Crecimiento dirigido de tejidos empleando presión reducida.

Un aparato para hacer crecer un tejido, que comprende:

a. medios de vacío para crear una presión subatmosférica en un tejido que se va a hacer crecer;

b. medios de sellamiento asociados operativamente con los medios de vacío para mantener la presión subatmosféricaen el tejido poniendo en contacto la región que circunda el tejido; y

c. medio de crecimiento de tejido para posicionar en el tejido dentro de los medios de sellamiento y que tiene unaestructura de célula abierta suficientemente porosa para facilitar la distribución de la presión reducida al tejido parapromover el crecimiento del tejido dentro del medio de crecimiento del tejido poroso, comprendiendo el medio decrecimiento de tejido un material bioabsorbible que incluye un material fibroso de origen natural.

Crecimiento dirigido de tejidos empleando presión reducida

Campo de la invención La presente invención se relaciona con un aparato y método para promover el crecimiento dirigido de tejidos, y más particularmente a un aparato y método para proveer un crecimiento dirigido de tejidos dentro de una matriz anfitriona a través de la aplicación de presión reducida al tejido que va a crecer.

Antecedentes de la invención Promover el crecimiento de los tejidos, especialmente de tejidos dañados a través de traumas o enfermedades, ha sido durante mucho tiempo un área de preocupación en la práctica médica. Tales daños o enfermedades, incluyendo complicaciones debidas a infecciones, pueden impedir o evitar la curación de una herida debido a la carencia de crecimiento de tejido saludable. Muchas enfermedades y ciertas heridas involucran tejido afectado que no puede curar espontáneamente. Tal es el caso, por ejemplo, en una fractura de pilón abierta de tejido óseo. Históricamente, una fractura de pilón involucra una alta rata de complicación. Tales complicaciones incluyen infección, falta de unión, fallo en obtener una reducción de la superficie unida, y artritis temprana y tardía. Bajo tales condiciones, el fallo en alcanzar una curación suficiente de la fractura de pilón podría necesitar amputación.

En la década de 1970 y a principios de la década de 1980 el tratamiento prescrito para la mayoría de las heridas por fractura de pilón fue la reducción abierta y fijación interna, usualmente con un injerto de hueso metafísico. Reportes de altas ratas de complicación con esta metodología incitaron a muchos cirujanos a utilizar métodos indirectos tales como fijación externa de puentes y limitar la cirugía a lo que era necesario para la reducción de la unión. Las advertencias sobre los problemas de los tiempos llevo a algunos a un procedimiento por etapas, inicialmente con fijación externa de puente, seguida por cirugía abierta pero limitada. Las incisiones fueron dictadas por los patrones de la fractura, y los tiempos fueron dictados por la resolución de la envoltura del tejido blando.

Sin embargo, a pesar de estas metodologías, surgieron casos con una complicación principal, por ejemplo, puede desarrollarse una infección profunda. Dependiendo de la condición médica del paciente, tal como la condición de los vasos sanguíneos locales, el tratamiento habitual por aplicación de una pestaña de musculo libre puede ser inapropiado. En tales casos, el tratamiento tradicional ofrece una pobre prognosis para la salvación del tejido afectado. En tales casos, donde hay una probabilidad de una falta de unidad infectada y su dolor asociado, deformidad y pobre función, la amputación es el tratamiento médico apropiado y preferido. Así, sería un gran avance para la práctica médica proveer un aparato y método para promover el crecimiento de tejido óseo saludable bajo tales circunstancias para evitar el drástico tratamiento de la amputación.

Como ejemplo adicional, enfermedades tales como el cáncer dan como resultado frecuentemente un daño de tejido que no cura espontáneamente, y un tratamiento de tales daños de tejidos se beneficiarían de un aparato y método para promover el crecimiento de tejidos. Por ejemplo, muchos pacientes que experimentan lesiones o sufren de cáncer óseo requieren reemplazo de una pieza de hueso faltante. Las técnicas actuales para el reemplazo de huesos incluyen: mover una pieza de hueso de un sitio no lesionado al sitio lesionado; utilizar hueso de un cadáver; o utilizar barras o placas metálicas. Estas opciones no siempre son posibles debido a los potenciales defectos del sitio del dónate de hueso, o a la falta de disponibilidad de huesos de cadáver. Por lo tanto, el crecimiento de nuevo tejido óseo saludable podría proveer una opción de tratamiento valiosa en tales casos.

Además del crecimiento de tejido óseo, el crecimiento de otros tejidos corporales tales como cartílagos, piel, tendones, nervios, tejidos de seno y órganos tales como el hígado o el páncreas, podrían proveer un avance valioso en la práctica médica. Existen muchas enfermedades que dañan el tejido de un órgano más allá de la capacidad del cuerpo de reparar de forma natural tal daño. Por ejemplo una lesión crónica en el hígado a través de infección viral u otras causas puede finalmente llevar a cirrosis del hígado. A medida que la cirrosis avanza el tejido saludable es reemplazado con tejido fibroso. Los vasos sanguíneos se engruesan y sus canales se hacen más restringidos, lo que reduce el flujo de sangre en el órgano. La estructura normal del tejido interno se pierde, y solo permanece el tejido cicatrizado no funcional. La carencia de tejido saludable eventualmente lleva a la muerte. Sería un gran avance probar el crecimiento de tejido saludable remanente en el hígado en combinación con el tratamiento de la causa subyacente de la cirrosis.

Además, existen muchas otras enfermedades que son causadas por daños a tejidos de un órgano, de las cuales, la diabetes es una de importancia primordial. Actualmente, el número de individuos con diabetes se duplica cada 15 años. Mientras que el tratamiento con insulina puede evitar la muerte temprana por coma diabético, tal tratamiento no evita las complicaciones incapacitantes crónicas de la enfermedad. Actualmente, la diabetes mellitus está entre las 10 causas principales de muerte en los Estados Unidos, y es la causa principal de ceguera y uremia.

El primer tipo de diabetes, Tipo I, es causada por fallo del páncreas para secretar insulina. Normalmente, la insulina es sintetizada en las células beta de las isletas de Langerhans del páncreas. Los individuos afectados con diabetes Tipo I tienen deficiencia de insulina debido a la pérdida de las células isleta. Estudios médicos recientes han mostrado que el trasplante de células beta de un cadáver a un paciente diabético pueden proveer al páncreas con la capacidad de producir insulina. Sin embargo, tal metodología está limitada debido a la falta de disponibilidad de células donantes de cadáver, la necesidad de trasplanta subsecuente, así como las complicaciones y efectos colaterales encontrados comúnmente en los trasplantes, tales como la necesidad del uso continuado de fármacos antirrechazo. La capacidad de proveer crecimiento dirigido del tejido de células beta dentro del páncreas, o externamente al páncreas para trasplante hacia el páncreas, seria por lo tanto un avance significativo en el tratamiento de enfermedades tales como la diabetes.

Resumen de la invención De acuerdo con la presente invención se provee un aparato de crecimiento de tejido dirigido para hacer crecer tejido aplicando un medio de crecimiento de tejido al tejido y aplicando una presión reducida subatmosférica al medio de crecimiento y al tejido de manera controlado durante un periodo de tiempo seleccionado. La aplicación de presión reducida en el medio de crecimiento y el tejido promueve el crecimiento del tejido dentro del medio de crecimiento del tejido, lo cual provee beneficios tales como ratas de curación aceleradas y reemplazo de tejido faltante, enfermo o dañado. Los tejidos que pueden exhibir una respuesta positiva al tratamiento por la aplicación de presión reducida incluyen hueso, cartílago, tendón, nervios, piel, tejido de senos y órganos tales como hígado o páncreas, por ejemplo.

El aparato de crecimiento dirigido de tejido de acuerdo con la presente invención incluye un dispositivo de aplicación de presión reducida el cual es aplicado a un sitio de tratamiento donde va a crecer el tejido. Tal sitio de tratamiento puede estar localizado in vivo o in vitro. El dispositivo de aplicación de presión reducida puede incluir un medio de crecimiento de tejido para poner en contacto con el tejido que se va a hacer crecer para proveer un medio en el cual puedan crecer las células. La forma del medio de crecimiento del tejido se selecciona con respecto al tipo de tejido que se va a hacer crecer. Por ejemplo, el medio de crecimiento de tejido puede comprender una capa de material adecuado para uso como piel artificial para reemplazar piel dañada o faltante. En tal caso, el medio de crecimiento de tejido puede comprender convenientemente un material bioabsorbible. Un material bioabsorbible es un material que se puede disolver en el tejido o que puede ser incorporado en el tejido como un componente sustancialmente indistinguible. El medio de crecimiento de tejido puede comprender una armazón porosa o matriz, la cual puede incluir uno o más materiales de origen natural fibrosos o fibrosos-proteináceos, tales como colágeno, o un material sintético reabsorbible. Por ejemplo, la armazón puede comprender un material sustituto del hueso, tal como un biovidrio o cerámica.... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para hacer crecer un tejido, que comprende:

a. medios de vacío para crear una presión subatmosférica en un tejido que se va a hacer crecer;

b. medios de sellamiento asociados operativamente con los medios de vacío para mantener la presión subatmosférica en el tejido poniendo en contacto la región que circunda el tejido; y

c. medio de crecimiento de tejido para posicionar en el tejido dentro de los medios de sellamiento y que tiene una estructura de célula abierta suficientemente porosa para facilitar la distribución de la presión reducida al tejido para promover el crecimiento del tejido dentro del medio de crecimiento del tejido poroso, comprendiendo el medio de crecimiento de tejido un material bioabsorbible que incluye un material fibroso de origen natural.

2. El aparato de la reivindicación 1, en donde el medio de crecimiento de tejido está perforado para potenciar el flujo de gas a través del mismo.

3. El aparato de la reivindicación 1, en donde el medio de crecimiento de tejido no está perforado.

4. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el medio de crecimiento de tejido comprende colágeno.

5. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde los medios de sellamiento incluyen una lámina polimérica flexible de respaldo adhesivo para superponer al medio de crecimiento de tejido para proveer un sello sobre el tejido que se va a hacer crecer.

6. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el medio de crecimiento de tejido comprende un material fibroso-proteináceo.

7. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el medio de crecimiento de tejido comprende un material reabsorbible sintético.

8. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el medio de crecimiento de tejido comprende un material sustituto de la piel.

9. El aparato de la reivindicación 8, en donde el material sustituto de la piel comprende una estructura de capas múltiples.