MX2014011369A - Sistema y metodo para la proliferacion de celulas madre en tejido celular. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un método y un sistema para someter células orgánicas en una región de un sujeto a un campo magnético de extremadamente baja frecuencia. Al menos un medio de resonancia está conectado a un generador. El generador produce una señal de corriente no armónica sinusoidal, con una frecuencia sustancialmente entre 7.5 Hz y 7.91 Hz y una radiación electromagnética de sustancialmente entre 0.7 mT y 3 mT. El medio de resonancia se energiza por la señal y se localiza adyacente al tejido celular orgánico en la región durante un período determinado, por lo que las células orgánicas se someten a un campo magnético constante de menos de 1 mT y con una frecuencia sustancialmente entre 7.5 Hz y 7.9 Hz durante un período predeterminado.

Description

SISTEMA Y METODO PARA LA PROLIFERACION DE CELULAS MADRE EN TEJIDO CELULAR CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a un sistema para la proliferación de células madre, y a un método para la proliferación de células madre. Más particularmente, la presente invención se refiere a un sistema y a un método correspondiente para la aplicación local de un campo magnético (MF, por sus siglas en inglés) de extremadamente baja frecuencia (ELF, por sus siglas en inglés) a células madre en tejido celular, en donde el tejido celular está in vivo o crece in vitro, en depósitos o laboratorios de cultivos celulares.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Los estudios realizados en centros de investigación tales como MIT (Instituto Teenológico de Massachusetts) y el Colegio de Medicina Albert Einstein han mostrado que la aplicación de campos electromagnéticos en la forma de pulsos de muy baja frecuencia, similares a las ondas cerebrales, llevan a un aumento en el potencial eléctrico al nivel de la membrana celular. Este resultado tiene efectos benéficos, tales como el impedimento de la penetración de microbios y virus dentro de las células y su grado de desarrollo dentro del cuerpo, y el mejoramiento de la circulación sanguínea lo Ref . 251175 cual a su vez mejora la oxigenación de las células. Otro efecto benéfico que se ha observado es una mejora en el intercambio de iones de calcio (Ca+2) que resulta de un influjo extracelular al nivel de la célula, y un cuerpo aumentado.

Un resumen de tales estudios en este campo ha sido escrito por Richard A. Luben y otros en "Effects of electromagnetic stimuli on bone and bone cells in vitro: Inhibition of responses to parathyroid hormone by low-eneregy low-frequency fields", publicado en Proc.NatL. Acad. Sci.USA, vol.79, páginas 4180-4184, Julio 1982: Medical Sciences. En esta referencia, se describe una significativa mejora en la curación de fracturas del compuesto como el resultado de someterlas a un campo ELF pulsante con un intervalo de frecuencia de 10 a 90 Hz.

El uso de baja frecuencia se conoce en el campo de la estomatología, para aumentar la circulación de la sangre dentro de las encías, por ejemplo como se describe en la solicitud de patente internacional W02006001644. El dispositivo descrito en ésta consiste de un generador de baja frecuencia que se conecta al soporte de un electrodo de Silicon vía un cable. El electrodo de Silicon se aplica a la encía en la región requerida para mejorar la circulación de la sangre y ayudar en la supresión del dolor.

La ventaja principal de esta téenica es que, en contra de los efectos deseables del aparato y método de la presente invención, conforme a que el campo magnético aplicado deberá permanecer sin alterar mediante la aplicación de una corriente constante sin variación, la baja frecuencia en VD2006001644 no puede aplicarse durante períodos de tiempo extendidos.

Otro ejemplo de campo magnético o electromagnético ELF comparable se describe en la solicitud de patente Canadiense CA1202804, que describe el uso de ELF para corregir las anomalías posicionales de los dientes. El efecto provisto por esta téenica ayuda en la reparación de los tejidos blandos de la mandíbula inferior y superior, mediante la aplicación de algunos imanes permanentes, electromagnetos o bobinas de inducción electromagnética que se someten a un campo de muy baja frecuencia en una región bucal relevante. El intervalo ELF se produce por el movimiento de la mandíbula que interactúa con algunos electrolitos adyacentes para dar salida a una corriente regenerativa.

La desventaja principal de esta técnica es que el valor de la Corriente ELF obtenido no puede ser constante, ni puede ajustarse como una función de los requerimientos del tratamiento de la célula, debido a que depende de la acción humana momentánea.

La solicitud de patente Japonesa JP2001026529 describe un aparato con imanes que sucesivamente suministrados tanto con un generador de baja frecuencia como un generador de alta frecuencia para limpiar la toba o la encía, con el fin de estimular las funciones linfáticas de las encías y para evitar y tratar enfermedades periodontales.

La desventaja principal de esta téenica es que, de nuevo en contra de los efectos deseables del aparato y método de la presente invención, las bajas y altas frecuencias en JP2001026529 no pueden aplicarse sobre períodos de tiempo extendidos, y el aparato solamente limpia los dientes y no puede utilizarse para propósitos de terapia de encías.

De esta forma, los aparatos conocidos en el campo generan pulsos electromagnéticos de muy baja frecuencia, con intensidades y amplitudes en tiempos significativamente menores que los atribuibles al magnetismo terrestre. Sin embargo, tales campos electromagnéticos todos incluyen un componente de corriente y exhiben armónicos por la misma razón, mientras los efectos de tales aparatos a nivel celular permanecen sub-óptimos.

La investigación anterior sobre cultivos de células de encías por parte del solicitante, los resultados de la cual se resumieron en WO2012/093277, han mostrado que la generación de un campo magnético con una frecuencia extremadamente baja (ELF) y el sometimiento de células orgánicas a la misma proporcionan un efecto regenerador significativo a las células. Los cultivos de células de encías se introdujeron en recipientes Petri y se sometieron a un campo electromagnético de diferentes pulsaciones e intensidades, durante diferentes períodos de tiempo, después los recipientes Petri se colocaron dentro de un ensamble de tipo Helmholtz El aparato utilizado para generar el campo electromagnético en esta investigación tiene dos canales para generar impulsos electromagnéticos, cada uno consistiendo de dos osciladores con bloqueo, cada uno de éstos generando una frecuencia ELF y operando alternativamente, de tal forma que solamente un oscilador en un canal opera a la vez de acuerdo con la periodicidad. El aparato además incluye un circuito final y una bobina de inducción, que genera campos electromagnéticos que tienen la frecuencia del oscilador del canal seleccionado, mezclada con la frecuencia de un oscilador piloto y un circuito de selección controlado por el oscilador piloto, que alterna la operación de los osciladores de bloqueo, logrando el cambio automático de la frecuencia seleccionable emitida por cada canal por medio de dos señales de control. En la téenica anterior, desventajosamente la corriente no permanece constante y de esta forma exhibe variaciones o armónicos dentro de una misma frecuencia aplicada, por lo tanto el campo magnético aplicado se altera durante su aplicación al tejido celular.

Se sabe que las células madre son células biológicas diferenciadas que pueden diferenciarse en células especializadas y puede dividirse (a través de mitosis) para producir más células madre. Estas se encuentran en organismos multicelulares. En mamíferos, existen dos amplios tipos de células madre: células madre embrionarias, que se aíslan de la masa de célula interior de los blastocitos y células progenitoras que actúan como un sistema de reparación para el cuerpo, reponiendo los tejidos adultos. En un embrión en desarrollo, las células madre pueden diferenciarse en todas las células especializadas, ectodermo, endodermo y mesodermo (ver células madre pluripotentes inducidas), pero también mantienen el metabolismo normal de los órganos regenerativos, tales como la sangre, la piel, o tejidos intestinales. Existen tres fuentes conocidas accesibles de células madre adultas autólogas en humanos.

- Médula ósea, que requiere la extracción por medio de la cosecha, es decir, perforando el hueso (típicamente el fémur o la cresta ilíaca), - Tejido adiposo (células lípidas), que requiere extracción por liposucción, y Sangre, que requiere extracción a través de aféresis, en donde la sangre se extrae del donante (similar a donación de sangre), y pasa a través de una máquina que extrae las células madre y regresa otras porciones de la sangre al donante.

Las células madre también pueden obtenerse de la sangre del cordón umbilical justo después del nacimiento. De todos los tipos de célula madre, la cosecha de las autólogas involucra un riesgo menor. Por definición, las células autólogas se obtienen del propio cuerpo, tal como se puede depositar en el banco su propia sangre para efectivos procedimientos quirúrgicos.

Las células madre adultas frecuentemente se utilizan en terapias médicas, por ejemplo en trasplante de médula ósea.

Las células madre ahora pueden cultivarse artificialmente y transformarse (diferenciarse) en tipos de células especializadas con características consistentes con células de varios tejidos tales como músculos o nervios. Las líneas de células embrionarias y las células madre embrionarias autólogas generadas a través de la transferencia o diferenciación nuclear de célula somática también han sido propuestas como candidatos prometedores para futuras terapias.

En la práctica, las células madre se identifican si pueden regenerar al tejido. Por ejemplo, la prueba de definición de las células madre de médula ósea o hematopoyéticas (HSC, por sus siglas en inglés) es la habilidad para trasplantar células y salvar a un individuo sin HSC. Esto demuestra que las células pueden producir nuevas células sanguíneas durante un largo término. También deberá ser posible aislar células madre del individuo trasplantado, que por sí mismas pueden trasplantarse en otro individuo sin HSC, lo que demuestra que la célula madre es capaz de auto-renovarse.

Las propiedades de las células madre pueden ilustrarse in vitro, utilizando métodos tales como ensayos clonogénicos, en donde las células individuales se evalúan por su habilidad para diferenciarse y auto-renovarse. Las células madre también pueden aislarse por su posesión de un grupo distintivo de marcadores de superficie celular. Sin embargo, las condiciones del cultivo in vitro pueden alterar el comportamiento de las células, haciendo ambiguo si las células se comportarán en una forma similar in vivo. Existe un considerable debate en cuanto a si algunas poblaciones de células adultas propuestas son realmente células madre.

La cuestión es primeramente si para aumentar artificialmente el número de células madre, ambas, las in vitro y las que se encuentran en varios tejidos en el cuerpo. Un número de estudios han documentos efectos similares de campo electromagnético de baja frecuencia en la proliferación celular. El último estudio in vivo (Komaki Al, Khalili A2, Salehi 12, Shahidi S2, Sarihi A2. Los efectos de la exposición a un campo electromagnético de extremadamente baja frecuencia en la potenciación a largo plazo en hipocampo en ratas, 2014.03.041 resalta la modulación de la actividad neuronal en ratas Wistar, la hipótesis es que se altera la plascticidad sináptica. Las condiciones experimentales (frecuencia e intensidad) sin embargo son más altas que en el caso del sistema de la invención. Además, un número de estudios previos ha demostrado el potencial de influenciar la neurogénesis mediante la activación de las células neuroprogenitoras adultas por el campo electromagnético (Arias-Carrion, 0., Verdugo-Diaz , L, Feria-Velasco, A., Millan-Aldaco, D., Gutiérrez, A.A., Hernández Cruz, A., Drucker-Colm, R., 2004. Neurogenesis in the subventricular zone following transcranial magnetic field stimulation and nigrostriatal lesions. J.Neurosci.Res.78, 16-28).

Se ha demostrado la estimulación in vitro de la diferenciación de la célula madre neural, un fenómeno que media la regulación ascendente de la expresión y actividad del canal Cavi (Piacentini y otros, 2008). Por el otro lado, el pasaje de los iones de Ca a través de estos canales influencia la transcripción de la supervivencia de los genes involucrados en la proliferación y diferenciación celular (Hardingham y otros, 1998; Orrenius y otros, 2003, West y otros, 2001).

De acuerdo con Ma y otros, (2014), la exposición a un campo de 50 Hz modula la expresión de ARNm para un número de moléculas involucradas en la proliferación celular.

Los efectos de la exposición a EMF, que consiste en la modulación en cascadas de fosforilación de proteína MAP/ ERK se ha demostrado por Sheik y otros (2013) para células endoteliales. El efecto de la proliferación de células madre dérmicas se demuestra por Zhang y otros (2012); de acuerdo con estos autores, el efecto depende de la frecuencia y duración de la exposición, pero a frecuencias más altas, a pesar de que también demostraron tales efectos en la proliferación y diferenciación de células madre mesenquimatosas (Vanoni y otros, 2012). El problema téenico a ser resuelto de esta forma consiste de generar un valor medio constante, un campo magnético ELF no deformado, y someter las células madre a la misma proliferación celular.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION De acuerdo con un aspecto de la presente invención, por lo tanto se proporciona un sistema para la proliferación de células madre en tejidos celulares in vivo o el cultivo in vitro en depósitos o laboratorios de cultivo celular, mediante la aplicación local de un campo magnético (MF) de extremadamente baja frecuencia (ELF) comprendido por un generador para producir una señal de corriente de extremadamente baja frecuencia sinusoidal, y al menos un medio de resonancia conectado a un generador, en donde, en una primera modalidad: el generador proporcionar una señal de corriente de extremadamente baja frecuencia sinusoidal constante que tiene un valor IRMS= 0.195 A, una frecuencia predeterminada seleccionada sustañeialente del intervalo entre 7.65 Hz y 7.75 Hz, y una inducción de tal campo magnético que sustancialmente tiene un valor BRMS = 0.75 mT a una distancia de 3 mm a partir de la superficie solenoide del medio resanante, con armónicos sustancialmente inferiores a 0.2%, que comprende: un oscilador de cuarzo que genera una señal rectangular, inicialmente de una frecuencia de alta precisión, que sucesivamente se divide a través de un primer circuito integrado en cuya salida se obtiene una frecuencia deseada entre 3 y 30 Hz, y a través de un circuito integrado de tipo filtro Butterworth en el orden de 8 por medio del cual la señal rectangular se convierte en una señal sinusoidal, y - un atenuador de señal de etapa para proporcional solamente un valor de corriente para determinar una inducción en el intervalo de 0.25mT-2mT, cada etapa del atenuador lleva a un aumento de 0.25mT de la inducción del campo magnético obtenida en un emisor del medio resonante; y en donde al menos un medio resonante operablemente conectado al generador, que comprende al menos una bobina con un número de bucles enrollados alrededor de un emisor hecho de material magnético, el medio resonante se somete a tal señal de corriente que tiene la frecuencia óptima predeterminada seleccionada sustancialmente del intervalo entre 7.65 Hz y 7.75 Hz, Y, la inducción de tal campo magnético sustancialmente tiene un valor BRMS 0.75 mT a una distancia de 3 mm a partir de la superficie solenoide del medio resonante, con armónicos sustancialmente inferiores a 0.2%; tal campo magnético se aplica en una dirección transversal a una región localizada de las células madre.

De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, el primer circuito integrado comprende un contador sincrónico, un primero y segundo contador asincrónico, una pluralidad de resistores y una pluralidad de interruptores, el primer circuito integrado se configura para conmutar uno o más resistores de su pluralidad mediante uno o más interruptores de su pluralidad, y divide la frecuencia en N= 1 a 256 con el contador sincrónico y divide la frecuencia en 2 <8> con el primer contador asincrónico como una función de los resistores conmutados.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, el atenuador de señal multi-etapa comprende 8 etapas y en donde cada etapa se adapta para aumentar la inducción del campo magnético del medio resonante en 0.25mT.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, el generador además se configura para ajustar la señal de corriente electromagnética de acuerdo con una profundidad anatómica conocida, que es la profundidad deseada de las células orgánicas dentro de la región relativa.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, la profundidad está en el intervalo de 1 milímetro a 100 milímetros, preferiblemente 3 mm.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, el miembro de soporte se hace de un material paramagnético.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, el emisor comprende dos porciones de punta que se proyectan desde una porción base definiendo una forma en U y se hacen integralmente de material magnético, y en donde al menos un miembro de bobina se enrolla alrededor de la porción base.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema para la proliferación de células madre en tejido celular in vivo o cultivo in vitro en depósitos o laboratorios de cultivo celular, mediante la aplicación local de un campo magnético (MF) con extremadamente baja frecuencia (ELF) comprendido por un generador para producir una corriente de señal de extremadamente baja frecuencia sinusoidal, y al menos un medio resonante conectado al generador, en donde, en una segunda modalidad: el generador proporcionar una señal de corriente de frecuencia extremadamente baja sinusoidal de valor individual y una frecuencia predeterminada seleccionada sustancialmente del intervalo entre 7.65 Hz y 7.75 Hz, por lo que la inducción de tal campo magnético que sustancialmente tiene un valor BRMS= 0 . 75 mT a la profundidad deseada a partir de la superficie solenoide del medio resonante , con armónicos sustancialmente inferiores a 0.2% , que comprende : un Sintetizador Digital Directo adaptado para directamente generar la señal sinusoidal , con armónicos sustancialmente inferiores a 0 .2% y que genera una señal de corriente sinusoidal precisa dentro de un intervalo de 7 .65 Hz y 7 . 75 Hz manej ado por un procesador; - una unidad amplificadora de corriente constante para asegurar al nivel del emisor una inducción potencialmente de hasta 3 mT, controlada por el procesador, y en donde la salida de la unidad atplif icadora se aplica a terminales relevantes del generador que se conecta operablemente con un miembro de bobina (30) del medio resonante y; en donde al menos un medio resonante operablemente conectado al generador, que comprende al menos una bobina con un número de bucles enrollados alrededor de un emisor hecho de material magnético, el medio resonante se somete a tal señal de corriente que tiene una frecuencia óptima predeterminada seleccionada sustancialmente del intervalo entre 7.65 Hz y 7.75 Hz, y, la inducción de tal campo magnético sustancialmente tiene un valor BRMS = 0.75 mT a una distancia de 3 mm a partir de la superficie solenoide del medio resonante (20), con armónicos sustancialmente inferiores a 0.2%; tal campo magnético se aplica en una dirección transversal a una región localizada de las células madre.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, el miembro de soporte se selecciona del grupo que comprende al menos una correa, una máscara, un casco, un vendaje, una almohada, un colchón con una pluralidad de medios de resonancia conectada al generador asegurado en su lugar con el fin de asegurar una uniformidad en la profundidad deseada de la señal y para evitar cualquier interferencia o alteración de los campos electromagnéticos probados por las mediciones con el teslámetro.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un método para la proliferación de células madre cultivadas in vitro en depósitos o laboratorios de cultivo celular, mediante la aplicación local de un campo magnético (MF) con extremadamente baja frecuencia (ELF), que comprende los pasos de: - muestrear las células madre; someter las células madre a un primer campo magnético, que resulta de la configuración del generador del sistema para generar una primera señal de corriente eléctrica sinusoidal con una primera frecuencia seleccionada sustancialmente del intervalo entre 7.65 Hz y 7.75 Hz - someter las células madre de la misma región a por lo menos un segundo campo magnético, que resulta de la configuración del generador del sistema para generar una segunda señal de corriente eléctrica sinusoidal con una segunda frecuencia seleccionada sustancialmente del intervalo entre 7.65 Hz y 7.75 Hz, en donde la primera y segunda frecuencias son diferentes; - determinar el grado de cultivo celular de acuerdo con cada una de las frecuencias a las cuales se someten las células orgánicas; - seleccionar la frecuencia óptima proporcionando el grado de cultivo celular más alto, de preferencia 7.69 Hz; - ajustar el generador del sistema para emitir la señal de corriente eléctrica con la frecuencia óptima solamente, y someter los cultivos celulares o tejidos celulares cultivados in vitro a la frecuencia óptima respectiva dos horas por día durante un mínimo de 5 exposiciones.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, el sistema de la invención se utiliza para regenerar tejido celular compuesto de células que tienen queratina en las mismas, preferiblemente para el crecimiento del cabello, para reducir arrugas, pliegues en la piel, estrías e inelasticidad de la piel.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, el sistema de la invención se utiliza para vegetales.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Para un mejor entendimiento de la invención y para mostrar cómo la misma puede llevarse a efecto, ahora se describirán a manera de ejemplo solamente, modalidades específicas, métodos y procesos de acuerdo con la presente invención con referencia a las figuras anexas en donde: La Figura 1 es un diagrama de bloque de un aparato generador y medio resonante para la aplicación local de un campo magnético con una frecuencia extremadamente baja ELF de acuerdo con la invención; La Figura 2A es un diagrama de bloque de una primera modalidad de un circuito del aparato de la Figura 1 para producir el campo magnético ELF de acuerdo con la invención; La Figura 2B es un diagrama del circuito de la modalidad de la Figura 2A para producir el campo magnético ELF de acuerdo con la invención; La Figura 2C es un diagrama de bloque de una modalidad más de un circuito del aparato de la Figura 1 para producir el campo magnético ELF de acuerdo con la invención; La Figura 3 es una vista lateral de una primera modalidad de un medio resonante para la aplicación local de un campo magnético con una frecuencia extremadamente baja ELF, en la forma de un miembro de bobina montado en un emisor; La Figura 4 es una vista superior del miembro de bobina de la Figura 3; La Figura 5 muestra el miembro resonante de las Figuras 3 y 4 operablemente conectado con el aparato generador de las Figuras 1 y 2A; La Figura 6 muestra las mediciones del campo electromagnético emitidas por el miembro de bobina de la Figura 5 mediante una sonda adyacente interconectada con un teslámetro y un voltímetro; La Figura 7 es una vista superior de una segunda modalidad de un medio resonante para la aplicación local del campo magnético ELF, en la forma de un miembro de bobina enrollado alrededor de un emisor de tipo tenedor y particularmente adaptado para utilizarse en la cavidad bucal; La Figura 8 es una vista superior de una tercera modalidad de un medio resonante para la aplicación local del campo magnético ELF, con base en la segunda modalidad de la Figura 7; La Figura 9 es una vista lateral de la tercera modalidad de la Figura 8; La Figura 10 muestra una cuarta modalidad de un medio resonante para la aplicación local del campo magnético ELF, de nuevo con base en la segunda modalidad de la Figura 7; La Figura 11 muestra el miembro resonante de la Figura 7 operablemente conectado con el aparato generador de las Figuras 1 y 2A; La Figura 12 muestra las mediciones del campo electromagnético emitidas por el emisor de tipo tenedor de la Figura 11 mediante una sonda adyacente interconectada con un teslámetro y un voltímetro; La Figura 13 muestra el miembro resonante de las Figuras 3 a 6 montado a un primer medio de soporte en la forma de un vendaje; La Figura 14 muestra el miembro resonante de las Figuras 3 a 6 montado en un segundo medio de soporte en la forma de un soporte de una correa ajustable; La Figura 15 muestra una pluralidad de medios de resonancia de las Figuras 3 a 6 conectada a aparatos generadores respectivos montados en un segundo medio de soporte de la Figura 14; Figura 16 muestra una pluralidad de medios de resonancia de las Figuras 3 a 6 conecta 10 a aparatos generadores respectivos montados en un tercer medio de soporte en la forma de una máscara; La Figura 17 muestra el miembro resonante de las Figuras 7 a 12 en uso dentro de una cavidad bucal; y La Figura 18 muestra una pluralidad de medios de resonancia de las Figuras 3 a 6 conectada a aparatos generadores respectivos en uso con tejido celular vegetal.

La Figura 19 muestra un diagrama de la corriente en la bobina y la densidad de flujo correspondiente; La Figura 20 muestra una gráfica de los resultados de la estimulación; La Figura 21 muestra la gráfica del crecimiento de las células madre ensayadas; La Figura 22 muestra el culture ADSC, 48 horas, no expuestas (20 x) La Figura 23 muestra el cultivo ADSC, 48 horas, bobina 7.69 Hz. Ob. (20 x) La Figura 24 muestra el cultivo ADSC, 48 horas. 7.69 Hz. (Ob.10X) DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Ahora se describirá a manera de ejemplo un modo específico contemplado por los inventores. En la siguiente descripción se determinan numerosos detalles específicos con el fin de proporcionar un completo entendimiento. Será evidente, sin embargo, para un experto en la téenica, que la presente invención puede practicarse sin limitación a estos detalles específicos. En otras instancias, los métodos y estructuras bien conocidos no se han descrito en detalle para así no oscurecer innecesariamente la descripción.

La invención se refiere a un sistema para la proliferación de células madre que utiliza un aparato para la aplicación local de un campo magnético de extremadamente baja frecuencia (ELF) a una región localizada de tejido celular orgánico, ya sea humano, animal o vegetal.

Con referencia a la Figura 1, en su forma más simple el aparato comprende un generador 10 que incluye circuitos para producir una señal de corriente de extremadamente baja frecuencia constante y sinusoidal, y un medio resonante 20 operablemente conectado al generador para la aplicación localizada de un campo electromagnético de extremadamente baja frecuencia constante correspondiente producido desde la señal del generador. Una característica que define el aparato es que el campo electromagnético de extremadamente baja frecuencia constante correspondiente producido por el medio resonante 20 de una señal de extremadamente baja frecuencia constante y sinusoidal suministrada por el generador 10 no tiene voltaje y, coo tal, se considera como siendo un campo magnético en la región del tejido celular que se somete al mismo. Con el aparato, la frecuencia del campo ELF se fija, y su intensidad al nivel de la región objetivo es sustancialmente de 0.75 mT, de esta forma su intensidad puede de alguna forma se mayor al nivel del emisor, potencialmente de hasta 3 mT cuando la región en intracorporal.

Con referencia a la Figura 2A, con el fin de obtener una sola señal de corriente de extremadamente baja frecuencia sinusoidal, una primera modalidad de los circuitos del generador 10 contiene un Sintetizador Digital Directo DOS 101 adaptado para directamente generar la señal sinusoidal, con armónicos sustancialmente inferiores a 0.2% y que no requiere ningún procesamiento de la señal con los componentes descritos con referencia a la Figura 2C más adelante. El DOS 101 genera una señal sinusoidal precisa dentro del intervalo de 2 a 50 Hz el cual, en el ejemplo, se fija a 7.692Hz. La señal generada por el DOS 101 tiene una alta precisión y estabilidad manejada por un procesador 102. La señal sinusoidal generada por el DOS se captura en una unidad amplificadora 103 de corriente constante ajustable dentro del intervalo de 1 a 600 mA el cual, en el ejemplo, se fija a 195 mA. Ambas, la frecuencia y la corriente se controlan continuamente por el procesador 102. La salida de la unidad amplificadora 103 se aplica a terminales relevantes del generador 10 que está operablemente conectadas 104 a un miembro de bobina 30 del medio resonante 20. Un diagrama del circuito correspondiente a una modalidad de los circuitos del generador 10 mostrados en la Figura 2A se muestra a manera de ejemplo no limitante en la Figura 2B.

Con referencia a la Figura 2C, una modalidad más de los circuitos del generador 10 contiene un oscilador de cuarzo 11 que genera una señal rectangular, inicialmente de una frecuencia de alta precisión que se sabe que es de 3.6864 MHz, que sucesivamente se divide a través de un circuito integrado 12 en cuya salida se obtiene una frecuencia deseada entre 3 y 30 Hz. Los circuitos además incluyen un circuito integrado de tipo filtro Butterworth de orden 13 por medio del cual la señal rectangular, que consiste de infinitas series de señales rectangulares, se convierte en una señal sinusoidal, es decir, un sinusoide de una cierta frecuencia predeterminada se selecciona; un atenuador de señal de 8 etapas 14 para suministrar una corriente en el intervalo de 0.25 mT-2 mT, cada etapa del atenuador 14 lleva a un aumento de 0.25 mT de la inducción del campo magnético obtenida entre algunas partes polares 15 del medio resonante 20; y una fuente de corriente constante 16 para mantener constante la corriente.

El circuito integrado 12, en cuya salida se obtiene la frecuencia deseada en el intervalo de 3 a 30 Hz, consiste de un contador asincrónico 121 en donde la frecuencia se divide por 24; un contador sincrónico 122 en donde la frecuencia se dividirá por N=1 a 256, como una función de la conmutación de uno o más de una pluralidad de resistores 123i 123s introducida en el circuito por una pluralidad de interruptores electrónicos 124i - 124i0; y otro contador asincrónico 125 en donde la frecuencia se dividirá por 28. De esta forma el contador asincrónico 121, el contador sincrónico 122, el contador asincrónico 125, los resistores 123± - 1238 y los interruptores electrónicos 124i - 12410 constituyen el circuito de división integrado 12.

La salida de señal por el oscilador de cuarzo 11 se aplica a la entrada del contador asincrónico 121 en donde la frecuencia se divide por 24, después la entrada del contador sincrónico 122 en donde la frecuencia se divide por N=1 a 256, dependiendo del valor de los resistores conmutados 123i - 1238. La señal después se aplica a la entrada del contador asincrónico 125 adicional, en donde la frecuencia se divide por 2. Al final de la etapa de división, que consiste de los dos contadores asincrónicos 121, 125 y el contador sincrónico 122, se obtiene la frecuencia deseada en el intervalo de 3 a 30 Hz.

La señal sinusoidal después se aplica al atenuador de señal de 8 etapas 14, con el fin de suministrar una señal de corriente en el intervalo de 0.25 mT-2 mT. Cada etapa de este atenuador 14 lleva a un aumento de 0.25 mT de la inducción del campo magnético generada por el medio resonante 20.

El atenuador de señal de 8 etapas 14 consiste de al menos primero y segundo circuito integrados 141 y 142, una pluralidad de resistores 143i - 1438 y una pluralidad de interruptores electrónicos 144i - 1448, configurados de tal forma que cuando el interruptor 1448se cierra, la señal de la salida del primer circuito integrado 141 se aplica a la entrada del segundo circuito integrado 142 directamente, el valor máximo del voltaje y la corriente correspondiente al valor máximo de 2 mT de la inducción magnética, y si el interruptor 144i está cerrado, la señal de la salida del primer circuito integrado 141 se aplica a la entrada del segundo circuito integrado 142 mediante los resistores 143i -1438, el valor mínimo del voltaje y la corriente correspondiente al valor mínimo de 0.25 mT de la inducción magnética.

La fuente de la corriente constante 16 hace disponible niveles de voltaje necesarios para la operación del primero y segundo circuito integrados 141, 142 y al menos el primero y segundo transistores bipolares 17, 18 proporcionando las señales de voltaje correspondientes y, con el fin de mantener la corriente constante en todo el aparato de la invención, de esta forma en el circuito que consiste de los componentes 11, 12, 13, y 14 comprendidos en el generador 10, el medio resonante 20 y cualquiera de sus partes polares y la conexión entre el generador y el medio resonante, la fuente de corriente constante 16 se configura para adecuadamente variar el voltaje en la terminales, de tal forma que la corriente el circuito de carga permanece constante.

La fuente de corriente constante 16 hace disponible niveles de voltaje requeridos para la operación de los circuitos integrados 141 y 142 de los transistores bipolares 17, 18. Al ofrecer señales de voltaje correspondientes, la fuente de corriente constante estabiliza la corriente a través de la carga, por lo tanto evitando cualquier variación de la señal en el medio resonante 20 y, por transición, mantiene el campo magnético emitido por el medio resonante y cualquiera de sus partes polares constantes, de acuerdo con la siguiente función: B = f(H) o U = 1(1) lineal.

En lo anterior, B representa la inducción, H representa la forma de la señal de corriente en la salida, la función traduce el hecho de que la forma de la corriente en la salida H observa la forma del voltaje aplicado, principalmente de la inducción B. Esto es ventajoso porque permite obtener un campo magnético no deformado entre cualquier parte polar 15 del medio resonante 20.

Es notoriamente difícil calcular directamente el campo de una bobina circular fuera de su eje, y aún la intensidad H dentro del eje es difícil de definir, como el potencial magnético (pm primero deberá determinarse después, de su derivado, se obtendría la distancia de la bobina como: La lcy de Biot-Savart proporciona medios para calcular un valor del campo electromagnético en un punto M en el eje solenoide, cuando una distancia d»r tal como: - Sin embargo, el resultado de este método no es muy exacto debido a que, en el contexto de la presente descripción, la distancia d no es mayor que r. Por consiguiente, el resultado de este metodo ha sido seleccionado como un punto de partida, para además ser corregido con mediciones de campo efectivas .

El cálculo empieza de una hipótesis inicial, de que el medio resonante 20 tiene una superficie circular de 10 j 11 cm2 y la inducción de campo sinusoidal de baja frecuencia tiene un valor BRMS de 0.750 mT a una distancia de 3 mm a partir de la superficie solenoide del medio resonante 20. En esta situación, las dimensiones físicas del medio resonante 20 son: R1=2cm R2=l .4 cm y el radio promedio del medio resonante 20 es: - Aplicando Biot-Savart se proporciona la siguiente relación de dependencia: Hx = f(N, I) y respectivamente Bx = f (m, N, I) en donde Hx puede expresarse como: Hx =— sin3 ce en donde sn« 2r 4? +<r y en donde Bx, que deberá ser la medición impuesta 0.750mT, puede expresarse en el punto M a lo largo del eje como Lo anterior sigue siendo válido en el caso de una corriente sinusoidal alternativa, por ejemplo con una frecuencia f=7.692 Hz en el presente ejemplo, Hx y Bx disminuye rápidamente cuando X aumenta Al introducir la medición sinusoidal, expresada como: i = I max sin w t Bx- ahora puede expresarse como: De esta forma, se obtiene la siguiente relación de dependencia: en donde: Bx = f(m, N, I) m = permeabilidad magnética del núcleo N = número de bucles I = corriente dentro de la bobina En uso, cualquiera de las modalidades de las Figuras 2A a 2C pueden utilizarse singularmente para aplicar el campo ELF sobre una región del tejido celular madre de un sujeto, sustancialmente como se describe en la presente. Para mejores resultados, sin embargo, la modalidad de la Figura 2C puede utilizarse primero en condiciones de laboratorio para determinar la frecuencia más apropiada para el sujeto, de esta forma la frecuencia más apropiada en la cual se emite el campo ELF, después la modalidad de la Figura 2A o 2B puede ajustarse para emitir a la frecuencia determinada.

Por consiguiente, en esta modalidad las células orgánicas muestreadas de la región se someten a una primera salida de señal de corriente no armónica sinusoidal constante por la modalidad de la Figura 2C, con una primera frecuencia de sustancialmente entre 7.5 Hz y 7.9 Hz, por ejemplo 7.682 Hz, y una radiación electromagnética de sustancialmente 0.75 mT. Las células orgánicas adicionales muestreadas de la región después se someten a una o más señales de corriente no armónica sinusoidal constante adicionales, cada una con una frecuencia diferente dentro del intervalo anterior, por ejemplo una segunda señal con una frecuencia de 7.692Hz. Un grado de cultivo celular se determina para cada una de tales señales, y la frecuencia que proporciona el grado de cultivo celular más alto, por ejemplo la segunda frecuencia de 7.692 Hz, se selecciona como la frecuencia más apropiada. La modalidad de la Figura 2A o 2B después se ajusta para emitir esa frecuencia seleccionada solamente.

Con referencia a la Figures 3 a 6, una primera modalidad del medio resonante 20 comprende un miembro de bobina 30 con 251 bucles, el valor de corriente ÍRMS es 0.195A. Las dimensiones físicas de las bobinas pueden variar dependiendo de la aplicación. El miembro de bobina 30 se hace de CuEm 0.31 y cada una de sus extremidades 31 se termina con un conector respectivo 32, para el acoplamiento operable y liberable de las terminales relevantes 19 del atenuador de señal de ocho etapas 14 del generador 10.

El medio resonante 20 además comprende un medio de soporte modular circular 40 con una sección sustancialmente en forma de H, que consiste de una sección cilindrica central 14 delimitada por secciones marginales 42 en cada extremidad, y una abertura de paso 43 coaxial con la sección cilindrica central 41. El miembro de bobina 30 se bobina alrededor de la superficie externa 41 de la sección cilindrica central del emisor 44 entre las secciones marginales 42. El miembro de soporte modular 40 aloja un emisor 44 con una primera superficie 45 orientada hacia el tejido celular sobre el cual el campo magnético ELF se emite. El emisor 44 puede hacerse de cualquier material magnético, tal como acero de grado médico, en una modalidad preferida, permaloy.

El emisor 44 tiene una forma sustancialmente cilindrica con un diámetro externo dimensionado para obtener una adaptación deslizante dentro de la apertura de paso 43, y una apertura roscada coaxial con la abertura de paso 43 y que se extiende desde una segunda superficie paralela a y opuesta a la parte trasera del medio de soporte modular circular 40. El emisor 44 se asegura en su lugar con un sujetador 46 que conecta ambos, su abertura roscada y un miembro separador 47 que se empalma con la sección marginal 42 opuesta a la primera superficie 45 y que tiene un diámetro mayor que la abertura de paso 43 del medio de soporte modular circular 40.

Con referencia a la Figura 5, en uso, el miembro de bobina 30 se suministra con la señal de corriente electromagnética ELF constante y sin alteración mediante el generador de las Figuras 2A, 2B o 2C, que causa que el emisor 44 emita un campo electromagnético ELF constante y sin alteración. Con referencia a la Figura 6 en particular, que muestra las mediciones del campo electromagnético emitido por el miembro de bobina 30 acoplado con el emisor 44 mediante una sonda adyacente 601 interconectada con un teslámetro 602 y un voltímetro 603, una importante característica del campo electromagnético emitido que no contiene componentes eléctricos detectables utilizando un voltímetro convencional, s 603, y por lo tanto se considera como siendo un campo puramente magnético al nivel de la región celular a cual se aplica.

Con referencia ahora a las Figuras 7 y 17 en la presente, una modalidad más del medio resonante 20 de nuevo comprende un miembro de bobina 30 con 251 bucles, el valor de la corriente IRMS es 0.19A. Las dimensiones físicas de las bobinas pueden variar dependiendo de la aplicación. El miembro de bobina 30 de nuevo se hace de CuEm 0.31 y cada una de sus extremidades 31 se termina con un conector respectivo 32, para el acoplamiento operable y liberable en las terminales relevantes (no mostrado) del atenuador de señal de ocho etapas 14 del generador 10.

En esta modalidad, el medio resonante 20 además comprende una bobina 30 bobinada en un emisor sustancialmente en forma de U 70 definido por dos porciones de punta 71, 72 que se proyectan desde una porción base 73 y hechas integralmente de una aleación de níquel-hierro con una permeabilidad magnética muy alta a altos valores de inducción y, en consecuencia, una muy baja histéresis, de tal forma que el riesgo de saturación del material es tan bajo como sea posible y el carácter no deformante del campo magnético sinusoidal se mantiene. Esta modalidad se considera particularmente útil para aplicación bucal del campo ELF, típicamente a una región 1201 de la mandíbula, de las encías 1202 o de un diente 1203, con las puntas 71, 72 dispuestas en cualquier lado de tal región 1201 y el campo ELF emitido entre éstas.

Cada una de las porciones de punta 71, 72 y la porción base 73 es sustancialmente rectilínea con una sección transversal cilindrica. Las dos porciones de punta 71, 72 tienen sustancialmente las mismas dimensiones y se extienden sustancialmente paralelas entre sí desde la porción base 73, con lo cual respectivamente forman un ángulo recto. Las extremidades libres 711, 721 de las porciones de punta 71, 72 constituyen las partes polares 15, entre las cuales la región del tejido celular que se va a someter a ELF se localiza en uso.

Una modalidad alternativa considera una abertura roscada implementada transversal y coaxialmente dentro de cada porción de punta 71, 72 y extendiendo desde una de sus extremidades al menos parcialmente biselada, libre 711, 721, y la adjunción de un tornillo cilindrico conectado a cada una de tales aberturas, cada tornillo actúan como un para polar para la aplicación del campo magnético sobre la porción del mandíbula, encía o diente deseado. En esta modalidad, el miembro de bobina 30 se bobina alrededor de la superficie externa de la porción base 73, sustancialmente entre sus extremidades desde donde se proyectan respectivamente las porciones de punta 71, 72.

La configuración del medio resonante 20 en la modalidad de las Figuras 7 a 12 requiere la reconsideración de la función anterior, como sigue y con base en un campo electromagnético de ejemplo de, sustancialmente, BRMS=0.750 mT a una frecuencia de 7.692 Hz. En este ejemplo, se aplica la lcy del magnetismo de circuito tal como: en donde: N = número de bucles I corriente dentro de la bobina La longitud del circuito de hierro se da por: - - Id = 2 cm Con el reemplazo en lo anterior, se obtiene lo siguiente: 18 Hf + 2 Hs = N1 (2) El flujo magnético se sabe que es constante en todo el tubo del flujo, de tal forma que: Bf’A = Bs As g Bd=m0 Hs (3) El problema se resuelve por un método aproximación sucesiva: con el fin de calcular la corriente en la bobina, para lo cual debe obtenerse una cierta inducción en permalloy, la solución es directa. Bf y 85 obtenidos en (3) se grafican con relación a u, por lo cual se obtienen las intensidades respectivas del campo Hf y H5: La corriente en la bobina 30 después se obtiene de (2). En el ejemplo, se obtuvieron los siguientes resultados: Se entenderá fácilmente por un experto en la téenica que pueden divisarse fácilmente muchas variaciones para mejorar las propiedades ergonómicas del medio resonante 20, sin apartarse del alcance de la presente descripción. Con referencia a la modalidad de la Figura 7 por ejemplo, una modalidad alternativa considera un mecanismo para articular al menos una porción de punta 71, 72 relativa a la porción base 73, de esta forma localizada sustancialmente en la unión entre éstas, con el fin de variar la distancia entre las porciones de punta 71, 72 y las partes polares 15 constituidas por sus respectivas extremidades 711, 721. ¡= ¡osinwt=i0sin (48.3t) IRMS=0,19A N =381sp;CuEM 0.2 Si se desea, al menos parte de la porción base 73 del medio resonante puede alojarse en un material plástico en la forma de una agarradera, como se muestra en las Figuras 8 y 9, para facilitar su manejo.

Una corriente eléctrica sinusoidal constante de extremadamente baja frecuencia se esta forma se obtiene del generador 10 de las Figuras 1 y 2A, y se aplica al medio resonante 20 para obtener un campo magnético de extremadamente baja frecuencia que se aplica a una región localizada del tejido celular.

Las Figuras 8, 9 y 10 presentan modalidades alternativas del miembro sustancialmente en forma de U 70 del emisor. Con referencia a las Figuras 8 y 9, la porción base 73 y dos porciones de punta 71, 72 pueden retener la configuración sustancialmente como se describe previamente con referencia a la Figura 7, sin embargo en esta modalidad cada una de las dos porciones de punta 71, 72 comprende un recodo definido por una corta sección 801 de la porción de punta 71, 72 formando un ángulo recto entre la primera parte 802 de la punta 71, 72 más cerca de la porción base 73 y una segunda parte 803 de la punta 71, 72 más lejana de la porción base 73, por lo tanto el recodo se localiza sustancialmente intermedio en la porción base 73 y la extremidad polar 15. Esta modalidad es particularmente útil para aplicación oral por períodos de tiempo prolongados, ya que el recodo permite que las porciones de punta paralelas 71, 72 se empalmen con una superficie de descanso fuera de la cavidad bucal, por ejemplo el labio de una persona.

Con referencia a la Figura 10, la porción base rectilínea 73 aún puede formar un ángulo recto con relación a las secciones respectivas 1001 de las dos porciones de punta 71, 72 más adyacentes a la porción base 73, sin embargo en esta modalidad cada porción de punta 71, 72 comprende una sección curvilínea 1002 que se extiende desde su sección 1001 más adyacente a la porción base 73. En esta modalidad, ambas porciones e punta 71, 72 mantienen el paralelismo a lo largo de su longitud hasta que sus extremidades polares respectivas, de esta forma definen una curva con relación a y se extiende lejos de la la porción base 73. Esta modalidad es particularmente útil para aplicación oral durante períodos de tiempo prolongados, como la curva permite que la porción base se empalme sobre una superficie de descanso fuera de la cavidad bucal, por ejemplo la mejilla de una persona. Las modalidades respectivas de las Figuras 8 a 10 pueden utilizarse iterativamente o, con referencia a las modalidades de ejemplo descritas más adelante que utilizan varios medios de resonancia 20 al mismo tiempo, juntas entre sí, dependiendo de la región y su número a ser tratadas en una cavidad bucal.

Con referencia a la Figura 11, en uso, el miembro de bobina 30 de nuevo se suministra con la señal de corriente ELF constante y sin alteración mediante el atenuador de señal de ocho etapas 14 del generador 10 que causa que el emisor 70 en forma de U o en forma de tenedor emita un campo electromagnético ELF correspondiente constante y sin alteración. Con referencia a la Figura 12 en particular, una característica importante del campo electromagnético emitido es que, de nuevo, no contiene un componente de corriente detectable, y por lo tanto se considera como siendo un campo puramente magnético al nivel de la región a la cual se aplica.

En las pruebas del aparato de acuerdo con la invención, se obtuvieron resultados óptimos cuando los cultivos celulares se sometieron a un campo electromagnético con una intensidad de 0.75 mT a 0.8 mT máximo, y una frecuencia constante fija a 7.692 Hz. La duración óptima de exposición se determinó como de 2 horas por día durante un mínimo de 5 exposiciones. Las pruebas mostraron que, con tales parámetros, se obtuvo una proliferación de 25 a 27% del número de células en todos los cultivos.

El uso del aparato de acuerdo con la invención como se muestra en la Figura 11 ha sido ensayado bajo confidencialidad expresa, con respecto al tejido celular en la cavidad bucal, y los detalles y resultados de estas pruebas se describen más adelante. Todos los sujetos que experimentaron problemas en las encías se caracterizaron por un déficit celular en la región de las encías que causó el problema, y todos los sujetos tratados con el aparato de la invención han demostrado un efecto regenerativo del problema de las encías durante un período de tiempo más corto que el esperado. La modalidad de tenedor del medio resonante 20 se utilizó debido a que un ensamble de bobina Helmholtz no puede introducirse en la cavidad bucal del sujeto.

Para propósitos de aislamiento y cultivo de queratinocitos primarios, la mucosa oral se obtuvo de pacientes que experimentaron extracción dental. Los tejidos se enjuagaron y cortaron en piezas más pequeñas y se sometieron a disociación enzimática en Dipasa II y Colagenasa por 24 horas a 4°C. Después del tratamiento, la placa epidérmica se removió del tejido conectivo. Para obtener células de queratinocito individuales viables, las placas epiteliales se trataron con tripsina por 30 min a 10 37°C.

Las células se volvieron a suspender en medio Epilife® suplementado con calcio, suplementos de cultivo y antibióticos. Las células se plaquearon en platos de 35 mm de diámetro recubiertos con colágeno humano de tipo IV.

Para propósitos de separar las células madre de queratinocito oral, las células se incubarán con integrina a6(34 monoclonal de ratón. Después de remover los anticuerpos en exceso, las células además se hicieron reaccionar con MicroPerlas de IgG anti-ratón de cabra (Miltenyi Biotec Inc.) después la suspensión celular se cargó en una columna colocada en el campo magnético de un separador MACS® (Miltenyi Biotec Inc.). Las células sin marcar se procesaron a través de la columna y representaron la fracción a6(34 negativa (a6(34 neg), mientras las células magnéticamente marcadas, representaron la fracción de célula a6(34 positiva (a6(34 pos), se retuvieron en la columna. Después de 2 a 3 días de la primera separación, la fracción a6(34 pos célula se marcó magnéticamente con MicroPerlas CD71 y se sometió al mismo procedimiento de clasificación de célula magnética. Las células positivas CD71 (CD71 pos) magnéticamente marcadas se retuvieron en columna, mientras las células negativas CD71 (CD71 neg) sin marcar se procesaron a través de la columna. Después de dos separaciones magnéticas, la fracción a6(34 pos CD71 neg representó la fracción de células madre de queratinocitos orales.

Las células madre de queratinocitos orales después se estimularon con el aparato de la invención por 7 dias, es decir se sometieron a un campo magnético no deformado constante ELF de 7.692 Hz y 0.75 mT, y el desarrollo celular se evaluó a los 3 y 7 días.

El Instituto Nacional "Víctor Babes", Bucarest, Rumania condujo una serie de pruebas para el sistema y el método de acuerdo con la invención sobre los efectos de estimular la proliferación o la diferenciación de célula madre mesenquimatosa en adipocitos, condrocitos y osteocitos. El resultado de estas pruebas se muestra a continuación: 1. Para la proliferación de la célula madre mesenquimatosa.

La proliferación de las células madre mesenquimatosas se realizó en el pasaje no.3 en placas de 12 cavidades, utilizando un entrono completamente proliferativo.

Las pruebas se realizaron en condiciones (cultivo de control estándar) y exponer las células al campo magnético del sistema de acuerdo con la invención, los parámetros -6.93 Hz, 7.69 Hz B-, C-, y D 8.46 Hz-23 Hz.

Los cultivos se expusieron al sistema por 2 horas al día, partiendo de 24 horas después del inicio del cultivo por 3 días (a 24, 48 y 72 horas). A las 48 horas se procedió a reemplazar el suero con medio fresco.

A las 20 y 96 horas de la variedad cultivada, el medio se reemplazó con medio al que se agregaron 0.1% del reactivo MTS y se incubaron por 3 horas, después se recolectaron los sobrenadantes y se midieron a una actividad óptica de 490 nm (prueba MTS). Después de la prueba de 20 horas (prueba inicial), se procedió a cambiar el medio con medio de cultivo MSC común, reemplazando el medio suplementado con MTS.

Ha habido indicaciones de la célula original (a las 20 horas) y después a las 96 horas, o sea índices normalizados para cada cultivo de forma separada, de esta forma evitando las variaciones causadas por una célula de carga no uniforme.

Los resultados de estos experimentos independientes para las tres variantes y controles se resumen en la Tabla 1.

De acuerdo con los datos anteriores , existe una estimulación de la proliferación de la célula madre en la conf iguración 8 ( frecuencia media) por un factor de aproximadamente 23% (p <0.05) . Similarmente, pero con un coeficiente menor estadísticamente significativo y se observó una mayor frecuencia (9%, p <0.05) mientras los valores de frecuencia más bajos no fueron estadísticamente signif icativos .

La gráfica del aumento en el análisis de la célula madre se muestra en la Figura 21. De acuerdo con los datos anteriores, existe una estimulación de la proliferación de las células madre para la configuración B (frecuencia media) por un factor de aproximadamente 23% (p <0.05). Similarmente, pero con un coeficiente menor estadísticamente significativo y se observó en una frecuencia más alta (9%, p <0.05) mientras los valores de frecuencia más bajo no fueron estadísticamente significativo. Como se muestra en las Figuras 22 a 24 se muestran imágenes de cultivos ADSC cultures a las 48 horas del Objetivo 20X (1 sin exponer) comparado con el cultivo expuesto a una frecuencia 7.69 Hz óptima (2 Ob ., 3 X 20, ob. IOc). Se puede ver la morfología de la célula madre típica (morfología de las células de fibroblasto) que se conserva en las células expuestas, y la diferencia en la densidad celular (mayor en las células expuestas). 2. Para la diferenciación del adipocito La diferenciación del adipocito de células madre mesenquimatosas se realizó en el pasaje No. 4 en placas de 12 cavidades, utilizando la diferenciación del entorno y manteniendo una diferenciación de adipocito completa.

Las pruebas se realizaron bajo condiciones estándar (control de cultivo) y condiciones de 48 exposiciones en el sistema de la invención, para las configuraciones A, B, C.

Los cultivos se expusieron al dispositivo ED por 2 horas por día, de 24 horas después de la instalación en el cultivo por 3 días (a las 24, 48 y 72 horas). A las 48 horas se hizo en suero suplementado con medio fresco. A las 20, 96 horas para las variedades cultivadas, y a los 18 días de las variedades cultivadas, el medio se reemplazó con medio del mismo tipo, suplementado con 0.1% de reactivo MTS, y se incubaron por 3 horas, después se recolectó el sobrenadante de y se midió la actividad óptica a 490 nm (prueba MTS). Después de 20 horas de prueba (primera prueba) se hicieron los cambios en el medio inductor de la diferenciación, el medio suplementado se colocó en lugar de MTS y posteriormente se mantuvo la diferenciación del medio.

Hubo índices de célula iniciales (a las 20 horas) y después a las 96 horas y 18 días, por lo que se obtuvieron índices normalizados para cada cultivo de forma separad, de esta forma evitando las variaciones causadas por la carga de la célula no uniforme.

Los resultados de los tres experimentos independientes para las tres variantes y para los controles se resumen en la Tabla 2 Tabla 2 Indices de diferenciación Si la frecuencia d, se observa como el número de células reducido comparado con el control, que demuestra que 3 armónicos de la frecuencia principal tienen efectos negativos y por lo tanto deberán reducirse los armónicos al máximo, de acuerdo con la invención, para así reducirse a un nivel por debajo de 0.2%. De acuerdo con los datos anteriores, existe una estimulación de la diferenciación de la célula madre en la configuración B de adipocitos (frecuencia media) por un factor de aproximadamente 12% (p <0.05). Similarmente, pero con un coeficiente menor estadísticamente significativo, se observó en una frecuencia más alta (5%, p <0.05) mientras los valores de frecuencia más bajos no fueron estadísticamente significativos. La frecuencia más alta (D) no mostró los mismos efectos. Se observó la misma tendencia y el tiempo final, aun cuando la intensidad del efecto fue ligeramente inferior. Aparentemente, sin embargo, el efecto dominante es el fenómeno asociado con la proliferación celular, la etapa en la cual la fracción de las células madre aún es alta, después entrar a una meseta que sobrepasa el número de aumentos de célula, con la introducción de la diferenciación. La tinción especifica para lipidos fue positiva en todos los cultivos.

Para diferenciación de condrocitos.

La diferenciación de condrocitos de las células madre mesenquimatosas se realizó en el pasaje no. 4 en placas de 96 cavidades, utilizando el entorno de diferenciación de condrocito.

Las pruebas se realizaron bajo condiciones estándar (control de cultivo) y las condiciones de exposición del sistema de la invención, para las configuraciones A, B. C.

Los cultivos se expusieron al dispositivo ED por 2 horas al día, partiendo de las 24 horas después de la instalación en el cultivo por 3 dias (de las 24, 48 y 72 horas).

A las 48 horas se procedió al reemplazo del suero con medio fresco. A continuación, se había expuesto cada 3 días por dos horas. Se hizo una determinación final (prueba MTS) al final del experimento (día 18). A las 20 horas 96 variedades cultivadas y 18 dias del cultivo, el medio se reemplazó con medio del mismo tipo, suplementado con 0.1% de reactivo MTS, se incubó por 3 horas, después se recolectó el sobrenadante y midió la actividad óptica 490 nm (ensayo MTS). Después de 20 horas se hizo la prueba (primera prueba) cambiando el medio a medio de diferenciación de condrocito normal, suplementado más bien con el entorno MTS. Ha habido indicaciones de la célula original (20 horas) y después a las 96 horas y 18 días, como un índice normalizado para cada cultivo de forma separada, por lo tanto evitando las variaciones que surgen de la célula de carga no uniforme.

De acuerdo con los datos anteriores existe una estimulación de la diferenciación de los condrocitos para la configuración B (frecuencia media) por un factor de aproximadamente 6% (p <0.05), para las 96 h en 5% al final. Otras frecuencias resultaron en una estimulación con una estimulación modesta estadísticamente insignificante.

La tinción específica para Ca fue positiva en todos los cultivos.

Para diferenciación de osteocitos.

La diferenciación de los osteocitos de células madre mesenquimatosas se realizó en pasaje no. 4 en placas de 12 cavidades, utilizando el entorno de la diferenciación de osteocitos.

Las pruebas se llevaron a cabo bajo condiciones estándar (control de cultivo) y condiciones del sistema exposición de las configuraciones del sistema A, B, C.

Los cultivos se expusieron al dispositivo ED por 2 horas a día, partiendo de las 24 horas después de la instalación en el cultivo por 3 dias (de las 24, 48 y 72 horas). A las 48 horas para proceder con el reemplazo del suero con medio fresco. Después, la exposición se hizo cada 3 dias por dos horas. Realizare una determinación final (prueba MTS) al final de experimento (dia 18). De los dias de cultivo de las variedades cultivadas a las 20, 96 y 18, el medio se reemplazó con medio del mismo tipo, suplementado con 0.1% del reactivo MTS y se incubaron por 3 horas, después se recolectó el sobrenadante y se midió la actividad óptica 490 nm (ensayo MTS). Después se hizo la prueba de 20 horas (primera prueba) cambiando el medio a normal para el medio para la diferenciación del osteocito, suplementado más bien en el entorno MTS.

Hubo indices de la célula iniciales (a las 20 horas) y después a las 96 horas y 18 dias se obtuvieron índices aún normalizados para cada cultivo de forma separada, de esta forma evitando las variaciones causadas por la célula de carga no uniforme.

De acuerdo con los datos anteriores, existe una estimulación de la diferenciación de osteocitos para el grupo B (frecuencia media) por un factor de aproximadamente 11% (p <0.05), para las 96h y 11% al final. La configuración C también estimula la proliferación, 3, y 4% al final estadísticamente significativo. La tinción específica con Alizarina roja Ca fue positiva en todos los cultivos que se muestrearon a ser analizados para identificar cualquier alternación en la transducción de señal.

La composición de células de tejido de gingival incluye queratina, cuya sustancia proteica se encuentra en la composición de muchos tipos de células. Por consiguiente, los lectores expertos fácilmente apreciarán que el aparato también puede utilizarse para tratar tejidos celulares que incluyen queratina en su composición, tal como el cabello y la piel, con una visión del numero aumentado de células regenerativas y la eliminación de arrugas u otras afecciones de la piel; y para mejorar la integración de implantes, ya sea dentales o por el contrario, mejorando el lecho receptor antes de implantar y activar la regeneración después del implante.

El aparato de la invención por consiguiente lleva por sí mismo a una muy amplia variedad de usos cosméticos y terapéuticos y las modalidades alternativas consideran la variación de la profundidad de la región sometida al campo electromagnético óptimo con relación a una superficie externa, tal como la piel o el hueso de la mandíbula de una persona a manera de ejemplo. En su forma más simple, la profundidad de la emisión óptima puede variar mediante la adición o sustracción de bucles de la bobina 30.

De esta forma, un primer ejemplo de uso del aparato de acuerdo con la invención mostrado en la Figura 5 se muestra en la Figura 13, que ilustra un medio resonante 20 modalizado como una bobina 30 bobinada alrededor de un emisor 44 interconectado con un generador 10, unido o por el contrario asegurado en su lugar sobre un vendaje flexible o banda 1301 localizado alrededor del abdomen de un sujeto 1302 sobre una región localizada 1303 a ser tratada. Esta modalidad puede utilizarse para someter un órgano interno, por ejemplo el hígado o un riñón al campo EM ELF de la invención. En este ejemplo, la regeneración del hígado ocurrirá como un resultado de las células progenitoras que existen en el hígado, la proliferación bajo la acción del campo EM ELF.

Un segundo ejemplo del uso del aparato de acuerdo con la invención mostrado en la Figura 5 se muestra en la Figura 14, que de nuevo ilustra un medio resonante 20 modalizado como una bobina 30 bobinada alrededor de un emisor 44 interconectado con un generador 10, en esta modalidad unido o por el contrario asegurado en su lugar sobre una correa ajustable 1401 localizada alrededor de la cabeza de un sujeto 1302 sobre una región localizada 1303 a ser tratada una pluralidad de correas ajustables que forman un casco. Esta modalidad puede utilizarse para someter la epidermis del sujeto 1302 al campo EM ELF de la invención, con el fin de mejorar su elasticidad y reducir arrugas, pliegues y similares. Alternativamente, la misma modalidad puede usarse para remediar la pérdida de cabello localizada.

Una alternativa de esta modalidad se muestra en la Figura 15, que considera el uso simultáneo de una modalidad de una pluralidad de medios resonantes 20 unidos o por el contrario asegurados en su lugar sobre una correa ajustable 1501, cada una interconectada con un generador respectivo 10 para asegurar la uniformidad de la señal en cada medio resonante 20 y para evitar cualquier interferencia o alteración de los campos EM ELF dentro de sus regiones respectivas 1303.

Una alternativa de esta modalidad se representa por una pluralidad de medios resonantes 20 conectados en serie con un solo generador.

Esta modalidad puede usarse para tratar arrugas en la piel, pliegues en la piel tales como estrías, celulitis y similares, o para remediar la pérdida de cabello, sobre un área más amplia de un sujeto.

Se entenderá fácilmente por un experto en la téenica que son posibles varias modalidades alternativas con base en los principios antes descritos, sin apartarse del alcance de la presente descripción. En particular, con referencia al principio de uso simultáneo de varios medios resonantes 20 como se describe anteriormente y se muestra en la Figura 15, una alternativa de esta modalidad se muestra en la Figura 16, que de nuevo considera el uso simultáneo de una pluralidad de medios resonantes 20 unidos o por el contrario asegurados en su lugar en una máscara facial 1601, de nuevo cada una interconectada con un generador respectivo 10, en donde esta modalidad puede de nuevo utilizarse para tratar arrugas, pliegues y similares. Como una alternativa, puede utilizarse un casco para la aplicación alrededor de la cabeza en lugar de la cara. Las modalidades alternativas consideran el uso de una pluralidad de medios resonantes 20 fijamente unidos o por el contrario asegurados a un medio de soporte que típicamente se utiliza durante períodos de tiempo extendidos, en particular un colchón o una almohada. Tales modalidades se consideran particularmente ventajosas para prevenir úlceras decúbito que se sabe que aparecen cuando un sujeto descansa por períodos de tiempo prolongados después de un procedimiento.

Además , el uso del aparato de acuerdo con la invención no está limitado a celulas de humano o de animal , sino que se ha demostrado que provee un efecto benéfico sobre células vegetales . Por consiguiente , un ej emplo más del uso del aparato acuerdo con la invención se muestra en la Figura 18 , que ilustra un par de medios de resonancia 20 cada uno modalizado como una bobina 30 bobinada alrededor de un emisor 44 en un medio de soporte 40 interconectado con un generador 10, en esta modalidad unido o asegurado en su lugar en una correa ajustable 1802 localizada alrededor del tronco de una planta 1801.

Otros efectos benéficos que surgen de la aplicación de un campo magnético de extremadamente baja frecuencia pueden esperarse en los siguientes casos: reumatismo crónico y agudo, migrañas, dolor en articulaciones, artritis, osteoporosis, circulación deficiente de la sangre , disfunciones sexuales , insomnio, neurosis , incapacidad de concentración, molestias meteorológicas , problemas para respirar, trastornos metabólicos, etc. Se puede decir que la aplicación de un campo magnético con una frecuencia extremadamente baja ELF sobre un tejido celular causa los siguientes efectos principales: un efecto antiinflamatorio; efecto neo-antigénico, mediante el aumento de la proliferación de las células endoteliales y su tubulización y la aumentada producción de fibroblastos; efecto de re-epitelización mediante la estimulación de la formación de colágeno; fertilidad mej orada por el aumento en la proliferación de las células espermatogénicas .

Por consiguiente, el sistema de la invención puede utilizarse para la proliferación del cultivo de tejidos celulares in vitro, tal como la epidermis, cornea, endotelio del hígado, ligamentos y membranas, aparte de otros. En particular, como se ha sugerido por los experimentos antes descritos, los depósitos de células cosechadas pueden utilizar el método y sistema de la invención para la proliferación económica de células madre y células progenitoras.

En la descripción los términos "comprende, que comprende, comprendido, y comprendiendo" o cualquiera de sus variaciones y los términos incluye, incluyen, incluido e incluyendo" o cualquiera de sus variaciones se consideran como totalmente intercambiables y deberán otorgar la interpretación posible más aplica y recíprocamente.

La invención no está limitada a las modalidades antes descritas en la presente sino que pueden variar tanto en construcción como en detalle.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (13)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un sistema para la proliferación de células madre en tejido celular in vivo o cultivo in vitro en depósitos o laboratorios de cultivo celular, mediante la aplicación local de un campo magnético de extremadamente baja frecuencia comprendido por un generador para producir una corriente de señal de extremadamente baja frecuencia sinusoidal, y al menos un medio resonante conectado al generador, caracterizado porque, en una primera modalidad: el generador proporciona una señal de corriente de extremadamente baja frecuencia sinusoidal contante que tiene un valor IRMS= 0.195 A, una frecuencia predeterminada seleccionada sustancialmente del intervalo entre 7.65 Hz y 7.75 Hz, y una inducción de tal campo magnético que sustancialmente tiene un valor BRMS= 0.75 mT a una distancia de 3 mm desde la superficie solenoide del medio resonante, con armónicos sustancialmente inferiores a 0.2%, que comprende: un oscilador de cuarzo que genera una señal rectangular, inicialmente de una frecuencia de alta precisión, que sucesivamente se divide a través de un primer circuito integrado en cuya salida se obtiene una frecuencia deseada entre 3 y 30 Hz, y a través de un circuito integrado de tipo filtro Butterworth en el orden de 8 por medio del cual la señal rectangular se convierte en una señal sinusoidal, y un atenuador de señal de etapa para proporcionar solamente un valor de corriente para determinar una inducción en el intervalo de 0.25 mT-2 T, cada etapa del atenuador lleva a un aumento de 0.25 mT de la inducción del campo magnético obtenida en un emisor de medio resonante; y donde al menos un medio resonante operablemente conectado al generador, que comprende al menos un miembro de bobina con un número de bucles enrollados alrededor de un emisor hecho de material magnético, el miembro resonante se somete a tal señal de corriente que tiene la frecuencia óptima predeterminada seleccionada sustancialmente del intervalo entre 7.65 Hz y 7.75 Hz, y, la inducción de tal campo magnético sustancialmente tiene un valor BRMSde 0.75 mT a una distancia de 3 mm a partir de la superficie solenoide del medio resonante, con armónicos sustancialmente inferiores a 0.2%; el campo magnético se aplica en una dirección transversal a una región localizada de las células madre.

2. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer circuito integrado comprende un contador sincrónico, un primero y segundo contador asincrónico, una pluralidad de resistores y una pluralidad de interruptores, el primer circuito integrado se configura para conmutar uno o más resistores de su pluralidad mediante uno o más interruptores de su pluralidad, y divide la frecuencia en N=1 a 256 con el contador sincrónico y divide la frecuencia por 2 <8> con el primer contador asincrónico como una función de los resistores conmutados.

3. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el atenuador de señal multi-etapa comprende 8 etapas y en donde cada etapa se adapta para aumentar la inducción del campo magnético del miembro resonante por 0.25mT.

4. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el generador además se configura para ajustar la señal de corriente electromagnética de acuerdo con una profundidad anatómica conocida, que es la profundidad deseada de las células orgánicas dentro de la región relativa.

5. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la profundidad está en el intervalo de 1 milímetro a 100 milímetros, preferiblemente 3 mm.

6. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque miembro de soporte se hace de un material paramagnético.

7. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el emisor comprende dos porciones de punta que se proyectan desde una porción base definiendo una forma en U y se hacen integralmente de material magnético, y en donde al menos un miembro de bobina se enrolla alrededor de la porción base.

8. Un sistema para la proliferación de células madre en tejido celular in vivo o cultivo in vitro en depósitos o laboratorios de cultivos celulares, caracterizado por la aplicación local de un campo magnético de extremadamente baja frecuencia comprendido por un generador para producir señal de corriente de extremadamente baja frecuencia sinusoidal, y al menos un medio resonante conectado al generador, en donde, en una segunda modalidad: el generador provee una señal de corriente de extremadamente baja frecuencia sinusoidal de valor individual y una frecuencia predeterminada seleccionada sustancialmente del intervalo entre 7.65 Hz y 7.75 Hz, de tal forma que la inducción de tal campo magnético que sustancialmente tiene un valor BRMs= 0.75 mT a una profundidad deseada a partir de la superficie solenoide del medio resonante, con armónicos sustancialmente inferiores a 0.2%, que comprende: un Sintetizador Digital Directo adaptado para directamente generar la señal sinusoidal, con armónicos sustancialmente inferiores a 0.2% y que genera una señal de corriente sinusoidal precisa dentro del intervalo de 7 .65 Hz y 7.75 Hz manejado por un procesador; una unidad amplificadora de corriente constante para asegurar al nivel del emisor una inducción potencialmente de hasta 3 mT, controlada por el procesador, y en donde la salida de la unidad amplificadora se aplica a las terminales relevantes del generador que está operablemente conectado con un miembro de bobina del medio resonante y; en donde al menos un medio resonante operablemente conectado al generador, que comprende al menos una bobina con un número de bucles enrollados alrededor de un emisor hecho de material magnético, el medio resonante se somete a tal señal de corriente que tiene la frecuencia óptima predeterminada seleccionada sustancialmente del intervalo entre 7.65 Hz y 7.75 Hz, y, la inducción de tal campo magnético sustancialmente tiene un valor B^ = 0.75 mT a una distancia de 3 mm a partir de la superficie solenoide del medio resonante, con armónicos sustancialmente inferiores a 0.2%; tal campo magnético se aplica en una dirección transversal a una región localizada de las células madre.

9. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 u 8, caracterizado porque el miembro de soporte se selecciona del grupo que comprende al menos una correa, una máscara, un casco, un vendaje, una almohada, un colchón con una pluralidad de miembros resonantes conectados al generador asegurado en su lugar con el fin de asegurar una uniformidad de profundidad deseada de la señal y para evitar cualquier interferencia o alteración de los campos electromagnéticos probados por la medición con el teslámetro.

10. Un método para la proliferación de células madre cultivadas in vitro en depósitos o laboratorios de cultivo celular, mediante la aplicación local de un campo magnético de extremadamente baja frecuencia que utiliza el sistema de conformidad con la reivindicación 1 u 8, caracterizado porque comprende los pasos de muestrear las células madre; someter las células madre a un primer campo magnético, que resulta de la configuración del generador del sistema para generar una primera señal de corriente eléctrica sinusoidal con una primera frecuencia seleccionada sustancialmente del intervalo entre 7.65 Hz y 7.75 Hz someter las células madre de la misma región a por lo menos un segundo campo magnético, que resulta de la configuración del generador del sistema para generar una segunda señal de corriente eléctrica sinusoidal que tiene una segunda frecuencia seleccionada sustancialmente del intervalo entre 7.65 Hz y 7.75 Hz, en donde la primera y al menos la segunda frecuencias son diferentes; determinar el grado de crecimiento celular de acuerdo con cada una de las frecuencias a las cuales se someten las células orgánicas; seleccionar la frecuencia óptima proporcionando el grado más alto de cultivo celular, de preferencia 7.69 Hz; ajustar el generador del sistema para emitir la señal de corriente eléctrica con la frecuencia óptima solamente, y someter los cultivos celulares o crecimiento de tejidos celulares in vitro a una frecuencia óptima respectiva de dos horas por día durante un mínimo de 5 exposiciones.

11. El uso del sistema de conformidad con la reivindicación 1 u 8, para la regeneración del tejido celular compuesto de células que tienen queratina en las mismas preferiblemente para el crecimiento del cabello, para reducir arrugar, pliegues de la piel, estrías e inelasticidad de la piel.

12. El uso del sistema de conformidad con la reivindicación 1 u 8, para vegetales.

13. El uso del sistema de conformidad con la reivindicación 1 u 8, para depósitos, laboratorios celulares y de cultivos celulares.