SE522810C2 - Metod och anordning för kemisk dispergering av en gel i en organisk struktur - Google Patents

Description

unna; »annu vanns 10 15 20 25 30 35 522 810 š'I="..-" nu :nu jetstrålar, som likt vattenstrålpumpar för bort fragmen- terat material.

Nämnda tre exempel på mekanisk fragmentering har al- la den nackdelen att fragment av den behandlade blodprop- pen kan komma på avvägar i blodomloppet och där bilda nya proppar. I det tredje exemplet söker man minska risken härför genom att trycka ut större delen av dessa fragment genom en extra kanal i katetern.

Den största nackdelen med ovannämnda, mekaniska me- toder är emellertid att de är effektiva endast på färska blodproppar. Äldre delar av en blodpropp, som har fast bindning till kärlväggen och en mer stabil struktur, rår de inte på.

Det är då inte att förvåna att man även provat att lösa upp blodproppar kemiskt. Även denna metod har visat sig problematisk, då sådana preparat som tillförs för att dispergera en blodpropp även kan angripa frisk vävnad, så att denna försvagas eller får bestående skador.

Behandling av blodpropp med laser har också försökts men har ej heller varit lyckosam, dels för att det är svårt att undvika skador på omgivande vävnader, dels för att resultatet i bästa fall blir fragment av blod- proppsmaterial, såsom vid de mekaniska metoderna. Även bränd substans kan bildas, som ej får komma ut i blodom- loppet.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Emellertid har prov visat, att blodproppar och andra geler kan dispergeras enligt den process och med den an- ordning, som uppfinningen anvisar, och detta utan att nå- gon av nämnda nackdelar uppträder. Uppfinningen är tillämpbar i de flesta organiska strukturer, t.o.m. i krökta kärl, t ex blodkärl.

Metoden enligt uppfinningen förutsätter tillförsel av energi samt av en vattenlösning. Tillförseln är exem- pelvis ordnad via en eller flera rörförbindelser, såsom katetrar. Förutom vatten kan lösningen innehålla salt och lösta gaser, t ex syrgas eller luft. Metoden bygger på att gelen dispergeras kemiskt och att detta sker genom 10 15 20 25 30 35 522 n nu nu att gelen sätts i kontakt med en vätskeström med innehåll av dispergeringsmedel.

Enligt uppfinningen tillförs vätskan som vattenlös- ning och tillverkas dispergeringsmedlet i vattenlösningen straxt innan eller i och med att denna når kontakt med gelen. Dispergeringsmedlet är företrädesvis fria radika- ler, speciellt syreinnehållande fria radikaler. Även sy- ra, såsom HCl, HNO2och HNO3 utnyttjas i förekommande fall som dispergeringsmedel. Vätskan tillförs företrädesvis genom ett rör, t ex kateter, och förs, via en virvel- och reaktionskammare, ut i ett blodkärl (eller motsvarande), intill den gel som skall dispergeras. I kammaren förbru- kas i virvlar så mycket rörelseenergi i vätskan att väts- keströmmens hastighet i närheten av gelens yta är högst hälften av dess hastighet i kammaren i övrigt. Härigenom skonas gelen från mekanisk åverkan.

Genom den kemiska dispergeringen och genom nyssnämn- da hastighetsbegränsning invid gelen resulterar behand- ling av gelen med vätska från nämnda kammare i en ren kolloid -utan gelfragment. Då även gamla, stabila geler i försök visat sig bli dispergerade med den beskrivna meto- den kan den nämnda vätskeströmmen från nämnda kammare med framgång avgivas vid blodpropp som är mer än 10 dagar gammal.

Enligt uppfinningen möts energi och lösning invid ytan av den gel, som skall dispergeras. Detta sker i en avgränsad reaktionskammare med en öppning, som förs fram mot gelytan, så att denna bildar en av kammarens väggar.

Energin ges sådan form och intensitet att den vid mötet med nämnda lösning ur denna bildar syreinnehàllande fria radikaler, såsom OHOO och OOH och 'Oj sekundärt -vid när- varo i lösningen av salt och luft -även syror såsom HCl, HNO2och HNO3. Flödet av den lösning, som levereras till nämnda kammare stryps vid sitt inträde däri, så att en ström av virvlar skapas. Detta flöde med sitt innehåll av virvlar ges en avsevärt större strömningsarea i kammaren, varigenom gelens hela yta blir bestruken av en lugn ström, som för med sig virvlar av olika storlek med re- v wav nzan; una-a 10 15 20 25 30 35 sultat att nämnda, nybildade substanser i lösningen bringas i kontakt med gelen och successivt dispergerar denna i lösningen, vilken därefter utan dröjsmål avleds som kolloid från gelens yta, företrädesvis genom en trång spalt, som uppstår mellan gelen och kammarens öppning.

Kammaren med sin öppning förflyttas i förhållande till gelen, så att nya delar av denna efter hand exponeras i kammarens öppning och dispergeras.

I en enkel variant av den beskrivna metoden har den energi, som levereras i kammaren, formen av kemisk ener- gi, buren av en tillsats i lösningen, vilken tillsats vid sin ankomst till reaktionskammaren vid kontakt med en där installerad katalysator, oorganisk eller organisk, bildar hydroxylradikal, OOH, som dispergerar gelen. En bra kom- bination är H20; som tillsats och tvåvärt järn som kata- lysator.

I en annan variant av den beskrivna metoden är den energi, som levereras i kammaren elektromagnetisk med så- dan kvantenergi, att den förmår aktivera en ingrediens i lösningen till fria radikaler, som dispergerar gelen, varvid åtgärd är vidtagen som hindrar den elektromagne- tiska energin fràn att direkt nå och påverka gelen.

I en tredje variant av den beskrivna metoden är den energi, som levereras i kammaren mekanisk och av sådan art och intensitet att kavitation uppstår i kammaren, varvid en eller flera av nämnda, fria radikaler bildas och dispergerar gelen, och är åtgärd vidtagen som hindrar den mekaniska energin från att direkt nå och fragmentera gelen.

I ett exempel på sistnämnda variant av metoden är den mekaniska energi, som levereras i den avgränsade kam- maren ultraljud med en frekvens i området 20 kHz - 2 MHz.

Till kammaren inkommande ultraljudstràlning dirigeras därvid så, att den ej direkt träffar gelen.

I ett annat exempel, som ger en särskilt enkel, ef- fektiv och tillika föredragen metod är den mekaniska energin tryckenergi i den tillförda vattenlösningen och ges hastigheten, varmed lösningen trycks in i den avgrän- :annu ~||»| 10 15 20 25 30 35 522 810 . o . . u . n . ' - . » u sade reaktionskammaren sådan storlek, att kavitation upp- står i kammaren och sådan riktning, att gelen ej kan träffas direkt och därvid fragmenteras mekaniskt.

BESKRIVNING TILL FIGURBLAD Uppfinningen förklaras närmare nedan i form av utfö- ringsexempel med hänvisning till bifogade ritning, där Fig. 1 schematiskt visar en anordning, i vilken me- toden enligt uppfinningen kan förverkligas.

Fig. 2 visar i fördubblad skala en vy i riktning A i fig. 1, som förenklat åskådliggör strömningen i kammaren _ och över dennas kant Fig. 3 visar en anordning enligt uppfinningen, där den tillförda energin är kemisk Fig. 4 visar en anordning enligt uppfinningen, där den tillförda energin är elektromagnetisk Fig. 5 visar en anordning enligt uppfinningen, där den tillförda energin är akustisk Fig. 6 visar en anordning enligt uppfinningen, där den tillförda energin är tryckenergi Fig. 7 visar en anordning enligt uppfinningen för spontan rensning av svagt krökta blodkärl Fig. 8 visar en osymmetrisk anordning enligt uppfin- ningen för endimensionellt styrd rensning av krökta tubu- lära, organiska strukturer Fig. 9 visar i princip en anordning enligt uppfin- ningen för tvådimensionellt styrd rensning av krökta, tubulära organiska strukturer Uppfinningen bygger på den erfarenheten att en gel dispergeras kemiskt, även då den energi, som härför är nödvändig, tillförs på mekanisk väg. Visserligen kan en mekanisk anordning skära ut fragment av gelen, men en sann dispergering (till kolloid) är möjlig blott med ke- miska dispergeringsmedel. Blodproppar har gelstruktur. De dispergeras särskilt snabbt genom oxidation med syreinne- hållande fria radikaler, såsom 0O{} OHOO och 'OH (hyd- roxylradikal), oavsett om nämnda radikaler är framställda via mekanisk energi (genom kavitation), ljuskvanta eller katalys. Av nämnda radikaler är speciellt hydroxylradika- nun-n ;»fx; »1|.» 10 15 20 25 30 35 522 810 nu n. 6 len känd som ett mycket effektivt oxidations- och disper- geringsmedel.

Dispergeringen av en gel innehållande kedjor och hinnor av molekyler sker väsentligen inuti gelen, även om gelens kontakt med dispergeringsmedlet äger rum blott över dess yta. Tvärbindningar bryts upp, gelen sväller, tar upp vatten, blir mjuk och övergår till kolloid, som efter hand avlägsnas. Om kolloiden ej avlägsnas, kan den så småningom återgå till gel.

De funktioner, som krävs i en anordning l enligt uppfinningen för successiv dispergering av en gel, visas schematiskt i fig. l. Från en tryckvattenkälla, t ex en pump 2 och en vattenledning 3, förs genom ett strypt mun- stycke 6 en vattenlösning 14 in i en avgränsad reak- tionskammare 8, så att den fyller denna. Där bildas syre- innehållande, fria radikaler med energi som görs till- gänglig vid ett energiavgivande organ 13 och härrör från ett energialstrande organ 4 och ett transportorgan 5 för att tillhandahålla respektive transportera energi. Strå- len från munstycke 6 med lösning 14 är så riktad, att den vid det energiavgivande organet 13 tar med sig nybildat dispergeringsmedel ut i kammaren 8. Denna har en öppning 9, gärna rund eller rundad, men är i övrigt begränsad av väggar.

Kammaren 8 är så placerad intill gelen 10, att denna täcker kammarens öppning så när som på en tunn spalt ll mellan gelen och kammarens avrundade kant 12. På så sätt blir gelen exponerad för dispergeringsmedel. Efter hand som gel dispergeras trycks lösning med bildad kolloid ut genom spalten ll. Anordningen med sin kammare förs framåt så att läget av dess kant 12 förblir intill gelytan. På så sätt förblir kammaren avgränsad åt alla håll och fylld med lösning. Kammarens 8 förflyttning ombesörjs med ett särskilt förflyttningshjälpmedel 7. Detta kan vara inrät- tat med en fjädring, så att spalten automatiskt ställer in sig i ett läge, där fjäderkraften är lika med tryck- fallet i spalten multiplicerat med ytan av öppningen 9. nnin; nønn» 10 15 20 25 30 35 522 81Û;ï.I=§II§"-._j ' nu an.

Strömningsbilden i kammaren 8 är mycket avgörande för den hastighet och den jämnhet över den exponerade ge- lytan, med vilken gelen dispergeras. Stor hastighetsgra- dient invid gelytan ger stor exponering för fria radika- ler och därmed hög avverkning. Det är fördelaktigt att arrangera munstycket 6 excentriskt i kammaren 8 och att låta kammarens innerväggar vara rotationsytor eller åt- minstone rundade. Den förra åtgärden orsakar, den andra gynnar uppkomst av en stor virvel kring öppningens 9 centrum, vars hastighet intill spalten 11 är många gånger större än utströmningshastigheten genom spalten 11. Detta undertrycker en benägenhet hos dispergeringen att i spal- ten ll bilda radiella diken, som skulle göra utström- ningshastigheten och därmed avverkningen intill kammarens 8 kant 12 ojämn.

Det har praktiskt visat sig att strömningsbilden och därmed fördelningen över gelytan av bildade fria radika- ler blir jämnast och mest effektiv, om man i kammaren 8 använder flera munstycken 6 med spridd placering och oli- ka utströmningsriktning. Ritningen har dock ej komplice- rats härmed. Ju större kammarens 8 volym är, desto längre blir lösningens uppehållstid i kammaren 8 och desto stör- re del av bildat dispergeringsmedel går åt till ovidkom- mande reaktioner i kammaren 8, ty sådana reaktioner sker snabbt. Emellertid kan strömningsbilden bäst trimmas, om volymen ej är för liten. I varje fall måste utrymme re- serveras för munstycket 6, som är osymmetriskt placerat eller riktat och dessutom så anordnat, att strålen däri- från ej kan träffa gelen direkt och fragmentera denna.

Fig. 2 visar kammaren sedd i riktning A i fig. 1, varvid skalan fördubblats. Tre viktiga strömningstyper är antydda i figuren. Den lösning 14, som lämnar det strypta munstycket 6 i pilens riktning och vid det energiavgivan- de organet 13 tar med sig nybildade fria radikaler ut i kammaren 8, bildar en huvudvirvel 15, som omfattar i stort sett hela kammarens 8 innehåll. Lösningen från mun- stycket exciterar även en följd av virvelpar 16, som åt- följer huvudströmmen. De små krökta pilarna kring kamma- ayaøa mm» ,~>|| 10 15 20 25 30 35 522 810 u n u n u a u a n: n. rens 8 kant 12 åskådliggör slutligen det flöde med dis- pergerad substans, som i lugn ström leds bort från kamma- ren 8 via spalten ll. Huvudvirveln 15, som i huvudsak är en spiral med liten stigning och många varv, har till uppgift att föra ut OOH etc. till hela gelytan och att utåt föra med sig av gelen avlämnad, dispergerad materia, som sedan kan avgå kring kammarens 8 kant 12. Småvirvlar- na tjänstgör som penslar, som i cirklande rörelser för OOH etc. igenom det gränsskikt mot gelen, som stora vir- veln 15 alstrar, till intim kontakt med gelytan.

Transformationen gel ++ kolloid är reversibel. I princip kan därför avgående kolloidal lösning bilda ny gel. Denna tendens undertrycks, om man ordnar så, att strömmen av denna lösning efter passage av spalten ll är lugn och virvelfri.

Den energi, som enligt uppfinningen nyttjas för bildning av fria radikaler, kan ha många former. Anord- ningen enligt uppfinningen anpassas till valet av energi- form.

Fig. 3 visar en anordning, anpassad till att levere- rad energi är kemisk. Denna tillhandahålls exempelvis i form av väteperoxid, som av det energialstrande organet 4 doseras i vattenlösningen 14, som av pumpen 2 förs fram till munstycket 6. Detta är utformat så, att det ger en ström av lösning genom en struktur 17, som bär en kataly- sator. Denna kan vara oorganisk och innehålla tvåvärt järn. Därvid bildas OOH (Fenton's reagens) vilket OOH samtidigt blandas in i kammarens 8 lösning, varefter ge- len dispergeras enligt ovan. Katalysatorn kan även vara organisk (enzymer, som t ex peroxidaser). Strukturen 17 skall på känt sätt vara uppbyggd med sin katalysatorbe- lagda yta stor i förhållande till genomströmningsarean.

Vissa organiska geler innehåller själva katalyserande äm- nen av nämnd typ och ordnade i passande struktur. Om des- sa är tillstädes i tillräcklig mängd och åtkomliga via gelens i kammarens 8 front exponerade yta är anordnande av särskild struktur 17 onödigt. Anordningen i fig. 3 passar bra i medicinska tillämpningar, eftersom vatten- ;||»n -nnun ,,.|u 10 15 20 25 30 35 522 810 lösning och energi förs till kammaren 8 med ett och samma organ 3, lämpligen en enkel kateter. Även elektromagnetisk energi kan nyttjas för genom- förande av processen enligt uppfinningen. Fig. 4 visar en anordning härför. I detta fall är det energialstrande or- ganet 4 en laser med så kort våglängd, att dess kvante- nergi räcker för att ur vattnet framställa fria radika- ler. Laserstràlen förs med transportorganet 5, i detta fall en ljusvågledare till kammaren 8, där den riktas så, att den ej kan träffa och bränna gelen 10. Lämpligen in- förs vågledaren i ett rör, t ex kateter 3, vars utlopp, munstycket 6, leder strömmen av vattenlösning enligt ti- digare beskrivning. Via ett spegelsystem 18 reflekteras laserstràlen fram och åter genom lösningen, så att den ej träffar gelen. Metoden blir särskilt snabb om lösningen har tillsats av väteperoxid, som av laserljuset spaltas till OOH. Även anordningen i fig. 4 har fördelen att för- bindelserna mellan pumpen 2 och det energialstrande orga- net 4 för tillhandahållande av vattenlösning respektive energi och kammaren 8 kan tillgodoses inom en och samma kateter 3.

På liknande sätt kan den kavitation, som ultraljud kan åstadkomma, användas för genomförande av processen enligt uppfinningen. Där kavitation uppstår, skapas i lösningen OOH etc. Fig. 5 visar en anordning härför. Det energialstrande organet 4 utgörs av en ultraljudgenerator från vilken ultraljud via en ljudledare 5 transporteras till kammaren 8. En ljudspegel 19 hindrar ljudstrålning- ens huvudlob från att direkt påverka gelen och ökar dess- utom bildningen av fria radikaler genom att åstadkomma stående vågor. Lösning tillhandahålls via röret 3. Jäm- fört med dagens anordningar för gelfragmentering med ult- raljud har den beskrivna anordningen dels den fördelen att den dispergerar gelen jämnt över kammarens 8 hela front, dels att den från gelen bortför dispergerad sub- stans som kolloid och ej som fragment och dels att den tar bort risken att ultraljudstrålning kommer på avvägar.

Om ultraljudgeneratorn arbetar med magnetostriktion, är ~ o.. 10 15 20 25 30 35 52 2 v »ou v = ou :v vv oo v vv oo, o o. o v oo o o oo av. o vv o o o aoo noe v; o o. ooo o v o ovv o o v o v o v n o .~ o. vv .o 10 frekvensen i området 20-200 kHz och ljudledaren lämpligen en metalltràd. Denna kan inneslutas i katetern 3, analogt med arrangemanget i fig. 4. Om ultraljudgeneratorn är pi- ezoelektrisk placeras den lämpligen som en platta på ut- sidan av och i direkt kontakt med en plan kammarvägg.

Plattans utsida, som görs ledande, matas från energikäl- lan 4, som då är en högfrekvensgenerator med frekvens i området ca 200 kHz - 2 MHz. Dess tilledare kan byggas in i katetern 3, i analogi med arrangemanget i fig. 4.

En annan väg till bildande av OOH etc. med mekanisk energi är att nyttja kavitation förorsakad av turbulens.

Det har i försök visat sig att denna väg är praktiskt re- aliserbar med en mycket enkel variant av anordning enligt uppfinningen. Fig. 6 visar denna variant. Här ingår i medlen för att tillhandahålla vattenlösning en pump 2, som levererar lösningen via röret (katetern) 3 under högt tryck (storleksordning 3-30 MPa). För processen nödvändig energi levereras alltså som tryckenergi, vilken i ett el- ler flera strypta munstycken 6 övergår till hastighetse- nergi. Den erhållna hastigheten, upp till ett par hundra m/s räcker för att producera kavitation och därmed OOH etc. i tillräcklig mängd för gelens dispergering. Mun- stycket 6 är så riktat att den hårda strömmen därifrån ej kan träffa och fragmentera gelen. När mycket högt tryck nyttjas kan även ett turbulensdämpande nät 40 vara anord- nat i kammaren mellan munstycket 6 och kammaröppningen 9.

Härigenom nedbringas ytterligare lösningens hastighet in- vid gelen och alltså även risken för mekanisk fragmente- ring. Högt tryck i kombination med liten utloppsarea i munstycket ger fördelen av att effektiv OOH-bildning och dispergering kan erhållas även med obetydligt flöde. Om man vill begränsa lösningens flöde ytterligare kan man släppa fram trycket i pulser. Genom att välja ett högt tryck och korta pulser kan man då få en god produktion av fria radikaler trots att flödet är måttligt. I den be- skrivna varianten bortfaller behovet av särskilda organ för att tillhandahålla och transportera energi. Anord- ningens enkelhet har som följd låg kostnad, enkel använd- o.- -|»>n s» l0 15 20 25 30 35 522 810 ll ning, god tillförlitlighet och små dimensioner - viktigt vid behandling av exempelvis trånga blodkärl.

Den beskrivna metoden och anordningen härför ger ut- över det sagda följande fördelar jämfört med dagens tek- nik: Gelen övergår direkt i kolloid, som avleds i så lugn ström att den ej återbildar gel. Behandlingen kan ej leda till att fragment av gel skärs loss och kommer på avvä- gar. Behandlingen är mycket snabb, därför att den direkt verkar på djupet i gelen, som därvid successivt tar upp mycket vatten och omvandlas till kolloid.

Gelens transformation till kolloid går långsamt där den består av välorganiserad vävnad, t ex i kärlväggarna.

Härigenom skonas dessa.. De skyddas även genom att till- förd energi konsekvent är hindrad från att direkt påverka dem. En följd av det sagda är även att anordningen får en tendens att vara självcentrerande och därmed är lättare att styra genom kurvor och förbi förgreningar hos kärl- systemet.

För tillämpningar där en ledare, dvs. metalltråd, bedöms nödvändig som styrhjälpmedel är installationen av en sådan enkel. Ledaren dras helt enkelt genom anordning- ens kateter 3 och vidare centralt genom dess kammare 8.

Alternativa eller kompletterande styrhjälpmedel visas i fig. 7, 8 och 9.

Fig. 7 visar i genomskärning ett utförande av anord- ning enligt uppfinningen, som spontant söker sig fram ge- nom måttligt krökta strukturer. Kammaren 8 utgör här del av en långsträckt, spolformig kropp 20, utvändigt väsent- ligen begränsad av en rotationsyta. Kateterns 3 anslut- ning 21 till kroppen 20 vid kammarens 8 botten är ledad eller åtminstone så vek, att kroppen 20 lätt kan lutas något i förhållande till katetern. Anslutningsdelen kan t ex bestå av en vek slang, som lindats med tunn metalltråd 22 för att tåla det övertryck, som processen kräver. Den främre delen av kroppen 20 är på utsidan försedd med längsgående räfflor 23, dock ej i kammarens kant 12, som har formen av en slät ring med rundat tvärsnitt. När den- 10 15 20 25 30 35 a o u o; ,. ' av u n nu o . un» gf: nu v fl .. . I . "' ° ' ' 52.2 a 1 o 12 na anordning förs fram mot ett krökt avsnitt av ett blod- kärl 33, uppstår vid ytterkurvan kontakt mellan kammar- kanten 12 och blodkärlets insida, varvid avflödet av bil- dad kolloid på detta ställe undertrycks. Vid innerkurvan ligger kammarkanten 12 ej nära blodkärlets insida. Där leds via spalten ll avflödet från kammaren lätt förbi dennas kant och rinner sedan utan nämnvärt tryckfall vi- dare ut genom de öppna räfflorna. Den utgående lösningen har kvar oförbrukat OOH etc. i liten koncentration. Dess dispergerande förmåga beror av hur mycket lösning som passerar. Därför dispergeras vid ytterkurvan, där flödet är obetydligt, mycket mindre gel än vid innerkurvan, till vilken huvuddelen av flödet dirigerats. Detta fenomen verkar centrerande på kroppens främre del, varigenom kroppen söker sig väg genom gelen i det occluderade blod- kärlet. För att kunna följa snävare kurvor eller välja rätt väg vid en förgrening måste kroppen ha hjälpmedel, som underlättar aktiva ingrepp utifrån. För detta ändamål inrättas kroppen 20 dels med hjälpmedel för röntgenobser- vation av dess plats och attityd i blodkärlet, dels med utifrån påverkbara medel för kroppens 20 förflyttning och vridning.

Med attityd avses tre vinklar, som bestämmer krop- pens inriktning (jämför flygplanens "roll", "pitch" och "heading”). Observationshjälpmedlen realiseras med känd teknik, t ex med röntgentäta små markörer, som får ingå i kroppens 20 yta och som tillsammans med kroppens 20 egen röntgenskugga ger önskad information. Vid behov kan med hjälp av dator informationen så översättas att de tre at- titydvinklarna blir direkt tillgängliga för avläsning.

Kroppens plats i blodkärlet är i huvudsak endimensionell och kan därför påverkas (och även avläsas utifrån) via kateterns 3 läge. Kroppens rollvinkel kan likaledes sty- ras direkt med katetern 3, om denna gjorts tillräckligt styv för vridning. Kroppen 20 kan även inrättas för styr- ning av "heading" och/eller "pitch". I det enklaste fal- let räcker det att arrangera en osymmetri hos kammarens 8 -mzx u nu: 10 15 20 25 30 35 av os; främre del, hos dess öppning eller hos strömningsfältet i öppningen.

Fig. 8 visar i vertikalt snitt en enkel utförings- form med osymmetri. Kroppen 24 är ihålig och väsentligen begränsad av rotationsytor så när som på att åtminstone främre delen av dess kammare 8 har sned utformning. Kate- tern 3 har ett fäste 25 i kammarens botten, vilket fäste är styvt för vridning kring kateterns 3 längdaxel, men ledat kring en axel 26 som är vinkelrät mot kroppens sym- metriplan (papperets plan). Genom att kammarens 8 front ligger snett ligger även den stora virveln 15 innanför dess kant 12 snett. Härigenom blir även avverkningens front (ytan av gelen 10) sned. Detta resulterar i att kroppens 24 kurs böjer av nedåt. Vill man att kroppens kurs genom gelen 10 i stället skall böja av uppåt låter man med kateterns 3 hjälp kroppen rolla l80°. Vill man att kroppen i stället skall styras i sidled, rollar man kroppen 90°, etc. Den beskrivna anordningen följer alltid en krökt bana. Vill man att den skall gå rakt fram, får man parera genom att vrida kroppen 20 med katetern 3 fram och tillbaka eller ge den en konstant rotation. Detta kan ske för hand eller med motor. Anordningen är enkel men klarar inte starkt krökta kärl. Till det måste fler styr- medel inrättas.

Fig.9 visar i horisontellt snitt exempel på en utfö- ringsform av uppfinningen, där man med kateterns 3 hjälp styr kroppens attitydvinklar, icke blott genom att rolla den enligt ovan utan även genom manövrering av ett slags roder, så att t ex även dess "heading" kan styras direkt.

I den ihåliga, spolformade kroppen 27 har katetern 3 sam- ma typ av fäste 25 med axel 26, som nyss beskrivits. Ax- eln är vinkelrät mot snittet i figuren. Förutom med kam- maren 8 har katetern 3 förbindelse med två avlånga små ballonger 28, 29 inlagda i kroppen på var sin sida om ka- tetern. Dess förbindelse 30 med ballong 28 är mycket trång. Dess förbindelse 31 med ballong 29 är vid. Som styrmedel tjänar en marginell ändring av det tryck, var- med katetern 3 matas. Vid konstant tryck i katetern 3 rå- .unna .ia-o 10 15 20 25 30 35 u. nu n. 0 1 . v l l o . v I n: u v > I- n» n o. .n nu I 2 ß en n u co a 5 2 810»»,.,,,|*, "', 0 II I nu n o g aux en vn u v u -. v p nunno- 14 der samma tryck i båda ballongerna. Om trycket plötsligt ökas, intar ballong 29 omedelbart det nya trycket, medan ballong 28 har kvar det gamla, lägre trycket en tid.

Följden är att kroppen 27 med sin kammare 8 styrs i rikt- ning av pilen 32 (åt höger). Genom plötslig trycksänkning kan man på motsvarande sätt styra åt vänster. Vill man i stället styra uppåt eller nedåt vrider man katetern 90 och lägger på en tryckökning, etc. Om det beskrivna för- farandet inte räcker till för önskad headingkorrektion, upprepas detsamma periodiskt, varvid kroppen 27 rollas 180 ° mellan varje tryckändring. Eftersom tryckändringar- na är marginella har de ingen nämnvärd inverkan på has- tigheten eller kvaliteten av gelens dispergering - vilken dock givetvis ökar med trycket i katetern.

Med hjälp av modern mekatronik kan många styrprinci- per och utföringsformer vara realiserbara. Exempelvis kan man för överföring av styrsignal via katetern 3 i princip utnyttja en marginell ändring av lösningens temperatur i stället för av dess tryck. Emellertid sätts en gräns för vad som i dag är möjligt och ekonomiskt försvarbart av blodkärlens ringa fysiska dimension.

Process och anordningar enligt uppfinningen torde finna många användningar. Förutom rensning av occluderade anatomiska, tubulära strukturer, såsom artärer och vener, kan man föreställa sig tillämpning inom tandvården, främst borttagning av infekterade eller i övrigt sjuka partier i och i närheten av tänder, t ex plaque. Eftersom nästan all kroppsvävnad har karaktär av gel bör vissa tu- mörer och förstorade organ, såsom prostata kunna reduce- ras eller elimineras. Processen rår på frisk vävnad, men verkar snabbare på sjuk, mindre väl strukturerad vävnad.

Denna egenskap kan i sig motivera ett antal tillämpning- ar.

Det förhållandet att icke blott fria radikaler utan även saltsyra kan skapas i processen förklarar ytterliga- re att denna kan nyttiggöras för att lösa upp t ex njursten och förkalkade partier i blodkärl. nnnnn nnnnn 10 522 810 n nn I' . n n . u ' . . . . n o o: 15 Även utanför de rent medicinska tillämpningarna kan uppfinningen få användning, t ex inom kosmetik, livsme- delsteknologi och ytsterilisering (processen är enligt gjorda prov starkt bakteriedödande). Sistnämnda tillämp- ning gäller alla slags ytor där bakterier orsakar belägg- ning, t ex hud och ytor med bakteriell kontamination i sjukhus, mejerier, fartyg, rörledningar och bassänger, även i radioaktiv miljö. Vidare kan uppfinningen utnytt- jas vid rensning av värmeväxlare och indunstare Föreliggande uppfinning avser alla tillämpningar där processen ger fördel.

Claims (38)

15 20 25 30 522 810 16 PATENTKRAV

1. Anordning för dlspergering av en organisk gel (10), såsom en blodpropp i ett blodkärl, vilken anordning innefattar minst ett vätsketillförselmedel (6, 8, 9), som orsakar att vätska strömmar till och nära gelen (10), och minst ett energitillförselmedel (13, 17, 18), som tillför energi till nämnda vätska, kännetecknad av att nämnda minst ena vätsketillförselmedel (6, 8, 9) innefattar en reaktionskammare (8) med en öppning (9), som i arbetsläge är täckt av gelen (10), varvid nämnda reaktionskammare (8) innehåller nämnda vätska och i denna bildat dispergeringsmedel som dispergerar gelen (1 O) till kolloid.

2. Anordning enligt krav 1, vid vilken nämnda vätska är en vattenhaltig lösning (14) som tillföres via åtminstone en stråle från åtminstone ett munstycke (6) i nämnda reaktionskammare (8).

3. Anordning enligt krav 2, vid vilken nämnda minst ena munstycke (6) är orienterat/orienterade på sådant sätt i nämnda reaktionskammare (8) att nämnda stråle ej kan träffa gelen (10) direkt, varvid mekanisk fragmentering av gelen (10) undviks.

4. Anordning enligt något av kraven 2 och/eller 3, vid vilken nämnda energitillförselmedel (13, 17, 18) innefattar en del placerad nära nämnda minst ena munstycke (6) för att assistera vid dispergeringen.

5. Anordning enligt något av kraven 2-4, vid vilken energin förekommer i form av kemisk energi buren av en tillsats i nämnda lösning (14), varvid minst en katalysator är placerad nära nämnda minst ena munstycke (6) för att påverka nämnda tillsats under bildning av hydroxylradikal som dispergerar gelen (10).

6. Anordning enligt något av kraven 2-4, vid vilken energin förekommer i form av elektromagnetisk energi, såsom laserljus, med sådan kvantenergi att en ingrediens i nämnda lösning (14) aktiveras till fria radikaler som dispergerar gelen (10). 15 20 25 30 35 522 810 17

7. Anordning enligt något av kraven 2-4, vid vilken energin förekommer i form av mekanisk energi, såsom ultraljud och/eller tryckenergi, av sådan art och intensitet att kavitation uppstår i nämnda reaktionskammare (8), varvid fria radikaler bildas som dispergerar gelen (10).

8. Anordning enligt något av föregående krav, vid vilken nämnda reaktionskammare (8) står i förbindelse med primära medel (2,3) i form av minst en pump (2) och minst en vattenledning (3) för tillhandahållande respektive transport av nämnda lösning (14) under tryck.

9. Anordning enligt något av föregående krav, vid vilken sekundära medel (4, 5) förekommer i form av minst ett energialstrande medel (4) och minst ett transportorgan (5) för tillhandahållande respektive transport av energi.

10. Anordning enligt något av föregående krav, vid vilken energiavgivande medel (13) förekommer för att in i reaktionskammaren (8) föra energi av sådan form och intensitet, att syreinnehållande fria radikaler och i förekommande fall även andra dispergerande substanser bildas i reaktionskammaren (8), och att de energiavgivande medlen (13) är placerade nära minst ett munstycke (6), från vilket vattenlösningen strömmar ut i reaktionskammaren (8) så att strålar från munstycket (6) med vattenlösningen ( 14) direkt passerar de energiavgivande medlen (13) och därvid tar med sig nybildat dispergeringsmedel uti reaktionskammaren (8).

11. Anordning enligt krav 10, vid vilken nämnda munstycke (6) och nämnda energiavgivande medel (13) är placerade något excentriskt i reaktionskammaren (8), varigenom den via munstycket (6) tillförda lösningens (14) rörelsemängd skapar virvelpar (16), vilka sätter gelytan i kontakt med dispergeringsmedlet i lösningen och vilka bärs av ett spiralformat makroflöde (15), vars utlopp är en spalt (11) utmed reaktionskammarens (8) periferi.

12. Anordning enligt något av kraven 9-11, vid vilken nämnda energialstrande medel (4) för tillhandahållande av energi utgörs av en apparat, som doserar energibärare, företrädesvis H2O2, som vidarebefordras till den vattenlösning, som av primärmedlen (2, 3) tillhandahålls respektive matas fram till munstycket (6) i vars närhet en fast struktur (17) förekommer, vars yta är bärare av en katalysator, såsom 2-värt järn eller enzym, för bildning av -OH i reaktionskammaren (8) som blandningen passerar. 20 25 30 35 522 810 18

13. Anordning enligt något av kraven 9-11, vid vilken nämnda energialstrande medel (4) utgörs av en apparat för att tillhandahålla ljusenergi, företrädesvis en laser, och att en anordning (5) är inrättad att transportera energikvanta med potential för att ur lösningen frigöra fria radikaler, vilken anordning (5) utgöres av en ljusvågledare, t ex av glasfiber, varvid ljusvågledaren är anordnad att avlämna nämnda kvanta till lösningen.

14. Anordning enligt krav 13, vid vilken ett system av speglar (18) är anordnat för deviering av ljusstrålen så, att den ej kan träffa och påverka gelen (10) direkt.

15. Anordning enligt något av kraven 9-11, vid vilken en anordning (5) förekommer för att föra fram energi i form av ultraljud till kammaren i form av en tråd av exempelvis metall, och de energialstrande medlen (4) är en ultraljudgenerator för en frekvens mellan 30 och 1000 kHz och med sådan effekt, att den orsakar kavitation i vattenlösningen i kammaren.

16. Anordning enligt krav 15, vid vilken en akustisk spegel (19) förekommer som är anordnad att dels ge stående ljudvågor, som ökar kavitationen, dels hindra den akustiska energin från att direkt träffa och fragmentera gelen.

17. Anordning enligt patentkrav 9-11, vid vilken de primära medlen (2, 3) är dimensionerade för att ge ett tryckfall i munstycket (6) av över 3 MPa.

18. Anordning enligt krav 17, vid vilken nämnda tryckfall är pulserande.

19. Anordning enligt något av föregående krav och för tillämpning på gel i anatomisk, rörformig vävnad, vid vilken reaktionskammaren (8) utgör del av en långsträckt kropp (20) och reaktionskammarens (8) försörjning med vattenlösning under tryck är tillgodosedd med en till reaktionskammaren (8) ansluten kateter (3).

20. Anordning enligt krav 19, vid vilken kateterns (3) anslutning (21)til| kroppen (20) är ledad, den långsträckta kroppen (20) är spolformig och utvändigt försedd med längsgående räfflor (23) och ytan av kammarens (8) ringformiga kant (12) är slät och dennas tvärsnitt i huvudsak cirkelformigt, varvid kroppen (20) låter sig styras genom gelen (10) även då denna befinner sig i en krökt kanal såsom ett krökt blodkärl. 20 25 30 35 522 810 19

21. Anordning enligt något av kraven 19 och/eller 20, vid vilken kroppen (20) är utrustad med medel, t ex röntgentäta markörer, med vars hjälp kroppens (20) orientering kan ses på röntgenbild.

22. Metod för dispergering av en organisk gel (10) med användning av anordningen enligt något av föregående krav och i någon av alla tillämpningar där processen ger fördel utom i samband med kirurgiska och terapeutiska behandlingsmetoder, kännetecknad av att vätska tillförs en reaktionskammare (8) med en öppning (9), som i arbetsläge är täckt av gelen (10) och att nämnda vätska tillförs energi varvid dispergeringsmedel bildas i nämnda vätska, vilket dispergeringsmedel omvandlar gelen (10) till kolloid.

23. Metod enligt krav 22, vid vilken nämnda vätska tillförs som vattenhaltig lösning via åtminstone en stråle från åtminstone ett munstycke (6) i nämnda reaktionskammare (8).

24. Metod enligt något av kraven 22 och/eller 23, vid vilken fria radikaler, företrädesvis syreinnehållande fria radikaler, bildas som dispergeringsmedel.

25. Metod enligt krav 24, vid vilken syra såsom HCl, HNO2 och HNO3 bildas som dispergeringsmedel.

26. Metod enligt något av kraven 22-25, vid vilken nämnda vätska tillförs genom ett rör, tex kateter och via reaktionskammaren (8) bringas att gå ut intill den gel (10) som skall dispergeras.

27. Metod enligt något av kraven 22-26, vid vilken nämnda vätska bibringas en hastighet i närheten av gelens (10) yta som är högst hälften av dess hastighet i reaktionskammaren (8) i övrigt.

28. Metod enligt något av kraven 22-27, vid vilken energi samt en vattenlösning (14) med innehåll av salt levereras l reaktionskammaren (8) invid den gel (10) som skall dispergeras, varvid öppningen (9) förs fram mot gelytan (10), så att denna bildar en av reaktionskammarens (8) väggar, och energin ges sådan form och intensitet att den i nämnda lösning (14) förmår bilda dispergeringsmedel, främst i form av syreinnehållande fria radikaler såsom 002", -HOO och -OH och sekundärt även syror såsom HCl, HNOg och HNO3. 15 20 25 30 35 522 810 20

29. Metod enligt krav 28, vid vilken flödet av lösning (14), som ankommer till nämnda reaktionskammare (8), stryps vid sitt inträde däri, så att en ström av virvlar skapas, att detta flöde med sitt innehåll av virvlar sedan i reaktionskammaren (8) ges en avsevärt större strömningsarea, varigenom gelens (10) i reaktionskammarens (8) öppning (9) exponerade yta i sin helhet blir bestruken av en ström, som för med sig virvlar av olika storlek med resultat att nämnda, nybildade substanseri lösningen bringas i kontakt med gelen (10) och dispergerar denna i lösningen (14), vilken därefter som kolloid avleds från gelens (10) yta.

30. Metod enligt något av kraven 28 och/eller 29, vid vilken vattenlösningen (14) innehåller lösta gaser, t.ex. kvävgas eller luft.

31. Metod enligt något av kraven 28-30, vid vilken nämnda energi tillförs reaktionskammaren (8) i form av kemisk energi, buren av en tillsats i lösningen (14), vilken tillsats vid sin ankomst i den virvlande strömmen i reaktionskammaren (8) bringas i kontakt med en där tillhandahållen katalysator, oorganisk eller organisk, och därvid bildar hydroxylradikal, øOH, som dispergerar gelen (10).

32. Metod enligt krav 31, vid vilken tillsatsen är väteperoxid och katalysatorn innehåller tvåvärt järn.

33. Metod enligt något av kraven 28-30, vid vilken nämnda energi tillförs reaktionskammaren (8) i form av elektromagnetisk energi med sådan kvantenergi, att den förmår aktivera en substans i lösningen till fria radikaler och att den elektromagnetiska energin hindras från att direkt nå och påverka gelen (10).

34. Metod enligt något av kraven 28-30, vid vilken nämnda energi tillförs reaktionskammaren (8) i form av mekanisk energi och av sådan art och intensitet att kavitation uppstår i reaktionskammaren (8), varvid en eller flera av nämnda fria radikaler bildas och dispergerar gelen (10), och att den mekaniska energin hindras från att direkt nå och fragmentera gelen (10).

35. Metod enligt krav 34, vid vilken nämnda energi tillförs reaktionskammaren (8) i form av akustisk energi med frekvens i ultraljudsområdet och tillfört ultraljud dirigeras i sådan riktning i reaktionskammaren (8), att den direkta ljudstrålningen ej träffar och skär i gelen (10). 20 522 810 21

36. Metod enligt krav 34, vid vilken nämnda energi tillförs reaktionskammaren (8) i form av tryckenergi i den tillförda lösningen (14), vilken tryckenergi övergår i hastighetsenergi och att hastigheten, varmed lösning (14) trycks in i den avgränsade reaktionskammaren (8) ges sådan storlek att kavitation uppstår i reaktionskammaren (8) och sådan riktning att gelen (10) ej träffas direkt och fragmenteras.

37. Metod enligt något av kraven 28-36, vid vilken bildad dispersion avleds från reaktionskammaren (8) via en smal spalt, som utbildas mellan gelen (10) och reaktionskammarens (8) öppning.

38. Metod enligt något av kraven 28-37, tillämpad på gel (10) i anatomisk, rörformig vävnad, varvid reaktionskammaren (8) eller dess öppning (9) uppvisar asymmetri, vid vilken reaktionskammarens (8) orientering i förhållande till gelen (10) justeras genom rotation kring en axel, som väsentligen sammanfaller med den rörformiga vävnadens lokala centrumaxel, varvid gelen (10) dispergeras snabbast iden sektor där den är tjockast, varigenom även krökt rörformig vävnad kan behandlas.