ES2843324T3 - Reconstitución de la circulación post mortem - Google Patents

Abstract

Un procedimiento de oclusión de una o más arteriolas, vénulas o capilares en un cadáver (10), comprendiendo el procedimiento: perfundir el cadáver (10) con un fluido configurado para ocluir una o más arteriolas, vénulas o capilares del cadáver, caracterizado porque (a) perfundir el cadáver (10) con un fluido incluye perfundir el cadáver a través de un único punto de acceso (14) para la comunicación de fluido con el cadáver (10); y (b) el fluido incluye un medio líquido, un dispersante, un material de embolización y un potenciador de la viscosidad.

Description

DESCRIPCIÓN

Reconstitución de la circulación post mortem

Campo técnico

La presente divulgación se refiere en general a sistemas y procedimientos para reconstituir la circulación en un cadáver.

Antecedentes

Actualmente, no existe un modelo que se aproxime adecuadamente a un paciente vivo. Las simulaciones sintéticas o por computadora existentes solo se aproximan a la anatomía y la retroalimentación háptica de un paciente humano o animal y, por lo tanto, son malos sustitutos de los tejidos biológicos. Además, los modelos animales son insuficientes porque la anatomía animal no es idéntica a la humana. Además, el uso de modelos animales conlleva problemas éticos. Como resultado, la educación de los médicos, así como el desarrollo de dispositivos médicos son dificultados porque la práctica con nuevas técnicas o con dispositivos médicos es difícil de completar. Por ejemplo, en todas las especialidades, los médicos en formación se enfrentan a una brecha cada vez mayor en la formación de procedimientos. Además, el énfasis público en los resultados quirúrgicos ejercerá una mayor presión sobre los programas de capacitación. Los estudios han demostrado que la participación de los residentes en las cirugías puede estar asociada con un aumento de las complicaciones, lo que lleva a una menor participación de los residentes en nombre de mejores resultados, lo que resulta en una degradación aún mayor de la capacitación. De manera similar, un mayor escrutinio regulatorio sobre los dispositivos médicos está exponiendo la importancia de la falta de un modelo que se aproxime adecuadamente a un paciente vivo. El documento US 6 824 389 muestra un procedimiento de realización de la perfusión selectiva de un cadáver no conservado, sin latidos cardíacos, como mecanismo para el estudio de la función vascular, la investigación y la enseñanza de procedimientos quirúrgicos y la formación médica general. El documento US 6 191 193 describe un procedimiento de preparación de materiales embólicos microesféricos.

La presente invención proporciona un procedimiento de oclusión de una o más arteriolas, vénulas o capilares en un cadáver, como se define en la reivindicación 1. Otras características adicionales son el objeto de las reivindicaciones subsidiarias.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 ilustra un primer circuito que reconstituye la circulación arterial en un cadáver.

La figura 2 ilustra un segundo circuito que reconstituye la circulación venosa en un cadáver.

La figura 3 ilustra la estructura molecular de la poliacrilamida.

La figura 4 ilustra un sistema que reconstituye la presión arterial pulsátil en un cadáver.

La figura 5 ilustra un reservorio que se puede utilizar con los circuitos de las figuras 1 y 2 y el sistema de la figura 4.

Las figuras 6 y 7 ilustran otro reservorio utilizable con los circuitos de las figuras 1 y 2 y el sistema de la figura 4.

Descripción detallada

Se describen sistemas y procedimientos de reconstitución de la circulación en un cadáver humano. Aunque en la presente memoria descriptiva sólo se comentan y muestran en detalle cadáveres humanos, se debe entender que se podría usar alternativamente un cadáver de animal. Un cadáver reconstituido con circulación de acuerdo con la presente divulgación puede tener una integridad de tejido, una precisión anatómica y un sistema circulatorio funcional similares a los que tendría si estuviera vivo, para simular una hemorragia. Por tanto, los sistemas y procedimientos descritos pueden proporcionar un modelo ideal para la formación de médicos y el desarrollo de dispositivos médicos.

Los procedimientos descritos pueden incluir uno o más de entre conservar un cadáver, perfundir el cadáver con un primer fluido configurado para ocluir una o más arteriolas del cadáver y perfundir el cadáver con un segundo fluido. El primer fluido puede ser una mezcla de perfusión que incluye un medio líquido, un material de embolización y un agente floculante. Se debe entender que la mezcla de perfusión puede ser una mezcla homogénea (por ejemplo, una solución), o una mezcla homogénea (por ejemplo, una solución) o una mezcla heterogénea (por ejemplo, una suspensión, coloide). El segundo fluido puede ser sangre (por ejemplo, sangre expirada).

Los procedimientos descritos pueden incluir uno o más de entre conservar un cadáver y perfundir el cadáver con un fluido configurado para ocluir una o más arteriolas del cadáver, en el que el fluido está configurado para tener propiedades físicas similares a la sangre. Los procedimientos descritos pueden incluir reconstituir la circulación en un cadáver conservando el cadáver, perfundir el cadáver con un fluido configurado para ocluir una o más arteriolas de un trayecto de fluido en la que el fluido está configurado para tener propiedades físicas similares a la sangre y hacer circular el fluido a través de la trayectoria del fluido para simular la circulación de sangre a través de la misma.

Los sistemas y procedimientos descritos pueden emplear una o más unidades de calentamiento, bombas o dispositivos de resistencia.

Los procedimientos descritos pueden incluir perfundir el cadáver con un fluido configurado para ocluir una o más arteriolas del cadáver, en el que el fluido está configurado para tener propiedades físicas similares a la sangre. Los procedimientos descritos pueden incluir reconstituir la circulación en un cadáver conservando el cadáver, perfundir el cadáver con un fluido configurado para ocluir una o más arteriolas de una trayectoria de fluido en el que el fluido está configurado para tener propiedades físicas similares a la sangre y hacer circular el fluido a través de la trayectoria del fluido para simular la circulación de sangre a través de la misma.

Los sistemas y procedimientos descritos proporcionan varias ventajas. Como una ventaja, los procedimientos de reconstitución post mortem de la circulación pueden utilizar donantes de cadáveres de cuerpo completo. Debido a que los sistemas y procedimientos pueden reconstituir la circulación a través del cadáver de cuerpo completo, se pueden usar múltiples porciones del cadáver simultáneamente o en secuencia (por ejemplo, para practicar múltiples procedimientos médicos). Como otra ventaja, los procedimientos descritos evitan la necesidad de ligar groseramente todas las ramas del sistema a estudiar. Por ejemplo, para estudiar la aorta se ligan las ramas de los brazos y las piernas. Esto deja un conducto pasivo para permitir que el fluido se perfunda a través de un extremo de la aorta y salga por el otro extremo. Desafortunadamente, hay muchas más ramas de la aorta que solamente las extremidades. La ligadura de todas las ramas de la aorta requiere mucho tiempo, es técnicamente exigente y viola la integridad del modelo quirúrgico. Como otra ventaja, los sistemas y procedimientos descritos permiten el uso de cadáveres sin introducir fluido de embalsamamiento ofensivo o congelar los cadáveres, los cuales pueden comprometer las propiedades mecánicas del cadáver.

Las figuras 1, 2 y 4 ilustran sistemas y procedimientos ejemplares de acuerdo con la presente divulgación.

Conservación de cadáveres

Tras la recepción de un cadáver de cuerpo completo 10, preferiblemente dentro de las 8 horas posteriores a la expiración, el cadáver de cuerpo completo 10 puede conservarse químicamente usando una solución de embalsamamiento. El cadáver de cuerpo completo 10 se puede conservar químicamente enjuagando el cadáver de cuerpo completo para expulsar la sangre expirada e inyectando la solución de embalsamamiento en el cuerpo. En particular, se pueden inyectar aproximadamente 3,79 litros (1 galón) de solución por cada 22,7 - 45,4 kilogramos (50 - 100 lb) de masa corporal (peso) a través de una incisión 14 realizada en la arteria carótida 18. Preferiblemente, aproximadamente 3,79 litros (1 galón) de solución por cada 34,0 kilogramos (75 lb) de masa corporal (peso) que se inyecta. El fluido inyectado puede bombearse por medio de una bomba continua (no mostrada), por ejemplo, a través del sistema circulatorio y sale o drena del sistema circulatorio a través de una incisión 22 creada en una o ambas venas yugulares internas 26. En algunas realizaciones, también se hace una incisión auxiliar 34 en la arteria femoral 102 para asegurar que toda la sangre expirada se extrae del cadáver de cuerpo completo 10.

La solución de embalsamamiento puede ser una solución que incluya polietilenglicol y dimetilsulfóxido (DMSO). Pueden incorporarse agentes antibacterianos (por ejemplo, polvo de óxido de zinc) a la solución de embalsamamiento. Por ejemplo, se puede incorporar aproximadamente 0 - 20% en peso de polvo de óxido de zinc; preferiblemente al menos 10% en peso. Una solución de embalsamamiento ejemplar que incluye DMSO se describe en la patente U.S. número 5.679.333. El DMSO cuenta con la aprobación de la Administración de Drogas y Alimentos (FDA) para su uso como conservante de órganos para trasplantes. El uso de una solución de embalsamamiento que contiene polietilenglicol y DMSO puede ser usado para conservar las propiedades mecánicas de los tejidos, preferiblemente de manera que el cadáver de cuerpo completo 10 mantenga propiedades naturales. Además, una vez que se conserva el cadáver de cuerpo completo 10, se puede almacenar a una temperatura superior a 0°C, tal como 10°C, por ejemplo, de modo que el cadáver de cuerpo completo 10 se pueda utilizar hasta dos semanas sin una degradación perceptible.

Otros intentos de reconstitución post - mortem de la circulación utilizan cadáveres parcialmente embalsamados. El embalsamamiento parcial es un procedimiento de embalsamamiento en el que se utiliza una concentración reducida de solución de embalsamamiento ofensiva, tal como formaldehído o glutaraldehído. Alternativamente, se utilizan cadáveres recién congelados para la reconstitución post - mortem actual de la circulación. Tanto el embalsamamiento parcial como las técnicas de congelación degradan la mecánica de los tejidos de tal manera que los cadáveres carecen de propiedades reales. Por lo tanto, a diferencia de los intentos anteriores de reconstitución post mortem de la circulación, el procedimiento descrito de reconstitución post mortem de la circulación utiliza preferiblemente cadáveres de cuerpo completo 10 que se mantienen frescos y están almacenados a una temperatura superior a 0°C, tal como 10°C, por ejemplo.

Sistema de cadáveres de circuito doble

Los cadáveres conservados se pueden preparar para su uso por medio de la integración en un sistema de cadáveres de circuito doble. Las figuras 1 y 2 ilustran un sistema de circuito doble ejemplar de acuerdo con la presente divulgación. El sistema de las figuras 1 y 2 incluye un cadáver de cuerpo completo 10 conservado químicamente en el que se han establecido dos circuitos paralelos 50, 150. El primer circuito 50 define una primera trayectoria de fluido (ilustrada por la flecha 54) e incluye vasos del cadáver de cuerpo completo 10, un dispositivo de resistencia 58, un reservorio mezclador 62, una primera bomba 66 y una unidad de calentamiento 70. En particular, el fluido pasa a través de la unidad de calentamiento 70 a través de un primer conducto 74 (por ejemplo, un tubo) a una primera cánula 78 colocada en la arteria carótida 18. En la realización ilustrada, la unidad de calentamiento 70 es un intercambiador de calor que calienta el fluido a 37°C. Pueden usarse otros tipos de unidades de calentamiento 70. La primera cánula 78 se coloca en la arteria carótida 18 por medio de la incisión 14 que se realizó durante el proceso de conservación. El fluido es guiado desde la arteria carótida 18 hacia la arteria braquiocefálica 82 hasta la aorta 86. La válvula aórtica 90 evita que el fluido entre en el corazón 94. La mayor parte del fluido fluirá por la aorta descendente hasta la arteria ilíaca común 98a a la arteria ilíaca externa 98b a la arteria femoral común 102. El fluido sale del cadáver de cuerpo completo 10 a través de una segunda cánula 106 en la arteria femoral 102. La segunda cánula 106 se coloca en la arteria femoral 102 a través de la incisión auxiliar 34 que se hizo durante el proceso de conservación. La segunda cánula 106 guía el fluido al dispositivo de resistencia 58 por un segundo conducto 110. En la realización ilustrada, el dispositivo de resistencia 58 es una columna cilíndrica que se eleva 20 - 50 cm por encima del nivel del cadáver de cuerpo completo 10 para crear una altura de presión. La altura de presión del primer circuito 50 hace que el comportamiento del fluido imite el del flujo durante el retorno venoso típico. En otras palabras, el dispositivo de resistencia 58 proporciona la resistencia diastólica en el circuito durante el flujo pulsátil. El fluido entra entonces en el reservorio 62 del mezclador a través de un tercer conducto 118. El reservorio 62 del mezclador, entre otras funciones, evita que precipite un material de embolización. El reservorio 62 del mezclador está configurado para mezclar continuamente el fluido contenido en el mismo. La primera bomba 66 aspira fluido del reservorio del mezclador a través de un cuarto conducto 122 y pasa el fluido de retorno a la unidad de calentamiento 70 a través de un quinto conducto 126, en el que el fluido se reintroduce en el cadáver de cuerpo completo 10 para seguir continuamente la primera trayectoria de fluido 54. En el primer circuito 50, la primera cánula 78 es la cánula arterial y la segunda cánula 106 es la cánula venosa.

El segundo circuito 150, como se muestra en la figura 2, define una segunda trayectoria de fluido (ilustrado por las flechas 154) e incluye vasos del cadáver de cuerpo completo 10 que son diferentes de los vasos del primer circuito 50, una segunda bomba 158 y un reservorio 162. En particular, la segunda bomba 158 bombea fluido a través de un sexto conducto 166 a una tercera cánula 170 que se inserta en la vena femoral común 174. Desde la vena femoral común 174, el fluido se desplaza hacia arriba en el cadáver de cuerpo completo 10 a través de la vena ilíaca externa 178, la vena ilíaca común 182 y la vena cava inferior 186 antes de llegar a la aurícula derecha 190. Algo de fluido pasará a través del corazón 94 pero será obstruido por las arterias pulmonares que están ocluidas, lo cual se explicará a continuación. El fluido se desplaza desde la aurícula derecha 190 hasta la vena cava superior 194 a través de la vena braquiocefálica 198 hasta la vena yugular interna 26. El fluido sale del cadáver de cuerpo completo 10 a través de una cuarta cánula 202 insertada en la vena yugular interna 26. El fluido a continuación pasa a través de un séptimo conducto 206 al reservorio 162. Desde el reservorio 162, el fluido se desplaza a través de un octavo conducto 210 y es recogido por la segunda bomba 158, y reintroducido en el cadáver de cuerpo completo 10 para seguir continuamente la segunda trayectoria de fluido 154. En el segundo circuito, la tercera cánula 170 es la cánula arterial y la cuarta cánula 202 es la cánula venosa.

En la realización ilustrada, los conductos 74, 110, 118, 122, 126, 166, 206, 210 tienen un diámetro de entre 9,5 y 12,7 milímetros (3/8 y 1/2 pulgadas). No obstante, se pueden utilizar alternativamente conductos que tengan otros diámetros.

La primera bomba 66 puede ser una bomba pulsátil. En una configuración preferente, la entrada de fluido desde el fondo del reservorio 62 del mezclador entra en la bomba pulsátil 66 desde el fondo y la salida de fluido desde la bomba pulsátil 66 es desde arriba. Preferiblemente, tanto el cadáver de cuerpo completo 10 como el reservorio 62 del mezclador se colocan encima de la bomba pulsátil 66. Esta orientación reduce el retorcimiento del conducto de salida 126. Además, el aire es guiado preferentemente desde el reservorio 62 del mezclador a la bomba pulsátil 66 y se evita ser guiado hacia atrás desde el conducto de salida 126 a la bomba pulsátil 66.

La bomba pulsátil 66 simula la acción de bombeo del corazón 94. La salida pulsátil simula ajustadamente la acción ventricular del corazón 94. Esta acción emula las ventajas fisiológicas del flujo sanguíneo. Aunque no se muestra, la bomba pulsátil 66 incluye un conmutador de encendido, un conmutador de ajuste de frecuencia cardíaca, un conmutador de ajuste de sístole/diástole y un conmutador de ajuste del volumen sistólico. El conmutador de encendido conecta y desconecta selectivamente la bomba pulsátil. El conmutador de ajuste de la frecuencia cardíaca determina la frecuencia cardíaca simulada y, por lo general, debe ajustarse entre 60 y 80 lpm, aunque la frecuencia cardíaca puede variar entre 35 y 150 lpm. El conmutador de ajuste de sístole/diástole determina la cantidad de tiempo que la bomba 66 pasa en sístole (por ejemplo, bombeando) y la cantidad de tiempo que la bomba pasa en diástole (por ejemplo, sin bombear). Preferiblemente, la configuración de sístole/diástole debe establecerse entre 40/60 y 35/65, aunque la configuración de sístole/diástole puede ser mayor o menor que el rango indicado más arriba. El conmutador de ajuste del volumen de carrera es un conmutador giratorio, por ejemplo, y determina la cantidad de fluido expulsado de la bomba con cada bombeo. Preferiblemente, el volumen de carrera para un sistema de acceso doble (figura1) debe establecerse para expulsar entre 30 - 40 cm3 por bombeo y el volumen de carrera para un sistema de acceso único (figura 4), que se describirá con mayor detalle a continuación., debe configurarse para expulsar entre 20 - 30 cm3 por bombeo. Los ajustes de frecuencia cardíaca, sístole/diástole y volumen sistólico simulan la acción de bombeo del corazón. Con este fin, la presión arterial en todo el cuerpo del cadáver se puede ajustar si es necesario. Por consiguiente, la presión arterial simulada puede aumentarse aumentando la cantidad de tiempo que la bomba pasa en sístole (por ejemplo, ajustando la configuración de sístole/diástole) o aumentando el volumen sistólico (por ejemplo, ajustando la configuración del volumen sistólico). De manera similar, la presión arterial simulada se puede disminuir disminuyendo la cantidad de tiempo que la bomba pasa en sístole (por ejemplo, ajustando la configuración de sístole/diástole) o disminuyendo el volumen sistólico (por ejemplo, ajustando la configuración de volumen sistólico).

La segunda bomba 158 puede ser una bomba no pulsátil (por ejemplo, una bomba centrífuga).

Los circuitos de fluido primero y segundo pueden configurarse para funcionar simultáneamente. En otras palabras, las perfusiones arteriales y venosas se pueden realizar simultáneamente.

Aunque la realización que se ilustra en la presente memoria descriptiva muestra el primer circuito 50 en el lado izquierdo del cadáver y el segundo circuito 150 en el lado derecho del cadáver, se debe entender que los circuitos pueden conmutarse. En particular, el primer circuito 50 se puede implementar en el lado derecho utilizando la arteria carótida o auxiliar derecha y la arteria femoral común derecha. De manera similar, el segundo circuito 150 se puede implementar en el lado izquierdo usando las venas yugular interna izquierda y femoral izquierda.

Sistema de cadáveres de acceso único

La figura 4 ilustra otro circuito ejemplar. En particular, la figura 4 ilustra un sistema de acceso único ejemplar 350 de acuerdo con la presente divulgación utilizado en cadáveres conservados. El sistema de la figura 4 incluye un cadáver de cuerpo completo 10, químicamente conservado, en el que se puede establecer un flujo de fluido. El sistema 350 incluye recipientes del cadáver de cuerpo completo 10, un reservorio o mezclador de reservorio 358, una bomba 362 y un conector 366. Como la primera bomba 66 que se ha explicado más arriba, la bomba 362 es preferiblemente una bomba pulsátil. El conector 366 es un conector en Y e incluye una entrada 370, una primera salida 374 y una segunda salida 378. Un primer conducto 382 acopla de manera fluida la bomba 362 a la entrada 370. Un segundo conducto 386 acopla la primera salida 374 a una cánula 388 que se coloca en la arteria carótida 18 (aunque en otras realizaciones la cánula 388 se puede colocar en la arteria femoral 102) a través de la incisión 14 que se realizó durante el proceso de conservación. Un tercer conducto 390 acopla la segunda salida 378 al reservorio. Un cuarto conducto 394 acopla de forma fluida el reservorio 358 a la bomba 362. En la realización ilustrada, el tercer conducto 390 incluye una abrazadera 396 que cambia el diámetro del mismo. En otras realizaciones, también se puede incluir una abrazadera 396 en el segundo conducto 386. Las abrazaderas se pueden incluir en posiciones adecuadas en uno o más de los conductos para modular el diámetro de los conductos.

Tras el accionamiento de la bomba 362, se aspira fluido a la bomba 362 desde el reservorio 358 a través del cuarto conducto 394. El fluido aspirado a la bomba 362 se expulsa desde allí a través del primer conducto 382 al conector 366. Una porción de fluido es guiado a lo largo de un primera trayectoria de fluido 400a a través del segundo conducto 386 en ruta hacia el cadáver de cuerpo completo 10 y una porción del fluido es guiada a lo largo de una segunda trayectoria de fluido 400b a través del tercer conducto 390 en ruta de retorno al reservorio. La abrazadera 396 en el tercer conducto 390 está configurada para controlar la cantidad relativa de fluido en cada trayectoria de fluido respectiva, y también para controlar la presión del fluido en cada una de las trayectorias de fluido primera y segunda 400a, 400b. Por ejemplo, el usuario puede dejar el tercer conducto 390 completamente suelto. Sin embargo, si se suelta por completo, solo la mitad del fluido se guiará y fluirá a través de cuerpo completo del cadáver, lo que no se prefiere para fines de simulación. En un ejemplo más realista, el tercer conducto 390 está parcialmente sujetado de modo que una parte mayor del fluido fluye a través de la primera trayectoria de fluido 400a que de la segunda trayectoria de fluido 400b. De esta manera, el usuario puede controlar la cantidad de fluido que fluye hacia el cadáver 10 para asegurar un flujo de fluido realista y también para evitar que el cadáver 10 se sobrecargue con fluido (por ejemplo, reventando un recipiente porque la presión del fluido es demasiado grande)..El fluido bombeado al cadáver 10 permanece en los vasos, mientras que el fluido guiado al reservorio se conserva para ser recirculado, como se ha explicado más arriba. Como los vasos del cadáver 10 se llenan con el fluido, el resultado es un sistema arterial pulsátil en el cadáver 10 pero sin flujo significativo dentro del propio cadáver 10. Este sistema es ideal para el entrenamiento de técnicas quirúrgicas abiertas. Si se realiza una lesión en un vaso sanguíneo, el vaso sangrará ya que la punción se convierte en el camino de menor resistencia para que fluya el fluido.

Como se ha explicado más arriba, los circuitos de los sistemas de cadáveres de circuito de acceso único y doble son simplemente ejemplares. En consecuencia, el usuario podría crear un circuito que dirija el fluido a través de cualquier otra trayectoria de fluido adecuada necesaria para simular un sistema u órgano del cuerpo durante un procedimiento deseado. Además, cada cadáver se puede utilizar para simular procedimientos en cada sistema, órgano y trayectoria circulatoria al menos una vez. Como se ha mencionado más arriba, el cadáver se puede embalsamar de manera única y, por lo tanto, es viable durante al menos dos semanas para múltiples procedimientos en diferentes momentos.

En la realización ilustrada, los conductos 382, 386, 390 y 394 tienen un diámetro de entre 9,5 y 12,7 milímetros (3/8 y 1/2 pulgadas). No obstante, se pueden utilizar alternativamente conductos que tengan otros diámetros. De manera similar, la entrada y las salidas 370, 374, 378 del conector tienen un diámetro de entre 9,5 y 12,7 milímetros (3/8 y 1/2 pulgadas). Sin embargo, se pueden utilizar alternativamente conectores que tengan otros tamaños y diámetros.

Fuente de vacío/aspiración

La figura 5 ilustra el reservorio 400 de acuerdo con otra realización. El reservorio 400 se puede utilizar en lugar del mezclador y los reservorios 62, 162, 358 ya sea del sistema de circuito doble o del sistema de acceso único que se ha descrito más arriba. El reservorio 400 incluye un recipiente 404 que está sellado por una tapa 408 de modo que el recipiente 404 define un recipiente hermético 412 que tiene un sello hermético 414. El reservorio 400 también incluye una primera entrada 416 que está en comunicación de fluido con los conductos respectivos 118, 206, 390 de cada realización anterior, una segunda entrada 420 que está acoplada a una fuente de vacío de aspiración (no mostrada) a través de un tubo o manguera 424, y una tercera entrada 428 que está acoplada a un tubo o manguera 432 y se usa como una fuente de aspiración. El reservorio 400 también incluye una salida 436 en comunicación de fluido con los conductos respectivos 122, 210, 394.

Cuando está en uso, la fuente de vacío se aplica al reservorio 400 por medio de la manguera 424 para ayudar a drenar los conductos 118, 206, 390. El tubo 432 acoplado al reservorio 400 desde el campo quirúrgico adyacente al cadáver 10 proporciona aspiración quirúrgica, que es ventajosa para aspirar o eliminar fluido del campo y devolverlo al reservorio 400 conservando así el fluido. En el caso de un traumatismo de vaso importante, esto evitará tener que rellenar el reservorio 400 debido a la pérdida de sangre.

En otra realización ilustrada en la figura 6, se ilustra un reservorio 400' que es similar al reservorio 400 de la figura 5; por lo tanto, como estructura, se indicará con una tilde y solo se explicarán las diferencias. En particular, el reservorio 400' también puede incluir una válvula de purga 450 y una bobina eléctrica 454. La válvula de purga 450 evita demasiada aspiración, mientras que la bobina eléctrica 454 es un calentador que mantiene el fluido a una temperatura seleccionada (por ejemplo, aproximadamente 37,5°C). Además, el reservorio 400' incluye un indicador de medición o volumen 458 que ilustra al usuario la cantidad de fluido contenido dentro del reservorio 400'.

El reservorio de la figura 6 puede ser, por ejemplo, el Reservorio de Cardiotomía Venosa Rígida VHK 2000/2001 de Maquet, aunque se puede utilizar cualquier otro reservorio adecuado.

En otra realización ilustrada en la figura 7, se ilustra un reservorio 400' que es similar al reservorio 400' de la figura 6. Todas las estructuras similares se indican con los mismos números de referencia. En esta realización, se omite la bobina eléctrica 454 alimentada eléctricamente y se incluye un segundo indicador de medición o volumen 458.

El mezclador y los reservorios 62, 162, 358, 400, 400' se pueden utilizar en cualquiera de los sistemas de cadáveres descritos en la presente memoria descriptiva. Además, cualquiera de los mezcladores y reservorios 62, 162, 358, 400, 400' puede incluir cualquier combinación de las estructuras y funcionalidades mostradas y descritas en la presente memoria descriptiva en relación con cualquier mezclador y reservorio 62, 162, 358, 400, 400'.

Perfusión de cadáveres con un primer fluido

Los organismos vivos dependen de la permeabilidad endotelial vascular en las pequeñas arteriolas y capilares para garantizar que la sangre y otros fluidos no se pierdan a través del endotelio hacia los tejidos. La permeabilidad del endotelio vascular se mantiene por medio de la aposición regulada de forma activa de uniones adherentes (por ejemplo, complejos proteicos que se producen en las uniones célula - célula en los tejidos epiteliales y endoteliales) y uniones estrechas (por ejemplo, áreas asociadas estrechamente de dos células cuyas membranas se unen formando una barrera prácticamente impermeable al fluido). Las funciones de las uniones adherentes y las uniones estrechas son controladas por mediadores locales. Una vez que el organismo ha expirado, la respiración celular cesa debido a la falta de suministro de oxígeno a la pared celular. Como resultado, los enlaces endoteliales que resisten la permeabilidad dentro de los capilares del sistema circulatorio ya no se mantienen. Los intentos de introducir fluidos a través del sistema circulatorio producirán pérdidas a través del endotelio hacia los tejidos a nivel de las arteriolas pequeñas y capilares. Esto conduce a pérdidas de volumen de perfusión no deseadas, pérdida de presión de perfusión y distorsión de la mecánica tisular (por ejemplo, hinchazón).

En un esfuerzo por evitar los efectos indeseables que se han descrito más arriba y con una nueva referencia a las figuras 1 y 2, el cadáver de cuerpo completo 10 conservado es perfundido utilizando los circuitos paralelos dobles 50, 150 que se han descrito más arriba con un primer fluido. En una realización, el primer fluido es una mezcla de perfusión que incluye un material de embolización y un agente floculante. La mezcla de perfusión está configurada para ocluir las arteriolas pequeñas y los capilares por todo el cuerpo del cadáver 10 a medida que circula a través de los circuitos primero y segundo 50, 150.

Existe una diferencia drástica en el área superficial y el diámetro a medida que el árbol vascular se ramifica desde el vaso sanguíneo más grande, la aorta, que tiene aproximadamente 2 cm de diámetro, hasta los capilares más pequeños, que son aproximadamente del tamaño de los eritrocitos (por ejemplo, glóbulos rojos) y, por lo tanto, aproximadamente de 6,2 - 8,2 micrómetros. Durante los procedimientos quirúrgicos, se produce un sangrado clínicamente significativo al nivel de 500 micrómetros. Por lo tanto, la mezcla de perfusión se puede configurar para evitar el flujo del fluido de perfusión hacia cualquier vaso que tenga un diámetro menor que el tamaño de 500 micrómetros. Las partículas ejemplares incluyen polvo de piedra caliza (50 - 1000 micrómetros), polvo de talco (10 micrómetros), alcohol polivinílico (200 - 1000 micrómetros), microesferas de gelatina acrílica o cualquier combinación de los mismos. En la realización ilustrada, el material de embolización es polvo de piedra caliza.

El agente floculante de la mezcla de perfusión promueve la acumulación y coagulación de partículas. En la realización ilustrada, el floculante es el agente poliacrilamida, PAM (figura 3).

El material de embolización y el agente floculante se mezclan con un medio líquido (por ejemplo, agua) para preparar la mezcla de perfusión.

Perfusión de cadáveres con un segundo fluido

Una vez que las pequeñas arteriolas y capilares han sido ocluidos por la perfusión con el primer fluido, se puede introducir un segundo fluido en el cadáver utilizando los circuitos primer y segundo 50, 150 que se han descrito más arriba. En otras palabras, después del uso inicial de la mezcla de perfusión (por ejemplo, aproximadamente 3,79 litros (1 galón) por 11,3 - 34,0 kilogramos (25 - 75 libras) de masa corporal (peso) y preferiblemente 3,79 litros (1 galón) por 22,7 kilogramos ( 50 lbs) de masa corporal (peso) no habrá pérdidas de volumen más significativas dentro del reservorio y la opción de cambiar a un segundo fluido estará disponible. El reservorio 62 del mezclador puede omitirse cuando se realiza la perfusión con el segundo fluido si el segundo fluido no precipita fácilmente en solución. El segundo fluido puede ser sangre expirada, que se aproxima a las condiciones de la sala de operaciones, o cualquier otra solución que imite las propiedades de flujo de la sangre. Debido a que las arteriolas pequeñas y los capilares están ocluidos con el material de embolización, el segundo fluido circulará a través de cada uno de los circuitos primero y segundo mientras las bombas primera y segunda, respectivamente, están funcionando.

Mientras circula el segundo fluido, los médicos, por ejemplo, pueden practicar técnicas quirúrgicas o probar dispositivos médicos en el cadáver porque el sistema está configurado para simular condiciones reales durante la cirugía en un paciente vivo. Estos procedimientos pueden incluir procedimientos endovasculares con fluoroscopia. Con esta técnica se pueden producir arteriogramas y angiogramas. Otros procedimientos quirúrgicos incluyen procedimientos robóticos, vasculares abiertos, cardíacos, pulmonares, endoscopia, otorrinolaringología, cirugía plástica, trasplante renal, procedimientos ortopédicos y neurológicos, aunque esta lista no es exhaustiva. Debido a que el cadáver está dispuesto como un paciente vivo, las incisiones realizadas en vasos sanguíneos importantes provocarán sangrado y pérdida de la presión de perfusión.

Perfusión y simulación de cadáveres con un fluido único

En otra realización, el cadáver de cuerpo completo 10 conservado se perfunde utilizando los circuitos paralelos dobles 50, 150 que se han descrito más arriba, por ejemplo, con un fluido único que ocluye las arteriolas pequeñas y los capilares y también exhibe propiedades similares a la sangre para simular condiciones similares a la vida durante la cirugía en un paciente vivo.

En particular, el fluido único usado para perfundir el cadáver puede incluir una mezcla llamada "CF - 1" e incluye carbonato de calcio u otro material de embolización con un rango de 20 - 200 micrómetros, un dispersante (por ejemplo, un dispersante de poliacrilato tal como Accumer 1000 ) y un potenciador de la viscosidad (por ejemplo, goma xantana u otro polisacárido adecuado). El dispersante puede mantener el carbonato de calcio puro en suspensión y el potenciador de la viscosidad (por ejemplo, goma xantana) puede aumentar la viscosidad del fluido único, coagular las partículas y evitar que el agua atraviese (por ejemplo, filtre a través) las partículas de carbonato de calcio. El fluido único puede incluir un medio líquido, tal como agua. El fluido único puede incluir uno o más colorantes. Una posible fórmula del CF - 1 incluye:

a) 1 taza de carbonato de calcio por litro de fluido,

b) 10 ml de dispersante de poliacrilato (Accumer 1000) por litro de fluido,

c) 3/5 cucharadita de goma xantana por litro de fluido,

d) un medio líquido (por ejemplo, agua del grifo) y

e) opcionalmente, un colorante que preferiblemente tenga una lavabilidad similar a la sangre humana y no manche ningún tipo de tejido (por ejemplo, 1,5 cucharadas de RED # 40 por litro de fluido para crear un color rojo, o el producto Non-Staining Polymeric Colorant de Chromatech Inc. que es rojo o azul dependiendo del color deseado.

En una realización preferente, la fórmula para CF - 1 viene en forma pulverulenta que puede reconstituirse en agua (por ejemplo, agua del grifo). Por ejemplo, CF - 1 en forma pulverulenta puede incluir carbonato de calcio, un dispersante (por ejemplo, poliacrilato), un potenciador de la viscosidad (por ejemplo, goma xantana) y opcionalmente un colorante. El polvo se puede preparar, enviar y posteriormente reconstituir de forma económica en el lugar de acuerdo con lo que sea necesario.

La fórmula de CF - 1 no afecta a los rayos X y, por lo tanto, permite el uso de dispositivos intravasculares bajo rayos X durante la simulación (por ejemplo, cables guía, stents o similares). El fluido único que tiene la fórmula CF - 1 puede ocluir vasos por debajo de 200 micrómetros (por ejemplo, los lechos capilares) de manera que las pérdidas de volumen no superen los 400 ml/h.

En todavía otra realización, el fluido único puede ser una fórmula a base de hidrocarburo (aceite) ("CF - E"), que usa fuerzas hidrófobas para mantener el fluido dentro de la vasculatura pero no ocluye los vasos pequeños, por lo que aún permite el flujo de fluido a través de las ramas. de la vasculatura. Las propiedades hidrófobas también evitan que el aceite entre en los tejidos. La fórmula hidrocarbonada hidrófoba puede ser una emulsión de aceite en agua, por ejemplo. La emulsión de aceite puede volverse inestable cuando entra en contacto con las paredes de las células capilares, que están hechas de fosfolípidos y, a su vez, pueden recubrir la pared endotelial (revestimiento de los vasos) a nivel de los capilares. Además, para los vasos de menor tamaño (por ejemplo, capilares de menos de 10 micrómetros de diámetro), la emulsión que tiene un tamaño apropiado puede coalescer y, por lo tanto, obstruir vasos de tamaño correspondiente. Esta puede ser la solución ideal para simulaciones de cadáveres que requieran la inyección de tinte de contraste para visualizar las ramas del árbol arterial para la introducción de dispositivos médicos. El uso de una emulsión de aceite en agua en lugar de aceite puro permite el uso de tintes de contraste acuosos. La emulsión también es ideal porque puede tener un efecto mínimo o nulo en los dispositivos médicos en una fórmula a base de agua. Al igual que el fluido CF - 1 que se ha explicado más arriba, el fluido CF - E puede incluir un colorante tal como el RED # 40 o Non-Staining Polymeric Colorant de Chromatech Inc. (por ejemplo, rojo o azul).

El CF - E puede ser una emulsión de etileno - acetato de vinilo ("EVA") y puede tener una de entre varias fórmulas. Una fórmula para el CF - E incluye goma xantana (menos del 1%), polímero EVA (aproximadamente 27,8%), lecitina de soja (aproximadamente 1,7%) y agua (aproximadamente 72,2%). Una segunda fórmula para el CF - E incluye goma xantana (menos del 1%), polímero EVA (aproximadamente 27,8%), lecitina acetilada (aproximadamente 1,7%) y agua (aproximadamente 72,2%). Una tercera fórmula para el CF - E incluye goma xantana (menos del 1%), polímero EVA (aproximadamente 27,8%) y agua (aproximadamente 72,2%). Una cuarta fórmula para CF - E, similar a la primera, segunda y tercera fórmulas para CF - E, incluye aproximadamente 10% y 28% de polímero EVA, preferiblemente aproximadamente 15% con otros porcentajes de material que varían en consecuencia. En la cuarta fórmula, las pérdidas de fluido se reducen a menos de aproximadamente 3 ml/s. En cada una de estas fórmulas, el agua es el medio líquido, aunque en su lugar se pueden utilizar otros medios fluidos adecuados. La lecitina y la lecitina acetilada actúan cada una como un agente de administración para unir el polímero de EVA a la pared de la membrana para ocluir las arteriolas pequeñas y los capilares y evitar la retención de fluidos por los tejidos. La goma xantana mantiene estable la emulsión de EVA.

Una vez que las pequeñas arteriolas y capilares del trayecto de fluido respectivo han sido ocluidos por la perfusión con el fluido CF - 1 o el fluido CF - E, los mismos pueden circular continuamente a lo largo del trayecto de fluidos del cadáver (por ejemplo, los circuitos primero y segundo 50, 150 que se han descrito más arriba). Alternativamente, después del uso inicial del fluido CF - 1 o del fluido CF - E, la opción de cambiar a un segundo fluido está disponible como se ha explicado más arriba. Debido a que el fluido CF - 1 y el fluido CF - E también se pueden utilizar durante los procedimientos simulados, ambos tienen propiedades físicas que simulan las propiedades físicas de la sangre que circula en el interior de un cuerpo vivo. Por lo tanto, el fluido CF - 1 y el fluido CF - E pueden tener una densidad promedio de aproximadamente 1060 kg/m3, una viscosidad de aproximadamente 40/100 milipoises, y ser rojos (por ejemplo, por medio de los colorantes que se han explicado en la presente memoria descriptiva u otros colorantes). El fluido CF - 1 y el fluido CF - E pueden configurarse para que tengan una opacidad y capacidad de lavado similares a la sangre que circula en el interior de un cuerpo vivo. El fluido CF - 1 y CF - E también se pueden configurar de manera que no manchen ni decoloren ningún tejido (por ejemplo, músculo, grasa, nervio, vaso sanguíneo, etc.)

En la presente memoria descriptiva se han descrito varios fluidos diferentes que pueden circular a través de un cadáver de cuerpo completo para perfundir pequeñas arteriolas y capilares. Cada uno de ellos se puede usar para cualquiera o todos los procedimientos potenciales simulados en el cadáver de cuerpo completo. Además, los diferentes fluidos se pueden elegir dependiendo del tipo de procedimiento que se esté simulando. En otras palabras, la combinación del primer fluido y del segundo fluido puede ser más apropiada para ciertos procedimientos, el fluido CF - 1 puede ser más apropiado para ciertos procedimientos y el fluido CF - E puede ser más apropiado para ciertos procedimientos. A modo de ejemplo no limitativo, el CF - E puede ser más apropiado para angiogramas porque no ocluye completamente el lecho capilar, lo que permite a los médicos observar un tinte que fluye a través de más ramas de una arteriola bajo rayos X (por ejemplo, en un angiograma). En otro ejemplo no limitante, el CF - 1 puede ser más apropiado para el entrenamiento de la técnica quirúrgica abierta porque se pueden lograr presiones de fluido más altas y el fluido CF - 1 puede ser más predecible. Por consiguiente, cualquiera de los fluidos que se han explicado en la presente memoria descriptiva podría ser usado para diferentes procedimientos en el mismo cadáver de cuerpo completo.

Materiales

El hardware de la bomba puede incluir: Aparato de Bomba Pulsátil Harvard Artículo # 553305 Modelo 1423, Aparato de Bomba de Sangre Pulsátil Harvard para Animales Grandes, Estudios Hemodinámicos, Aparato de Bomba de Tubería Harvard 75 - 0461 es el tubo de diámetro interior 14,3 mm ( 9/16") ND Tygon ND100 - 65, Aparato de Bomba Centrífuga Harvard 732470 Bomba centrífuga BVP - ZX, 230 VCA y/o Aparato de Cabezal de Bomba Centrífuga y Tubería Harvard.

Los reservorios pueden incluir los Reservorios de Cardiotomía Interseptos de Medtronic.

El agitador puede incluir un mezclador agitador manual.

La unidad de calentamiento puede incluir cualquier tipo de Calentador Enfriador Doble Sarns modelo # 11160 y/o un Intercambiador de Calor ECMOtherm II de Medtronic.

Los tubos y conectores pueden incluir tubos de 14,3 milímetros, 12,7 milímetros o 9,53 milímetros (9/16 pulgadas, 1/2 pulgadas o 3/8 pulgadas) y conectores, convertidores y adaptadores asociados apropiados.

El equipo quirúrgico puede incluir un escalpelo de hojas (por ejemplo, núm. 15 y/o núm. 11), tijeras (por ejemplo, una o ambas tijeras Metzenbaum o Mayo), pinzas hemostáticas, portaagujas (por ejemplo, 7in), Prolene 5 - 0 en aguja RB, Prolene 4 - 0 en aguja SH, catéteres de goma roja 16F, Torniquete Rommel, cuerdas de seda 2 - 0, sutura de seda 2 - 0 en aguja SH y pinzas para tubos.

También se pueden utilizar materiales adicionales tales como un portatubos IV y cinta adhesiva.

Los materiales y dispositivos enumerados en la presente memoria descriptiva son meramente ejemplares y se pueden usar otros materiales y dispositivos adicionales.

Primer ejemplo

Como se ha explicado en detalle más arriba, el agente floculante (por ejemplo, PAM) promueve la agregación de partículas de embolización de vasos sanguíneos pequeños. Los efectos de las pérdidas de volumen de perfusión se examinaron utilizando corazones de cerdo aislados. Se introdujo agua alternando con polvo de piedra caliza con floculante en corazones de cerdo aislados a través de la arteria coronaria izquierda utilizando una cánula ostial coronaria. La arteria descendente anterior izquierda distal se canuló utilizando una vaina de 5 French para permitir la salida de fluido. Cada vez se introdujo un total de 60 ml de solución. El volumen de salida recogido se comparó entre agua, solución floculante de polvo de piedra caliza (flóculo) y se repitió con agua después de que se trató un corazón con la solución de floculante de polvo de piedra caliza. La siguiente tabla demuestra los efectos del uso de una solución floculante de piedra caliza para prevenir pérdidas de volumen por embolización de capilares.

La tabla anterior indica la pérdida de volumen con diferentes tipos de fluido de perfusión en corazones de cerdo. Se inyectó un total de 60 ml cada vez. Se supuso que quedaban 5 ml dentro del circuito y no se contabilizó como pérdida.

Desafortunadamente, la manera en que se recogieron los corazones de cerdo dio como resultado bordes cortados que produjeron pérdidas excesivas especialmente en el corazón 4. Sin embargo, se demostró la capacidad de la solución floculante de piedra caliza para embolizar el lecho capilar y prevenir el edema tisular.

Segundo ejemplo

Como se ha explicado con mayor detalle más arriba, se puede usar un fluido único (por ejemplo, CF - 1 o CF - E) para perfundir el cadáver. La relación entre las concentraciones de polímero EVA dentro del fluido CF - E, las pérdidas de fluido y las presiones alcanzables se probaron en un cadáver humano completo utilizando el sistema de cadáver de circuito doble que se ha descrito más arriba. Además, se observó el CF - E con concentraciones variables de polímero EVA, así como el CF - 1 dentro de los vasos sanguíneos en un angiograma para determinar el nivel o grado de ramificación que es visible. Todos los datos se recopilaron a una velocidad de 40 lpm, un volumen sistólico de 15 ml y un 25% de sístole dentro de un cadáver masculino de 200 kg y 68 años de edad, 2 semanas post mortem. La arteria carótida izquierda se usó para el flujo de entrada por medio de una cánula 18f, y la arteria femoral izquierda se usó para el flujo de salida por medio de una cánula 18f.

Los fluidos E de concentración variada de polímero EVA aumentan a medida que aumenta la concentración de polímero EVA. La tasa de pérdida de fluido también está inversamente relacionada con la concentración de polímero EVA. Finalmente, la ramificación visible se reduce a medida que aumenta la concentración de polímero EVA. Una ventaja de cada uno de los fluidos CF - E que se han descrito en la tabla es la capacidad de realizar angiogramas debido a la visibilidad de la ramificación arterial cuando se utilizan estos fluidos. Además, está claro que el CF - 1 es un buen fluido para usar, por ejemplo, en la simulación de una operación quirúrgica abierta debido a las presiones máximas más altas que se pueden alcanzar. Sin embargo, una limitación de CF - 1 es la falta de ramificación visible en un angiograma. Esto se debe a las oclusiones causadas por partículas embólicas, que impiden el flujo de fluido a través de las ramas arteriales secundarias y terciarias, bloqueando así la penetración de la tinción utilizada en un angiograma en estas ramas. En consecuencia, las ramas no son visibles bajo rayos X (por ejemplo, en un angiograma).

Se debe entender que la presente divulgación no se limita en su aplicación a los detalles de construcción y la disposición de los componentes expuestos en la descripción o ilustrados en los dibujos que siguen. La invención es susceptible de otras realizaciones y de ser practicada o llevada a cabo de diversas formas.

En las reivindicaciones que siguen se exponen diversas características y ventajas de la invención.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento de oclusión de una o más arteriolas, vénulas o capilares en un cadáver (10), comprendiendo el procedimiento:

perfundir el cadáver (10) con un fluido configurado para ocluir una o más arteriolas, vénulas o capilares del cadáver,

caracterizado porque (a) perfundir el cadáver (10) con un fluido incluye perfundir el cadáver a través de un único punto de acceso (14) para la comunicación de fluido con el cadáver (10); y (b) el fluido incluye un medio líquido, un dispersante, un material de embolización y un potenciador de la viscosidad.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el material de embolización es polvo o polvo de piedra caliza, polvo de talco, microesferas de gelatina acrílica, carbonato cálcico o una combinación de los mismos.

3. El procedimiento de la reivindicación 1 o de la reivindicación 2, en el que el potenciador de la viscosidad es goma xantana.

4. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el medio líquido es agua.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el fluido incluye un medio líquido y un material de embolización.

6. El procedimiento de la reivindicación 5, en el que el material de embolización tiene un tamaño de partícula promedio que varía de aproximadamente 5 micrómetros a aproximadamente 1000 micrómetros.

7. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que el material de embolización se prepara para su uso pasando el material a través de uno o más filtros de 250 micrómetros a 1000 micrómetros.

8. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además pulsar el fluido sin crear un flujo significativo en el interior del cadáver.

9. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además bombear una primera porción del fluido bombeado desde una bomba a una primera trayectoria de fluido con el cadáver y bombear una segunda porción del fluido bombeado desde la bomba a través de una segunda trayectoria de fluido con un reservorio.

10. El procedimiento de la reivindicación 9, que comprende además ajustar la cantidad relativa de fluido en la primera trayectoria de fluido (400a) y en la segunda trayectoria de fluido (400b).

11. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que ajustar la cantidad relativa de fluido en la primera trayectoria de fluido (400a) y en la segunda trayectoria de fluido (400b) incluye restringir el flujo de fluido a través de al menos una de entre la primera trayectoria de fluido (400a) y la segunda trayectoria de fluido (400b).

12. El procedimiento de la reivindicación 9, en el que bombear el fluido incluye extraer el fluido del reservorio (358).

13. El procedimiento de la reivindicación 9, en el que el reservorio (358) incluye un receptáculo hermético (412).

14. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la bomba (362) es una bomba pulsátil.