ITMO980235A1

ITMO980235A1 - "filtro adsorbitore di eparina e/o endotossine nel plasma e/o nel sangue".

Info

Publication number: ITMO980235A1
Application number: IT1998MO000235A
Authority: IT
Inventors: Gianni Bellini
Original assignee: Braun Carex Spa
Priority date: 1998-11-12
Filing date: 1998-11-12
Publication date: 2000-05-12
Also published as: ATE525122T1; IT1304828B1; DK1002566T3; EP1002566A3; EP1002566A2; EP1002566B1

Description

Descrizione del Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: “FILTRO ADSORBITORE DI EPARINA E/O ENDOTOSSINE NEL PLASMA E/O NEL SANGUE”.

DESCRIZIONE

Il presente trovato riguarda un filtro adsorbitore di eparina e/o endotossine nel plasma e/o nel sangue.

Nella maggior parte dei trattamenti clinici in cui il sangue ovvero i liquidi biologici devono essere trattati secondo procedure specifiche e relative alla patologia di un paziente, il circuito extracorporeo, ove fluiscono questi fluidi, deve essere addizionato di sostanze anticoagulanti, come ad esempio l'eparina, onde contenere la reazione allergica che, come è noto, i fluidi endogeni sviluppano a contatto con superfici ovvero materiali estranei.

Dosi relativamente alte di questa sostanza sono quindi normalmente impiegate in trattamenti come l'ossigenazione del sangue, nel bypass cardiopolmonare, in emodialisi, in emofiltrazione, in emoperfusione ed in plasmaferesi.

Al termine di questi trattamenti extracorporei, o in casi di eventi emorragici o complicazioni avvenute durante il trattamento stesso, esiste la necessità . di neutraliz .zare il più v -elocemente possibile l'eparina ancora circolante nel sistema cardiovascolare che potre essere presente in alte concentrazioni; in molti di questi casi viene impiegato, come antagonista dell'eparina, il solfato di protamina. Tale metodologia presenta peraltro alcune limitazioni dovuta a fenomeni di mancata metabolizzazione da parte del paziente di una parte dei volumi di eparina impiegata e ad una conseguente ripresa del rilascio di questa parecchie ore dopo la sua apparente neutralizzazione, specialmente in caso di alte dosi somministrate. L'uso dell’eparina, inoltre, non è limitato alla azione anticoagulante che essa produce: essa, infatti può essere impiegata, in ambiente acido con pH compreso tra 5,05 e 5,25, a scopo terapeutico per la rimozione selettiva di lipoproteine (colesterolo) come l’LDL in pazienti disli pidemici.

A tale proposito, la letteratura specializzata riporta in modo dettagliato la descrizione di un processo di precipitazione extracorporea-e-la-separazione-selettiva-di-lipoproteine a bassa densità (LDL) denominata H.E.L.P. (Heparin Extracorporeal LDL Preci pitation), qualora l'eparina sia aggiunta al plasma del paziente in modo da formare complessi di aggregati insolubili di eparina-LDL che possono essere filtrati.

In accordo con detto processo che prevede l’uso di soluzione di tampone acetato contenente eparina in quantità equivalente a 100 Ul/ml, il plasma del paziente è messo a contatto con questa soluzione in un rapporto volumetrico di 1:1 ottenendo la precipitazione di LDL, Fibrinogeno, LP(a) ed Apoproteina B-100 in quantità clinicamente efficaci.

Poiché l’eparina è addizionata tramite soluzione tampone in quantità eccedente rispetto all’effettiva capacità legante di queste proteine, è importante rimuovere la quantità in eccesso per ristabilire le condizioni iniziali del Dlasma evitando l’incremento di rischi di emorragie e le possibili complicazioni sopra menzionate.

Per attuare tale rimozione vengono attualmente impiegati dei filtri che sono dotati di membrane di cellulosa ovvero a base di cellulosa e che presentano struttura sostanzialmente voluminosa in rapporto all'effettivo rendimento di filtrazione.

Inoltre, tali filtri presentano sensibili problemi di sterilizzazione prima del loro impiego; infatti, per tale operazione e per mantenere integra la membrana filtrante, debbono essere impiegati liquidi non compatibili per la successiva eliminazione dei quali è necessario procedere ad un lavaggio a base di soluzione fisiologica che, tuttavia, non garantisce la completa eliminazione di tracce dei detti liquidi tossici che quindi rischiano di essere infusi al paziente.

Infine, un ulteriore problema che accomuna tutti i filtri noti è la mancata distribuzione uniforme del sangue ovvero del plasma lungo le superfici filtranti: infatti i flussi di sangue ovvero di plasma tendono ad investire solamente le porzioni vicinali di queste mentre le distali restano sostanzialmente scariche.

Compito tecnico del presente trovato è quello di risolvere i suesposti problemi della tecnica nota realizzando un filtro adsorbitore di eparina e/o endotossine nel sangue e/o plasma che sia in grado di eliminare le dette sostanze in modo sostanziali

permetta altresì di ottimizzare la distribuzione di sangue e plasma sulle intere estensioni delle superfici di filtrazione e di evitare nel contempo fenomeni di riduzione della azione filtrante causati da possibili intasamenti.

Questo ed altri scopi sono raggiunti da un filtro adsorbitore di eparina e/o endotossine nel sangue e/o nel plasma caratterizzato dal fatto che comprende un corpo contenitore cilindrico assialmente cavo e dotato alle estremità di ingresso e di uscita di corrispondenti luci di accesso ricavate in coperchi di fondo ed all’interno del quale è alloggiato un mezzo filtrante a fibre microporose pi uri stratificate avvolte concentricamente a rotolo e sulle quali sono depositati gruppi di Dietilamminoetile, ad almeno una estremità di detto corpo essendo previsto un elemento di accoppamento stabile delle teste di dette fibre.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una preferita forma di attuazione di un filtro adsorbitore di eparina e/o endotossine dal sangue e/o plasma, illustrata a titolo indicativo, e non limitativo nelle unite tavole di disegni in cui:

- Figura 1 mostra in parziale spaccato ed in vista prospettica il filtro adsorbente secondo il trovato;

- Figura 2 ne è una vista in sezione longitudinale;

- Figura 3 ne è la corrispondente sezione trasversale secondo un piano di traccia III-III di fig. 2;

- Figura 4 mostra ancora il filtro adsorbente secondo il trovato in sezione longitudinale ed in una seconda possibile variante attuati va; - Figura 5 ne è la corrispondente sezione trasversale secondo un piano di traccia V-V di fig. 4;

- Figura 6 mostra ancora in sezione longitudinale il trovato in oggetto in una terza possibile variante attuativa;

- Figura 7 ne è la corrispondente sezione trasversale secondo un piano di traccia VII -VII di fig. 6;

- Figura 8 mostra frontalmente un mezzo filtrante a fibre microporose diritte;

- Figura 9 mostra ancora frontalmente un mezzo filtrante a fibre microporose inclinate;

- Figura 10 mostra in dettaglio una fase di confezionamento di un mezzo a fibre microporose stratificate.

Con particolare riferimento alle sopraddette figure, si è indicato con 1 un filtro adsorbitore di eparina e/o endotossine nel sangue e/o nel plasma il quale comprende essenzialmente un corpo contenitore cilindrico 2 che internamente è cavo e che è dotato alle estremità di ingresso 2a e di uscita 2b di corrispondenti luci di accesso, rispettivamente 3 e 4, che sono ricavate centrate e coassiali al corpo contenitore 2 in coperchi di fondo 5 e 6.

Nella cavità interna 2c del corpo contenitore 2 è alloggiato un mezzo filtrante 7 composto da fibre microporose 8 in poliammide, pluristratificate avvolte concentricamente a rotolo e sulle quali sono depositati gruppi di Dietilamminoetile; inoltre, ad almeno la estremità di uscita 2b di detto corpo è previsto internamente un elemento 9 per l’accorpamento stabile delle teste di dette fibre 8.

Oltre alle luci 3 e 4, nel corpo contenitore 2 ne è prevista una terza 10 di svuotamento rapido, posizionata lateralmente ad esso in prossimità della estremità di uscita 2b.

In una preferita versione attuativa del filtro 1, è prevista, centrata nella cavità assiale interna del corpo contenitore 2, una costola 11 longitudinale e di forma cilindrica sulla quale è avvolgibile e supportato il mezzo filtrante 7 a fibre microporose 8.

In pratica, quest’ultimo è costituito da una pezza di membrana 12 (si veda ad esempio le figg. 8 e 9) avente la trama composta dalle sopraddette fibre microporose 8 tra loro parallele; questa viene poi confezionata a rotolo e le fibre 8 si dispongono quindi a zig zag; il rotolo viene quindi collocato di precisione nella detta cavità assiale del corpo contenitore 2, eventualmente calzata sulla costola 11.

La pezza 12 ha di norma forma rettangolare ed è accoppiabile con almeno una seconda pezza rettangolare sostanzialmente uguale. peraltro in materiale con trama a fibre 8a cieche e parallele, realizzate in polietilene ovvero in polipropilene, poliestere o in materiale plastico noto con il nome commerciale nylon: il confezionamento a rotolo delle pezze sopraddette determina una stratificazione concentrica alternata tra fibre microporose 8 e cieche 8a.

Secondo una versione del trovato, le dette fibre microporose parallele 8 costituenti la trama della pezza 12 sono disposte inclinate rispetto all'asse longitudinale A del corpo 2 di contenimento, in modo che il confezionamento a rotolo generi un mezzo filtrante 7 con fibre microporose 8 stratificate ed incrociate a reticolo.

La pezza 12 con trama a fibre 8 microporose è altresì ripiegabile su sè stessa lungo l'asse longitudinale B perpendicolare alle fibre e, nel caso in cui ad essa sia accoppiata la pezza a fibre cieche 8a, anche queste ultime sono disposte inclinate rispetto all’asse A, peraltro opposte alle fibre microporose 8 sia in modo speculare sia in modo asimmetrico.

Inoltre, a seconda della capillarità di filtrazione da conseguire, i diametri delle fibre microporose 8 e di quelle cieche 8a possono essere tra loro uguali owero differenti, affinchè nel confezionamento a rotolo le più piccole delle due si possano insinuare negli interspazi definiti tra le altre.

Infine, l’elemento 9 di accorpamento stabile è costituito da un otturatore statico 13 in elastomero in cui sono annegate in modo passante le estremità aperte delle fibre microporose 8 e che è inserito di precisione alla estremità di uscita 2b, all 'interno della cavità assiale del corpo contenitore 2.

In una ulteriore possibile versione del filtro 1, un secondo otturatore statico può essere inserito anche alla estremità di ingresso 2a della cavità assiale del corpo contenitore 2.

Tra i detti otturatori statici 13 ed i relativi coperchi 5 e 6 sono definite corrispondenti camere collettrici 14 e 15 all’interno delle quali si accumula il sangue ovvero il plasma rispettivamente da filtrare ovvero filtrato.

Il funzionamento del trovato è il seguente: il sangue ovvero il plasma da-filtrare, dal quale cioè devono essere rimosse le endotossine ovvero l’eparina in eccesso, proveniente dal paziente e sospinto con una leggera pressione fornita da un mezzo pompante di tipo noto inserito in linea, entra nel filtro 1 attraverso la luce di ingresso 3, invade completamente la camera collettrice 14 e si distribuisce per tutta la cavità interna del corpo contenitore cilindrico 2, andando a lambire le fibre microporose_8_per la intera loro estensione superficiale in modo omogeneo, senza nessun fenomeno di concentrazione in zone particolari del filtro 1.

In tale fase, attraverso la luce laterale 10 può essere espulsa progressivamente la eventuale aria presente tra le fibre microporose 8, luce 10 che, in funzionamento a regime del filtro 1, è comunque chiusa.

I gruppi di dietilamminoetile che sono depositati sulle dette fibre microporose, si combinano chimicamente con le dette molecole di endotossine ovvero di eparina dando origine a legami stabili sulle suoerfici delle fibre microoorose 8.

Il flusso di sangue ovvero di plasma attraversa quindi in senso perpendicolarmente centripeto le superfici esterne delle fibre microporose 8 e attraverso i lumi capillari di queste raggiunge la camera collettrice 15 e da questa, attraverso la luce 4, viene reinviato, depurato, al paziente.

Le teste aperte delle dette fibre microporose 8 sono trattenute in sito, mantenendo peraltro il collegamento aperto con la camera 15, dall'otturatore statico 13.

Le dette fibre 8, allo scopo di costituire un mezzo filtrante 7 di elevata efficacia, sono confezionate dapprima secondo una pezza rettangolare 12 che poi viene arrotolata in modo che le dette fibre si dispongano secondo una stratificazione atta a costituire un reticolo filtrante secondo una direzione di flusso centripeta.

La detta pezza 12 può, ancor prima di essere arrotolata, essere sottoposta a trazione a due vertici diagonalmente contrapposti, in modo da inclinare le dette fibre 8 secondo un angolo predefinito e, per creare il sopraddetto reticolo, ripiegata secondo il proprio asse longitudinale mediano B.

Quando la detta pezza 12 è arrotolata, può essere disposta all’interno della cavità del corpo cilindrico 2 senza nessun supporto ovvero essere calzata su una costola cilindrica longitudinale 11 appositamente predisposta centrata nella detta cavità.

La stessa pezza 12 può essere altresì accorpata per facce parallele con una ulteriore pezza uguale la cui trama è composta da fibre cieche 8a: nel confezionamento a rotolo, queste fungono da distanziali inerti degli strati concentrici di fibre microporose 8.

I diametri di queste e di quelle cieche 8a possono essere uguali ovvero differenti tra loro e le inclinazioni essere simmetriche o asimmetriche rispetto all’asse longitudinale del filtro 1.

Una ulteriore possibile versione di questo prevede che gli otturatori 13 siano due posti alle rispettive estremità interne della cavità del corpo contenitore 2 e che le luci laterali siano ugualmente due, rispettivamente 10 e 10a, per poter eventualmente utilizzare nel filtro I anche una corrente di soluzione di lavaggio che lambisca all’esterno le fibre 8 rimuovendone e trasportando seco le impurità filtrate.

Si è in pratica constatato come il trovato descritto raggiunga gli scopi prefissati.

II trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo.

Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da altri tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali impiegati, nonché le forme e le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze senza per questo uscire dall’ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Filtro adsorbitore di eparina e/o endotossine nel sangue e/o nel plasma caratterizzato dal fatto che comprende un corpo contenitore cilindrico internamente cavo e dotato alle estremità di ingresso e di uscita di corrispondenti luci di accesso ricavate in coperchi di fondo ed all’interno del quale è alloggiato un mezzo filtrante a fibre microporose pluristratificate avvolte concentricamente a rotolo e sulle quali sono depositati gruppi di Dietilamminoetile, ad almeno una estremità di detto corpo essendo previsto un elemento di accorpamento stabile delle teste aperte di dette fibre.
2) Filtro adsorbitore secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le dette luci di accesso rispettivamente di ingresso ed uscita del sangue e/o plasma sono posizionate in detti coperchi centrate e coassiali a detto corpo, una luce di svuotamento rapido essendo posizionata lateralmente ad esso in prossimità della estremità di uscita.
3) Filtro adsorbitore secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che è prevista, centrata coassialmente all'interno di detto corpo, una costola longitudinale cilindrica di avvolgimento e supporto di detto mezzo filtrante a fibre microporose.
4) Filtro adsorbitore secondo le rivendicazioni 1 e 3 caratterizzato dal fatto che detto mezzo filtrante a fibre microporose è costituito da una pezza di membrana con trama composta da dette fibre microporose parallele e ripiegate a zig zag e confezionata a rotolo per la collocazione di precisione nella detta cavità assiale del detto corpo contenitore, calzata su detta costola.
5) Filtro adsorbitone secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che detta pezza di membrana con trama a fibre microporose parallele ha forma rettangolare ed è accoppiata con almeno una seconda pezza rettangolare sostanzialmente uguale di materiale con trama a fibre cieche parallele, il confezionamento a rotolo di dette pezze determinando una stratificazione concentrica alternata tra fibre microporose e cieche.
6) Filtro adsorbitone secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che detta pezza di membrana con trama a fibre microporose parallele ha forma rettangolare ed è accoppiata con almeno una seconda pezza uguale, il confezionamento a rotolo di dette pezze determinando una stratificazione concentrica alternata tra fibre microporose.
7) Filtro adsorbitone secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che almeno le dette fibre microporose parallele costituenti la trama di detta pezza di membrana sono disposte inclinate rispetto all’asse longitudinale di detto corpo di contenimento, detto confezionamento a rotolo generando detto mezzo filtrante con fibre microporose stratificate incrociate a reticolo.
8) Filtro adsorbitore secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che dette fibre microporose sono realizzate in materiale plastico scelto tra poliammide, polisulfone, poiieteresulfone, polietilene, polipropilene, poliestere.
9) Filtro adsorbitore secondo la rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che detta pezza con trama a fibre microporose è ripiegabile su sè stessa lungo l’asse longitudinale perpendicolare alle fibre.
10) Filtro adsorbitore secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che dette fibre cieche parallele sono disposte inclinate rispetto all’asse di detto corpo contenitore specularmente opposte a dette fibre microporose.
11) Filtro adsorbitore secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che dette fibre cieche sono realizzate in materiale polimerico scelto tra polietilene, polipropilene, poliestere o nylon.
12) Filtro adsorbitore secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che dette fibre microporose e dette fibre cieche sono disposte inclinate in modo asimmetricamente contrapposto.
13) Filtro adsorbitore secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dai fatto che i diametri di dette fibre miaoporose e di dette fibre cieche sono tra loro uguali.
14) Filtro adsorbitore secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che i diametri di dette fibre miaoporose e dette fibre cieche sono tra loro differenti.
15) Filtro adsorbitore secondo le rivendicazioni 6 e 7 caratterizzato dal fatto che l’inclinazione di dette fibre microporose e cieche è attuabile previa trazione su almeno due estremità diagonali di dette pezze antecedentemente al loro confezionamento a rotolo.
16) Filtro adsorbitore secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto mezzo filtrante confezionato a rotolo presenta la superficie perimetrale costituita da fibre microporose.
17) Filtro adsorbitore secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto elemento di accorpamento stabile è costituito da un otturatore statico in elastomero in cui sono annegate in modo passante le dette teste aperte delle fibre microporose ed inserito di precisione nella estremità di uscita della cavità assiale di detto contenitore cilindrico.
18) Filtro adsorbitore secondo le rivendicazioni 1 e 14 caratterizzato dal fatto che un secondo otturatore statico in elastomero è opzionalmente inseribile anche nella estremità di ingresso della cavità assiale di detto contenitore cilindrico.
19) Filtro adsorbitore secondo le rivendicazioni 1, 14, 15 caratterizzato dal fatto che tra detti coperchi e detti otturatori statici ovvero tra detti coperchi e detto otturatore statico ed anse di ritorno di dette fibre microporose sono definite corrispondenti camere collettrici.
20) Filtro adsorbitore di eparina e/o endotossine nel sangue e/o plasma secondo una o più delle rivendicazioni precedenti e secondo quanto desumibile dalla descrizione e dai disegni e per gli scopi specificati.