ITBO20090438A1 - Sistema per il trattamento del sangue - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione è relativa ad un sistema per la rimozione extracorporea della CO2.

Esistono sul mercato da diversi anni dispositivi atti a rimuovere la CO2 dal sangue per via extracorporea in maniera analoga ai ben più diffusi trattamenti di Dialisi, Emofiltrazione, etc. i quali rimuovono per via extracorporea sostanze tossiche o nocive, prodotti di scarto del metabolismo che dovrebbero normalmente essere eliminate dai reni.

Tra gli scopi della presente invenzione vi è quello di supplire, anche solo parzialmente, alla funzione polmonare quando il polmone stesso è impossibilitato a farlo a causa di diverse patologie.

Un sistema noto atto allo scopo summenzionato risale ad oltre quarant’anni fa, ed è conosciuto con la sigla “ECMO” (Extra Corporeal Membrane Oxigenation) e prevede un accesso ai vasi maggiori del paziente effettuato chirurgicamente con cannule di grande diametro connesse ad una pompa e ad un ossigenatore in grado di gestire alti flussi (anche oltre i 5 litri al minuto). Questo sistema, nelle sue numerose varianti è in grado di sostituire completamente la funzione polmonare e, nel caso, anche quella cardiaca.

Questa tecnica presenta però degli inconvenienti di notevole importanza. Infatti le difficoltà di gestione, gli effetti collaterali ed i rischi intrinseci di questa metodica invasiva sono elevati, così come i costi e l’impiego di risorse umane in termini di assistenza continua. La sopravvivenza al trattamento non supera il 60% dei casi, è quindi generalmente considerata una risorsa estrema.

In tempi più recenti si sono tentate vie più semplici, come sistemi senza pompa che sfruttano la differenza di pressione tra arteria e vena per far passare il sangue attraverso un ossigenatore. Anche questi sistemi presentano effetti collaterali principalmente dovuti alla necessità di prelevare il sangue da un’arteria con conseguenti rischi di emorragie, infezioni ed ischemie degli arti inferiori.

A questi sistemi si richiede principalmente di rimuovere l’eccesso di CO2 che si accumula nel sangue mentre per quanto riguarda l’ossigenazione ci si affida alla porzione di tessuto polmonare che ancora funziona grazie all’ausilio di normali tecniche di Ventilazione Meccanica.

Risulta complessivamente più semplice ossigenare il sangue piuttosto che depurarlo dalla produzione metabolica di CO2 che necessita di grandi volumi gassosi per essere efficace.

Partendo dal presupposto di mantenere comunque il paziente in condizioni di Ventilazione Meccanica, si sono sviluppati recentemente sistemi mini-invasivi che a flussi bassi (< di 500 ml/min) e con accesso venoso riescono a rimuovere una frazione importante della CO2 nel sangue. I documenti EP-1415673 ed EP-1698362 descrivono sistemi che raggiungono circa il 50% di rimozione della CO2 prodotta metabolicamente consentendo una regolazione meno traumatica dei parametri del Ventilatore Meccanico e favorendo quindi una più rapida guarigione.

Il presente trovato si pone lo scopo di incrementare questa percentuale, arrivando anche al 100%, mantenendo tuttavia le caratteristiche mini-invasive di bassi flussi e dell’accesso veno-venoso per rendere molto più efficace l’applicazione, allargandone le possibili indicazioni d’uso oltre al vantaggio di evitare l’impiego di metodiche più invasive e quindi più pericolose.

A questi ed altri risultati si è pervenuti in conformità dell’invenzione adottando l’idea di realizzare un sistema avente le caratteristiche descritte nella rivendicazione 1. Altre caratteristiche sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

Alla base delle presente invenzione vi è l’intuizione di trattare l’acqua plasmatica. Infatti, uno dei maggiori mezzi di trasporto della CO2 nel sangue consiste nella sua trasformazione in bicarbonati (HCO3-) i quali sono disciolti nell’acqua plasmatica. L’acqua plasmatica può facilmente essere separata dal sangue “intero” e, poiché risulta priva dei costituenti solidi del sangue quali emazie, leucociti, piastrine ed altri, può essere suscettibile di trattamenti anche meno delicati che altrimenti danneggerebbero i suddetti componenti.

In conformità dell’invenzione si prevede quindi un circuito composto schematicamente da un ossigenatore e da un emofiltro in serie all’ossigenatore (dei tipi normalmente reperibili sul mercato).

L’acqua plasmatica prelevata dall’emofiltro viene trattata all’interno di un dispositivo atto a rimuovere i bicarbonati secondo uno o più dei metodi illustrati in seguito. Successivamente al trattamento suddetto, l’acqua plasmatica viene reintrodotta nel circuito “in prediluizione” a monte dell’ossigenatore realizzando così un circuito chiuso, come schematicamente illustrato in Fig. 1.

La reintroduzione dell’acqua plasmatica in questa posizione consente tra l’altro, di ottenere i seguenti vantaggi: riduce la concentrazione ematica all’interno dell’ossigenatore permettendone una resa migliore, permette di ridurre la quantità di sostanze anticoagulanti (eparina) con conseguenti vantaggi alla tollerabilità del sistema, sottomette una seconda volta l’acqua plasmatica all’azione decarbossidante dell’ossigenatore, incrementando l’efficienza del sistema.

Questi ed ulteriori vantaggi e caratteristiche della presente invenzione saranno più e meglio compresi da ogni tecnico del ramo dalla descrizione che segue e con l’aiuto degli annessi disegni, dati quale esemplificazione pratica del trovato, ma da non considerarsi in senso limitativo, nei quali:

- la Fig.1 è uno schema relativo ad un possibile esempio di realizzazione di un sistema in conformità dell’invenzione, in cui i particolari non sono rappresentati in scala.

Il sistema per il trattamento del sangue in oggetto è collegabile al paziente tramite una connessione di tipo veno-venoso. In pratica, le linee di ingresso (1) e di uscita (8) sono collegate al paziente mediante catetere venoso.

Utilizzando i riferimenti numerici degli esempi dei disegni allegati, il sangue, prelevato dal paziente giunge dal catetere venoso tramite la linea (1), aspirato dalla pompa (2) e quindi sospinto lungo le linee (21) e (31) all’interno dell’ossigenatore (4). L’ossigenatore può essere di tipo normalmente reperibile sul mercato, eventualmente con modifiche funzionali all’inserimento in una linea venosa a basso flusso.

All’interne dell’ossigenatore, che deve essere connesso alla linea di distribuzione di ossigeno dell’ospedale ovvero ad una bombola, avviene lo scambio gassoso e la CO2 fuoriesce libera nell’ambiente analogamente a quanto avviene durante la respirazione. Con riferimento alla Fig.1, l’ossigenatore (4) ha pertanto un ingresso (42) per il sangue da trattare ed una relativa uscita (43) per il sangue trattato; è inoltre provvisto di un ingresso (44) per l’ossigeno e di un’uscita (45) per la CO2.

Il sangue ossigenato in uscita dall’ossigenatore passa nella linea (41) ed entra, attraverso un ingresso (52), nell’emofiltro (5), che può essere del tipo di normale reperibilità sul mercato. L’emofiltro separa dal sangue intero la frazione di acqua plasmatica che fluisce, attraverso l’uscita (54) nella linea (51) grazie all’azione della pompa (6), disposta ed agente sulla stessa linea (51). L’emofiltro (5) è provvisto di un’uscita (53) per il sangue.

L’acqua plasmatica viene sospinta lungo la linea (61) all’interno di un dispositivo per la riduzione dei bicarbonati (7) dove avviene, appunto, la riduzione dei bicarbonati contenuti nell’acqua plasmatica. In pratica, tra l’ingresso (72) e l’uscita (73) del dispositivo (7) l’acqua plasmatica subisce il trattamento che elimina o quantomeno riduce drasticamente il contenuto di bicarbonati.

L’acqua plasmatica, una volta trattata, viene poi convogliata nella linea (71) e, attraverso la connessione (3) si mescola al sangue intero, diluendolo, a monte dell’ossigenatore (4) nel quale il tutto confluisce.

Il sangue diluito, dopo il passaggio nell’emofiltro (5), viene riportato alla concentrazione originaria e rinviato, attraverso la linea (8) al catetere venoso e quindi restituito al paziente. Il ritorno alla concentrazione originaria è ottenuto perché l’acqua plasmatica che viene aggiunta al sangue in corrispondenza della connessione (3) viene sostanzialmente estratta in corrispondenza del passaggio attraverso l’emofiltro (5).

Grazie a questo circuito il sangue viene privato dell’eccesso di CO2. Inoltre, il processo di rimozione dei bicarbonati lungo la linea dell’acqua plasmatica ne abbassa il pH ed un pH ridotto, mescolato al sangue intero, ne favorisce lo spostamento dell’equilibrio verso il rilascio di CO2 che, all’interno dell’ossigenatore avviene quindi con maggiore facilità. La riduzione di pH dell’acqua plasmatica può compensare l’aumento di pH che avviene all’interno dell’ossigenatore a causa dell’eliminazione della CO2 disciolta, rendendo maggiormente biocompatibile l’intero processo.

Vantaggiosamente, secondo la presente invenzione, il dispositivo (7) sfrutta il principio dell’osmosi; l’acqua plasmatica percorre il dispositivo (7) dove è presente una membrana osmotica che la separa da una soluzione adeguata e povera di bicarbonati.

In pratica, all’interno del dispositivo (7) sono definite due semi-celle, una (che ha l’ingresso 72 e l’uscita 73) che viene percorsa dall’acqua plasmatica e l’altra (che ha l’ingresso 87 e l’uscita 88) che viene percorsa dalla soluzione povera di bicarbonati. All’entrata (87) ed all’uscita (88) è collegato un circuito di alimentazione della soluzione povera di bicarbonati, proveniente da una relativa sorgente e collegata ad una stazione di scarico dei bicarbonati. In questo modo, i bicarbonati passano attraverso la membrana (per principio osmotico) e abbandonano l’acqua plasmatica per la soluzione povera di bicarbonati.

Il circuito summenzionato può comprendere una prima sacca di alimentazione, collegata all’ingresso (87) ed una seconda sacca di raccolta, collegata all’uscita (88).

I particolari di esecuzione possono comunque variare in maniera equivalente nella forma, dimensioni, disposizione degli elementi, natura dei materiali impiegati, senza peraltro uscire dall'ambito dell'idea di soluzione adottata e perciò restando nei limiti della tutela accordata dal presente brevetto.

Claims (3)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema per il trattamento del sangue, in particolare per la rimozione di CO2 e bicarbonati dal sangue, caratterizzato dal fatto che comprende: - un circuito attraversato dal sangue da trattare (1, 21, 31, 41, 8) provvisto di una connessione veno-venosa (1, 8) per il collegamento ad un paziente; - un dispositivo ossigenatore (4), disposto ed agente su detto circuito; - un emofiltro (5), provvisto di mezzi per la separazione dell’acqua plasmatica dal sangue, disposto su detto circuito a valle di detto ossigenatore (4) e presentante un’uscita (54) per la stessa acqua plasmatica; - un dispositivo (7) per la rimozione per osmosi dei bicarbonati contenuti nell’acqua plasmatica, provvisto di un’entrata (72) collegata a monte alla detta uscita (54) dell’emofiltro (5) e di un’uscita (73) collegata a valle a detto circuito in un punto disposto a monte di detto ossigenatore (4), in modo da immettere in detto circuito a monte dell’ossigenatore (4) l’acqua plasmatica privata di bicarbonati.
2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo (7) è provvisto di una membrana che, all’interno del dispositivo (7) separa l’acqua plasmatica da trattare da una soluzione povera di bicarbonati.
3. 3. Sistema secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo (7) è provvisto di un ingresso (87) e di un’uscita (88) collegabili ad una sorgente di una soluzione povera di bicarbonati.