WO2006030044A1 - Disposición y método para la destrucción selectiva de acumulaciones celulares de gran actividad con proliferación celular incontrolada - Google Patents

Disposición y método para la destrucción selectiva de acumulaciones celulares de gran actividad con proliferación celular incontrolada Download PDF

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    • A61N2/02—Magnetotherapy using magnetic fields produced by coils, including single turn loops or electromagnets
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body

Definitions

  • the invention relates to an arrangement and method with which the destruction of highly active cell accumulations with uncontrolled cell proliferation in an animal organism is intended, selectively, with minimal damage to the surrounding tissue and, what is even more important, without the need to perform any surgical intervention on the patient.
  • tumor tissue cells separate from it and move through an animal organism, either through the lymphatic system ⁇ of the circulatory system, depending on the type of tumor and its location, until it is fixed in one place of the same to begin its division, causing new metastases and new tumors. These cells show no other functional activity than to ensure their continued division; Thus, overactive cell accumulations occur which, when affecting a vital organ, supplant the organic tissue but without performing its functions.
  • the victim begins to have functional difficulties by increasing "rapid and uncontrolled metastasis and treatment of disease by chemotherapy or radiotherapy, although slow their advance, they can not cure, besides the quality of life of the patient suffers from severe side effects.
  • the cancer In cases where the cancer is located, it is applied to the patient surgery and radiotherapy or a combination of both techniques, obtaining a high number of cures.
  • radiotherapy When the metastasis is generalized only radiotherapy is applicable and with a small percentage of success, since with the extension of the disease and the involvement of the vital organs, the surgical solution is complicated and dangerous, so the life expectancy of the Patient is very short.
  • Tumor lesions once detected and independently of the organ in which they are located, require adequate subsequent therapeutic management in order to reduce the current mortality figures; nevertheless, the surgical removal of the tumors, although effective in principle, is complicated and requires a long and equally complex period of hospitalization, which implies discomfort for the patient and a considerable health expenditure.
  • contrast agents monoamine iron oxide nanoparticles
  • iron oxide that are profusely absorbed by tumor cells are used to detect tumors by magnetic resonance, as a consequence, an abnormally large concentration of oxide is produced.
  • iron in the tumor tissue Iron is an excellent conductor of the magnetic field, influencing it with its presence, so it becomes logical to use these contrast agents in the technique described, since the magnetic field that crosses the patient is affected by the presence of iron oxide .
  • This distortion of the magnetic field is reflected in the image generated by the magnetic resonance apparatus by dark spots that are observed in the iron oxide settlements, that is, in coincidence with the accumulation of tumor cells.
  • the specialization of the contrast agents ensures the accumulation of more iron, which together with the improvement of the MRI devices It allows the detection of tumors of very small size.
  • Iron in addition to being a good conductor of the magnetic field, is irremissibly attracted to it.
  • any iron particle that is subjected to a magnetic field powerful enough to overcome the force of gravity and the frictional force suffered by the particle according to the medium in which it is located, will move in the direction of said field.
  • Another purpose of the invention relates to the method to be used to achieve the destruction of hyperactive cell accumulations in an animal organism.
  • the arrangement and method that constitute the object of the invention make use of the dispersion of the iron atoms containing said contrast agents to achieve the selective destruction of the tumors, without the need for any surgical intervention and with the obvious advantages that this It is meant to speed up and improve the patient's recovery, so as to ensure a significant reduction in health expenditure. In addition, it barely has any side effects because it is applied locally and the Surrounding tissue that is damaged is very small.
  • tumor cells abundantly absorb iron oxide nanoparticles that include contrast agents, the presence of iron in cellular accumulations is noticeable and, therefore, when applying a high-power electromagnetic field over the area where a cellular accumulation of great hyperactivity is found, for a very short period of time, the nanoparticles are directed quickly towards the source that is creating said field impacting with the tumor cells in their displacement, damaging the membrane, the nucleus, or others vital organs thereof and causing, with impact, immediate cell death.
  • the force and time of application of the electromagnetic field that determine the acceleration of the nanoparticles must be determined conveniently, for example by means of a suitable computer program introduced in a microprocessor, as well as the angle of incidence of the electromagnetic field or the extension of the area that is going to be subjected to the action of said field and that will be determined by the size of the tumor or tumors must be specified.
  • the arrangement object of the invention is formed with a powerful electromagnet, to which an adjustable head is attached, which can be opened or closed by extending or reducing the extension of the area that will be subjected to the electromagnetic field, depending on the size of the tumor. .
  • the arrangement comprises a microprocessor equipped with a computer program that, based on the results of the clinical trials conducted previously, determines the intensity of the applied field, the duration of the electromagnetic pulse, the angle of incidence and the opening of the adjustable head.
  • the arrangement also comprises a support table for the patient, with side rails in almost its entire length in order to allow guided movement of the frame on the patient on the support table, being in addition that the frame incorporates, height adjustable on the support table, the electromagnet and its head with adjustable opening and closing.
  • a protective screen separates a workstation that incorporates the microprocessor connected to a keyboard and a monitor, which constitute the means for capturing, memorizing and evaluating the results of clinical trials performed on the patient, as well as the calculation and output of data that will order the movement of the required electromagnet and the regulation in opening and closing of its adjustable head, in addition to determining the intensity of the electromagnetic field that must be applied, the duration of the electromagnetic pulse and the angle of incidence that must be applied adopt the head
  • a printer allows printing of the records obtained.
  • the method for the selective destruction of highly active cell accumulations with uncontrolled cell proliferation in an animal organism comprises, after the evaluations carried out according to the medical protocol, the following steps: a) Enter into the microprocessor computer program the data that indicate the precise determination of the tumor and its exact location in the patient.
  • the single figure shows, by isometric perspective, a simplified embodiment of a practical example of the provision for the selective destruction of highly accumulated cell accumulations with uncontrolled cell proliferation.
  • the arrangement for the selective destruction of highly active cell accumulations with uncontrolled cell proliferation, in an animal organism comprises a support table ( 1) with lateral rails (2) that guide, in its displacement, the frame (3) carrier of the electromagnet (4) with adjustable opening and closing head (5), which will generate the required electromagnetic field and that allows its regulation in height on the support table (1) through guide rails (6), vertically and laterally provided inside the frame (3).
  • the protective screen (7) separates a workstation that incorporates a microprocessor (8) connected to a keyboard (9) and a monitor (10), which constitute the means for capturing, memorizing and evaluation of clinical trial results made to the patient, as well as the calculation and output of data that will order the movement of the electromagnet (4) and the regulation in opening and closing of its adjustable head (5), in addition to determining the intensity of the electromagnetic field that must be applied, the duration of the electromagnetic pulse and the angle of incidence that the head should adopt (5).
  • a printer (not shown) allows printing of the records obtained.
  • the method for the selective destruction of highly active cell accumulations with uncontrolled cell proliferation begins after the medical evaluation of the patient, by entering the evaluation data in the computer program of the microprocessor (8) to which the keyboard (9) and the monitor (10) are connected, separated on the support table (1), and as shown in the proposed example, through the protective screen
  • the patient is lying on the support table (1), and after the guided displacement of the frame (3) on the side rails that it presents, the electromagnet (4) and its head (5) slide on the rails. vertical guides (6) that the internal sides of the frame (3) present, until they are located in the position required by the microprocessor (8), displayed on the monitor (10), at which time the application to the patient of the patient can begin successive electromagnetic impulse or impulses with the intensity and duration requirements of the impulse and head opening (5) visible on the monitor (10)

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Abstract

A través del microprocesador (8) , y una vez procesada la información introducida, se suministran valores exactos de la intensidad, duración y ángulo de incidencia del impulso electromagnético inicial que debe ser aplicado al paciente mediante el electroimán (4) además de la extensión que debe ocupar el campo magnético resultante, la cual será igualmente transmitida a la cabeza de apertura y cierre regulables (5) . La aplicación del campo magnético así determinado a una zona del organismo marcada con un agente de contraste conteniendo nanopartículas férricas, obliga a éstas a dirigirse de manera rápida a la fuente creadora del campo y a impactar con las células tumorales en su desplazamiento .

Description

DISPOSICIÓN Y MÉTODO PAElA LA DESTRUCCIÓN SELECTIVA DE ACUMULACIONES CELULARES DE GRAN ACTIVIDAD CON PROLIFERACIÓN CELULAR INCONTROLADA.
ÁMBITO TÉCNICO
La invención se refiere a una disposición y un método con los que se pretende la destrucción de acumulaciones celulares de gran actividad con proliferación celular incontrolada en un organismo animal, de manera selectiva, con daños mínimos en el tejido circundante y, lo que aún es más importante, sin necesidad de realizar ninguna intervención quirúrgica al paciente.
Su campo de aplicación inmediato se dirige a la medicina y veterinaria en el tratamiento de organismos animales.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La detección precoz del cáncer es vital para la supervivencia y curación del paciente. La mayoría de los tumores malignos provoca metástasis: células del tejido tumoral se separan de éste y se desplazan por un organismo animal, sea a través del sistema linfático Ό del sistema circulatorio, según el tipo de tumor y su localización, hasta fijarse en un lugar del mismo para empezar su división, provocando nuevas metástasis y nuevos tumores. Estas células no muestran otra actividad funcional más que procurar su continua división; asi se producen acumulaciones celulares hiperactivas que al afectar a un órgano vital suplantan al tejido orgánico aunque sin realizar las funciones de éste. El afectado comienza a tener dificultades orgánicas por el aumento " rápido e incontrolado de la metástasis y el tratamiento de la enfermedad mediante quimioterapia o radioterapia, si bien frenan su avance, no pueden curarla, además la calidad de vida del paciente se resiente por los graves efectos secundarios. En los casos en que el cáncer está localizado se aplica al enfermo cirugia y radioterapia o una combinación de ambas técnicas, obteniendo un número elevado de curaciones. Cuando la metástasis está generalizada solo es aplicable la radioterapia y con un porcentaje de éxito pequeño, dado que con la extensión de la enfermedad y la afectación de los órganos vitales, la solución quirúrgica resulta complicada y peligrosa, por lo que la expectativa de vida del paciente es muy breve. Las lesiones tumorales, una vez detectadas y con independencia del _ órgano en que se localicen, exigen un adecuado manejo terapéutico posterior a fin de disminuir las actuales cifras de mortalidad; no obstante, la extirpación quirúrgica de los tumores, aunque efectiva en principio, resulta complicada y obliga a un periodo de internamiento largo e igualmente complejo, lo que implica molestias para el paciente y un considerable gasto sanitario.
De manera habitual, para la detección de tumores mediante resonancia magnética se usan agentes de contraste (monoamine iron oxide nanoparticles) con óxido de hierro que es profusa¬ mente absorbido por las células tumorales, como consecuencia, se produce una concentración anormalmente grande de óxido de hierro en el tejido tumoral. El hierro es un excelente conductor del campo magnético, influenciándolo con su presencia, asi deviene lógico el empleo de estos agentes de contraste en la técnica que se describe, ya que el campo magnético que atraviesa al paciente resulta afectado por la presencia del oxido de hierro. Esta distorsión del campo magnético queda reflejada en la imagen que genera el aparato de resonancia magnética por manchas oscuras que se observan en los asentamientos del oxido de hierro, esto es, en coincidencia con la acumulación de células tumorales. La especialización de los agentes de contraste procura la acumulación de mayor cantidad de hierro, lo que unido al perfeccionamiento de los aparatos de resonancia magnética permite la detección de tumores de muy reducido tamaño.
El hierro, además de ser un buen conductor del campo magnético, resulta irremisiblemente atraído por éste. Asi, cualquier partícula de hierro que sea sometida a un campo magnético lo suficientemente potente para vencer la fuerza de la gravedad y la fuerza de rozamiento que sufre la partícula según el medio donde se encuentre, se desplazará en dirección a dicho campo.
OBJETO DE LA INVENCIÓN
Es un propósito de la invención la construcción de una disposición que permita generar un potente campo electromagnético, cuya intensidad, duración, dirección, extensión y alcance sean determinados por el programa informático instalado en un microprocesador, que procura la impulsión localizada de las nanoparticulas férricas portadas por un convencional agente de contraste a fin de impactar y, con el impacto, destruir, de manera selectiva, sencilla, rápida y económica, las acumulaciones celulares hiperactivas presentes en un organismo.
Otro propósito de la invención refiere al método a utilizar para lograr la destrucción de las acumulaciones celulares hiperactivas en un organismo animal.
La disposición y método que constituyen el objeto de la invención se valen de la dispersión de los átomos de hierro que contienen dichos agentes de contraste para lograr la destrucción selectiva de los tumores, sin necesidad de realizar ninguna intervención quirúrgica y con las evidentes ventajas que ello supone para agilizar y mejorar la recuperación del paciente, amen de procurar una importante minoración del gasto sanitario. Además, apenas tiene efectos secundarios debido a que se aplica de forma localizada y el tejido circundante que resulta dañado es muy pequeño.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Puesto que las células tumorales absorben de manera abundante las nanopartículas de óxido de hierro que incluyen los agentes de contraste, se hace notoria la presencia de hierro en las acumulaciones celulares y, por tanto, al aplicar un campo electromagnético de gran potencia sobre la zona donde se encuentra una acumulación celular de gran hiperactividad, durante un periodo de tiempo muy corto, las nanoparticulas se dirigen veloces en dirección a la fuente que está creando dicho campo impactando con las células tumorales en su desplazamiento, lesionando la membrana, el núcleo, u otros órganos vitales de las mismas y provocando, con el impacto, la muerte celular inmediata.
Para minimizar los daños en las células sanas alrededor del tumor, la fuerza y el tiempo de aplicación del campo electromagnético que determinan la aceleración de salida de las nanoparticulas deben ser determinados de manera conveniente, por ejemplo mediante un programa informático adecuado introducido en un microprocesador, al igual que deben ser precisados el ángulo de incidencia del campo electromagnético o la extensión de la zona que va a ser sometida a la acción de dicho campo y que vendrá determinada por el tamaño del tumor o tumores.
Sustancialmente, la disposición objeto de la invención está formada con un potente electroimán, al que se le acopla un cabezal regulable, que puede abrirse o cerrarse ampliando o reduciendo la extensión de la zona que será sometida al campo electromagnético, en función del tamaño del tumor.
La disposición comprende un microprocesador dotado de un programa informático que, basado en los resultados de los ensayos clínicos realizados con anterioridad, determina la intensidad del campo aplicado, la duración del impulso electromagnético, el ángulo de incidencia y la abertura del cabezal regulable.
La disposición también comprende una mesa de soporte para el paciente, con carriles laterales en casi toda su extensión a fin de permitir el desplazamiento guiado del bastidor sobre el paciente en la mesa de soporte siendo, además, que el bastidor incorpora, regulable en altura sobre la mesa de soporte, al electroimán y a su cabeza con apertura y cierre regulables.
En la mesa de soporte, una pantalla protectora separa un puesto de trabajo que incorpora el microprocesador conectado a un teclado y a un monitor, que constituyen los medios para la captación, memorización y evaluación de los resultados de los ensayos clínicos realizados al paciente, asi como el cálculo y salida de datos que ordenarán el desplazamiento del electroimán requerido y la regulación en apertura y cierre de su cabeza regulable, además de determinar la intensidad del campo electromagnético que debe ser aplicado, la duración del impulso electromagnético y el ángulo de incidencia que debe adoptar la cabeza. Una impresora permite la impresión de los registros obtenidos.
Acorde con la invención, el método para la destrucción selectiva de acumulaciones celulares de gran actividad con proliferación celular incontrolada en un organismo animal, comprende, tras las valoraciones efectuadas según el protocolo médico, las siguientes etapas: a) Introducir en el programa informático del microprocesador los datos que señalan la determinación precisa del tumor y su exacta localización en el paciente.
b) Procesar la información introducida en dicho programa a fin de que el microprocesador suministre valores exactos de la intensidad, duración y ángulo de incidencia del impulso electromagnético a aplicar y la extensión del campo electromagnético resultante.
c) Aplicar al paciente, en correspondencia con los valores recibidos del microprocesador, al menos un impulso electromagnético de intensidad y duración suficientes para la precisa destrucción de la acumulación celular anómala.
d) Determinar, mediante ensayos o análisis, la ausencia de acumulaciones celulares de gran actividad tras la aplicación del impulso electromagnético inicial.
e) En su caso, y con las correcciones precisas introducidas en el programa informático del microprocesador, aplicar al paciente una sucesiva aplicación de impulsos electromagnéticos con la intensidad, duración e incidencia adecuados.
Evidentemente antes de someter a una persona al tratamiento, hay que asegurarse de que en la zona de aplicación del campo electromagnético, no existen particulas u objetos metálicos en el paciente, prótesis, clavos o grapas quirúrgicas, etc. que pueda ser atraida por el campo electromagnético. Además, los médicos deberían de autorizar o desestimar su uso en pacientes con algún tipo de mecanismo electromecánico en el cuerpo.
Según lo dicho también es evidente que la disposición y el método aquí descritos, pese a no poder ser aplicada a toda la población o no eliminar todas las células cancerosas del enfermo, podrían hacer del cáncer una enfermedad crónica con mayor expectativa de vida para gran parte de los afectados por la enfermedad. En su aplicación al paciente, además de eliminar la cirugía y la compleja hospitalización postopera- toria, no se prevén importantes efectos secundarios.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Al objeto de facilitar mejor comprensión de lo ya expuesto, la descripción es completada con un juego de dibujos que muestran una realización preferida por la disposición que se preconiza, realización que no debiera ser considerada limitativa de las características peculiares de la solicitud que se formula.
La figura única muestra, mediante perspectiva isométrica, una realización simplificada de un ejemplo práctico de la dispo¬ sición para la destrucción selectiva de acumulaciones celula- res de gran actividad con proliferación celular incontrolada.
REALIZACIÓN PREFERIDA DE LA INVENCIÓN
De acuerdo con el invento y según se aprecia en la figura que muestra la hoja de dibujos que se acompaña, la disposición para la destrucción selectiva de acumulaciones celulares de gran actividad con proliferación celular incontrolada, en un organismo animal, comprende una mesa de soporte (1) con carriles laterales (2) que guian, en su desplazamiento, al bastidor (3) portador del electroimán (4) con cabeza de apertura y cierre regulables (5) , que generara el campo electromagnético requerido y que permite su regulación en altura sobre la mesa de soporte (1) a través de carriles de guia (6), vertical y lateralmente previstas en el interior del bastidor (3) .
En la mesa de soporte (1), la pantalla protectora (7) separa un puesto de trabajo que incorpora un microprocesador (8) conectado a un teclado (9) y a un monitor (10) , que constituyen los medios para la captación, memorización y evaluación de los resultados de los ensayos clínicos realizados al paciente, asi como el cálculo y salida de datos que ordenarán el desplazamiento del electroimán (4) y la regulación en apertura y cierre de su cabeza regulable (5) , además de determinar la intensidad del campo electromagnético que debe ser aplicado, la duración del impulso electromagnético y el ángulo de incidencia que debe adoptar la cabeza (5) . Una impresora (no representada) permite la impresión de los registros obtenidos.
Según lo dicho, es evidente que el método para la destrucción selectiva de acumulaciones celulares de gran actividad con proliferación celular incontrolada, en un organismo animal, comienza tras la evaluación médica del paciente, introducien¬ do los datos de la evaluación en el programa informático del microprocesador (8) al que están conectados el teclado (9) y el monitor (10), separados en la mesa de soporte (1), y según muestra el ejemplo propuesto, mediante la pantalla protectora
(7) . Procesada la información introducida, el microprocesador
(8) suministra valores exactos de la intensidad, duración y ángulo de incidencia del impulso electromagnético inicial que debe ser aplicado al paciente mediante el electroimán (4) y la extensión del campo magnético resultante que será igual¬ mente transmitida a la cabeza de apertura y cierre regulables (5) , que abrirá o cerrará su boca en función de los datos recibidos del microprocesador (8) .
Tumbado el paciente en la mesa de soporte (1) , y tras el desplazamiento guiado del bastidor (3) en los carriles laterales que ésta presenta, se produce el deslizamiento del electroimán (4) y de su cabezal (5) en las carriles de guia verticales (6) que los laterales internos del bastidor (3) presentan, hasta quedar situados en la posición requerida por el microprocesador (8), visualizada en el monitor (10), momento en el que puede dar comienzo la aplicación al paciente del impulso o impulsos electromagnéticos sucesivos con los requerimientos de intensidad y duración del impulso y apertura del cabezal (5) visibles en el monitor (10]

Claims

REIVINDICACIONES
1. Disposición y método para la destrucción selectiva de acumulaciones celulares de gran actividad con proliferación celular incontrolada, caracterizado porque comprende la aplicación de un campo electromagnético de gran potencia, durante un breve periodo de tiempo, a una zona determinada en un organismo animal donde se conoce de una acumulación celular de gran hiperactividad previamente marcada con la dispersión de nanoparticulas férricas presentes en un agente de contraste, procurando el movimiento rápido de dichas nanoparticulas férricas en dirección a la fuente que está creando dicho campo a fin de que impacten con las células tumorales que encuentren en su desplazamiento.
2. Disposición y método para la destrucción selectiva de acumulaciones celulares de gran actividad con proliferación celular incontrolada, caracterizado porque la disposición comprende al menos un electroimán (4) generador de un campo magnético de intensidad y duración dadas incorporado en un cabezal regulable (5) que puede abrirse o cerrarse, en función del tamaño de la acumulación celular, ampliando o reduciendo la extensión de la zona que será sometida a la acción del campo electromagnético aplicado.
3. Disposición y método para la destrucción selectiva de acumulaciones celulares de gran actividad con proliferación celular incontrolada, caracterizado porque la disposición comprende un microprocesador (8) con un programa informático que determina la intensidad del campo magnético aplicado, la duración del impulso electromagnético, el ángulo de inciden¬ cia y la abertura del cabezal regulable (5) .
4. Disposición y método para la destrucción selectiva de acumulaciones celulares de gran actividad con proliferación celular incontrolada, caracterizado porque el método compren-
HOJADE SUSTITUCIÓN (REGLA26) de introducir en el programa informático la determinación precisa de la acumulación o acumulaciones celulares de gran actividad, su tamaño y profundidad a fin de que este procese la información recibida y suministre valores exactos de la intensidad y duración del impulso electromagnético a aplicar y el ángulo de incidencia y extensión del campo electromagné¬ tico a aplicar.
5. Disposición y método para la destrucción selectiva de acumulaciones celulares de gran actividad con proliferación celular incontrolada, caracterizado porque el método comprende la aplicación al paciente de al menos un impulso electromagnético necesario para la precisa destrucción de la célula anómala o, en su caso y con las modificaciones precisas introducidas en el microprocesador, la sucesiva aplicación de impulsos electromagnéticos con la intensidad, duración e incidencia adecuados.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)
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