Mientras las paredes laterales, que tal como se ha descrito preferiblemente delimitan lateralmente las zonas de fondo y/o de tapa, estan dispuestas de manera preferiblemente esencial en perpendicular, alternativamente estan configuradas de manera preferiblemente esencial en forma piramidal y/o forma conica, que se abre o se ensancha hacia abajo.
Las dimensiones y los parametros del dispositivo comentados en el presente documento estan configurados preferiblemente y adaptados entre sf preferiblemente de tal manera que se confieren y/o se posibilitan las funcionalidades descritas. Por ejemplo resulta ventajoso que el dispositivo de aerosolizacion genere un aerosol de tal manera que este forme una nube. Esta nube de aerosol formada por el dispositivo de aerosolizacion puede caer de manera preferiblemente esencial libremente, en particular para que el fuerte movimiento propio de la nube que resulta de ello conduzca al chocar con la zona de fondo a la formacion de un vortice muy marcado. Con este proposito resulta ventajoso que el dispositivo de aerosolizacion, la nube y/o el dispositivo este(n) configurado(s) de tal manera que la superficie de seccion transversal de la nube (en perpendicular al sentido de cafda de la nube) sea claramente menor que la anchura interna de la camara a la respectiva altura, en particular que la superficie de seccion transversal de la camara de exposicion al menos en la mitad superior de la camara ascienda a mas de 2 veces, preferiblemente 2,5 veces, de manera especialmente preferible mas de 3 veces mas que la superficie de seccion transversal de la nube a la respectiva altura.
La zona de tapa puede, excepto las respectivas secciones de extremo de las paredes laterales, estar configurada unicamente como abertura o rebaje. Sin embargo, se prefiere especialmente que la zona de tapa presente una pared de tapa. Esta puede proteger la zona, que esta separada mediante las paredes laterales verticales del entorno, y tambien se denomina camara de exposicion, adicionalmente del entorno.
La pared de tapa puede estar configurada de manera que puede retirarse o estar dispuesta de manera que puede retirarse en las paredes laterales. Alternativamente, esta puede estar configurada de manera solidaria con las paredes laterales. De manera especialmente preferible, la pared de tapa tambien puede presentar un rebaje o una
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abertura o presentar una zona que este configurada de manera que puede retirarse o para su apertura. Esta zona retirable o esta abertura de la pared de tapa esta configurada o dimensionada de manera especialmente preferible de tal manera que el dispositivo de aerosolizacion pueda introducir el aerosol mediante las mismas o a traves de las mismas en la camara de exposicion verticalmente hacia abajo en la direccion de la zona de fondo. El dispositivo de aerosolizacion puede disponerse para ello verticalmente justo por encima de la zona de tapa, exactamente a la altura de la zona de tapa o verticalmente justo por debajo de la zona de tapa. A este respecto, la posicion del dispositivo de aerosolizacion se determina preferiblemente mediante su salida de aerosol, preferiblemente mediante el sitio de la generacion de aerosol, por ejemplo la membrana oscilante. El posicionamiento del dispositivo de aerosolizacion puede conducir a una formacion de nube especialmente adecuada y ventajosa.
Ademas se prefiere especialmente que las paredes laterales sean al menos parcialmente transparentes. Por ejemplo, las paredes laterales pueden presentar vidrio y/o plastico, por ejemplo un policarbonato transparente, preferiblemente Makrolon, o estar compuestos por los mismos. Este ultimo es particularmente ventajoso, dado que puede esterilizarse facilmente con, por ejemplo, alcohol. Ademas, al usuario le puede resultar posible observar los fenomenos que tienen lugar dentro del dispositivo. En particular, de este modo puede ponerse al usuario en la situacion de observar en que medida una formacion de nube y de vortice y/o una humectacion ha terminado o en que medida ha avanzado. Esto sirve preferiblemente para el control de calidad y la optimizacion del modo de proceder.
Ademas, de este modo el dispositivo puede configurarse de manera relativamente ligera (de poco peso), por ejemplo el dispositivo puede estar configurado de tal manera que su peso total (por ejemplo sin dispositivo de posicionamiento) no ascienda a mas de cinco kilogramos, preferiblemente no mas de un kilogramo, por ejemplo aproximadamente 800 gramos (a este respecto el dispositivo de posicionamiento no comprende preferiblemente ninguna caractenstica adicional relevante para el peso, como por ejemplo un dispositivo de calentamiento). Mediante una configuracion ligera y ademas mediante el dimensionamiento adecuado descrito anteriormente puede utilizarse un dispositivo de este tipo en particular tambien para su uso en una cabina de flujo laminar o camara de esterilizacion.
Preferiblemente, la pared de tapa presenta al menos uno de los materiales que presentan tambien las paredes laterales. Esto puede implementarse por ejemplo de manera especialmente sencilla desde el punto de vista de la tecnica de fabricacion. Ademas, esto conduce a una apariencia unitaria del dispositivo.
Preferiblemente el dispositivo y en particular sus componentes, por ejemplo las paredes laterales, pueden estar configurados estancos al aire o a los gases hacia fuera. Un dispositivo de este tipo es especialmente muy adecuado tambien para experimentos toxicologicos o para investigar sustancias toxicologicas. En particular, en una configuracion de este tipo, los componentes (por ejemplo las paredes laterales) tambien pueden estar impermeabilizados de manera estanca al aire o a los gases de manera correspondiente entre sf, por ejemplo mediante el uso de materiales de sellado.
El dispositivo de aerosolizacion esta configurado preferiblemente como nebulizador. Sin embargo, el dispositivo de aerosolizacion ademas puede presentar tambien varios nebulizadores, que esten dispuestos de manera adecuada entre sr A este respecto, los nebulizadores pueden disponerse preferiblemente cerca o estrechamente unos junto a otros, en particular de modo que las respectivas nubes de aerosol generadas por los nebulizadores se fusionen ya poco tras la generacion para dar una nube grande. Alternativa y/o adicionalmente, los nebulizadores del dispositivo de aerosolizacion pueden disponerse preferiblemente con tanta separacion entre sf, que cada nebulizador genere una nube independiente, no fusionandose las nubes de aerosol individuales hasta el descenso y el arremolinamiento para dar una niebla, que permite una deposicion de gotas uniforme. A este respecto es importante en particular la disposicion espacial de los nebulizadores, que puede depender a su vez de la geometna de la camara, de la superficie de seccion transversal activa (diametro) de la nube inicial y de la tasa de expulsion de lfquido del nebulizador.
Los nebulizadores de membrana oscilante preferidos pueden presentar por ejemplo una membrana, que esta alineada preferiblemente en paralelo con respecto a la horizontal. Un dispositivo de aerosolizacion configurado de esta manera puede garantizar en particular una formacion de nube adecuada, tal como se describio anteriormente.
En particular, el dispositivo de aerosolizacion esta adaptado preferiblemente a generar o liberar partfculas de aerosol con un tamano medio de entre aproximadamente 1 |im y 15 |im, preferiblemente entre aproximadamente 2 |im y 10 |im y de manera especialmente preferible entre aproximadamente 3 |im y 7 |im. Tambien esto influye en una formacion de nube adecuada y en el tiempo de sedimentacion de la niebla preferiblemente de manera adicionalmente positiva. Las gotas demasiado grandes impactan directamente con la aproximacion de la nube inicial en la zona de fondo. Dado que la nube inicial no esta distribuida uniformemente a traves de la zona de fondo, esto conducina a una humectacion no uniforme de la zona de fondo. Las gotas demasiado pequenas no tienen suficiente masa para sedimentar eficazmente sobre la placa de fondo, lo que prolongana el tiempo de sedimentacion y con ello el tiempo de una exposicion y reducina la eficacia de deposicion.
Preferiblemente, el dispositivo de aerosolizacion, en particular en una vista en planta vertical, esta dispuesto de manera centrada por encima de la zona de fondo o del dispositivo de posicionamiento. A este respecto, el punto
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central de la zona de fondo o del dispositivo de posicionamiento en una vista en planta vertical coincide de manera preferible aproximadamente con el punto central del dispositivo de aerosolizacion. Si el dispositivo de aerosolizacion comprende varios nebulizadores, estos estan dispuestos a este respecto preferiblemente de manera esencialmente simetrica con respecto al punto central de la zona de fondo o del dispositivo de posicionamiento. Esto puede favorecer en particular que la formacion de la nube tenga lugar de manera simetrica y uniforme y por tanto que la muestra se humecta de manera especialmente uniforme con la sustancia.
Segun una forma de realizacion preferida adicional, el dispositivo presenta una fuente luminosa. Esta esta adaptada o dispuesta preferiblemente para indicar a un usuario si la nube ya ha descendido completamente en la camara de exposicion. Por ejemplo, en el caso de la fuente luminosa puede tratarse de una fuente de laser, por ejemplo un “puntero laser”. La fuente luminosa esta dispuesta preferiblemente de tal manera que se emite un rayo de luz definido a la camara. Preferiblemente se genera un rayo con un diametro que es menor de 1 cm. Preferiblemente, la disposicion es de tal manera que el rayo laser emitido discurre esencialmente en perpendicular a una direccion de vision de un usuario. De este modo puede protegerse al usuario por un lado de la radiacion laser. Por otro lado, el usuario solo percibe el rayo laser como tal cuando se dispersa (por ejemplo en partfculas finas en una nube o en una niebla). Por tanto, mediante una fuente luminosa de este tipo se proporciona una posibilidad sencilla y segura de observar si la nube o la niebla estan todavfa presentes o si el aerosol ya se ha depositado sobre la muestra. En otras palabras, un rayo de luz de este tipo es invisible para el operario del dispositivo (que mira por ejemplo desde “delante” al interior de la camara), a no ser que la camara contenga una nube suficientemente densa o una niebla suficientemente densa, en cuyas gotas la luz se dispersa en todas las direcciones, es decir tambien hacia delante. En cuanto el rayo de luz ya no es visible, la nube ha descendido completamente sobre la zona de fondo y puede considerarse que la humectacion de la muestra ha terminado. Preferiblemente, una fuente luminosa de este tipo esta dispuesta en una pared lateral de tal manera que el rayo discurre en perpendicular a traves de la pared lateral, de manera especialmente preferible en una posicion centrada horizontalmente de la pared lateral. Verticalmente se prefiere especialmente que la fuente luminosa este dispuesta a una distancia de entre aproximadamente 5 y 8 cm por encima del dispositivo de posicionamiento. En general de este modo puede proporcionarse un control sencillo y de facil manejo, sobre si la nube ha descendido en la camara ya completamente sobre la zona de fondo y con ello la operacion de humectacion ha terminado, que es ventajoso en comparacion con el control meramente visual.
Ademas, se prefiere que el dispositivo presente ademas una camara de control, que este separada por ejemplo mediante al menos una pared de la camara de exposicion de tal manera que el aerosol generado por el dispositivo de aerosolizacion no llega a la camara de control. De este modo, ademas de las muestras que se humectan mediante el aerosol, pueden tambien preverse muestras que no experimentan una humectacion de este tipo, pero que estan expuestas a las mismas influencias. Tales muestras pueden utilizarse con fines de comparacion o como controles en particular para muestras biologicas, para garantizar que la manipulacion de las propias muestras biologicas no tiene ningun efecto biologico (no intencionado) sobre las muestras.
Segun un aspecto adicional, la invencion se refiere tambien a un procedimiento para humectar al menos una muestra con un aerosol. En particular, este procedimiento puede realizarse con un dispositivo tal como se describio anteriormente. Comprende ademas preferiblemente las etapas o funcionalidades descritas en relacion con la discusion anterior del dispositivo.
El procedimiento comprende preferiblemente las etapas de proporcionar al menos una muestra, generar y proporcionar una nube de aerosol por encima, preferiblemente en perpendicular por encima, de la al menos una muestra y hacer descender la nube de aerosol en la direccion de la muestra.
Preferiblemente, la nube forma al aproximarse a la zona de fondo al menos un vortice y se convierte en una niebla. Esta desciende entonces en la direccion de la muestra.
A este respecto, las partfculas de aerosol se liberan mediante el dispositivo de aerosolizacion libre de flujo de aire con una cierta velocidad de salida (o velocidad inicial) preferiblemente en la direccion de la muestra o del dispositivo de posicionamiento.
La nube de aerosol desciende, preferiblemente de manera condicionada por la gravitacion y debido a la velocidad de salida de la nube fuera del nebulizador. La nube cae por consiguiente preferiblemente de manera libre. A continuacion, la nube se desvfa preferiblemente en la zona de fondo, por ejemplo en la muestra y/o el dispositivo de posicionamiento. La desviacion tiene lugar preferiblemente de manera uniforme lateralmente en todas las direcciones y entonces tiene lugar una nueva variacion de direccion de la nube hacia arriba mediante la desviacion en las paredes laterales. De este modo se producen vortices o remolinos, preferiblemente uniformes, que conducen en particular a una distribucion uniforme de la nube de aerosol y con ello a la formacion de una niebla de aerosol, en particular en la parte inferior de la camara de exposicion. En particular, en el caso de una nebulizacion progresiva, el dispositivo se llena por consiguiente gradualmente de abajo arriba con niebla. Esta niebla es de manera condicionada por la gravitacion lo mas densa abajo o en la proximidad del fondo. A continuacion, en particular tras terminar la nebulizacion, la niebla desciende sobre el dispositivo de posicionamiento y la al menos una muestra dispuesta sobre el mismo. Las muestras se humectan uniformemente, independientemente del sitio de su disposicion sobre el dispositivo de posicionamiento. La duracion desde el inicio de la nebulizacion hasta el fin de la humectacion, en particular uniforme, asciende preferiblemente a menos de 12 min, preferiblemente menos de 6 min,
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de manera especialmente preferible menos de 3 min.
Las muestras son, como se ha descrito al principio, celulas en cultivo, preferiblemente celulas epiteliales, que estan dispuestas o se cultivan preferiblemente en la LFG. Su disposicion tiene lugar en particular sobre una placa de microtitulacion convencional. Sin embargo, igualmente puede tratarse tambien de otro material biologico, por ejemplo tejidos, bacterias o similares. Tambien es posible una implementacion de las muestras como muestras de material de trabajo.
Preferiblemente, el aerosol y con ello la nube o la niebla presenta una sustancia farmaceuticamente y/o toxicologicamente activa.
Preferiblemente, el aerosol presenta una sustancia lfquida, que se transfiere mediante pipeta por ejemplo al dispositivo de aerosolizacion. La nube de aerosol generada es preferiblemente de tal manera, en particular tan densa (alto contenido en lfquido), que son aplicables las leyes del movimiento de una nube, siendo aplicables preferiblemente los parametros descritos anteriormente para las propiedades de la nube. Esto conduce en particular a que la nube descienda debido a su velocidad de salida desde el nebulizador y la fuerza gravitacional (es decir debido a la cafda), al aproximarse a la zona de fondo forme vortices, que convierten la nube en una niebla, que desciende entonces debido a la gravitacion uniformemente sobre la zona de fondo y la muestra que se encuentra en la misma.
Al experto en la tecnica le quedara claro que los aspectos descritos anteriormente, que se han descrito detalladamente en relacion con el dispositivo segun la invencion, tambien se implementan en el procedimiento segun la invencion.
En el marco de esta descripcion se dan a conocer adicionalmente los siguientes aspectos en relacion con la invencion:
1. Dispositivo (2) para humectar al menos una muestra por medio de un aerosol, presentando el dispositivo (2)
paredes laterales (4a, 4b, 4c, 4d),
una zona de fondo (6), que esta delimitada por las paredes laterales (4a, 4b, 4c, 4d),
estando adaptada la zona de fondo (6) para alojar o para actuar conjuntamente con un dispositivo de posicionamiento (8) para posicionar la(s) muestra(s), que esta(n) situada(s) por ejemplo en elevaciones (18),
una zona de tapa (10), que esta opuesta verticalmente a la zona de fondo (6), y que esta delimitada por las paredes laterales (4a, 4b, 4c, 4d),
formando el dispositivo (2) una camara de exposicion (12),
un dispositivo de aerosolizacion (14) para generar un aerosol (16), que esta dispuesto en la proximidad de la zona de tapa (10),
estando dispuesto el dispositivo de aerosolizacion (14) por encima de la zona de fondo (6), de tal manera que el dispositivo de aerosolizacion (14) cubre al menos parcialmente la zona de fondo (6) en una vista en planta vertical.
2. Dispositivo (2) para humectar al menos una muestra por medio de un aerosol, presentando el dispositivo (2)
paredes laterales (4a, 4b, 4c, 4d),
una zona de fondo (6), que esta delimitada por las paredes laterales (4a, 4b, 4c, 4d),
estando adaptada la zona de fondo (6) para alojar o para actuar conjuntamente con un dispositivo de posicionamiento (8) para posicionar la muestra,
una zona de tapa (10), que esta opuesta verticalmente a la zona de fondo (6), y que esta delimitada por las paredes laterales (4a, 4b, 4c, 4d),
formando el dispositivo (2) una camara de exposicion (12),
un dispositivo de aerosolizacion (14) para generar un aerosol (16), que esta dispuesto preferiblemente en la proximidad de la zona de tapa (10),
estando configurados el dispositivo (2) y/o el dispositivo de aerosolizacion (14) para formar una nube de aerosol.
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3. Dispositivo (2) para humectar al menos una muestra por medio de un aerosol, presentando el dispositivo (2)
paredes laterales (4a, 4b, 4c, 4d),
una zona de fondo (6), que esta delimitada por las paredes laterales (4a, 4b, 4c, 4d),
estando adaptada la zona de fondo (6) para alojar o para actuar conjuntamente con un dispositivo de posicionamiento (8) para posicionar la(s) muestra(s), que esta(n) situada(s) por ejemplo en elevaciones (18),
una zona de tapa (10), que esta opuesta verticalmente a la zona de fondo (6), y que esta delimitada por las paredes laterales (4a, 4b, 4c, 4d),
formando el dispositivo (2) una camara de exposicion (12),
un dispositivo de aerosolizacion (14) para generar un aerosol (16), que esta dispuesto preferiblemente en la proximidad de la zona de tapa (10),
estando configurado el dispositivo de aerosolizacion como dispositivo de aerosolizacion libre de flujo de aire.
4. Dispositivo (2) segun uno de los aspectos anteriores, no presentando el dispositivo ningun dispositivo de aerosolizacion, sino estando configurado para alojarlo o para actuar conjuntamente con el mismo.
5. Dispositivo (2) segun uno de los aspectos anteriores, estando dispuesto el dispositivo de aerosolizacion (14) por encima de la zona de fondo (6), de tal manera que el dispositivo de aerosolizacion (14) cubre al menos parcialmente la zona de fondo (6) en una vista en planta vertical.
6. Dispositivo (2) segun uno de los aspectos anteriores, siendo las paredes laterales (4a, 4b, 4c, 4d) esencialmente verticales, y/o
siendo la zona de fondo (6) esencialmente horizontal, y/o
estando delimitada lateralmente la zona de fondo (6) por las paredes laterales (4a, 4b, 4c, 4d), y/o estando delimitada lateralmente la zona de tapa (10) por las paredes laterales (4a, 4b, 4c, 4d).
7. Dispositivo (2) segun uno de los aspectos anteriores, estando adaptado el dispositivo de aerosolizacion (14) para liberar el aerosol en la direccion (R) de la zona de fondo (6).
8. Dispositivo (2) segun uno de los aspectos anteriores, estando dispuesto el dispositivo de aerosolizacion (14) en una vista en planta vertical dentro de la(s) o entre la(s) pared(es) lateral(es) (4) y presentando preferiblemente una distancia minima adecuada con respecto a las paredes laterales, que asciende preferiblemente a al menos 3 cm.
9. Dispositivo (2) segun uno de los aspectos anteriores, presentando el aerosol un lfquido y/o un solido y comprendiendo preferiblemente partfculas en suspension lfquidas y/o solidas y un gas.
10. Dispositivo (2) segun uno de los aspectos anteriores, estando configurado el dispositivo (2) y/o el dispositivo de nebulizacion (14) para formar una nube.
11. Dispositivo (2) segun uno de los aspectos anteriores, estando configurado el dispositivo para hacerse funcionar sin flujo de aire externo, y en particular libre de flujo de aire.
12. Dispositivo (2) segun uno de los aspectos anteriores, comprendiendo el dispositivo de aerosolizacion al menos un nebulizador y presentando preferiblemente un nebulizador configurado como nebulizador libre de flujo de aire y presentando preferiblemente un nebulizador de membrana oscilante y siendo preferiblemente uno de este tipo.
13. Dispositivo (2) segun uno de los aspectos anteriores, estando orientado el dispositivo de aerosolizacion (14) de tal manera que la direccion de movimiento inicial de la nube forma con la vertical un angulo de menos de 30° y estando alineada de manera preferiblemente esencial en paralelo a la vertical y presentando el dispositivo de aerosolizacion (14) preferiblemente una membrana perforada, que forma con la horizontal un angulo de menos de 30° y que esta alineada de manera preferiblemente esencial en paralelo con respecto a la horizontal.
14. Dispositivo (2) segun uno de los aspectos anteriores, estando dispuesto en una vista en planta vertical el dispositivo de aerosolizacion aproximadamente de manera centrada por encima de la zona de fondo o del dispositivo de posicionamiento.
15. Dispositivo (2) segun uno de los aspectos anteriores, estando configurado el dispositivo de tal manera que una nube generada inicialmente por el dispositivo de nebulizacion se crea de tal manera que la velocidad de cafda media de la nube generada al inicio de la exposicion es mayor de 1 cm/s, preferiblemente mayor de 3 cm/s, de manera
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especialmente preferible mayor de 10 cm/s, siendo esta velocidad preferiblemente la velocidad de salida de la nube fuera del dispositivo de aerosolizacion.
16. Dispositivo (2) segun una de las reivindicaciones anteriores, estando configurado el dispositivo de tal manera que la nube generada por el dispositivo de aerosolizacion se crea de tal manera que la nube puede caer sin obstaculos y por consiguiente se garantiza un transporte rapido del aerosol a la zona de fondo.
17. Dispositivo (2) segun una de las reivindicaciones anteriores, estando dimensionada la camara de exposicion de tal manera que la superficie de seccion transversal horizontal de la camara de exposicion en la mitad superior de la camara es mas de 2 veces, preferiblemente 2,5 veces, de manera especialmente preferible mas de 3 veces mas grande que la superficie de seccion transversal de la nube.
18. Dispositivo (2) segun uno de los aspectos anteriores, con un dispositivo de posicionamiento (8) para el posicionamiento de una muestra.
19. Dispositivo (2) segun uno de los aspectos anteriores, estando configurado(s) el dispositivo y/o el dispositivo de posicionamiento para alojar o para humectar una muestra, preferiblemente celulas y de manera especialmente preferible celulas epiteliales, por ejemplo en elevaciones (18).
20. Dispositivo (2) segun uno de los aspectos anteriores, estando adaptado(s) el dispositivo y/o el dispositivo de posicionamiento de tal manera que la muestra puede disponerse como capa lfmite aire-lfquido (LFG).
21. Dispositivo (2) segun uno de los aspectos anteriores, presentando el dispositivo de posicionamiento elementos para medir y/o regular una temperatura, por ejemplo una calefaccion electrica o un dispositivo de control termico que se hace funcionar con ayuda de un circuito de agua, elementos para el abastecimiento de la muestra, por ejemplo con medio nutritivo, y/o elementos para medir el peso de una sustancia depositada sobre una o varias muestras, por ejemplo una o varias microbalanzas de cristal de cuarzo.
22. Dispositivo segun uno de los aspectos anteriores, estando dispuesto el dispositivo de aerosolizacion, en particular su salida, verticalmente entre 5 cm y 50 cm por encima de la zona de fondo o del dispositivo de posicionamiento, preferiblemente entre 7 cm y 30 cm, de manera especialmente preferible entre 9 cm y 20 cm y en particular aproximadamente 16 cm.
23. Dispositivo segun uno de los aspectos anteriores, estando dispuesto el dispositivo de aerosolizacion,
preferiblemente la membrana oscilante de un nebulizador, verticalmente por encima de la zona de tapa, preferiblemente entre 0 cm y 10 cm, de manera especialmente preferible entre 3 cm y 7 cm y en particular aproximadamente 5 cm por encima de la misma.
24. Dispositivo segun uno de los aspectos anteriores, estando dispuesto el dispositivo de aerosolizacion
verticalmente por debajo de la zona de tapa, preferiblemente entre 0 cm y 10 cm, de manera especialmente preferible entre 3 cm y 7 cm y en particular aproximadamente 5 cm por debajo de la misma.
25. Dispositivo segun uno de los aspectos anteriores, siendo las paredes laterales al menos parcialmente
transparentes.
26. Dispositivo segun uno de los aspectos anteriores, presentando las paredes laterales vidrio y/o un plastico, por ejemplo policarbonato y presentando de manera especialmente preferible al menos zonas de las paredes laterales un material de este tipo o consistiendo en un material de este tipo.
27. Dispositivo segun uno de los aspectos anteriores, teniendo las paredes laterales una extension vertical de entre 8 cm y 53 cm, preferiblemente entre 10 cm y 33 cm, de manera especialmente preferible entre 12 cm y 23 cm y en particular aproximadamente 19 cm.
28. Dispositivo segun uno de los aspectos anteriores, presentando la zona de fondo una primera longitud lateral horizontal de entre 5 cm y 100 cm, preferiblemente entre 7 cm y 50 cm, de manera especialmente preferible entre 8 cm y 25 cm y una segunda longitud lateral horizontal de entre 4 cm y 80 cm, preferiblemente entre 5 y 40 cm, de manera especialmente preferible entre 6 cm y 20 cm.
29. Dispositivo segun uno de los aspectos anteriores, estando configurada la zona de fondo exactamente para alojar un dispositivo de posicionamiento, que comprende una, dos, tres o cuatro placas de microtitulacion.
30. Dispositivo segun uno de los aspectos anteriores, estando configurado el dispositivo para la humectacion uniforme de varias, preferiblemente de 6, 12, 24, 48, 96, 384 o 1536 muestras, o 2 x (6, 12, 24, 48, 96, 384 o 1536) o 3 x (6, 12, 24, 48, 96, 384 o 1536) o 4 x (6, 12, 24, 48, 96, 384 o 1536) muestras.
31. Dispositivo segun uno de los aspectos anteriores, presentando la zona de tapa y/o el dispositivo en la zona de tapa una pared de tapa, que se extiende de manera preferiblemente esencial en horizontal.
32. Dispositivo segun uno de los aspectos anteriores, estando dispuesta la pared de tapa de manera que puede
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retirarse en las paredes laterales verticales o estando unida con las mismas, rebaje y/o presentando una zona que esta configurada para abrirse.
33. Dispositivo segun uno de los aspectos anteriores, estando configurada o abertura de tal manera que el dispositivo puede limpiarse en su pared interna sobre la zona de fondo.
34. Dispositivo segun el aspecto 32 o 33, estando dispuesta una zona esencialmente de manera centrada en la zona de tapa.
35. Dispositivo segun uno de los aspectos anteriores, estando configurada o dimensionada la zona retirable adicional o la abertura de tal manera que el dispositivo de aerosolizacion puede introducir el aerosol a traves de la misma en la camara de exposicion.
36. Dispositivo segun uno de los aspectos anteriores, presentando la pared de tapa al menos uno de los materiales que presentan las paredes laterales.
37. Dispositivo segun uno de los aspectos anteriores, ascendiendo la distancia vertical del dispositivo de aerosolizacion, en particular de su salida, con respecto a la muestra y preferiblemente con respecto a la capa lfmite aire-lfquido representada mediante una muestra biologica a entre 5 cm y 50 cm, preferiblemente entre 7 cm y 30 cm y de manera especialmente preferible entre 9 cm y 20 cm, en particular aproximadamente 16 cm.
38. Dispositivo segun uno de los aspectos anteriores, presentando el dispositivo exactamente un nebulizador.
39. Dispositivo segun uno de los aspectos anteriores, presentando el dispositivo varios nebulizadores.
40. Dispositivo segun uno de los aspectos anteriores, estando adaptado el dispositivo de aerosolizacion para generar y/o liberar partfculas de aerosol con un diametro aerodinamico medio de entre 1 pm y 15 pm, preferiblemente entre 2 pm y 10 pm, de manera especialmente preferible entre 3 pm y 7 pm.
41. Dispositivo segun uno de los aspectos anteriores y adicionalmente con una fuente de laser, que esta configurada y posicionada para emitir un rayo laser esencialmente en paralelo con respecto a la horizontal y en perpendicular con respecto a la direccion de vision del operario a traves de al menos una pared lateral, de modo que el rayo laser es visible exactamente para un usuario cuando una nube o una niebla se encuentra en la camara de exposicion.
42. Dispositivo segun uno de los aspectos anteriores, presentando el dispositivo ademas una camara de control, que esta separada, preferiblemente mediante al menos una pared, de la camara de exposicion, de tal manera que el aerosol generado por el dispositivo de aerosolizacion no llega a la camara de control.
43. Procedimiento para humectar al menos una muestra por medio de un aerosol, en particular con un dispositivo segun uno de los aspectos anteriores, presentando el procedimiento las etapas de
proporcionar al menos una muestra,
generar una nube de aerosol (16) por encima, preferiblemente en perpendicular por encima, de la al menos una muestra en una posicion, que cubre al menos parcialmente la zona de fondo (6) en una vista en planta vertical
y dejar descender la nube de aerosol en la direccion (R) de la muestra.
44. Procedimiento para humectar al menos una muestra por medio de un aerosol, en particular con un dispositivo segun uno de los aspectos anteriores, presentando el procedimiento las etapas de
proporcionar al menos una muestra,
generar una nube de aerosol (16)
y dejar descender la nube de aerosol en la direccion (R) de la muestra.
45. Procedimiento para humectar al menos una muestra por medio de un aerosol, en particular con un dispositivo segun uno de los aspectos anteriores, presentando el procedimiento las etapas de
proporcionar al menos una muestra,
generar un aerosol (16) por medio de un nebulizador libre de flujo de aire, y dejar descender el aerosol en la direccion (R) de la muestra.
46. Procedimiento segun uno de los aspectos 44 a 46, ademas con la etapa de conformar vortices, que convierten la nube en una niebla, que llena uniformemente la camara de exposicion en una vista en planta vertical de la zona de fondo.
y/o presentando una abertura o un
dimensionada la zona retirable o la y la(s) muestra(s) puede(n) situarse
retirable adicional o una abertura
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47. Procedimiento segun uno de los aspectos 44 a 47, ademas con la etapa de dejar descender de manera condicionada por la gravitacion la niebla.
48. Procedimiento segun uno de los aspectos 45 a 48, comprendiendo la etapa de generar el aerosol generar una nube de aerosol.
49. Procedimiento segun uno de los aspectos 44 a 49, teniendo lugar la etapa de generar el aerosol (16) o la etapa de generar la nube de aerosol verticalmente por encima de la al menos una muestra en una posicion, que cubre al menos parcialmente la zona de fondo (6) en una vista en planta vertical.
50. Procedimiento segun uno de los aspectos 44 a 50, ademas con la etapa de humectar uniformemente en el espacio la al menos una muestra.
51. Procedimiento segun uno de los aspectos 44 a 51, ademas con la etapa de generar el aerosol (16) por encima de la al menos una muestra.
52. Procedimiento segun uno de los aspectos 44 a 52, ademas con la etapa de formar remolinos en la nube de aerosol, preferiblemente mediante el choque de la nube con la muestra y/o con un dispositivo de posicionamiento (8) que proporciona la muestra.
53. Procedimiento segun uno de los aspectos 44 a 53, ademas con la etapa de formar una niebla y dejar descender de manera condicionada por la gravitacion la niebla sobre la al menos una muestra.
54. Procedimiento segun uno de los aspectos 51 a 54, significando la etapa de humectar uniformemente que en el caso de usar un dispositivo de posicionamiento para mas de una muestra, que tiene un tamano de como maximo 5 cm2, las muestras se cubren con aproximadamente la misma masa de sustancia, ascendiendo la variabilidad de las masas, en particular el nivel de confianza al 95%, alrededor del valor medio entre las muestras a menos del 40%, preferiblemente menos del 30%, de manera especialmente preferible menos del 20% y ascendiendo de manera muy especialmente preferible a menos del 10%.
55. Procedimiento segun uno de los aspectos 51 a 55, ademas con la etapa de proporcionar una muestra sobre un dispositivo de posicionamiento, preferiblemente en la LFG.
56. Procedimiento segun uno de los aspectos 44 a 56 y ademas con la etapa de proporcionar un dispositivo de aerosolizacion (14), preferiblemente dispositivo de nebulizacion libre de flujo de aire para generar el aerosol (16).
57. Procedimiento segun uno de los aspectos 44 a 57, presentando el aerosol una sustancia farmaceuticamente activa o una sustancia toxica, por ejemplo sustancias inorganicas y/u organicas, peptidos y/o protemas solubles en agua.
58. Procedimiento segun uno de los aspectos 44 a 58, presentando el aerosol nanopartfculas y/o partfculas en suspension que se producen de manera natural o que se generan intencionadamente de sustancias inorganicas y/u organicas, por ejemplo partfculas de negro de carbon, partfculas metalicas y de oxido de metal, nanotubos de carbono, liposomas y/o partfculas de gelatina.
59. Procedimiento segun uno de los aspectos 44 a 59, consiguiendose una humectacion uniforme de la muestra en menos de 12 min, preferiblemente menos de 6 min, de manera especialmente preferible menos de 3 min.
60. Uso de un dispositivo segun uno de los aspectos 1 a 42, para realizar un procedimiento segun uno de los aspectos 44 a 59.
Las etapas de procedimiento tienen lugar preferiblemente, pero no necesariamente, en la secuencia descrita.
La presente invencion, es decir el presente dispositivo segun la invencion y el procedimiento segun la invencion, posibilita una humectacion o cobertura rapida, eficaz y uniforme de muestras, preferiblemente celulas en la capa ifmite aire-lfquido (LFG) con un aerosol, en particular con aerosoles lfquidos, ademas en particular con aerosoles lfquidos con sustancias farmaceuticas. Mediante el transporte descrito de las sustancias en un aerosol por medio de, por ejemplo, conveccion en la nube, en particular sin generar o utilizar una corriente de aire externa en el o desde el dispositivo o sin impacto inercial o pulverizacion, pueden evitarse desventajas del estado de la tecnica e implementarse ventajas. Asf, en la presente invencion puede conseguirse casi de manera constante sin un gran esfuerzo tecnico una humedad relativa del aire de cerca del 100%, lo que puede conducir por ejemplo a buenas condiciones de cultivo para celulas, a una evaporacion muy ralentizada o completamente impedida de las gotas y a una alta eficacia de deposicion de gotas (entre el 70 y el 95% sobre la zona de fondo). Esto puede conseguirse en particular, al ser el contenido en agua en la nube tan alto que ya la evaporacion de cantidades de lfquido porcentualmente pequenas (<5%) conduce a condiciones saturadas. Esto posibilita en particular prescindir en la presente invencion de un sistema de control de la humedad complejo, caro y susceptible de fallos. Una ventaja adicional de la presente invencion consiste en que no sea necesaria una homogeneizacion activa del aerosol. En los sistemas conocidos tiene que conseguirse un aerosol de este tipo por ejemplo activamente mediante mezclado por ejemplo mediante un ventilador. Esto no es necesario en este caso, dado que puede conseguirse una distribucion
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homogenea y uniforme aprovechando efectos ffsicos de la nube.
Ademas, por ejemplo la rapida duracion de deposicion de preferiblemente menos de doce minutos y hasta menos de tres minutos conduce a que la muestra no tenga que permanecer mucho tiempo en la camara de exposicion. Esto puede ser especialmente ventajoso en particular en el caso de sistemas biologicos, por ejemplo celulas, dado que estas reaccionan de manera muy sensible a variaciones en su entorno. Esta alta sensibilidad es, en particular en el caso de tiempos de exposicion prolongados, el motivo del uso de una termostatizacion del sistema. La presente invencion supera los sistemas conocidos en particular tanto en cuanto a la eficacia, exactitud de la dosis como distribucion equitativa de las sustancias con al mismo tiempo una capacidad de manipulacion claramente mejorada.
Ademas, se prefiere que el dispositivo pueda hacerse funcionar de manera esteril. Por ejemplo, el modo de construccion facilmente accesible, y el numero reducido de componentes constructivos asf como el uso de materiales persistentes en alcohol permite una esterilizacion sencilla de todas las superficies expuestas a aerosol y a celulas. Ademas, el dispositivo es suficientemente compacto para que quepa en cabinas de flujo laminar habituales en el mercado. Esto es una ventaja con respecto a la mayona de los sistemas conocidos.
En particular o resumiendo puede establecerse, especialmente en comparacion con los sistemas hasta la fecha, que la presente invencion posibilita ventajosamente un sistema libre de flujo de aire, es decir en particular sin aportes y evacuaciones de aire, con tiempos de exposicion muy cortos (de menos de 3-12 min en lugar de varios dfas, u horas y al menos 30 min en el estado de la tecnica) con un transporte de sustancia comparativamente alto (aproximadamente 0,5 |il de sustancia por cm2 de muestra por minuto) a las muestras, lo que permite un alto caudal de muestra. Solo es necesaria una intervencion reducida, si acaso, por ejemplo en cuanto al abastecimiento de CO2, del acondicionamiento termico para una manipulacion de las celulas fuera de la incubadora, etc. Tambien se consiguen eficacias de deposicion excepcionalmente altas (por encima del 70%, de manera preferible aproximadamente el 75-95% y mas preferiblemente casi el 100% del aerosol alcanza la zona de fondo, que contiene el dispositivo de muestra con las muestras), que con una aplicacion repetida presentan un alto grado de reproducibilidad con una desviacion del 25%, preferiblemente del 20% y de manera especialmente preferible del 10%, con respecto a la dosis media (nivel de confianza del 95%), con una distribucion equitativa al mismo tiempo alta del aerosol depositado sobre la(s) muestra(s). La variabilidad de la dosis alrededor del valor medio (nivel de confianza del 95%) en 6 insertos Transwell de una placa de microtitulacion de 6 pocillos asciende a menos del 40%, preferiblemente menos del 30% y de manera especialmente preferible menos del 20%. Tambien es posible trabajar de manera completamente esteril para un cultivo adicional o exposiciones repetidas. El sistema puede concebirse ademas de manera modular y en caso necesario complementarse de manera sencilla con componentes adicionales, por ejemplo con un dispositivo de calentamiento, una microbalanza (de cristal de cuarzo), rayo laser o similares. Una aplicabilidad especialmente buena para muestras biologicas se consigue en particular mediante el tiempo de exposicion reducido y el estres reducido debido al tipo suave de deposicion de aerosol (“deposicion de nube” lenta).
Breve descripcion de las figuras
La invencion se describira ahora mediante formas de realizacion a modo de ejemplo con respecto a los dibujos adjuntos. Muestran:
la figura 1 una primera forma de realizacion de un dispositivo para humectar al menos una muestra con
aerosol,
la figura 2 una forma de realizacion adicional de un dispositivo para humectar un dispositivo de
posicionamiento con hasta seis muestras con aerosol,
las figuras 3a-3c etapas de un procedimiento con un dispositivo para humectar un dispositivo de posicionamiento con hasta seis muestras con aerosol, y
la figura 4 el efecto antiinflamatorio en funcion de la dosis del inhibidor del proteasoma bortezomib sobre una
lmea celular pulmonar humana, no polarizada (A549) en la LFG, que se estimulo de manera inflamatoria con factor de necrosis tumoral a (TNFa).
Descripcion detallada de las figuras
A continuacion se describiran a modo de ejemplo un dispositivo preferido y un procedimiento preferido. La figura 1 muestra una primera forma de realizacion de un dispositivo 2 para humectar al menos una muestra con una sustancia. El dispositivo 2 presenta esencialmente paredes laterales verticales 4a, 4b, 4c y 4d. En la forma de realizacion representada, estas paredes laterales esencialmente verticales 4a, 4b, 4c y 4d forman angulos esencialmente rectos entre sf. Aunque esto se prefiere, no es necesario. Alternativamente es posible que el dispositivo 2 presente otro numero de paredes laterales esencialmente verticales 4a, 4b, 4c y 4d. Asf, por ejemplo es concebible que esten previstas unicamente tres paredes laterales, que forman en cada caso un angulo de aproximadamente 60° entre sf. Igualmente pueden estar previstas mas de cuatro paredes laterales, por ejemplo 5, 6 etc. Igualmente es concebible que este prevista solo una pared continua, por ejemplo en forma de un cilindro. Ademas, los angulos entre las paredes laterales verticales 4a, 4b, 4c y 4d pueden ser diferentes. Finalmente, puede ser preferible que las paredes laterales no sean esencialmente verticales y por ejemplo formen una piramide
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truncada o un cono truncado, que preferiblemente se estrecha hacia arriba.
Ademas, el dispositivo 2 presenta una zona de fondo o plataforma esencialmente horizontal 6, que ofrece espacio para el posicionamiento de al menos una muestra. Esta esta delimitada preferiblemente por las paredes laterales 4a, 4b, 4c y 4d o sus extremos inferiores. La zona de fondo o plataforma 6 representa una superficie de fondo funcionalizable. En una forma de realizacion, como se muestra en la figura 1, esta zona de fondo, excepto las zonas inferiores de las paredes laterales 4a, 4b, 4c y 4d no presenta ninguna sustancia ni ninguna materia (es decirtoda la zona de fondo 6 puede estar implementada como zona rebajada o esta configurada como abertura definida por las paredes laterales y delimitada en particular lateralmente). Alternativamente, la zona de fondo puede comprender una placa de fondo o elementos adicionales, no representados.
El dispositivo 2 comprende ademas una zona de tapa 10. Esta zona de tapa 10 esta opuesta a la zona de fondo en este caso verticalmente. Ademas, la zona de tapa 10 esta delimitada preferiblemente por las paredes laterales 4a, 4b, 4c y 4d. Igualmente como la zona de fondo 6, la zona de tapa 10, excepto las zonas superiores de las paredes laterales 4a, 4b, 4c y 4d, tambien puede no presentar ninguna materia o ninguna sustancia. En otras palabras, la zona de tapa 10 puede estar configurada por tanto como una zona rebajada o esta configurada como abertura definida por las paredes laterales y delimitada en particular lateralmente. Se prefiere que la zona de tapa 10 no este configurada completamente como zona rebajada. Asf, la zona de tapa 10 tambien puede presentar material, por ejemplo una tapa. Sin embargo, en un caso de este tipo, la zona de tapa 10 esta dotada de un rebaje o de una abertura, que esta dispuesta preferiblemente en el centro de la zona de tapa 10, para conectar la unidad de nebulizacion. Esta abertura o este rebaje puede estar configurada ademas de manera que puede cerrarse.
Mediante las paredes laterales esencialmente verticales 4a, 4b, 4c y 4d asf como mediante la zona de fondo 6 y la zona de tapa 10 se separa una zona espacial, que forma una camara de exposicion 12. Esta puede tener una superficie de base esencialmente cuadrada o rectangular. Pueden preferirse otras formas. Ademas, la forma de realizacion representada presenta un dispositivo de aerosolizacion y en este caso un dispositivo de nebulizacion 14 para generar una mezcla gaseosa de sustancias. Este dispositivo de aerosolizacion 14 esta dispuesto en la proximidad de la zona de tapa 10. En otras palabras, el dispositivo de aerosolizacion 14 tiene aproximadamente la misma distancia con respecto a la zona de fondo 6 que la zona de tapa 10.
El dispositivo de nebulizacion 14 esta adaptado para liberar aerosol en la direccion de la zona de fondo 6, como se describe mas detalladamente a continuacion. Ademas, el dispositivo de aerosolizacion 14 esta dispuesto por encima de la zona de fondo 6, concretamente de tal manera que el dispositivo de aerosolizacion 14 cubre al menos parcialmente la zona de fondo 6 en una vista en planta vertical y esta dispuesto preferiblemente de manera centrada con respecto a la misma.
La zona de fondo 6 esta adaptada para alojar un dispositivo de posicionamiento a modo de placa 8 para posicionar la(s) muestra(s). Esto puede implementarse, por ejemplo, mediante una configuracion y un dimensionamiento adecuados de la zona de fondo 6 (en la figura 2 se muestra una forma de realizacion preferida, que tambien muestra el dispositivo de posicionamiento a modo de placa 8 para hasta seis muestras, que estan dispuestas en entalladuras o elevaciones 18). Estas elevaciones 18 pueden alojar las muestras y/o soportes para las muestras. A este respecto, el dispositivo o su zona de fondo 6 puede solaparse por encima del dispositivo de posicionamiento o colocarse sobre el dispositivo de posicionamiento. Alternativamente, la zona de fondo presenta un fondo, preferiblemente retirable, sobre el que puede disponerse el dispositivo de posicionamiento o que esta configurado como dispositivo de posicionamiento.
El aerosol presenta partfculas de aerosol solidas y/o lfquidas, preferiblemente lfquidas. Se prefiere ademas de manera muy especial que el aerosol presente una sustancia farmaceutica o toxica.
Normalmente, el dispositivo de aerosolizacion, en particular su salida a la camara de exposicion, esta separado verticalmente a una distancia D del dispositivo de posicionamiento y en particular de las muestras (figura 2). Esta distancia D puede ascender por ejemplo a aproximadamente entre 5 cm y 50 cm, preferiblemente a aproximadamente entre 7 cm y 30 cm, de manera especialmente preferible a aproximadamente entre 9 cm y 20.
De manera adaptada a esto, las paredes laterales verticales 4a, 4b, 4c y 4d presentan normalmente una extension vertical L (figura 1) de aproximadamente entre 8 cm y 53 cm, de manera especialmente preferible de aproximadamente entre 10 cm y 33 cm, y en particular de entre 12 cm y 23 cm.
La extension horizontal H1 y H2 de las paredes laterales 4a, 4b, 4c y 4d y con ello tambien la longitud lateral de la zona de fondo 6 para posicionar el dispositivo de posicionamiento 8 pueden estar configuradas de tal manera que una primera longitud lateral horizontal H1 ascienda al intervalo de entre 5 cm y 100 cm, preferiblemente entre 7 cm y 50 cm, y de manera especialmente preferible entre 8 cm y 25 cm, y una segunda longitud lateral horizontal h2 ascienda a entre 4 cm y 80 cm, preferiblemente entre 5 cm y 40 cm, y de manera especialmente preferible entre 6 cm y 20 cm.
Normalmente, el dimensionamiento esta configurado de tal manera que la zona de fondo 6 esta configurada para alojar una, dos, tres o cuatro placas de microtitulacion. Asf, el dispositivo de posicionamiento 8, como se muestra en la figura 2, puede presentar en particular una, dos, tres o cuatro placas de microtitulacion, y en particular estar
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compuesto por una, dos, tres o cuatro placas de microtitulacion. De manera especialmente preferible, el dispositivo 2 y en particular la distancia de las paredes laterales esencialmente verticales 4a, 4b, 4c y 4d estan configurados de tal manera que puede disponerse exactamente un numero entero de tales placas de microtitulacion convencionales a ras dentro de las paredes laterales 4a, 4b, 4c y 4d.
Ademas, el dispositivo 2 y en particular el dimensionamiento y los dispositivos de posicionamiento que deben usarse 8 pueden estar configurados de tal manera que sean adecuados para la humectacion de un gran numero de muestras, preferiblemente como ya se ha descrito. En la figura 2 se muestra una configuracion de este tipo, en la que el dispositivo esta configurado para la humectacion de como maximo 6 muestras.
Se prefiere especialmente que la muestra presente celulas y preferiblemente celulas epiteliales (por tanto el dispositivo 2 es adecuado de manera especialmente preferible para humectar estas celulas o celulas epiteliales). Ademas, se prefiere especialmente que el dispositivo de posicionamiento 8 este adaptado de tal manera que las muestras, por ejemplo las celulas y preferiblemente las celulas epiteliales, formen una capa lfmite aire-lfquido (LFG). Preferiblemente, un dispositivo de posicionamiento presenta cavidades, en las que pueden disponerse muestras celulares por medio de insertos, por ejemplo insertos Transwell, para el cultivo de LFG.
Segun la representacion, el dispositivo de aerosolizacion 14 esta dispuesto en la proximidad de la zona de tapa 10. En otras palabras, el dispositivo de aerosolizacion 14 tiene por tanto aproximadamente la misma distancia con respecto a la seccion de fondo 6 o con respecto al dispositivo de posicionamiento 8 que la zona de tapa 10.
A este respecto, el dispositivo de aerosolizacion 14 puede estar dispuesto por ejemplo justo por encima de la zona de tapa 10 o tambien justo por debajo de la zona de tapa 10 (por ejemplo con una distancia de entre 0 cm y 10 cm, preferiblemente entre 3 cm y 7 cm y en particular aproximadamente 5 cm por encima o por debajo).
Se prefiere especialmente que el dispositivo 2 presente exactamente un dispositivo de aerosolizacion 14. Sin embargo, la invencion tambien puede implementarse igualmente con mas de un dispositivo de aerosolizacion 14, por ejemplo con 2, 3, 4 o 5 dispositivos de aerosolizacion 14 (no representados).
Se prefiere especialmente que el dispositivo de aerosolizacion 14 presente un nebulizador de membrana oscilante y preferiblemente sea uno de este tipo. Normalmente, el dispositivo de aerosolizacion 14 presenta una membrana (oscilante) perforada, que esta alineada al menos esencialmente en paralelo con respecto a la horizontal. Normalmente, el dispositivo de aerosolizacion 14 esta adaptado para generar o liberar partfculas de aerosol con un tamano medio de entre 1 |im y 15 |im, preferiblemente entre 2 |im y 10 |im, de manera especialmente preferible entre 3 |im y 7 |im.
Ademas, se prefiere que el dispositivo de aerosolizacion 14, en particular en una vista en planta, este dispuesto aproximadamente de manera centrada por encima de la zona de fondo 6 o del dispositivo de posicionamiento 8.
En particular, el posicionamiento del dispositivo de aerosolizacion 14 en la zona o en la proximidad de la zona de tapa 10 permite que el aerosol 16 se libere sin un flujo de aire adicional y pueda introducirse en la camara de exposicion. En otras palabras, la disposicion exacta del dispositivo de aerosolizacion 14, concretamente de tal manera que el dispositivo de aerosolizacion 14 cubre al menos parcialmente la zona de fondo 6 o el dispositivo de posicionamiento a modo de placa 8 en una vista en planta vertical, permite que el aerosol 16 pueda abandonar el dispositivo de aerosolizacion 14 con una velocidad que es suficientemente grande para transportar la nube rapidamente y de manera cohesionada a la proximidad de la zona de fondo, pero no tan alta como para que los aerosoles impacten al aproximarse por primera vez a la zona de fondo directamente con la misma. En particular, las partfculas de lfquido liberadas pueden abandonar el dispositivo de aerosolizacion 14 con una velocidad media de entre aproximadamente 5 cm y 1000 cm/s, de manera preferible aproximadamente de 10 a 500 cm/s, de manera especialmente preferible de entre 30 y 130 cm/s. En particular se prefiere que las partfculas de aerosol liberadas tras abandonar el dispositivo de aerosolizacion 14 solo esten sujetas todavfa a la accion de la inercia y de la gravedad, es decir que no actua ninguna fuerza externa adicional sobre la nube. Preferiblemente, las partfculas de aerosol forman tras el abandono una nube de aerosol, tal como se describio al principio. Preferiblemente no es necesario un flujo de aire adicional.
El dispositivo esta compuesto preferiblemente por 3 piezas (figura 1 o 2). Concretamente una placa de microtitulacion (convencional) como dispositivo de posicionamiento, en el que se cultivan las muestras (celulas); un nebulizador de membrana oscilante para generar una nube de aerosol, preferiblemente de gotas; y una camara de exposicion, tal como se describio anteriormente.
Preferiblemente, la camara de exposicion paralelepipedica esta disenada en planta de tal manera que quepa exactamente una placa de microtitulacion convencional (12,8 cm x 8,6 cm). La camara tiene una altura de aproximadamente 16,0 cm y en su techo esta colocado de manera centrada un nebulizador de membrana oscilante disponible comercialmente (altura por encima del techo de la camara en este caso preferiblemente de aproximadamente 5 cm), que por medio de una membrana perforada oscilante transforma un lfquido directamente en una nube de aerosol o de gotas densa. El nebulizador esta dirigido hacia abajo, de modo que la nube se forma directamente por encima de la placa de microtitulacion convencional. La camara consiste en policarbonato transparente (Makrolon), que puede esterilizarse facilmente con alcohol. Todo el sistema es muy compacto, con un
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peso total de aproximadamente 0,8 kg.
Haciendo referencia a las figuras 3a-3c, a continuacion se explica a modo de ejemplo tambien un procedimiento para humectar al menos una muestra con un aerosol, en particular por medio de un dispositivo 2 tal como se describio anteriormente.
El procedimiento, en particular la exposicion celular de celulas epiteliales en la LFG, tal como se ha explicado, puede dividirse en tres fases, concretamente (1) generar una nube de aerosol, preferiblemente mediante la nebulizacion de un lfquido y “cafda libre” de la nube generada; (2) formar una niebla y homogeneizacion (distribucion equitativa) de la nube en la camara de exposicion mediante la formacion de vortice; y (3) hacer descender la niebla de aerosol sobre las celulas. A este respecto, la figura 3a corresponde a la fase (1), la figura 3b a la fase (2) y la figura 3c es atribuible a la fase (3).
Segun la fase 1 en primer lugar se suministra una sustancia, por ejemplo farmaceutica o toxica, al dispositivo de aerosolizacion 14, por ejemplo mediante transferencia mediante pipeta (normalmente de manera aproximada 200 |il). El dispositivo de aerosolizacion se activa y genera una nube de aerosol, preferiblemente de gotas. La nube puede tener una velocidad inicial y es en particular tan densa, que son aplicables las leyes del movimiento de una nube, lo que conduce en particular a una cafda “libre” rapida de la nube (gravitacion) y con ello a un transporte convectivo rapido de la sustancia o del principio activo a las celulas.
En la fase 2, tras haber llegado al suelo, la nube se desvfa A de manera uniforme lateramente en todas las direcciones, con lo que se forman vortices simetricos W, que conducen a una distribucion uniforme horizontal de la nube y con ello a la formacion de una niebla (de gotas) N en la zona inferior de la camara. En el caso de una actividad de nebulizacion adicional, la niebla llena progresivamente la camara de abajo arriba, siendo la niebla lo mas densa debido a la gravitacion siempre en la proximidad del fondo.
Finalmente, en la 3a fase, tras finalizar la nebulizacion desciende la niebla, como se indica mediante las flechas S en la figura 3c, debido a la gravitacion en aproximadamente 3 min y menos sobre la(s) muestra(s) que se encuentran en el fondo, que esta(n) preferiblemente en una placa de microtitulacion convencional como celulas de LFG cultivadas en la misma, que de ese modo se humecta(n) uniformemente. Durante la formacion de una niebla N de este tipo, la concentracion de partfculas cerca de la zona de fondo 6 o cerca del dispositivo de posicionamiento 8 es generalmente mas alta que mas alejado de los mismos (esto se indica mediante el rayado cada vez mas oscuro en la figura 3c).
De este modo puede conseguirse en particular un recubrimiento rapido, altamente eficaz y horizontalmente uniforme de celulas en la capa lfmite aire-lfquido (LFG). La manipulacion del dispositivo no requiere ningun conocimiento especializado sobre ffsica de aerosoles o de nubes, y puede manejarse y limpiarse facilmente asf como es menos susceptible de errores y de avenas.
Ademas, tambien pueden utilizarse naturalmente elementos adicionales, tal como se describio anteriormente, en particular en relacion con las figuras 1 y 2, en el procedimiento descrito ahora. Ademas, el procedimiento se realiza preferiblemente con el dispositivo 2 descrito.
En general, los parametros de tamano y densidad de la nube, asf como las dimensiones exactas de las paredes laterales verticales 4a, 4b, 4c y 4d, de la zona de fondo 6 o del dispositivo de posicionamiento 8, asf como la distancia D del dispositivo de aerosolizacion 14 con respecto al dispositivo de posicionamiento 8, la extension vertical L de las paredes laterales 4a, 4b, 4c y 4d, contribuyen preferiblemente a garantizar o mejorar una humectacion rapida y uniforme de la muestra con la sustancia.
El dispositivo segun la invencion o el procedimiento segun la invencion permiten en particular la generacion sencilla y fiable de una pelfcula de lfquido de manera preferible de aproximadamente 15 - 100 |im de grosor uniforme sobre superficies planas (y estructuradas). Con ello puede emplearse potencialmente no solo para cultivos celulares de LFG, sino en general tambien para la generacion de capas uniformes de grosor micrometrico sobre superficies horizontales.
A este respecto, resulta ventajosa en particular la homogeneizacion intrmseca o inherente de las humectaciones, que puede ocurrir por ejemplo sin medios adicionales, por ejemplo generar un campo electrico o un flujo de aire o sistema de mezclado adicional. Con el procedimiento se consigue en particular una distribucion uniforme de las partfculas de aerosol sobre las celulas. Esto se consigue en particular mediante la utilizacion de efectos ffsicos de la nube, que se favorecen mediante un diseno optimo en cuanto a los siguientes parametros: (1) dimension geometrica de la camara de exposicion; (2) posicionamiento del nebulizador; (3) emision de sustancias o de lfquido desde el nebulizador por unidad de tiempo (tasa de salida) asf como (4) un diametro adecuado y una velocidad inicial adecuada de la nube de aerosol generada por el nebulizador.
Resultados de pruebas a modo de ejemplo
Los experimentos realizados con el dispositivo 2, en particular con uno tal como el descrito anteriormente, han dado como resultado los siguientes parametros:
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En el caso de usar el dispositivo 2 se consigue un alto factor de deposicion de mas de 0,8 o mas del 80%. En otras palabras se deposita mas del 80% de un lfquido utilizado o de un aerosol sobre la placa de fondo (dado el caso con el dispositivo de posicionamiento 8). Esto se establecio con la nebulizacion de una disolucion de fluorescema como sustituto de un principio activo farmaceutico. Esto se dedujo a partir de datos para al menos 6 muestras con una superficie de en cada caso aproximadamente 4,5 cm2, que se distribuyeron en al menos 6 puntos diferentes por la placa de fondo, y se convirtieron a la superficie total de la placa de fondo (125 cm2).
Ademas, la dosis total aplicada es muy reproducible. En el caso de una nebulizacion repetida de 200 |il de disolucion de fluorescema se midieron desviaciones de como maximo aproximadamente +/- 10% (nivel de confianza del 95%) con respecto a la dosis total depositada de media sobre las 6 muestras.
Ademas se midio una distribucion uniforme del principio activo por los diferentes pocillos (con un inserto Transwell de 6 pocillos) de una placa de microtitulacion. La desviacion de la dosis en pocillos individuales con respecto a la dosis media en todos los pocillos era en particular menor de +/- 20% (nivel de confianza del 95%).
Ademas se midieron tasas de deposicion de principio activo de hasta 0,5 |il/cm2/min (a este respecto se trata del volumen del principio activo (sustancia) por superficie cubierta de celula portiempo). Ademas, en el caso del uso del dispositivo segun la invencion y del procedimiento segun la invencion no pudo establecerse ningun efecto negativo sobre muestras biologicas debido a la manipulacion durante la exposicion). En particular, celulas de una lmea celular pulmonar humana (A549), a las que se les aplico durante el uso del dispositivo segun la invencion una solucion salina fisiologica (no toxica), no mostraron ninguna reduccion de la viabilidad (WST-1) o un inicio de necrosis (LDH). Esto es una ventaja para la utilizacion del procedimiento con muestras biologicas.
Ademas se mostro que las celulas A549 en el dispositivo 2 no solo son viables, sino que tambien pueden usarse para la investigacion sistematica de la eficacia de nuevos principios activos (examen farmacologico). Si se usa una lmea celular pulmonar no polarizada (en este caso: A549), es decir celulas, que sin embargo no se organizan de distinta manera en el lado de aire que en el lado de lfquido, tiene que esperarse que la respuesta biologica de las celulas en la LFG (en el dispositivo 2) sea exactamente como en las condiciones de cultivo sumergidas, en las que el principio activo se transfiere mediante pipeta al medio. Si por el contrario se usan celulas epiteliales pulmonares polarizadas (por ejemplo celulas primarias), puede contarse con claras diferencias en la respuesta biologica. Tras la estimulacion de celulas A549 con el factor de necrosis tumoral a (TNFa), la interleucina 8 (IL-8) esta inducida como marcador inflamatorio en relacion con el valor basal (celulas no estimuladas) aproximadamente 7 veces (corresponde al valor 1 en la figura 4). El efecto inflamatorio puede reducirse mediante la aplicacion de un principio activo antiinflamatorio (en este caso bortezomib; un inhibidor del proteasoma) en funcion de la dosis en hasta un factor de 2. A este respecto, se muestra que la curva dosis-efecto tras la administracion del principio activo en forma aerosolizada con el dispositivo 2 es identica a la curva de referencia, que se elaboro mediante pipeteo del principio activo directamente sobre las celulas. Esto muestra a modo de ejemplo que con el dispositivo 2 pueden aplicarse principios activos aerosolizados con una dosis exacta y sin perdida de bioactividad (por ejemplo mediante tensiones de cizalladura durante la nebulizacion) sobre celulas pulmonares humanas en la lFg. Con ello, el dispositivo 2 es adecuado para el examen sistematico de sustancias en cuanto a su potencial como principio activo en forma aerosolizada.
La figura 4 muestra el efecto antiinflamatorio en funcion de la dosis del inhibidor del proteasoma bortezomib sobre una lmea celular pulmonar humana, no polarizada (A549) en la LFG, que se estimulo inflamatoriamente con factor de necrosis tumoral a (TNFa). A este respecto, la curva dosis-efecto elaborada con el dispositivo 2 (rojo, ALI) no se diferencia de la curva de referencia (azul, SUB), que se midio mediante el pipeteo del principio activo sobre las celulas cultivadas de manera sumergida. Con ello se valida el dispositivo 2 como herramienta para el examen cuantitativo de principios activos para principios activos lfquidos aerosolizados.
La invencion comprende igualmente las expresiones, caractensticas, valores numericos o zonas, etc. precisos o exactos, cuando se hayan mencionado anteriormente o a continuacion estas expresiones, caractensticas, valores numericos o zonas en relacion con expresiones como por ejemplo “aproximadamente, alrededor de, esencialmente, en general, al menos”, etc. (es decir “aproximadamente 3” debe comprender igualmente “3” o “de manera esencialmente radial” debe comprender tambien “radialmente” (y viceversa)). La expresion “o” significa ademas “y/o”.

Claims (13)

  1. 5
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    15
  2. 2.
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  3. 3.
  4. 4.
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  5. 5.
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  6. 6.
  7. 7.
    35
  8. 8.
    40 9.
  9. 10.
  10. 11.
    REIVINDICACIONES
    Dispositivo (2) para humectar al menos una muestra por medio de un aerosol, presentando el dispositivo (2) paredes laterales (4a, 4b, 4c, 4d),
    una zona de fondo (6), que esta delimitada por las paredes laterales (4a, 4b, 4c, 4d),
    estando adaptada la zona de fondo (6) para alojar o para actuar conjuntamente con un dispositivo de posicionamiento (8) para posicionar la muestra,
    una zona de tapa (10), que esta opuesta verticalmente a la zona de fondo (6), y que esta delimitada por las paredes laterales (4a, 4b, 4c, 4d)
    formando el dispositivo (2) una camara de exposicion (12),
    un dispositivo de aerosolizacion (14) para generar un aerosol (16), que esta dispuesto en la proximidad de la zona de tapa (10),
    estando dispuesto el dispositivo de aerosolizacion (14) por encima de la zona de fondo (6), de tal manera que el dispositivo de aerosolizacion (14) cubre al menos parcialmente la zona de fondo (6) en una vista en planta vertical
    estando configurado el dispositivo (2) y/o el dispositivo de aerosolizacion (14) para formar una nube, y presentando la nube un volumen de partfculas de aerosol de al menos el 10-4%,
    estando el dispositivo (2) caracterizado porque el dispositivo esta configurado para hacerse funcionar sin flujo de aire externo a o desde el dispositivo (2).
    Dispositivo (2) segun la reivindicacion 1, presentando el dispositivo de aerosolizacion al menos un nebulizador.
    Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, estando orientado el dispositivo de aerosolizacion (14) de tal manera que la direccion de movimiento inicial de la nube forma con la vertical un angulo de menos de 30° y esta de manera preferiblemente esencial en paralelo a la vertical.
    Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, estando dispuesto en una vista en planta vertical el dispositivo de aerosolizacion aproximadamente de manera centrada por encima de la zona de fondo o del dispositivo de posicionamiento.
    Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, estando configurado el dispositivo de tal manera que una nube generada inicialmente por el dispositivo de aerosolizacion se obtiene de tal manera que la velocidad de cafda media de la nube generada al inicio de la exposicion es mayor de 1 cm/s, preferiblemente mayor de 3 cm/s, de manera especialmente preferible mayor de 10 cm/s.
    Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, estando configurado el dispositivo de tal manera que la nube generada por el dispositivo de aerosolizacion se obtiene de tal manera que la nube puede caer sin obstaculos y por consiguiente se garantiza un transporte rapido del aerosol a la zona de fondo.
    Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, estando dimensionada la camara de exposicion de tal manera que la superficie de seccion transversal horizontal de la camara de exposicion en la mitad superior de la camara es mas de 2 veces, preferiblemente 2,5 veces, de manera especialmente preferible mas de 3 veces mas grande que la superficie de seccion transversal de la nube generada inicialmente.
    Dispositivo (2) segun una de las reivindicaciones anteriores, con un dispositivo de posicionamiento (8) para el posicionamiento de una muestra.
    Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, estando configurado(s) el dispositivo y/o el dispositivo de posicionamiento para alojar o para humectar una muestra.
    Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, presentando la muestra material biologico y/o muestras de material de trabajo.
    Dispositivo (2) segun una de las reivindicaciones anteriores, presentando el dispositivo de posicionamiento elementos para medir y/o regular una temperatura, por ejemplo una calefaccion electrica o un dispositivo de control termico que se hace funcionar con ayuda de un circuito de agua, elementos para el abastecimiento de la muestra, por ejemplo con medio nutritivo, y/o elementos para medir el peso de una sustancia depositada sobre una o varias muestras, por ejemplo una o varias microbalanzas de cristal de cuarzo.
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  11. 13.
    10 14.
  12. 15.
    15 16.
  13. 17.
    20 18. 19.
    Procedimiento para humectar al menos una muestra por medio de un aerosol por medio de un dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, presentando el procedimiento las etapas de:
    proporcionar al menos una muestra,
    generar una nube (16) por encima de la al menos una muestra en una posicion, que cubre al menos parcialmente la zona de fondo (6) en una vista en planta vertical y
    dejar descender la nube en la direccion (R) de la muestra
    presentando la nube un volumen de partfculas de aerosol de al menos el 10-4%.
    Procedimiento segun la reivindicacion 12, ademas con la etapa de conformar vortices, que convierten la nube en una niebla, que llena uniformemente la camara de exposicion en la direccion horizontal (H1-H2).
    Procedimiento segun una de las reivindicaciones 12 a 13, ademas con la etapa de dejar descender de manera condicionada por la gravitacion la niebla.
    Procedimiento segun una de las reivindicaciones 12 a 14, ademas con la etapa de formar remolinos en la nube de aerosol, preferiblemente mediante el choque de la nube con la zona de fondo y/o sobre un dispositivo de posicionamiento (8) que proporciona la muestra.
    Procedimiento segun una de las reivindicaciones 12 a 15, ademas con la etapa de formar una niebla y dejar descender de manera condicionada por la gravitacion la niebla sobre al menos una muestra.
    Procedimiento segun una de las reivindicaciones 12 a 16 y ademas con la etapa de proporcionar un dispositivo de aerosolizacion (14), preferiblemente un dispositivo de nebulizacion libre de flujo de aire, para generar el aerosol (16).
    Procedimiento segun una de las reivindicaciones 12 a 17, ademas con la etapa de humectar uniformemente en el espacio la al menos una muestra.
    Uso de un dispositivo segun una de las reivindicaciones 1 a 11, para realizar un procedimiento segun una de las reivindicaciones 12 a 18.
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