ES2366845B1

ES2366845B1 - Sistema para la prevención electroquímica de la diseminación tumoral en trayectos de aguja y método para usar el sistema.

Info

Publication number: ES2366845B1
Application number: ES201031848A
Authority: ES
Inventors: Antonio Ivorra Cano
Original assignee: Universitat Pompeu Fabra UPF
Current assignee: Universitat Pompeu Fabra UPF
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2012-10-08
Anticipated expiration: 2030-12-15
Also published as: ES2366845A1; WO2012080394A1

Abstract

Sistema para la prevención electroquímica de la diseminación tumoral en trayectos de aguja y método para usar el sistema.#Sistema de prevención de la diseminación de células tumorales en trayectos de aguja, que comprende:#un instrumento (1) quirúrgico percutáneo con una parte distal percutáneamente intraducible en un tejido (3) de un paciente;#un generador de corriente eléctrica (2) que genera corriente con al menos un componente de corriente continua con un primer terminal (2a) conectado al extremo proximal (1a) del instrumento (1) y un segundo terminal (2b) conectado un electrodo (4) aplicado a la piel del paciente, de manera que el instrumento (1) actúa como primer electrodo, el electrodo de contacto (4) actúa como segundo electrodo y el tejido (3) actúa como electrolito;#el generador de corriente eléctrica (2) es susceptible de inducir una circulación transitoria de la corriente con la componente de corriente continua, entre la parte del instrumento (1) introducida en el tejido y el electrodo de contacto (4), resultante en una de una densidad de corriente promedio, medida en la superficie en la parte percutáneamente introducible del instrumento (1), de al menos una densidad de corriente elegida en el rango entre 1 mA/cm{sup,2} y 1000 mA/cm{sup,2} para periodos de circulación entre 0,1 segundos y 10 minutos, de forma que el producto de la densidad de corriente promedio por el tiempo sea superior a 50 mA.s/cm{sup,2} e inferior a 10000 mA.s/cm{sup,2} para generar reacciones electroquímicas que producen un microentorno suficientemente tóxico (5) en el tejido (3) alrededor de la parte del instrumento (1) introducida en el tejido del paciente.

Description

Sistema para la prevención electroquímica de la diseminación tumoral en trayectos de aguja y método para usar el sistema.

Campo técnico de la invención

La presente invención se encuadra en el campo técnico del instrumental médico y, particularmente, se reﬁere a sistemas para prevenir la diseminación tumoral en los trayectos de agujas de biopsia, laparoscópicas y similares cuando éstas, después de haber sido insertadas en un tejido tumoral, se extraen a través del trayecto en los tejidos notumorales por los que han sido insertadas, y en las que la diseminación tumoral se previene mediante la aplicación de una corriente eléctrica a la aguja.

Antecedentes de la invención

Según la Librería Nacional de Medicina de los Institutos Nacionales de la Salud estadounidenses, la diseminación tumoral o neoplásmica se deﬁne como la implantación local de células tumorales por contaminación de instrumentos médicos y equipos quirúrgicos después de la resección quirúrgica. Este efecto provocado por la intervención médica se puede producir, por ejemplo, en intervenciones laparoscópicas o durante la adquisición de biopsias. En el caso particular de los instrumentos en forma de aguja, como los que se emplean para examinar, escindir o extirpar tumores, se emplea el término “diseminación en trayectos de aguja” (“needle-tract seeding”) para la implantación de células neoplásmicas a lo largo del trayecto de inserción del instrumento en el tejido del paciente. Las tasas de riesgo concretas de este efecto están siendo objeto de debate. Así, en el caso de las biopsias de cáncer de mama, la incidencia clínica diﬁere mucho entre los estudios existentes, pero aún así se considera que es una cuestión de preocupación real. En el caso de las biopsias de lesiones del hígado, dos evaluaciones recientes (R. Stigliano, L. Marelli, D. Yu, N. Davies, D. Patch and A. K. Burroughs, “Seeding following percutaneous diagnostic and therapeutic approaches for hepatocellular carcinoma. What is the risk and the outcome? Seeding risk for percutaneous approach of HCC”, Cancer Treat. Rev., vol. 33, pp. 437-447, Aug, 2007; M. A. Silva, B. Hegab, C. Hyde, B. Guo, J. A. Buckels and D. F. Mirza, “Needle track seeding following biopsy of liver lesions in the diagnosis of hepatocellular cancer: a systematic review and metaanalysis”, Gut, vol. 57, pp. 1592-1596, Nov, 2008.) parecen indicar que el riesgo de la diseminación es superior al 2%. Si bien este valor parece ser, a primera vista, relativamente bajo, lo cierto es que se ha reconocido que debido a este fenómeno se ha perdido la posibilidad de curar algunos pacientes y, como consecuencia, se ha propuesto restringir las indicaciones para la biopsia percutánea en el hígado.

Se considera que la diseminación de las células tumorales en el trayecto de la aguja se puede producir por convección celular debido a la entrada de sangre en el trayecto, por migración celular a través de tejidos rotos, y por desplazamiento celular provocado por el vástago o la punta del instrumento durante la extracción del mismo, siendo este último el mecanismo de diseminación de células tumorales al que algunos investigadores atribuyen una relevancia particular.

A ﬁn de prevenir la diseminación tumoral en el trayecto de la aguja cuando se toman biopsias, se han diseñado diversos sistemas. Así, se conocen dispositivos para la adquisición de biopsias que comprenden una funda de material ﬂexible que evita que las células tumorales sean arrastradas fuera del trayecto de inserción. Las desventajas de este tipo de dispositivos son la necesidad de modiﬁcar los dispositivos de biopsia actualmente existentes, lo cual resulta en dispositivos de mayor grosor, y el hecho de que en realidad estos dispositivos no minimizan la posibilidad de la diseminación de células tumorales causada por migración o desplazamiento celular.

También se conocen métodos para provocar la cauterización o ablación térmica de los tejidos que rodean el trayecto de la aguja mediante el calentamiento de la misma, como se describe, por ejemplo, en los documentos WO9614018A1 y US2003109802A1. o mediante calentamiento los tejidos alrededor del trayecto de la aguja en base al efecto Joule con corrientes de radiofrecuencia, como describen P. F. Laeseke, T. C. Winter 3rd, C. L. Davis, K. R. Stevens, C. D. Johnson, F. J. Fronczak, J. G. Webster and F. T. Lee Jr, en “Postbiopsy bleeding in a porcine model: reduction with radio-frequency ablation-preliminary results”, Radiology, vol. 227, pp. 493-499, May, 2003, y S. A. Dromi, J. Locklin and B. J. Wood, en “Radiofrequency cauterization: an alternative to reduce post-biopsy hemorrhage”, Cardiovasc. Intervent. Radiol., vol. 28, pp. 681-682, Sep-Oct, 2005. Este tipo de dispositivos requiere un control exhaustivo de la temperatura de la aguja y de su entorno, lo cual requiere al menos un sensor de temperatura en la parte distal de la sonda y, por tanto, la modiﬁcación del diseño, ya que, una falta de control de la temperatura puede resultar en temperaturas excesivamente elevadas que pueden incomodar al paciente, provocar que la aguja quede adherida al tejido cauterizado o, por otra parte, un tratamiento insuﬁciente del tejido que rodea el trayecto de la aguja, además de que existe el riesgo de que el calentamiento dañe las muestras tomadas.

El documento WO2009156506A1 describe una aguja para biopsias que presenta dos conductores eléctricos conectados a un generador de alta frecuencia y dispuestos de tal forma que entre sus terminaciones ﬂuye una corriente eléctrica alterna de alta frecuencia que se produce completamente en el tejido del paciente, de manera que se produce una cauterización por calor en el mismo tejido sin calentamiento directo de la aguja, consiguiéndose así evitar la diseminación de células tumorales activas y hemorragias en el trayecto de la aguja. Básicamente, esta aguja de biopsias adolece de los mismos inconvenientes en cuanto a la necesidad del control de temperatura que los anteriormente mencionados con referencia a las agujas para biopsias en los que se calienta la aguja para conseguir la cauterización.

Se conoce también un tratamiento de tumores sólidos basado en reacciones electroquímicas que son reacciones químicas que se producen en la interfase entre un electrodo de metal y el medio biológico y que conllevan la transferencia de electrones entre el electrodo y el medio biológico cuando una corriente continua ﬂuye a través de la interfase. Estas reacciones comprenden oxidaciones y reducciones que implican especies químicas del electrodo y del medio biológico. Algunas de las especies resultantes pueden, cuando se liberan en el medio biológico, dañar componentes del tejido o interferir con procesos biológicos hasta el punto de comprometer la viabilidad celular. Para la destrucción de tumores sólidos, estas reacciones químicas se inducen mediante agujas metálicas introducidas en el tumor y a las que se aplican corrientes bajas, denominándose este tratamiento “tratamiento electroquímico”. Típicamente se aplican densidades de corriente del orden de los 100 mA/cm2 durante decenas de minutos o incluso horas, para crear áreas de ablación con diámetros del orden de unos milímetros o unos pocos centímetros. Estas técnicas también se conocen como “tratamiento con corriente continua”, “ablación electrolítica” o “electrólisis”, si bien este último nombre se emplea en el campo de la depilación en la que se provocan estas reacciones cerca de los folículos del pelo para conseguir una depilación permanente.

Descripción de la invención

La presente invención tiene por objeto superar los inconvenientes del estado de la técnica más arriba detallados, mediante un sistema de prevención de la diseminación de células tumorales en trayectos de aguja, que comprende un instrumento quirúrgico percutáneo con un extremo proximal, un extremo distal, una parte distal percutáneamente introducible en un tejido (3) de un paciente y potencialmente causante del fenómeno de diseminación, y una superﬁcie externa de material eléctricamente conductor entre el extremo proximal (1a) y el extremo distal (1b); así como un generador de corriente eléctrica conectado a la aguja a través de un primer cable y, mediante un segundo cable, a un electrodo de contacto aplicable a la piel de un paciente; y se caracteriza porque

el generador de corriente eléctrica es un generador de corriente con al menos una componente de comente continua con un primer terminal conectado al extremo proximal del instrumento mediante dicho primer cable y un segundo terminal conectado al electrodo a través de dicho segundo cable, de manera que el instrumento actúa como primer electrodo, el electrodo de contacto actúa como segundo electrodo y el tejido actúa como electrolito;

el generador de corriente eléctrica es susceptible de inducir una circulación transitoria de la corriente con componente de corriente continua, entre la parte del instrumento introducida en el tejido y el electrodo de contacto, resultante en una de una densidad de corriente promedio medida en la superﬁcie de la parte percutáneamente introducible del instrumento, de al menos una densidad de corriente elegida en el rango entre 1 mA/cm2 y 10000 mA/cm2 para periodos de circulación entre 0,1 segundos y 10 minutos, de forma que el producto de la densidad de corriente promedio por el tiempo sea superior a 50 mA.s/cm2, para generar reacciones electroquímicas que producen un microentorno suﬁcientemente tóxico en el tejido alrededor de la parte del instrumento introducido en el tejido del paciente.

Como es aparente, este sistema es compatible con la mayoría de las agujas de biopsia e instrumentos de laparoscopia existentes que tengan una superﬁcie eléctricamente conductora.

Preferentemente, con objeto de garantizar un tratamiento suﬁcientemente efectivo en un tiempo breve y al mismo tiempo minimizar estimulaciones neuro-musculares indeseadas y de minimizar daños al tejido sano circundante a la parte del instrumento introducida en el tejido, sea por exceso de generación de especies tóxicas, por calor inducido por efecto Joule o por electroporación, el generador de corriente eléctrica es susceptible de inducir en la parte del instrumento introducida en el tejido, al menos una densidad de corriente elegida entre 1 mA/cm2, para un intervalo de tiempo comprendido entre 50 segundos y 10 minutos, y 200 mA/cm2, para un intervalo de tiempo comprendido entre 0,25 segundos y 30 segundos, y preferentemente entre 5 mA/cm2, para un intervalo de tiempo comprendido entre 30 segundos y 5 minutos, y 100 mA/cm2, para un intervalo de tiempo comprendido entre 1 segundo y 30 segundos. El producto de la densidad de corriente promedio debe ser superior a 100 mA.s/cm2 e inferior a 4000 mA.s/cm2.

La aguja puede estar provista, en la cercanía de su extremo proximal, de una funda eléctricamente aislante que se puede introducir hasta debajo de la piel del paciente a ﬁn de evitar que se produzcan reacciones electroquímicas en la zona de la piel y en el tejido del paciente que están contacto con parte de la aguja recubierta por la funda.

Como alternativa a un simple interruptor o pulsador accionado por el personal médico para iniciar la aplicación de la corriente antes de extraer el instrumento en forma de aguja, el sistema conforme a la presente invención puede estar dotado de medios de detección para detectar automáticamente el inicio de la extracción del instrumento del tejido. Estos medios de detección pueden comprender un sensor y un medidor de impedancia conectados de tal forma que detecten incrementos en la impedancia entre el instrumento y el electrodo de contacto, para lo que el medidor de impedancia puede estar conectado, por ejemplo, a los terminales del generador de corriente eléctrica, y que sirve para detectar el inicio de la extracción del instrumento del tejido a través del cambio de impedancia que se produce cuando se inicia la extracción del instrumento del tejido. Mediante el medidor de impedancia se consigue detectar, cuando se inicia la extracción del instrumento, el aumento relativo de la impedancia entre el instrumento y el electrodo de contacto, pudiéndose emplear la señal detectada correspondiente para poner en marcha el suministro de corriente por el generador de corriente eléctrica. Por otra parte, el medidor de impedancia se puede usar como medida de seguridad de la manera siguiente: Si el medidor de impedancia detecta la extracción del instrumento mientras que se está aplicando la corriente, el sistema puede detectar la extracción y generar una señal de aviso para alertar al personal médico para que tome las medidas necesarias para evitar posibles efectos indeseados de, por ejemplo, calentamiento, espasmos, etc., o también automáticamente reducir automáticamente a medida de que se extrae el instrumento y emitir un aviso sólo cuando la extracción es excesivamente rápida.

Alternativamente, los medios de detección pueden comprender un sensor de aceleración conectado al extremo proximal del instrumento.

El sistema conforme a la presente invención puede comprender medios de control de suministro de corriente conectados al generador de corriente eléctrica, para aumentar progresivamente la corriente eléctrica suministrada por el generador de corriente eléctrica desde cero hasta generar la densidad de corriente elegida en la parte del instrumento introducida en el tejido hasta la densidad de corriente elegida, y reducir progresivamente la corriente eléctrica correspondiente a la densidad de corriente elegida desde el nivel elegido hasta cero antes de la extracción del instrumento. El aumento y la reducción progresivos evitan las estimulaciones neuromusculares que se producen cuando la corriente se aplica o corta abruptamente y que resultan en que el paciente sienta incomodidad e incluso sufra espasmos.

Las reacciones principales que se piensa que tienen lugar en muestras biológicas cuando se emplean electrodos inertes, por ejemplo agujas de platino, son las siguientes:

en el ánodo, es decir, el electrodo conectado al polo positivo de un generador, y

en el cátodo, es decir, en el electrodo negativo.

Por tanto, las reacciones principales en el ánodo son la descomposición de agua que resulta en un descenso del pH y generación de oxígeno, y en la oxidación del ión cloruro que resulta en generación de cloro, mientras que en el cátodo la reacción principal es la descomposición de agua en hidrógeno molecular en estado gaseoso e iones de hidroxilo lo que resulta en un incremento del pH.

Por otra parte, cuando en vez de utilizarse electrodos inertes, se emplean electrodos electroquímicamente solubles, como por ejemplo electrodos de cobre, aluminio o acero inoxidable, en el ánodo se pueden producir también otras reacciones que liberan iones metálicos, como por ejemplo:

Aunque siga siendo objeto de debate el impacto biológico de las anteriores reacciones, habitualmente se considera que las alteraciones inducidas con respecto al pH en al ánodo y en el cátodo son los factores clave que determinan las capacidades de ablación del tratamiento electroquímico.

En el contexto de la presente invención y teniéndose en cuenta que la gran mayoría de las agujas quirúrgicas son de acero inoxidable, se preﬁere que la aguja actúe como cátodo ya que de esta manera el cátodo no se corroe, y porque ello permite generar el pH supraﬁsiológico en el microentorno tóxico anteriormente comentado. Por lo tanto, según una realización preferente de la invención, el primer terminal del generador de corriente eléctrica es negativo, de manera que el instrumento actúa como cátodo y el segundo terminal es positivo, de manera que el electrodo de contacto actúa como ánodo, para causar un pH de al menos 8,5 y preferentemente entre 10 y 13,8 en los tejidos y ﬂuidos en contacto con la parte del instrumento que está introducida en el tejido y que provoca el microentorno tóxico.

Sin embargo, en algunos casos, como por ejemplo en el caso de las agujas desechables, también es aceptable que el instrumento actúe como ánodo. Por tanto, en otra realización el primer terminal del generador de corriente eléctrica es positivo, de manera que el instrumento actúa como ánodo y el segundo terminal es negativo, de manera que el electrodo de contacto actúa como cátodo.

De acuerdo con la invención, la parte percutáneamente introducible del instrumento (1) puede ser una aguja, un instrumento laparoscópico, etc. Asimismo, el instrumento puede ser una aguja de biopsia. Tales agujas pueden ser de acero inoxidable u otro material cuya superﬁcie sea conductora.

Debe destacarse que en el campo del tratamiento electroquímico de tumores se ha observado que la circulación sanguínea en los pequeños vasos se interrumpe alrededor de los cátodos. En el contexto de la presente invención, este fenómeno no es únicamente beneﬁcioso por aumentar la tasa de muerte celular debida a isquemia, sino porque también aporta la ventaja adicional de reducir o minimizar el sangrado post-biopsia.

La presente invención también se reﬁere a un método para usar el sistema anteriormente descrito, para prevenir la diseminación de células tumorales en trayectos de aguja. Este método comprende generar, mediante el generador de corriente conectado al extremo proximal del instrumento y al electrodo de contacto, una corriente continua para inducir en la parte del instrumento introducida en el tejido, un ﬂujo de una densidad de corriente elegida, medida en la superﬁcie de la parte del instrumento introducida en el tejido, entre 1 mA/cm2 y 1000 mA/cm2 para periodos de circulación entre 0,1 segundos y 10 minutos, de forma que el producto de la densidad de corriente promedio por el tiempo sea superior a 50 mA.s/cm2 e inferior a 10000 mA.s/cm2, y preferentemente una densidad de corriente promedio elegida entre 5 mA/cm2 y 500 mA/cm2 durante un intervalo de tiempo que cumpla que el producto de densidad promedio por el tiempo sea superior a 50 mA.s/cm2 e inferior a 10000 mA.s/cm2, por ejemplo superior a 100 mA.s/cm2 e inferior a 4000 mA.s/cm2, para generar reacciones electroquímicas que producen un microentorno suﬁcientemente tóxico en el tejido alrededor de la parte del instrumento introducida en el tejido.

Para conseguir este producto de densidad promedio, se puede inducir una corriente continua con al menos una densidad de corriente elegida entre 1 mA/cm2, para un intervalo de tiempo comprendido entre 50 segundos y 10 minutos, y 200 mA/cm2, para un intervalo de tiempo comprendido entre 0,25 segundos y 30 segundos, y preferentemente entre 5 mA/cm2, para un intervalo de tiempo comprendido entre 30 segundos y 5 minutos, y 100 mA/cm2, para un intervalo de tiempo comprendido entre 1 segundo y 30 segundos respectivamente.

En una realización preferente de este método, además se elige una densidad de corriente y un tiempo de aplicación de corriente que produce un microentorno tóxico de un diámetro de al menos 0,05 mm, preferentemente entre 0,1 y 2 mm.

Cuando el primer terminal del generador de corriente eléctrica es negativo, de manera que el instrumento actúa como cátodo y el segundo terminal es positivo, de manera que el electrodo de contacto actúa como ánodo, se elige una densidad de corriente capaz de producir un pH supraﬁsiológico, preferentemente un pH de al menos 8,5, preferentemente entre 10 y 13.8 en dicho microentorno tóxico.

En una realización preferente del método se aumenta progresivamente la corriente eléctrica suministrada por el generador de corriente eléctrica desde cero hasta generar la densidad de corriente en la parte del instrumento introducida en el tejido hasta la densidad de corriente elegida mientras que, antes de extraer dicha parte del tejido, se reduce la corriente eléctrica correspondiente a la densidad de corriente elegida progresivamente hasta cero.

El sistema también puede estar diseñado para aplicar, conjuntamente con la corriente continua, una componente de corriente alterna para calentar ligeramente el tejido, como es el caso de los dispositivos de electrodepilación.

Debe tenerse en cuenta que tanto los tejidos vivos como, en menor medida, la el instrumento como puede ser, por ejemplo, una aguja, son materiales que ofrecen resistencia eléctrica al ﬂujo de corriente y que, por tanto, inevitablemente se produce cierto calentamiento debido al efecto Joule. Para los valores máximos preferidos del producto de la densidad por el tiempo el calentamiento de los tejidos es signiﬁcativo pero no conlleva una excesiva desnaturalización de proteínas que provoque la adhesión de la aguja a los tejidos. Por otro lado, si el instrumento en forma de aguja consiste en una aguja de biopsia en la que la muestra recogida se mantiene en un compartimiento cercano al extremo distal, deberá evitarse que la temperatura de la muestra supere los 55ºC durante periodos de tiempo superiores a 10 segundos para evitar daños que puedan alterar su posterior análisis. Sin embargo, en aquellos casos en los que el incremento de temperatura no suponga un problema o que incluso pueda resultar beneﬁcioso al aumentar la eﬁciencia del tratamiento electroquímico o por proveer ventajas adicionales como la cauterización, a la componente continua de la corriente puede superponerse una componente en alterna. Una estrategia parecida se emplea actualmente en sistemas de electrodepilación.

Breve descripción de las ﬁguras

A continuación se describen aspectos y realizaciones de la invención sobre la base de unos dibujos, en los que

la ﬁgura 1 es una vista esquemática de una realización del sistema conforme a la presente invención con una aguja de biopsia introducida en un tumor localizado en el tejido de un paciente;

la ﬁgura 2 es una vista esquemática que muestra el tejido de la ﬁgura 1 una vez que la aguja ha sido extraída dejando el trayecto correspondiente rodeado de un entorno tóxico que lo rodea.

En estas ﬁguras aparecen referencias numéricas que identiﬁcan los siguientes documentos:

aguja

1a extremo proximal

1b: extremo distal

1c: funda aislante

2: generador de corriente continua

2a: primer terminal

2b: segundo terminal

2c: primer cable de conexión

2d: segundo cable de conexión

3: tejido del paciente

3a: piel del paciente

3b: tumor

4: electrodo de contacto

4a: gel conductor

5: entorno tóxico

6: trayecto de la aguja

7: medios de detección

8: medios de control de suministro de corriente

9: lógica de control.

Modos de realizar la invención

En la realización del sistema conforme a la invención mostrada en la ﬁgura 1, este comprende un instrumento quirúrgico percutáneo en forma de aguja (1) convencional de acero inoxidable con un extremo proximal (1a) introducida percutáneamente en el tejido (3) de un paciente para tomar una muestra de un tumor (3b) a través de su extremo distal (1b), un generador de corriente eléctrica (2) continua y un electrodo de contacto (4), que puede ser un electrodo de contacto en sí convencional del tipo de los que se emplean para electrocardiogramas, aplicado a la piel (3a) de un paciente.

El generador (2) comprende un primer terminal negativo (2a) conectado al extremo proximal (1a) de la aguja (1) mediante un primer cable (1c) y un terminal positivo (2b) conectado al electrodo (4) a través de un segundo cable (2d), de manera que la aguja (1) actúa como cátodo, el electrodo de contacto actúa (4) actúa como ánodo y el tejido (3) actúa como electrolito.

El generador de corriente eléctrica (2) es susceptible de generar de corriente continua en la aguja (1) introducida en el tejido (3), una densidad de corriente elegida de 100 mA/cm2 durante un máximo de 60 segundos para generar reacciones electroquímicas que producen un microentorno tóxico (5) con un pH superior a 9 en el tejido (3) alrededor de la aguja (1).

Los terminales (2a, 2b) del generador de corriente eléctrica (2) también están conectados a un sensor y un medidor de impedancia (7) que sirve para detectar la extracción de la aguja (1) del tejido (3) a través del cambio de impedancia que se produce cuando la aguja (1) se inicia la extracción de la aguja (1) del tejido (3). Mediante el sensor de impedancia (7) se consigue detectar, cuando se inicia la extracción de la aguja (1), el aumento relativo de la impedancia entre la aguja (1) que actúa como cátodo y el electrodo de contacto (4) que actúa como ánodo, pudiéndose emplear la señal detectada correspondiente para poner en marcha el suministro de corriente por el generador de corriente eléctrica (2).

El generador de corriente eléctrica (2) está conectado también a medios de control de suministro de corriente (8) que permiten aumentar progresivamente la corriente eléctrica suministrada por el generador de corriente eléctrica (2) desde cero hasta generar la densidad de corriente elegida en la aguja (1) introducida en el tejido (3) hasta la densidad de corriente elegida, y reducir progresivamente la corriente eléctrica correspondiente a la densidad de corriente elegida

(1) desde el nivel elegido hasta cero. El aumento y la reducción progresivos evitan las estimulaciones neuromusculares que se producen cuando la corriente se aplica o corta abruptamente y que resultan que el paciente sienta incomodidad y pueda sufrir espasmos.

El generador de corriente eléctrica (2), el sensor de impedancia (7) están conectados a una lógica de control (9), implantada, por ejemplo, en un ordenador, en la que además están integrados los medios de control de suministro de corriente (8), en la que están programados los parámetros de la corriente eléctrica necesaria para establecer la densidad de corriente elegida en la aguja (1), iniciar el suministro de la corriente eléctrica en función de las señales del sensor de impedancia (7) y realizar el ascenso progresivo de la corriente eléctrica de cero hasta que la densidad de corriente en la aguja (1) llega de cero a la densidad de corriente elegida así como el descenso progresivo de la corriente eléctrica desde la densidad de corriente elegida a cero.

Entre la piel (3) del paciente y el electrodo de contacto se encuentra un gel conductor (4a) del tipo de los que se usan en electroﬁsiología. Teniendo en cuenta que, en la reacción química que se produce cuando se aplica la corriente eléctrica, las especies tóxicas no solamente se producen en el cátodo, es decir, en la aguja (1) sino también en el ánodo, es decir, el electrodo de contacto (4), la función de este gel (4a) es proteger la piel (3) del paciente frente a daños tales como las quemaduras electroquímicas, es decir, se consigue mantener la conducción eléctrica pero se evita que las especies tóxicas que se han generado lleguen a la piel (3) del paciente. El espesor del gel (4a) es de unos 10 mm lo cual ofrece protección suﬁciente para tiempos de aplicación inferiores a 60 segundos y campos eléctricos de 10 V/cm o inferiores de la corriente eléctrica, ya que a tales magnitudes del campo eléctrico, la velocidad de migración de las especies tóxicas formadas en el ánodo es de aproximadamente 0,1 mm/s. Alternativamente, también se puede emplear un electrodo de contacto (4) de gran tamaño que por su extensión en la piel evita quemaduras en la piel (3a) del paciente.

En la cercanía de su extremo proximal (1a), la aguja (1) está provista de una funda (1c) eléctricamente aislante que se introduce hasta debajo de la piel (3a) del paciente. Esta funda (1c) evita que se produzcan reacciones electroquímicas en la zona de la piel (3a) y en el tejido (3) que están en contacto con la parte de la aguja (1) recubierta por la funda (1c).

El sistema anteriormente descrito se puede utilizar para prevenir la diseminación de células tumorales en trayectos de aguja, mediante un método cuya realización se describirá a continuación.

Cuando la aguja (1) ha sido introducida en el tejido (3) del paciente y su extremo distal (1b) ha penetrado en el tumor (3b), y el electrodo de contacto (4) se ha colocado en la piel (4a) del paciente, se toma una muestra del tumor (3b) que queda introducida en el interior de la aguja (1). Una vez tomada la muestra, se pone en funcionamiento el generador de corriente eléctrica (2), Mediante el control de suministro de corriente (8), la corriente eléctrica suministrada por generador (2) se aumenta progresivamente desde cero hasta que llegar a la densidad de corriente elegida -por ejemplo 100 mA/cm2-en la aguja (1). La densidad de corriente elegida se mantiene durante un tiempo suﬁciente, por ejemplo 30 segundos, para que en la superﬁcie de la misma se produzcan reacciones electroquímicas que formen un microentorno tóxico (5) con un pH supraﬁsiológico superior a 9 y un diámetro de entre 0.5 mm y 2 mm en el tejido (3), que puede ser de tipo blando, por ejemplo hepático, muscular o adiposo, alrededor de la aguja (1). Una vez completado el tiempo de aplicación de la densidad de corriente elegida y, antes de extraer la aguja (1) del tejido (3) se reduce, también mediante los medios de control de suministro de corriente (8) la corriente eléctrica correspondiente a la densidad de corriente elegida progresivamente hasta cero, se extrae completamente la aguja (1) y se retira el electrodo de contacto (4) de la piel (3a) del paciente.

Una vez extraída la aguja (1), como se puede apreciar en la ﬁgura 2, el microentorno tóxico (5) rodea el trayecto de la aguja (6). Se ha podido comprobar experimentalmente, que el microentorno tóxico (5) se mantiene durante unos minutos -por ejemplo de entre 5 min a 30 min-después de que se haya cesado la corriente en la aguja e incluso cuando ésta ya ha sido extraída.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema de prevención de la diseminación de células tumorales en trayectos de aguja, que comprende un instrumento (1) quirúrgico percutáneo con un extremo proximal (1a), un extremo distal (1b), una parte distal percutáneamente introducible en un tejido (3) de un paciente y una superﬁcie externa de material eléctricamente conductor entre el extremo proximal (1a) y el extremo distal (1b); y un generador de corriente eléctrica (2) conectado al instrumento

(1)

a través de un primer cable (2c) y, mediante un segundo cable (2d), a un electrodo de contacto aplicable (4) a la piel de un paciente; caracterizado porque

el generador de comente eléctrica (2) es un generador de corriente con al menos una componente de corriente continua con un primer terminal (2a) conectado al extremo proximal (1a) del instrumento (1) mediante dicho primer cable (1c) y un segundo terminal (2b) conectado al electrodo (4) a través de dicho segundo cable (2d), de manera que el instrumento (1) actúa como primer electrodo, el electrodo de contacto (4) actúa como segundo electrodo y el tejido

(3)

actúa como electrolito;

el generador de corriente eléctrica (2) es susceptible de inducir una circulación transitoria de la corriente con la componente de corriente continua, entre la parte del instrumento (1) introducida en el tejido y el electrodo de contacto (4), resultante en una de una densidad de corriente promedio, medida en la superﬁcie en la parte percutáneamente introducible del instrumento (1), de al menos una densidad de corriente elegida en el rango entre 1 mA/cm2 y 1000 mA/cm2 para periodos de circulación entre 0,1 segundos y 10 minutos, de forma que el producto de la densidad de corriente promedio por el tiempo sea superior a 50 mA.s/cm2 e inferior a 10000 mA.s/cm2, para generar reacciones electroquímicas que producen un microentorno suﬁcientemente tóxico (5) en el tejido (3) alrededor de la parte del instrumento (1) introducida en el tejido del paciente.
2.

Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque producto de la densidad de corriente promedio por el tiempo es superior a 100 mA.s/cm2 e inferior a 4000 mA.s/cm2.
3.

Sistema, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el generador de corriente eléctrica (2) es susceptible de generar en la parte del instrumento (1) introducida en el tejido (3), al menos una densidad de corriente elegida entre 1 mA/cm2, para un intervalo de tiempo comprendido entre 50 segundos y 10 minutos, y 200 mA/cm2, para un intervalo de tiempo comprendido entre 0.25 segundos y 30 segundos, y preferentemente entre 5 mA/cm2, para un intervalo de tiempo comprendido entre 30 segundos y 5 minutos, y 100 mA/cm2, para un intervalo de tiempo comprendido entre 1 segundo y 30 segundos.
4.

Sistema, según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque el primer terminal (2a) es negativo, de manera que el instrumento (1) actúa como cátodo y el segundo terminal es positivo, de manera que el electrodo de contacto

(4) actúa como ánodo, para producir un pH de al menos 8,5 y preferentemente entre 10 y 13,8 en dicho microentorno tóxico (5).
5.

Sistema, según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque el primer terminal (2a) es positivo, de manera que la aguja (1) actúa como ánodo y el segundo terminal es negativo, de manera que el electrodo de contacto (4) actúa como cátodo.
6.

Sistema, según una de las reivindicaciones1a5, caracterizado porque el instrumento (1) está provisto, en la cercanía de su extremo proximal (1a), de una funda (1c) eléctricamente aislante que puede desplazarse por el vástago de la parte percutáneamente intraducibie del instrumento (1) para evitar la formación del microentorno tóxico (5) en la piel y en las regiones del tejido (3) subyacentes.
7. Sistema, según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende medios de detección

(7) para detectar el inicio de la extracción del instrumento (1) del tejido (3).
8.

Sistema, según la reivindicación 7, caracterizado porque los medios de detección de corriente (7) comprenden un medidor de impedancia, para detectar incrementos en la impedancia entre el instrumento (1) y el electrodo de contacto (4).
9.

Sistema, según la reivindicación 7, caracterizado porque los medios de detección de corriente (7) comprende un sensor de aceleración conectado al extremo proximal (1a) del instrumento (1).
10.

Sistema, según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende medios de control de suministro de corriente (8) conectados al generador de corriente eléctrica (2), para aumentar progresivamente la corriente eléctrica suministrada por el generador de corriente eléctrica (2) desde cero hasta generar la densidad de corriente elegida en la parte del instrumento (1) introducida en el tejido (3) hasta la densidad de corriente elegida, y reducir progresivamente la corriente eléctrica correspondiente a la densidad de corriente elegida (1) desde el nivel elegido hasta cero antes de la extracción del instrumento (1).
11.

Sistema, según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque está diseñado para aplicar, conjuntamente con la corriente continua, una componente de corriente alterna para calentar ligeramente el tejido.
12.

Sistema, según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la parte percutáneamente introducible del instrumento (1) es una aguja.
13.

Sistema, una de las reivindicaciones 1 a 11. caracterizado porque la parte percutáneamente introducible del instrumento (1) es una parte de un instrumento laparoscópico.
14.

Sistema, según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el instrumento (1) es una aguja de biopsia.
15.

Sistema, según una de las reivindicaciones 12-14, caracterizado porque la parte percutáneamente introducible del instrumento (1) es de acero inoxidable.
16.

Método para usar el sistema deﬁnido según la reivindicación 1 para prevenir la diseminación de células tumorales en trayectos de aguja, caracterizado porque comprende generar, mediante el generador de corriente (2) conectado al extremo proximal (1a) del instrumento (1) y al electrodo de contacto (4), una corriente continua para inducir en la parte del instrumento (1) introducida en el tejido (3), una densidad de corriente elegida entre 1 mA/cm2 y 1000 mA/cm2 para periodos de circulación entre 0,1 segundos y 10 minutos, de forma que el producto de la densidad de corriente promedio por el tiempo sea superior a 50 mA.s/cm2 e inferior a 10000 mA.s/cm2, para generar reacciones electroquímicas que producen un microentorno suﬁcientemente tóxico (5) en el tejido (3) alrededor de la parte del instrumento (1) introducida en el tejido (3).
17.

Método, según la reivindicación 16, caracterizado porque producto de la densidad de corriente promedio por el tiempo es superior a 100 mA.s/cm2 e inferior a 4000 mA.s/cm2.
18. Método, según la reivindicación 16 ó 17, caracterizado porque se genera al menos en la parte del instrumento

(1) introducida en el tejido (3), al menos una densidad de corriente elegida entre 1 mA/cm2. para un intervalo de tiempo comprendido entre 50 segundos y 10 minutos, y 200 mA/cm2, para un intervalo de tiempo comprendido entre 0,25 segundos y 30 segundos, y preferentemente entre 5 mA/cm2, para un intervalo de tiempo comprendido entre 30 segundos y 5 minutos, y 100 mA/cm2, para un intervalo de tiempo comprendido entre 1 segundo y 30 segundos.
19.

Método, según la reivindicación 16, 17 ó 18, caracterizado porque se elige una densidad de corriente y un tiempo de aplicación de corriente que produce un microentorno tóxico (5) de un diámetro de al menos 0.05 mm, preferentemente entre 0.1 mm y 2 mm alrededor de la parte del instrumento (1) introducida en el tejido (3).
20.

Método, según una de las reivindicaciones 16 a 19, caracterizado porque el primer terminal (2a) del generador de corriente eléctrica (2) es negativo, de manera que el instrumento (1) actúa como cátodo y el segundo terminal es positivo, de manera que el electrodo de contacto (4) actúa como ánodo, para producir un pH supraﬁsiológico, preferentemente un pH de al menos 8,5, preferentemente entre 10 y 13.8 en dicho microentorno tóxico (5).
21.

Método, según una de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizado porque el primer terminal (2a) es positivo, de manera que el instrumento (1) actúa como ánodo y el segundo terminal es negativo, de manera que el electrodo de contacto (4) actúa como cátodo.
22.

Método, según una de las reivindicaciones 16 a 21, caracterizado porque, cuando el instrumento (1) está introducida en el tejido (3), la corriente eléctrica se aumenta progresivamente la corriente eléctrica suministrada por el generador de corriente eléctrica (2) desde cero hasta generar la densidad de corriente en instrumento (1) hasta la densidad de corriente elegida, y, antes de extraer el instrumento (1) del tejido (3) se reduce la comente eléctrica correspondiente a la densidad de corriente elegida progresivamente hasta cero.
23.

Método, según una de las reivindicaciones 16 a 22, caracterizado porque la densidad de corriente elegida se aplica durante un tiempo máximo de 60 segundos.
24.

Método, según una de las reivindicaciones 16 a 23, caracterizado porque la densidad de corriente elegida y su tiempo de aplicación se seleccionan de manera que no producen un calentamiento superior a 55ºC durante más de 10 segundos en la parte del instrumento (1) introducida en el tejido (3).
25.

Método, según una de las reivindicaciones 16 a 24, caracterizado porque se aplica, conjuntamente con la corriente continua, una componente de corriente alterna para calentar ligeramente el tejido.
26.

Método, según una de las reivindicaciones 16 a 25, caracterizado porque como parte percutáneamente introducible del instrumento (1) se emplea una aguja.
27.

Método, una de las reivindicaciones 16 a 25, caracterizado porque como parte percutáneamente introducible del instrumento (1) se emplea una parte de un instrumento laparoscópico.
28.

Método, según una de las reivindicaciones 16 a 25, caracterizado porque el instrumento quirúrgico (1) es una aguja de biopsia.
29.

Sistema, según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se emplea una aguja de acero inoxidable como instrumento quirúrgico (1).

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

N.º solicitud: 201031848

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 15.12.2010

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : A61B10/02 (2006.01)

DOCUMENTOS RELEVANTES

Categoría

Documentos citados Reivindicaciones afectadas

A

DE 102008029940 A1 (RHEINISCH-WESTFÄLISCHE TECHNISCHE HOCHSCHULE) 31.12.2009, párrafos 7-17. 1-29

A

US 20060217704 A1 (COCKBURN et al.) 28.09.2006, resumen; párrafos 26-36. 1-29

A

US 6312428 B1 (EGGERS et al.) 06.11.2001, todo el documento. 1-29

A

EP 1574167 A1 (ETHICON ENDO-SURGERY, INC.) 14.09.2005, todo el documento. 1-29

A

US 2010049188 A1 (FRULAND et al.) 25.02.2010, reivindicaciones 1,28. 1-29

A

US 2010152725 A1 (PEARSON et al.) 17.06.2010, todo el documento. 1-29

Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud

El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:

Fecha de realización del informe 03.10.2011

Examinador A. Cárdenas Villar Página 1/4

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 201031848

Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) A61B Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de

búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI, INSPEC, NPL, BIOSIS, MEDLINE

Informe del Estado de la Técnica Página 2/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201031848

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 03.10.2011

Declaración

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)

Reivindicaciones Reivindicaciones 1 -29 SI NO

Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)

Reivindicaciones Reivindicaciones 1 -29 SI NO

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).

Base de la Opinión.-

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

Informe del Estado de la Técnica Página 3/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201031848

1. Documentos considerados.-

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

Documento

Número Publicación o Identificación Fecha Publicación

D01

DE 102008029940 A1 (RHEINISCH-WESTFÄLISCHE TECHNISCHE HOCHSCHULE) 31.12.2009, párrafos 7-17.

D02

US 20060217704 A1 (COCKBURN et al.) 28.09.2006, resumen; párrafos 26-36.

D03

US 6312428 B1 (EGGERS et al.) 06.11.2001, todo el documento.

D04

EP 1574167 A1 (ETHICON ENDO-SURGERY, INC.) 14.09.2005, todo el documento.

D05

US 2010049188 A1 (FRULAND et al.) 25.02.2010, reivindicaciones 1,28.

D06

US 2010152725 A1 (PEARSON et al.) 17.06.2010, todo el documento.
2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración

La solicitud de patente en estudio tiene una reivindicación independiente, la nº 1, que se refiere a un sistema de prevención de la diseminación de células tumorales en trayectos de aguja, basado en la generación de reacciones electroquímicas que producen un microentorno tóxico en el tejido alrededor del instrumento que se introduce a través de la piel, que comprende un instrumento quirúrgico percutáneo dotado de una superficie externa de material conductor eléctrico, un electrodo de contacto con la piel y un generador de corriente conectado a ambos que se caracteriza porque es un generador susceptible de inducir una circulación transitoria de la corriente con la componente de corriente continua, obteniéndose unos valores de densidad de corriente determinados, dentro de un rango establecido para períodos de circulación de corriente determinados (entre 0,1 segundos y 10 minutos), en la superficie de la parte del instrumento quirúrgico que percutáneamente se introduce en el tejido. Las reivindicaciones dependientes 2 -15 se refieren a las características técnicas de los componentes del sistema y a los valores de densidad de corriente y pH que se producen. Las reivindicaciones 16 -29 se refieren al método de utilización del sistema previamente reivindicado. Existen diferentes documentos relacionados con el estado de la técnica a que se refiere la solicitud en estudio. Así, el documento D01 describe una aguja para realizar biopsias que tiene el objetivo de evitar, durante el proceso de obtención de muestras, el sangrado o la diseminación de células tumorales. Dicha aguja comprende dos conductores eléctricos que están conectados a un generador de alta frecuencia, produciéndose ablación por radiofrecuencia al circular corriente por el tejido del paciente situado entre los extremos distales de los dos conductores. Por otra parte el documento D02 describe un aparato dotado de una aguja para ablación por radiofrecuencia que comprende un conjunto de electrodos en forma de lazos dispuestos en el extremo distal de la aguja y un terminal conectado con la piel del paciente. Este aparato dispone, además, de una fuente de corriente continua que, al aplicarla, genera efectos electro-osmóticos y electrolíticos en el tejido objeto de tratamiento. Los documentos D03 006 tambien ilustran diferentes aspectos del estado de la técnica. Aunque los documentos citados reflejan el estado de la técnica próximo a la solicitud en estudio se considera que esta presenta novedad y actividad inventiva según lo especificado en los artículos 6 y 8 de la ley de Patentes.

Informe del Estado de la Técnica Página 4/4