Enfriamiento dinamico de la piel humana usando un agente criogénico no tóxico sin agotamiento del ozono y mínimo potencial de calentamiento global.

Un aparato para intervenir térmicamente un tejido usando radiación electromagnética,

que comprende: medios de enfriamiento para enfriar una porción escogida del tejido biológico (18), y medios de irradiación para irradiar la porción escogida de tejido biológico (18) con energía para producir calor en el tejido biológico (18), en donde los medios de enfriamiento incluyen un pulverizador (14, 16), caracterizado porque los medios de enfriamiento incluyen además una fuente (10) de propano que es una sustancia de enfriamiento/sustancia de transferencia de calor y que es inflamable y una fuente de una sustancia no inflamable; en donde el propano se mezcla al usarlo con sustancia no inflamable.

DESCRIPCION

Enfriamiento dinámico de la piel humana usando un agente criogénico no tóxico sin agotamiento del ozono y mínimo potencial de calentamiento global.

Antecedentes de la invención Campo de la invención 5

La invención se refiere al campo del tratamiento terapéutico de la piel o del tejido mediante la exposición a la luz u otra radiación electromagnética en combinación con el enfriamiento criogénico del tejido irradiado.

Descripción de la técnica anterior Los documentos US 2006 006 9387 y WO 97 977 23 describen fuentes de láser médico protegidas con aerosoles de gas inerte para evitar quemaduras quirúrgicas. 10

Una importante cuestión en el tratamiento con láser de las lesiones cutáneas es proteger la epidermis de los daños térmicas. Este calentamiento, que es causado principalmente por absorción de luz en los melanosomas, puede llevar fácilmente la temperatura de la capa basal a un valor por encima del umbral de daño de 65 a 70 º C. El preenfriamiento de la capa basal epidérmica desde el valor normal de 35 º C a 0 º C aumenta hasta el doble la exposición radiante óptica que puede ser suministrada de una manera segura. 15

El enfriamiento epidérmico selectivo se puede obtener mediante la exposición de la superficie de la piel a un criógeno durante un intervalo de tiempo correspondiente al tiempo de difusión térmica del estrato córneo a través de la epidermis y hacia abajo a la capa basal. Así pues, las capas superiores se enfrían mientras que deja sin cambios la temperatura de las capas dérmica y subcutánea. Actualmente, el enfriamiento epidérmico selectivo se consigue usando un aerosol líquido del criógeno R-134a (tetrafluoroetano) durante 30 - 100 ms inmediatamente antes de la 20 exposición al láser. Un procedimiento típico es pulverizar la superficie durante 30 - 50 ms, y luego exponer la piel a la irradiación con láser 20 - 30 ms después del final del chorro de criógeno.

El tetrafluoroetano (H2FC-CF3) es un hidrofluorocarburo libre de cloro (HFC) , y por tanto no representa ningún daño para la capa de ozono. Sin embargo, estudios recientes sugirieron que los gases de efecto invernadero no CO2 como el metano (CH4) , el óxido nitroso (N2O) , hidrofluorocarburos (HFC) , perfluorocarburos (PFC) y hexafluoruro de 25 azufre (SF6) ) pueden hacer una contribución significativa al calentamiento global en concentraciones comparativamente bajas.

La Tabla 1 presenta el potencial de calentamiento global (Global Warming Potential: GWP) para los gases usados con frecuencia. (El GWP del CO2 se define como la unidad) .

Tabla 1 Principales GWP de Gases en los Estados Unidos (potenciales de calentamiento global en 100 años) . 30

Gas

GWP

Vida atmosférica Fuente de emisiones

HFC-23

11.700

264

Producción de HCFC-22, equipos de extinción de incendios, aerosoles, fabricación de semiconductores

HFC-43-10mee

1.300

17, 1

Disolventes

HFC-125

2.800

32, 6

Refriferación / acondicionamiento del aire

HFC-134a

1.300

14, 6

Refriferación / acondicionamiento del aire aerosoles, espumas

HFC-143a

3.800

48, 3

Refriferación / acondicionamiento del aire

HFC-152a

1, 5

Refriferación / acondicionamiento del aire aerosoles, espumas

HFC-227ea

2.900

36, 5

Aerosoles, equipos de extinción de incendios

HFC-236fa

6.300

209

Refriferación / acondicionamiento del aire, equipos de extinción de incendios

SF6

23.900

3.200

Transporte/distribución de electricidad; producción de magnesio; fabricación de semiconductores

PFCs (principalmente CF4, C2F6)

6.500 â?" 9.200

10.000 â?" 50.000

Fundición de aluminio, fabricación de semiconductores, extinción de incendios

PFC/PFPEsb

7.400

3.200

Disolventes

a. Obsérvese que esta tabla enumera los principales gases y fuentes comerciales; otros gases minoritarios y los usos tales como las aplicaciones de laboratorio no están enumerados en esta tabla. Los valores de GWP y vidas atmosféricas se han tomado de Climate Change 1995, IPCC Second Assessment Report.

b. PFC / PFPEs son una colección diversa de los PFCs y perfluoropoliéteres (PFPEs) utilizados como disolventes. 5

El tetrafluoroetano R-134a, que es no tóxico, no inflamable, y no agota la capa de ozono, tiene un punto de ebullición (p. eb.) de -26 º C a 1 atm. Estas propiedades hacen de él una opción excelente para enfriamiento de la piel humana por rociado de criógeno. Sin embargo, el R-134a tiene un GWP de 1.300 comparativamente alto. Por consiguiente, se están desarrollando sustitutos para el R-134a para su uso en aplicaciones a gran escala, tales como acondicionadores de aire para automóviles, electrodomésticos y fabricación de espumas de aislamiento térmico de 10 poliestireno. Como consecuencia, se están introduciendo acondicionadores de aire basados en dióxido de carbono para la industria automovilística y hoy se utilizan gases no fluorados, pero inflamables, en aparatos domésticos. El valor GPW más bajo (GWP = 140) en la tabla 1 es el de R152a (difluoroetano, F2HC-CH3) , pero este compuesto se autoenciende a 455º C.

Los valores de GWP de hidrocarburos no fluorados tales como el propano (C3H8, R-290, p. eb. -42, 1 º C) , butano 15 (C4H10, R-600, p. eb. 0, 5 º C) e isobutano (R-600a, p. eb. -12 º C) son muy bajos, ya que se descomponen rápidamente en la atmósfera . El potencial de calentamiento global del propano es GWP = 3 y el del butano es menor que 10.

Los candidatos no inflamables potenciales para la refrigeración por pulverización de criógeno podrían ser el dióxido de carbono (CO2, R-744) o el óxido nitroso (N2O, R-744A) , pero desgraciadamente estos compuestos no forman 20 líquidos que hierven a presión atmosférica. El CO2 líquido tiene como resultado la formación de hielo seco inmediatamente después de salir por la boquilla de descarga. Por ello la superficie de la piel se cubrirá con una capa de cristales de hielo seco. La posible reducción del coeficiente de transmisión de calor a causa de la acumulación de una capa porosa de cristales de hielo seco se puede evitar teniendo un flujo de momento elevado adecuado de la pulverización. 25

El nitrógeno líquido (N2, p. eb. - 90 º C) es un criógeno no tóxico y que forma líquido, ambientalmente seguro, que ha sido utilizado con profusión en dermatología. Sin embargo, la pérdida por evaporación es alta, y el equipo criogénico para el suministro de chorros de criógeno líquido en el intervalo de 100 ms puede ser técnicamente muy difícil de manejar.

También hay candidatos interesantes en el grupo de los hidrocarburos inflamables, que aún se utilizan en la 30 actualidad en aplicaciones médicas. El producto comercial Histofreezer®, que se utiliza para el tratamiento de la hemorragia cervical y la eliminación de verrugas, está compuesto por una mezcla de dimetil éter (C2H6O, p. eb. -22 º C) , propano e isobuteno. Aún más, estos compuestos también se utilizan como propulsores para lacas para el pelo, etc.

El uso de un criógeno inflamable durante la exposición al láser para, p. ej., la eliminación del vello requiere 35 precauciones especiales. La energía de pulso, que puede estar típicamente en el intervalo de 20 a 70 J/cm2, puede incendiar el cabello por encima de la superficie de la piel. Por tanto, el uso combinado de un criógeno inflamable y láser de alta energía podría inducir quemaduras en la piel.

El principio de refrigeración dinámica como se define en la patente de EE.UU. nº 5.814.040, que se incorpora en el presente texto como referencia, representa un método simple, fiable y eficaz para la protección de la epidermis, y 40 para algunas aplicaciones tales como el tratamiento con láser pulsado de las lesiones de la mancha de vino de Oporto representa la única opción para una protección eficaz. La mancha de vino de Oporto es una lesión congénita con una frecuencia de uno de cada doscientos nacimientos, que a menudo produce una alta carga psicológica para el niño.

Lo que se necesita es encontrar un sustituto eficaz para el tetrafluoroetano que sea compatible con los requisitos de 45 bajo potencial de calentamiento global.

Breve sumario de la invención La realización ilustrada de la descripción es una mejora en un método para proporcionar un enfriamiento localizado de tejido o piel cuando es tratada térmicamente por la radiación electromagnética o un láser, que comprende... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para intervenir térmicamente un tejido usando radiación electromagnética, que comprende: medios de enfriamiento para enfriar una porción escogida del tejido biológico (18) , y medios de irradiación para irradiar la porción escogida de tejido biológico (18) con energía para producir calor en el tejido biológico (18) , en donde los medios de enfriamiento incluyen un pulverizador (14, 16) , caracterizado porque los medios de enfriamiento incluyen 5 además una fuente (10) de propano que es una sustancia de enfriamiento/sustancia de transferencia de calor y que es inflamable y una fuente de una sustancia no inflamable; en donde el propano se mezcla al usarlo con sustancia no inflamable.

2. El aparato según la reivindicación 2, en donde la sustancia no inflamable es un gas de protección contra el oxígeno para prevenir que el oxígeno se mezcle con el propano. 10

3. Un aparato para intervenir térmicamente el tejido externo, según las reivindicaciones 1 o 2, para su uso durante tratamientos con radiación electromagnética, que comprende:

una fuente (10 ) de propano;

una fuente de radiación electromagnética;

una fuente (12) de una sustancia no inflamable que es un gas de protección frente al oxígeno para prevenir que 15 el oxígeno se mezcle con el propano;

un pulverizador (14, 16) para aplicar una determinada cantidad del propano directamente sobre la localización escogida en la superficie del tejido externo (18) ; y caracterizado porque el pulverizador (14, 16) en combinación con el propano y el gas de protección frente al oxígeno reduce el potencial de calentamiento global del uso del aparato cuando el propano es aplicado al tejido externo (18) , 20 estando comunicada la fuente (12) de una sustancia no inflamable con el pulverizador (14) y donde el pulverizador (14, 16) está dispuesto y configurado para proporcionar una zona de la sustancia no inflamable que rodea el propano para proteger el propano del oxígeno en un entorno ambiental, en donde la fuente (12) de una sustancia no inflamable es una fuente de argón, nitrógeno o dióxido de carbono líquido bajo presión, y donde la fuente (10) de propano es una fuente de propano líquido, y donde le pulverizador (14, 16) mezcla el propano 25 líquido con el argón, el nitrógeno o el dióxido de carbono líquido y permite que el argón, el nitrógeno o el dióxido de carbono líquido se expandan adiabáticamente para crear una nieve sólida de argón, nitrógeno o dióxido de carbono pulverizada con el propano líquido directamente sobre la localización escogida en la superficie del tejido externo (18) en una cantidad efectiva para hacer a la mezcla no inflamable y suministrar una suspensión de gotículas de propano líquido con nieve de argón, nitrógeno o dióxido de carbono directamente sobre la porción 30 escogida en la superficie del tejido biológico externo (18) .

4. El aparato según la reivindicación 3, en donde el pulverizador (14, 16) expande adiabáticamente el dióxido de carbono líquido para producir nieve de dióxido de carbono de forma que consiste en una mezcla de fases sólida y gas de dióxido de carbono.

5. El aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 3 o 4 precedentes, en donde el pulverizador (14, 16) tiene 35 al menos una boquilla (20) en comunicación con una fuente (12) de dióxido de carbono líquido para pulverizar una cantidad predeterminada de dióxido de carbono líquido a través de la al menos una boquilla (20) para expandir adiabáticamente el dióxido de carbono líquido para crear una cantidad controlada de nieve de dióxido de carbono que choca sobre la localización escogida del tejido biológico (18) .

6. El aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5 precedentes, en donde el gas de protección frente 40 al oxígeno proporcionado con el propano, para prevenir que el oxígeno se mezcle con el propano, comprende además proporcionar un flujo concéntrico de dióxido de carbono que circunda al propano.

7. El aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6 precedentes, en donde el pulverizador (14, 16) comprende además un difusor de gas acoplado a la boquilla para reducir la presión de suministro, en donde cuando el pulverizador (14, 16) comprende además una diversidad de orificios o una cabeza de pulverización ajustable (38a, 45 38b, 38c) para proporcionar una pulverización según un patrón (40a, 40b, 40c) , y en donde el pulverizador (14, 16) comprende además un silenciador acoplado al mismo.

8. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 7 precedentes, en donde el pulverizador (14, 16) incluye un recipiente común (24) y mezcla el dióxido de carbono y el propano en el recipiente común (24) .