Instrumentos y sistemas de ablación con balón criogénico.

Un instrumento de ablación de tejido criogénico, que comprende:

un cuerpo flexible alargado que tiene un puerto de administración proximal adaptado para acoplarse con una fuente de refrigerante fluido presurizado, y un lumen de administración en comunicación fluida con el puerto de administración proximal y que se extiende a través del cuerpo alargado hasta una porción distal del mismo;

un miembro de dispersión acoplado a o formado fuera de la porción distal del cuerpo alargado, incluyendo el miembro de dispersión un lumen interior en comunicación fluida con o que comprende de otra manera una porción del lumen de administración; y

un balón expandible incorporado sobre la porción distal del cuerpo alargado y que tiene una pared, definiendo una superficie interior de la pared un interior del balón, donde el miembro de dispersión se extiende al menos parcialmente en el interior del balón y que tiene una pluralidad de orificios de dispersión del refrigerante en comunicación fluida con el respectivo lumen de administración y interior del balón,

en donde los orificios de dispersión del refrigerante están dimensionados y ubicados en el miembro de dispersión de manera tal que un refrigerante fluido presurizado proporcionado en el lumen de administración ingresará al interior del balón a través de los orificios de dispersión en la forma de una pulverización de líquido que contacta y proporciona refrigeración sustancialmente uniforme de la superficie de la pared interior de una región de tratamiento del balón.

en donde los orificios de dispersión que comprenden una primera pluralidad de orificios de dispersión del refrigerante circunferencialmente espaciados, y una segunda pluralidad de orificios de dispersión del refrigerante circunferencialmente espaciados ubicados distalmente en el miembro de dispersión desde la primera pluralidad, en donde los orificios de la segunda pluralidad están desplazados circunferencialmente con respecto a los orificios de la primera pluralidad,

caracterizado por los orificios de dispersión del refrigerante formados fuera de solapas cortadas en el miembro de dispersión, en donde el margen más distal de cada solapa permanece unida al miembro de dispersión y el extremo de solapa proximal está deprimido en el lumen de administración para dispersar el refrigerante que fluye en el lumen de administración en el interior del balón,

Instrumentos y sistemas de ablación con balón criogénico Campo de las invenciones divulgadas Las invenciones descritas en el presente documento se refieren en general a los sistemas e instrumentos de ablación de tejido, y su uso para el tratamiento de los tejidos corporales; más particularmente, la invención descrita en este documento pertenece a instrumentos y sistemas de ablación por balón criogénico para el tratamiento de tejidos del cuerpo, como el tejido de la pared del esófago para tratar el esófago de Barrett.

Antecedentes El esófago de Barrett se encuentra en alrededor del 10% de los pacientes que buscan atención médica para la acidez (reflujo gastroesofágico o "GERD", por sus siglas en inglés) , y se considera que es una afección premaligna asociada al cáncer de esófago. El esófago de Barrett se refiere a un cambio anormal (metaplasia) en las células del extremo inferior del esófago, que se cree que es causado por daño de la exposición crónica al ácido del estómago (esofagitis por reflujo) . El esófago de Barrett se caracteriza por la presencia de epitelio columnar en el esófago inferior que sustituye al epitelio escamoso normal. El epitelio columnar es más capaz de resistir la acción erosiva de las secreciones gástricas; sin embargo, esta metaplasia confiere un mayor riesgo de cáncer del tipo adenocarcinoma. Las células columnares de metaplasia pueden ser de dos tipos: gástricas, que son similares a las células de metaplasia estomacales (técnicamente no esófago de Barrett) , e intestinales, que son similares a las células de metaplasia que se encuentran en los intestinos. Una biopsia de la zona afectada contendrá a menudo una mezcla de ambos tipos de células. La metaplasia de tipo intestinal confiere un mayor riesgo de malignidad, y normalmente se identifica mediante la localización de las células caliciformes en el epitelio.

Ambos tratamientos de ablación de tejido de baja ("criogénicos") y alta temperatura se ofrecen actualmente para el tratamiento del esófago de Barrett. Como se usa en este documento, "ablación de tejido" se refiere a la necrosis, destrucción o muerte de células de tejido, que puede llevarse a cabo usando un número de diferentes modalidades de suministro de energía para el logro de necrosis celular de alta o baja temperatura. A modo de ejemplo, la patente Estadounidense No. 7.150.745 divulga un sistema para la ablación de tejido esofágico posicionando una sonda de balón expandible en la zona del esófago que debe ser tratada, el balón exterior es recubierto con un gran número de electrodos de superficie que puede ser activado selectivamente para transmitir energía eléctrica bipolar de radiofrecuencia en el tejido de la superficie esofágica para destruir las células de Barrett. A modo de ejemplos adicionales, las Patentes Estadounidenses No. 6.027.499, y 7.025.762 describen sistemas de ablación criogénica para pulverizar directamente el tejido de la pared del esófago con nitrógeno líquido. Los instrumentos de balón criogénico y sistemas para el tratamiento (no ablativo) del tejido de la pared de del vaso sanguíneo se dan a conocer y se describe en la Patente Estadounidense No. 6.468.297 y en la Solicitud de Patente de Estadounidense No. 20060084962, y en el documento WO02/04042 y en el documento US 2003/0060762.

El objetivo de estas terapias de ablación de tejido es destruir la capa de epitelio columnar de Barrett característica, sin causar daños no deseados al tejido de la submucosa subyacente o tejido sano circundante. En particular, se ha informado que el epitelio columnar característico del esófago de Barrett alcanza longitudes de hasta 8 cm, y tiene aproximadamente 500 micrones de espesor. La alteración de los tejidos más profundos de la mucosa muscular, que se encuentra a una profundidad de aproximadamente 1000 micrones o más profunda, puede conducir a la formación de estenosis y complicaciones graves a largo plazo. Por otro lado, pueden producirse "islas" de células de Barrett perdidas o enterradas si la terapia no abarca de manera uniforme todas las áreas de tejido afectadas. Por lo tanto, el control preciso del área superficial del tejido de ablación y "eliminar la profundidad" son altamente deseables.

Compendio de las realizaciones divulgadas de la invención La invención se define en la reivindicación 1.

En una realización de la invención divulgada, un instrumento de ablación de tejido criogénico comprende un cuerpo flexible alargado que tiene un puerto de administración proximal adaptado para acoplarse con una fuente de refrigerante fluido presurizado, por ejemplo, óxido nitroso líquido (N2O) , y un lumen de administración de refrigerante en comunicación fluida con el puerto de administración proximal y que se extiende a través del cuerpo alargado hasta una porción distal del mismo. Un miembro de dispersión tubular está acoplado a o de otra manera formado desde la porción final distal del cuerpo alargado, y tiene un lumen interno que está en comunicación fluida con (o una extensión de) el lumen de administración de cuerpo alargado. Un balón expandible está incorporado en la porción distal del cuerpo alargado, una superficie de pared interior del balón que define un interior del balón. El balón es preferentemente al menos semidistensible y transparente, aunque también se contemplan realizaciones que emplean un balón no distensible y/o no transparente. El miembro de dispersión al menos se extiende parcialmente en el interior del balón y tiene una pluralidad de orificios de dispersión del refrigerante formados en el mismo en comunicación fluida con el respectivo lumen de administración de refrigerante e interior del balón. En particular, los orificios de dispersión del refrigerante están dimensionados y ubicados en el miembro de dispersión de manera que un refrigerante fluido presurizado en el lumen de administración ingresará al interior del balón a través de los orificios

de dispersión en la forma de una pulverización de líquido que contacta y proporciona (a través de la evaporación rápida) refrigeración sustancialmente uniforme de la superficie de la pared interior del balón de una región de tratamiento del balón. El gas formado como resultado de la evaporación del refrigerante es llevado a través de un pasaje de escape o lumen en el cuerpo alargado y es liberado a través de una válvula de alivio en un extremo proximal del mismo.

En varias realizaciones, la región de tratamiento puede incluir cualquier lugar de solamente una porción circunferencial limitada de la pared del balón hasta la circunferencia completa, y puede entenderse una porción sustancial (por ejemplo, 3-4 cm en las realizaciones utilizadas para tratar el tejido de la pared del esófago) de la longitud axial del balón. Los orificios de dispersión del refrigerante están desplazados axialmente y circunferencialmente en el miembro de dispersión. Una primera pluralidad de orificios espaciados circunferencialmente está ubicada en forma proximal de una segunda pluralidad de orificios espaciados circunferencialmente sobre el miembro de dispersión. Los orificios pueden tener tamaño sustancialmente uniforme, o si es necesario para compensar las pérdidas de presión dentro del lumen de administración, orificios ubicados más proximalmente pueden ser más pequeños que los ubicados más distalmente, con una pulverización uniforme contra la pared interior del balón completa (o una porción medible) que es deseable. En varias realizaciones, los orificios de dispersión del refrigerante pueden tener formas tal como circular, rectangular (por ejemplo, ranuras) , o elíptica, aunque pueden empelarse otras formas.

En realizaciones utilizadas en el tratamiento del tejido de la pared del esófago, el balón preferentemente tiene un perfil colapsado de administración dimensionado para el pasaje a través de un canal de trabajo de un instrumento endoscópico (por ejemplo, un gastroscopio G1 convencional) en un esófago humano, y un perfil expandido de tratamiento dimensionado levemente mayor que el interior del esófago de manera tal que, cuando el balón se hace pasar de su perfil colapsado de administración hasta su perfil expandido de tratamiento, una superficie exterior de la pared del balón contacta en forma sustancialmente uniforme y alisa las inmediaciones del tejido de la pared del esófago. El balón es preferentemente dimensionado y tiene una distensibilidad de manera tal que, a medida que el mismo pasa de su perfil de administración a su perfil expandido, éste contacta y alisa el tejido de la pared del esófago. La pared exterior del balón puede estar hecha de, o recubierta con, un material lubricante para ayudar en su posicionamiento dentro de, y alisado del tejido de la pared del esófago.

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1. Un instrumento de ablación de tejido criogénico, que comprende:

un cuerpo flexible alargado que tiene un puerto de administración proximal adaptado para acoplarse con una fuente de refrigerante fluido presurizado, y un lumen de administración en comunicación fluida con el puerto de administración proximal y que se extiende a través del cuerpo alargado hasta una porción distal del mismo;

un miembro de dispersión acoplado a o formado fuera de la porción distal del cuerpo alargado, incluyendo el miembro de dispersión un lumen interior en comunicación fluida con o que comprende de otra manera una porción del lumen de administración; y un balón expandible incorporado sobre la porción distal del cuerpo alargado y que tiene una pared, definiendo una superficie interior de la pared un interior del balón, donde el miembro de dispersión se extiende al menos parcialmente en el interior del balón y que tiene una pluralidad de orificios de dispersión del refrigerante en comunicación fluida con el respectivo lumen de administración y interior del balón, en donde los orificios de dispersión del refrigerante están dimensionados y ubicados en el miembro de dispersión de manera tal que un refrigerante fluido presurizado proporcionado en el lumen de administración ingresará al interior del balón a través de los orificios de dispersión en la forma de una pulverización de líquido que contacta y proporciona refrigeración sustancialmente uniforme de la superficie de la pared interior de una región de tratamiento del balón.

en donde los orificios de dispersión que comprenden una primera pluralidad de orificios de dispersión del refrigerante circunferencialmente espaciados, y una segunda pluralidad de orificios de dispersión del refrigerante circunferencialmente espaciados ubicados distalmente en el miembro de dispersión desde la primera pluralidad, en donde los orificios de la segunda pluralidad están desplazados circunferencialmente con respecto a los orificios de la primera pluralidad, caracterizado por los orificios de dispersión del refrigerante formados fuera de solapas cortadas en el miembro de dispersión, en donde el margen más distal de cada solapa permanece unida al miembro de dispersión y el extremo de solapa proximal está deprimido en el lumen de administración para dispersar el refrigerante que fluye en el lumen de administración en el interior del balón,

2. El instrumento de la reivindicación 1, la región de tratamiento incluye una circunferencia completa del balón.

3. El instrumento de la reivindicación 1 o 2, en donde el balón es semidistensible o distensible.

4. El instrumento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, incluyendo los orificios axialmente desplazados de la primera y segunda pluralidades un primer orificio que tiene un primer tamaño de orificio, y un segundo orificio ubicado distalmente en el miembro alargado desde el primer orificio y que tiene un segundo tamaño de orificio mayor que el primer tamaño de orificio.

5. El instrumento de cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde los orificios de dispersión del refrigerante tienen formas seleccionadas del grupo que comprende, rectangular, y elíptica.

6. El instrumento de cualquiera de las reivindicaciones 1-5, teniendo el balón un perfil colapsado de administración dimensionado para el pasaje a través de un canal de trabajo de un instrumento endoscópico en un esófago humano, y un perfil expandido de tratamiento dimensionado de manera tal que, cuando el balón se hace pasar de su perfil colapsado de administración a su perfil expandido de tratamiento, una superficie de pared exterior del balón contacta y alisa el tejido de la pared del esófago.

7. El instrumento de cualquiera de las reivindicaciones 1-6, comprendiendo la pared del balón un material polimérico y un material no polimérico, donde el material no polimérico tiene una conductividad térmica mayor que el material polimérico, en donde el material no polimérico distribuido en el balón en tal cantidad y configuración para aumentar sustancialmente la conductividad térmica del balón arriba de la conductividad que el mismo tendría en ausencia del material no polimérico.

8. El instrumento de la reivindicación 7, donde el material no polimérico comprende tiras metálicas, fibras, o partículas que están unidas a o incorporadas en la pared del balón.

9. El instrumento de la reivindicación 7, donde el material no polimérico comprende una pluralidad de tiras metálicas circunferencialmente o longitudinalmente espaciadas.

10. El instrumento de cualquiera de las reivindicaciones 1-6, comprendiendo la pared del balón un material que permite la visualización directa a través de la pared del balón.

11. El instrumento de cualquiera de las reivindicaciones 1-10, que además comprende material termocrómico

incorporado sobre o en la pared del balón, el material termocrómico seleccionado para pasar por un cambio visual en la apariencia cuando la pared del balón alcanza una temperatura de ablación de tejido seleccionada.

12. Un sistema que incluye el instrumento de cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en donde la fuente de refrigerante fluido presurizado está acoplada en forma fluida al puerto de administración proximal, y que además comprende un controlador operativamente acoplado con la fuente de refrigerante fluido presurizado para liberar en forma controlable el refrigerante en el lumen de administración, donde el sistema además comprende uno o más sensores de temperatura incorporados sobre o en la pared del balón y acoplados en forma cooperativa al controlador, en donde el controlador regula la liberación del refrigerante en el lumen de administración en base al menos en parte a la entrada de uno o más sensores de temperatura.