ITTO20130944A1 - Kit per il condizionamento e la purificazione di organi espiantati - Google Patents
Kit per il condizionamento e la purificazione di organi espiantatiInfo
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Classifications
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
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Description
DESCRIZIONE
“KIT PER IL CONDIZIONAMENTO E LA PURIFICAZIONE DI ORGANI ESPIANTATI”
La presente invenzione è relativa ad un kit per il condizionamento e la purificazione di organi espiantati.
Nonostante i continui progressi nelle cure mediche, la richiesta di organi donatori risulta sempre superiore alla loro disponibilità, a causa dei lunghi tempi di attesa. Inoltre la percentuale di organi espiantati che è idonea al reimpianto può essere piuttosto bassa, come nel caso dei polmoni, in cui solo il 20% di polmoni espiantati da donatori è considerato adatto al trapianto. Altri organi, come il cuore, il fegato, i reni e il pancreas, risultano maggiormente idonei al trapianto, ma comunque tutti, una volta espiantati, sono soggetti ad un meccanismo di degradazione che può inficiare le probabilità di successo del successivo reimpianto.
Il danneggiamento degli organi avviene in diversi momenti, ad esempio nel periodo precedente la morte cerebrale o l’arresto cardiaco del potenziale donatore, durante la procedura di espianto dell’organo stesso, durante la sua conservazione e il suo trasporto o nel periodo precedente l’operazione di reimpianto.
La presenza nell’organo di citochine infiammatorie, elementi cellulari, porzioni di cellule e danni da riperfusione, ovvero quei danni che si creano in un organo quando il sangue rifluisce verso l’organo stesso dopo un evento ischemico o in generale dopo la mancanza di ossigeno, sono alcuni dei principali fattori che causano la disfunzione dell’organo una volta trapiantato e il fallimento del trapianto stesso.
Le citochine e i mediatori giocano un ruolo chiave in molti dei processi coinvolti nel deterioramento di un organo, come l’ulteriore attivazione della cascata delle citochine, la promozione dell’apoptosi, l’aumento della adesione leucocitaria e l’attivazione della sintasi inducibile dell’ossido nitrico. Tutti questi processi infiammatori possono rivestire un ruolo molto importante nel deterioramento che è stato osservato negli organi, tra cui anche l’edema e danni microcircolatori.
Nel caso del trapianto di polmoni, talvolta il trapianto viene eseguito utilizzando i polmoni di un donatore dopo ricondizionamento ex-vivo (ex vivo lung perfusion, EVLP). I polmoni prelevati che vengono sottoposti a tale procedura sono sani ma temporaneamente deteriorati dal punto di vista funzionale in seguito agli eventi metabolici collegati alla morte cerebrale (quali ad esempio edema, produzione di secrezioni endobronchiali) e quindi non potrebbero essere utilizzati per il trapianto. La tecnica di ricondizionamento ex-vivo consiste essenzialmente in un lavaggio e consente di ripulire il polmone e i bronchi, rimuovendo acqua in eccesso nel tessuto polmonare, e aspirando le secrezioni all'interno dei bronchi. Alla fine di tale trattamento è possibile effettuare una valutazione della funzione degli organi e quindi decidere se effettivamente sono trapiantabili.
Sono noti essere presenti sul mercato diversi dispositivi per il ricondizionamento ex-vivo di un organo donatore.
<®>Vivoline LS1 è un dispositivo per EPLV dei polmoni costituito da due parti; la prima parte, denominata unità di valutazione, è costituita da una pompa rotativa, una unità di riscaldamento/raffreddamento e un sistema per la circolazione del gas. Sono compresi inoltre mezzi per impostare la pressione massima e il valore del flusso del gas e la sua temperatura.
La seconda parte, denominate camera dei polmoni, è costituita da un contenitore per l’organo, un ossigenatore, dei tubi di collegamento e un filtro leucocitario.
Un altro dispositivo per EPLV dei polmoni è XVIVO Organ Chamber costituito da un set di cannule per polmoni, una arteriosa e una venosa, un serbatoio, uno scambiatore di calore, una membrana ossigenatrice e una pompa centrifuga.
Svantaggiosamente, tali apparecchiature non permettono di eliminare scarti cellulari, elementi cellulari e sostanze infiammatorie che possono essere presenti nell’organo espiantato e quindi fluire nel liquido di perfusione.
Lo scopo della presente invenzione è pertanto quello di fornire una migliorata apparecchiatura per il ricondizionamento e purificazione ex vivo di organi. In particolare, lo scopo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo per il ricondizionamento e la purificazione ex-vivo di organi capace di eliminare dall’organo scarti cellulari, elementi cellulari e sostanze infiammatorie che possono causare la disfunzione dello stesso e il fallimento del trapianto.
Tale scopo è raggiunto dalla presente invenzione, in quanto relativa ad un kit per il ricondizionamento e purificazione ex-vivo di organi espiantati secondo la rivendicazione 1.
In particolare. La presente invenzione è relativa ad un kit per il condizionamento e la purificazione ex-vivo di un organo espiantato comprendente:
- mezzi di connessione da e per detto organo;
- mezzi di collegamento fluidico;
- almeno un mezzo di separazione scelto nel gruppo costituito da un filtro di frazionamento, un plasmafiltro, un emofiltro e una cartuccia di assorbimento.
Vantaggiosamente, la presenza di almeno uno di tali mezzi di separazione opera una purificazione dell’organo e il suo condizionamento prima del reimpianto dell’organo stesso nel paziente ricevente.
Il kit è destinato all’utilizzo con un liquido di perfusione, ad esempio un liquido di perfusione commerciale, sangue o plasma, che circolando attraverso l’organo espiantato e successivamente attraverso il kit dell’invenzione, opera un lavaggio dello stesso eliminando citochine, mediatori dell’infiammazione, frammenti cellulari, elementi cellulari (cellule intere), ad esempio leucociti, piastrine, fattori di coagulazione come “ultralarghi” di von Willebrand.
Con il termine “filtro di frazionamento” si intende un filtro a fibre cave avente un cut-off nell’intervallo compreso tra 45.000 e 800.000 Da, realizzato ad esempio in un materiale quale polisulfone (PS), polietersulfone (PES), polimetilmetacrilato (PMMA), polietere-poliammide (PEPA), copolimero etilenevinilalcol (EVAL). L’area superficiale è generalmente compresa nell’intervallo tra 0,8 e 2,4 m<2>. Tale filtro di frazionamento consente di trattenere frammenti ed elementi cellulari, prodotti della coagulazione (trombi), prodotti della coagulazione e fattori di von Willebrand ultralarghi, ovvero con un peso molecolare superiore a 20.000 Dalton.
Secondo una forma di realizzazione, il filtro di frazionamento può essere a permeabilità molto alta, ovvero con un cut-off compreso nell’intervallo tra 80.000 e 800.000 Da.
Per “cut-off” si intende il peso molecolare per il quale il coefficiente di sieving della membrana( rapporto tra quantità filtrata e quantità contenuta nel fluido in ingresso nel filtro) è inferiore al 5%.
Alternativamente, il filtro di frazionamento può essere un filtro a permeabilità alta, ovvero con un cut-off compreso nell’intervallo tra 45.000 e 80.000 Da.
Tale filtro di frazionamento consente di operare una discriminazione dei composti presenti nel liquido di perfusione in base alle dimensioni mediante esclusione fisica.
Con il termine “cartuccia di assorbimento” si intende una cartuccia di assorbimento realizzata inserendo in un alloggiamento rigido o semi-rigido una resina sintetica, preferibilmente a carattere idrofobico, quale ad esempio una resina agarosica, una resina di copolimeri di stirenedivinilbenzene, una resina acrilica contenente almeno un gruppo funzionale selezionato nel gruppo costituito da gruppo carbossilico, gruppo tiolico e gruppo aldeidico. Tali resine possono essere anche modificate per contenere ligandi di affinità quali anticorpi, glicoproteine, proteine di fusione o peptidi per promuovere il legame specifico di citochine o molecole infiammatorie sulla resina. Il diametro delle sferette di resina (comunemente note come “beads”) nella cartuccia assorbente, eventualmente modificate con ligandi di affinità, è compreso tra 100 e 600 micron.
Per dimensione dei pori si intende la dimensione che permette il passaggio di citochine ed è due volte più largo della lunghezza delle citochine nella sua configurazione tridimensionale. In generale, la dimensione dei pori è compresa tra 50 e 500 Angstrom.
La cartuccia di assorbimento consente di trattenere le sostanze infiammatorie quali l’interleuchina 1 beta (IL1β), l’interleuchina 6 (IL6), l’interleuchina 17 (IL17), l’interleuchina 33 (IL33), il fattore di necrosi tumorale alfa (TNFα) , il recettore ST2, l’angiopoietina-2 (Ang2), il fattore di crescita dell'endotelio vascolare (VEGF), il fattore di inibizione della migrazione dei macrofagi (MIF), le metalloproteasi MM3, MM9 e MM12, i ligandi correlati alla famiglia del linfoma dei linfociti B del gene-2 (Bcl-2).
Con il termine “plasmafiltro” si intende un filtro a fibre cave realizzato in un materiale quale ad esempio polietilene, acetato di cellulosa, polipropilene, polisulfone, o polimetacrilato. Il diametro dei pori di tale plasmafiltro è compreso nell’intervallo tra 0,2 e 0,6 micron. L’area superficiale è generalmente compresa tra 0,2 e 0,8 m<2>. Il plasmafiltro consente di trattenere frammenti ed elementi cellulari.
Con il termine “emofiltro” si intende un filtro con cut off inferiore a 60.000 Dalton.
Con il termine “filtro leucocitario” si intende un elemento in grado di trattenere leucociti, . Il materiale sorbente può essere costituito da polisulfone sia idrofilico che idrofobico, acetato di cellulosa, polietilene tereftalato, poliarilato e poliesteri in genere.
Tale filtro leucocitario permette di trattenere leucociti, microaggregati e piastrine.
L’organo e i mezzi di separazione sono uniti tra loro a formare un circuito mediante mezzi di collegamento fluidico. Questi sono realizzati in materiali biocompatibili, tali da evitare fenomeni indesiderati quale l’attivazione dei fattori di coagulazione, ad esempio sono condotti realizzati in polivinilcloruro (PVC).
In particolare, l’organo è collegato ai mezzi di collegamento fluidico mediante mezzi di connessione, come ad esempio cannule, che permettono il trasporto del liquido di perfusione da e verso l’organo.
Forme di realizzazione non limitative della presente invenzione verranno ora descritte con riferimento ai disegni annessi, in cui:
- la Figura 1 illustra schematicamente un kit per il condizionamento e la purificazione di organi espiantati secondo una prima forma di realizzazione dell’invenzione;
- la Figura 2 illustra schematicamente un kit alternativo per il condizionamento e la purificazione di organi espiantati secondo una seconda forma di realizzazione dell’invenzione;
- la Figura 3 illustra schematicamente un kit alternativo per il condizionamento e la purificazione di organi espiantati secondo una terza forma di realizzazione dell’invenzione;
- la Figura 4 illustra schematicamente un kit alternativo per il condizionamento e la purificazione di organi espiantati secondo una quarta forma di realizzazione dell’invenzione;
- la Figura 5 illustra schematicamente un kit alternativo per il condizionamento e la purificazione di organi espiantati secondo una quinta forma di realizzazione dell’invenzione.
Secondo una prima forma di realizzazione, viene fornito un kit per il condizionamento e la purificazione ex-vivo di un organo espiantato comprendente una cartuccia assorbente 5.
Con riferimento alla Figura 1, è riportato un primo esempio di realizzazione del kit 1 secondo l’invenzione.
Il kit 1 è atto ad essere collegato mediante cannule 12 all’organo che, dopo l’espianto, è posto all’interno di una camera di alloggiamento 11. Le cannule 12 sono a loro volta collegate ad un sistema di condotti 21 a formare un circuito che consente la circolazione del liquido di perfusione all’interno del kit 1.
In particolare, la cannula 12a è collegata da un lato all’arteria dell’organo e dall’altro lato, mediante il condotto 21a ad una pompa 3 che ha il compito di mantenere il desiderato flusso di circolazione del liquido di perfusione all’interno del circuito. Tale pompa può essere ad esempio una pompa peristaltica o una pompa centrifuga.
Il condotto 21b a valle della pompa 3 collega la pompa 3 alla cartuccia di assorbimento 5, all’interno della quale avviene l' adsorbimento delle citochine e dei mediatori dell’infiammazione.
All’uscita della cartuccia di assorbimento 5, il condotto 21c riporta il liquido di perfusione all’organo tramite la cannula 12b.
In una seconda forma realizzativa, illustrata in Figura 2, il kit 1 per il condizionamento e la purificazione di un organo espiantato comprende, al posto della cartuccia di assorbimento 5, un filtro di frazionamento 4 avente un cutoff compreso nell’intervallo tra 45000 e 80000 Da.
In particolare, la cannula 12a è collegata da un lato all’arteria dell’organo e dall’altro lato, mediante il condotto 22a ad una pompa 3 che ha il compito di mantenere il desiderato flusso di circolazione del liquido di perfusione all’interno del circuito.
Il condotto 22b a valle della pompa 3 collega la pompa 3 al filtro di frazionamento 4, all’interno del quale avviene la separazione del filtrato contenente ad esempio frammenti cellulari e sostanze infiammatorie. Tale filtro di frazionamento 4 è provvisto di uno scarico 6 per permettere l’eliminazione del filtrato.
All’uscita del filtro di frazionamento 4, il condotto 22c riporta il liquido di perfusione all’organo tramite la cannula 12b.
In una terza forma realizzativa, illustrata in Figura 3, il kit 1 per il condizionamento e la purificazione di un organo espiantato comprende, al posto della cartuccia di assorbimento 5, un filtro di frazionamento 4 avente un cutoff compreso nell’intervallo tra 80000 e 800000 Da.
In particolare, la cannula 12a è collegata da un lato all’arteria dell’organo e dall’altro lato, mediante il condotto 23a ad una pompa 3 che ha il compito di mantenere il desiderato flusso di circolazione del liquido di perfusione all’interno del circuito.
Il condotto 23b a valle della pompa 3 collega la pompa 3 al filtro di frazionamento 4, all’interno del quale avviene la separazione del filtrato. Tale filtro di frazionamento 4 è provvisto di uno scarico 6 per permettere l’eliminazione del filtrato.
All’uscita del filtro di frazionamento 4, il condotto 23c riporta il liquido di perfusione all’organo tramite la cannula 12b.
In questa forma di realizzazione vengono eliminati dal liquido di perfusione leucociti, frammenti cellulari e prodotti di coagulazione di grosse dimensioni ma non citochine e mediatori dell’infiammazione.
In una quarta forma realizzativa, illustrata in Figura 4, il kit dell’invenzione corrisponde al kit di Figura 1 nel quale è stato inoltre inserito un filtro di frazionamento 4 a monte della cartuccia di assorbimento 5 con riferimento al senso di circolazione del liquido di perfusione stabilito dalla pompa.
In particolare, la cannula 12a è collegata da un lato all’arteria dell’organo e dall’altro lato, mediante il condotto 24a, ad una pompa 3.
Un condotto 24b collega l’uscita della pompa 3 ad un filtro di frazionamento 4. Tale filtro di frazionamento 4 è provvisto di uno scarico 6 per permettere l’eliminazione del filtrato contenente ad esempio frammenti cellulari e sostanze infiammatorie.
Il condotto 24c collega il filtro di frazionamento 4 alla cartuccia di assorbimento 5.
All’uscita della cartuccia di assorbimento 5, il condotto 24d riporta il liquido di perfusione all’organo tramite la cannula 12b.
Vantaggiosamente, la cartuccia di assorbimento 5 rimuove per interazione chimica le sostanze infiammatorie con dimensioni inferiori a quelle dei pori del filtro di frazionamento 4 e che quindi potrebbero continuare ad essere presenti liquido di perfusione in uscita dal filtro stesso.
In una quinta forma realizzativa, illustrata in Figura 5, il kit 1 può inoltre comprendere un plasmafiltro 7 posizionato a monte rispetto al filtro di frazionamento 4. In particolare, la cannula 12a è collegata da un lato all’arteria dell’organo e dall’altro lato, mediante il condotto 25a, ad una pompa 3.
Un condotto 25b collega l’uscita della pompa 3 ad un plasmafiltro 7. Il plasmafiltro 7 opera una separazione della parte corpuscolata originariamente presente nel liquido di perfusione o anche eventualmente estratta dall’organo sotto condizionamento in seguito a lavaggio . In particolare il plasmafiltro 7 divide il liquido di perfusione in due frazioni: una prima frazione priva di parte corpuscolata ed una seconda frazione ricca della parte corpuscolata. La prima frazione priva della parte corpuscolata viene inviata tramite il condotto 25c al filtro di frazionamento 4 e da qui, mediante il condotto 25d alla cartuccia assorbente 5.
Da questa il fluido di perfusione viene inviata al punto di raccordo 8 mediante il condotto 25f.
La seconda frazione ricca di parte corpuscolata in uscita dal plasmafiltro 7 viene condotta tramite il condotto 25e direttamente al punto di raccordo 8. Nel punto di raccordo 8 la prima frazione e la seconda frazione vengono riunite ed inviate mediante il condotto 25g all’organo mediante il condotto 25g e la cannula 12b.
Vantaggiosamente, la presenza del plasmafiltro 7 a monte del filtro di frazionamento 4 consente di separare la componente corpuscolare presente nel liquido di perfusione evitando l’ostruzione del filtro di frazionamento 4.
Il kit 1 secondo l’invenzione può inoltre comprendere un filtro leucocitario che può essere posizionato a monte della pompa o immediatamente prima del ritorno all’organo, ovvero immediatamente prima della cannula 12b.
Vantaggiosamente, la presenza del filtro leucocitario permette la rimozione dei leucociti eventualmente presenti nel liquido di perfusione.
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI 1.- Kit (1) per il condizionamento e la purificazione ex-vivo di un organo espiantato comprendente: - mezzi di connessione da e per detto organo (12) - mezzi di collegamento fluidico (2); - almeno un mezzo di separazione scelto nel gruppo costituito da un filtro di frazionamento (4), un plasmafiltro (7), un emofiltro e una cartuccia di assorbimento (5). 2.- Kit secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto filtro di frazionamento (4) ha un cut-off compreso nell’intervallo tra 45.000 e 800.000 Da. 3.- Kit secondo la rivendicazione 2 in cui detto filtro di frazionamento (4) è un filtro realizzato in un materiale scelto nel gruppo costituito polisulfone, polietersulfone, polimetilmetacrilato, polietere-poliammide, copolimero etilenevinilalcol. 4.- Kit secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta cartuccia di assorbimento (5) ha un diametro delle sferette di resina compreso nell’intervallo tra 100 e 600 micron. 5.- Kit secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che detta cartuccia di assorbimento (5) comprende almeno una resina sintetica a carattere idrofobico scelta nel gruppo costituito da una resina agarosica, una resina di copolimeri di stirenedivinilbenzene, una resina acrilica contenente almeno un gruppo funzionale selezionato nel gruppo costituito da gruppo carbossilico, gruppo tiolico e gruppo aldeidico. 6.- Kit secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto plasmafiltro (7) ha un diametro dei pori tra 0,2 e 0,6 micron. 7.- Kit secondo la rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che detto plasmafiltro (7) è un filtro realizzato in un materiale scelto nel groppo costituito da polietilene, acetato di cellulosa, polipropilene, polisulfone e polimetacrilato. 8.- Kit secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente inoltre una pompa (3). 9.- Kit secondo la rivendicazione 8 caratterizzato dal fatto che detta pompa (3) è posta a monte di detto mezzo di separazione. 10.- Kit secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto di comprendere un filtro di frazionamento (4) ed una cartuccia di assorbimento 5, in cui detto filtro di frazionamento (4) è posto a monte di detta cartuccia di assorbimento (5). 11.- Kit secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto di comprendere un filtro di frazionamento (4), una cartuccia di assorbimento (5) ed un plasmafiltro (7), detto plasmafiltro (7) essendo posto a monte di detto filtro di frazionamento (4) e di detta cartuccia di assorbimento (5).
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