Dispositivo para la eliminación de sustancias bionocivas de los fluidos corporales.

Un dispositivo para la limpieza de sangre, sustitutos de la sangre o soluciones para su introducción en la circulación sanguínea humana y/o animal y para el intercambio de gases en sangre,

sustitutos de la sangre o soluciones para su introducción en la circulación sanguínea humana y/o animal que comprende una columna con:

a) una entrada y una salida para gases o mezclas de gases,

b) una entrada y una salida para sangre, sustitutos de la sangre o soluciones para su introducción en la circulación sanguínea humana y/o animal,

c) al menos una membrana permeable a los gases y

d) un soporte, que está recubierto con sustancias para la eliminación adsortiva de toxinas de origen biológico y químico-sintético, sus metabolitos y productos de descomposición presentes en sangre, sustitutos de la sangre o soluciones para su introducción en la circulación sanguínea humana y/o animal

La presente invención se refiere a un dispositivo para la limpieza de sangre, sustitutos de la sangre o soluciones para su introducción en la circulación sanguinea humana y/o animal y para el intercambio de gases en sangre, sustitutos de la sangre o soluciones para su introducción en la circulación sanguinea humana y/o animal, que comprende al menos una membrana permeable a los gases y un soporte, que está recubierto con sustancias para la eliminación adsortiva de toxinas de origen biológico y quimico-sintético, sus metabolitos y productos de descomposición presentes en sangre, sustitutos de la sangre o soluciones para su introducción en la circulación sanguinea humana y/o animal.

La eliminación de sustancias nocivas para la salud de la sangre se practica desde hace ya tiempo. En este caso, hay que mencionar en primer lugar los procedimientos de diálisis que se utilizan en la insuficiencia renal aguda y crónica. El desarrollo de estos procedimientos desde la aplicación inicial en 1924 lIev6 a una medida de salvar o prolongar la vida globalmente reconocida y puesta en práctica con éxito para personas con insuficiencia renal. En el ámbito de la diálisis pueden mencionarse especialmente desde los últimos 20 años el uso exitoso de adsorbentes de fibras huecas de Fresenius AG.

Desde entonces, estos procedimientos extracorpóreos se han usado en numerosas áreas de la medicina, en las que se aplican para liberar fluidos corporales de sustancias nocivas o realizar un intercambio de sustancias necesario. Los aparatos utilizados a este respecto han sido desarrollados por regla general para una tarea especifica. Como el dializador purifica el plasma del paciente de productos de desecho del metabolismo durante la hemodiálisis como "riñón artificial", también pueden resolverse asi los problemas de la resistencia inmunológica con ayuda de los adsorbentes. Tras la separación de las células sanguíneas, el plasma sanguíneo se conduce por una columna de aféresis en la que los anticuerpos patógenos se unen de manera selectiva y el plasma sanguineo purificado de esta manera se vuelve a llevar al paciente. Para estos casos, las columnas deben contar con los lugares de enlace específicos necesarios para estos anticuerpos, para que puedan unirse los anticuerpos.

Aunque aumentan las posibilidades para mejorar las condiciones que ponen en peligro la vida mediante la eliminación de las causas presentes en los fluidos corporales, aún existe hoy en día un alta demanda de materiales hemocompatibles, así como procedimientos respetuosos y que funcionen de manera eficaz para la eliminación de sustancias tóxicas de los flu idos corporales, así como de soluciones contaminadas que deben llevarse al cuerpo.

Al mismo tiempo, aumenta la demanda de terapias que se ocupan de enfermedades secundarias, ya que a menudo la enfermedad inicial no lleva a la muerte, sino las complicaciones que aparecen a raíz de una enfermedad. Como ejemplo conocido puede mencionarse la septicemia, que actualmente está en el puesto 10 de las causas de muerte más frecuente y cuya aparición aumenta constantemente. Dado que del 30% al 50% de los pacientes que sufren de septicemia mueren, a pesar de la terapia máxima, representa un problema muy grave. Además, la creciente resistencia extendida de las bacterias contra los antibióticos ya es un problema grave en los hospitales.

La septicemia se produce mediante la aparición de inflamaciones que pueden surgir por lo general tras lesiones y en hospitales la mayoria de las veces tras una operación. Igualmente, las infecciones nosocomiales desempeñan un papel todavia importante en la rutina hospitalaria. Por ejemplo, las bacteriemias asociadas al catéter aún son complicaciones recurrentes frecuentes.

El sistema inmune activado por la inflamación ataca las bacterias gram-negativas existentes (por ejemplo, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Enterobacteraerogenes, Salmonella, Shigella, Neisseria, como los meningococos y el agente patógeno de la gonorrea) . A esto le sigue la lisis de bacterias y el transporte de los productos de descomposición por el torrente sanguineo a los riñones. Estos productos de descomposición incluyen componentes de membranas celulares, que se distribuyen como enterotoxinas o endotoxinas o lipopolisacáridos (LPS) en todo el organismo y pueden desplegar su efecto tóxico. Si la resistencia inmunológica del cuerpo no es capaz de detener el proceso de inflamación, la situación se sale de control y la infección evoluciona a una septicemia.

Como terapia estándar contra la septicemia, el paciente recibe por regla general un antibiótico cuya eficacia contra bacterias ha sido probada microbiológica mente de antemano. Si ya se manifiesta una disfunción orgánica, este órgano debe apoyarse en su función (terapia de apoyo orgánica) o este órgano debe reemplazarse terapéuticamente de manera adecuada y provisional (terapia de sustitución orgánica) . El sistema respiratorio y circulatorio deben estabilizarse ya en esta fase. Si estas medidas no son suficientes, llevan a otros fallos orgánicos y finalmente a la muerte por fallo multiorgánico. Un caso especialmente desfavorable ocurre cuando la administración necesaria de antibióticos permite aumentar rápidamente la concentración de endotoxinas mediante la destrucción de las bacterias, de modo que los procesos fisiopatológicos se aceleran inmensamente o las bacterias son resistentes contra los antibióticos que se pueden utilizar y, por tanto, ya no es posible ninguna terapia estándar.

Hasta la fecha no existe ningún adsorbente que elimine de la sangre con éxito las endotoxinas que causan septicemia. Los distintos planteamientos con adsorbentes no muestran hasta el momento el efecto positivo esperado.

Por ejemplo, el documento DE 19648954A1 describe un adsorbente de endotoxinas que funciona con un soporte particular, en el que están acopladas grupos de aminas o amonio que presentan ligandos. El documento DE 4113602A 1 describe un adsorbente de endotoxinas con productos de celulosa perlados como material soporte y polietilenimina como ligando, mientras que en el documento DE 102006055558A1 el material soporte se compone de un polisacá rido en cualquier forma y el ligando que contiene los grupos aminicos es preferentemente polietilenimina o polialilamina.

Un grupo de investigación en Múnich intentó tener éxito mediante el acoplamiento de L-arginina en el soporte. A pesar de los efectos secundarios beneficiosos, el estudio de factibilidad, que se llevó a cabo en 10 pacientes, mostró que también tras la plasmaféresis realizada la concentración de endotoxinas todavia era constante y por tanto la eliminación de las endotoxinas fue infructuosa (Blood Purif. 2008; 26: 333-339) . El documento US2005f0182349 describe un dispositivo para la limpieza de la sangre que comprende un dializador, un generador de ultrafiltrado, un oxigenador y un biorreactor.

Por consiguiente, existe además una elevada demanda de soluciones efectivas para la eliminación de sustancias perjudiciales para la salud de la sangre, sustitutos de la sangre o soluciones para su introducción en la circulación sanguinea humana y/o animal, en especial para la eliminación de endotoxinas de la sangre completa y el tratamiento efectivo de la septicemia.

El objetivo de la presente invención es poner a disposición un dispositivo que elimine de manera efectiva toxinas de origen biológico y quimico-sintético, sus metabolitos y productos de descomposición de la sangre, sustitutos de la sangre o soluciones para su introducción en la circulación sanguinea humana y/o animal, especialmente para el tratamiento eficaz de la septicemia.

El objetivo planteado se resuelve mediante la enseñanz.a técnica de la reivindicación independiente de la presente invención. Otras configuraciones ventajosas de la invención se deducen de las reivindicaciones dependientes, de la descripción y de los ejemplos.

De manera sorprendente, se ha comprobado que la eliminación extracorpórea de endotoxinas de la sangre mediante adsorción a una sustancia afin a endotoxinas para el tratamiento de la septicemia y la terapia de sustitución o apoyo orgánica extracorpórea puede realizarse con éxito simultáneamente utilizando el mismo aparato y columna de adsorción, de manera que un dispositivo combinado puede efectuar dos funciones al mismo tiempo. Esto lleva a una mejora considerable de la terapia en diversas maneras. Por una parte, se extraen las endotoxinas que ponen en peligro la vida de la sangre del paciente con el mismo dispositivo y con una sola aplicación y, por otra, el órgano enfermo inducido a septicemia se apoya hasta que puede cumplir de nuevo su objetivo por la disminución de la concentración de endotoxinas. Con... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo para la limpieza de sangre, sustitutos de la sangre o soluciones para su introducción en la circulación sanguínea humana y/o animal y para el intercambio de gases en sangre, sustitutos de la sangre o soluciones para su introducción en la circulación sanguinea humana y/o animal que comprende una columna con:

a) una entrada y una salida para gases o mezclas de gases, b) una entrada y una salida para sangre, sustitutos de la sangre o soluciones para su introducción en la circulación sanguínea humana y/o animal, c) al menos una membrana permeable a los gases y d) un soporte, que está recubierto con sustancias para la eliminación adsortiva de toxinas de origen biológico y químico-sintético, sus metabolitos y productos de descomposición presentes en sangre, sustitutos de la sangre o soluciones para su introducción en la circulación sanguinea humana y/o animal.

2. El dispositivo según la reivindicación 1 que comprende otra columna con:

a) una entrada para filtrados, b) una entrada y una salida para sangre, sustitutos de la sangre o soluciones para su introducción en la circulación sanguínea humana y/o animal, c) al menos una membrana semi permeable, y d) un soporte, que está recubierto con sustancias para la eliminación adsortiva de toxinas de origen biológico y químico-sintético, sus metabolitos y productos de descomposición presentes en sangre, sustitutos de la sangre o soluciones para su introducción en la circulación sanguinea humana y/o animal.

3. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que la membrana permeable a los gases y el soporte recubierto están agrupados en una unidad.

4. El dispositivo según la reivindicación 1 o 3, en el que la membrana permeable a los gases es permeable para oxigeno y dióxido de carbono.

5. El dispositivo según la reivindicación 1-4, en el que la membrana permeable a los gases no es permeable para fluidos y/o en el que la membrana permeable a los gases se compone de uno o varios haces de fibras huecas.

6. El dispositivo según la reivind icación 1-5, en el que las fibras huecas de la membrana contienen poros con un diámetro en el intervalo de 0, 01-5 j.tm y preferentemente un diámetro de 0, 01-1 , 5 11m yfo en el que las fibras huecas de la membrana presentan un diámetro exterior de aproximadamente 0, 1-1, 5 mm, un diámetro interior de aproximadamente 0, 1-1 mm y un espesor de pared de 5-200 j.tm, preferentemente de 15-50 11m.

7. El dispositivo según la reivindicación 1-6, en el que el soporte está presente en forma de particulas o en forma de fibras huecas.

8. El dispositivo según la reivindiceción 5, 6 o 7, en el que el soporte está presente en forma de particulas y/o les fibres huecas se componen de un material o polimero seleccionado del grupo yfo las particulas se componen de un polímero, seleccionado del grupo: sllices, siliconas, poliolefinas, politetrafluoroetileno, poliesteruretanos, polieteruretanos, poliuretanos, poli (tereftalatos de etileno) , polimetilpentano, polimetilpenteno, polisacé ridos, polipéptidos, polietilenos, poliésteres, poliestirenos, poliolefinas, polisulfonatos, polipropileno, polietersulfonas, polipirroles, polivinilpirrolidonas, polisulfonas, poli (ácido láctico) , poli (ácido glioolico) , poliortoésteres, poliamidas poliaromáticas, óxido de aluminio, vidrios, sefarosas, hidratos de carbono, copolímeros de acrilalos o metacrilatos y poliamidas, ésteres de poli (ácido acrílico) , ésteres de poli (ácido metacrílico) , amidas de poli (ácido acrUico) , amidas de poli (ácido metacrrtico) , polimetacrilato, polieterimida, poliacrilonitrilo, copolímeros de diacrilato de etilenglicol o dimetacrilato de etilenglicol y glicidilacrilato o glicidilmetacrilato yfo alil glicidil éter, celulosa regenerada, acetato de celulosa, polimeros hidrófobos con adición de polimeros hidrófilos, derivados y copolímeros de los polímeros mencionados.

9. El dispositivo según la reivindicación 1-8, en el que el soporte está presente en forma de partículas y las partículas presentan un diámetro de 50 j.tm-5 mm o el soporte está presente en forma de particulas y contiene poros con un diámetro en el intervalo de 0, 01-5 11m y preferentemente un diámetro de 0, 01-1, 5 j.tm.

10. El dispositivo según la reivindicación 1-9, en el que la superficie interior yfo la superfiCie exterior del soporte en forma de fibras huecas y la superfiCie interior yfo exterior del soporte en forma de particulas están recubiertas con sustancias para la eliminación adsortiva de toxinas de origen biológico y quimico-sintético, sus metabolitos y productos de descomposición presentes en sangre, sustitutos de la sangre o soluciones para su introducción en la circulación sanguínea humana y/o animal.

11. El dispositivo según la reivindicación 1-10, en el que las sustancias para la eliminación adsortiva de toxinas de origen biológico y químico-sintético, sus metabolitos y productos de descomposición presentes en sangre, sustitutos

de la sangre o soluciones pa ra su introducción en la circu lación sangu ínea humana yfo an imal están unidas

directamente a través de los grupos quimicos funcionales o a través de ligadores a las superficies del soporte.

12. El d ispositivo según la reivind icación 1-11 , en el que las sustancias para la eliminación adsortiva de toxinas de

5 origen biológico y quimico-sintético, sus metabolitos y productos de descomposición presentes en sangre, sustitutos

de la sangre o soluciones para su introducción en la circulación sangurnea humana yfo animal se seleccionan del

grupo de poli (ácido acrrlico) , derivados de poli (ácido acrrlico) , albúmina , complejos de quelato de metal , ciclodextrinas,

intercambiadores ión icos, poliaminoácidos, poliaminoácidos modificados, polietileno modificado y no modificado,

poliatilamina y polialilamina modificada , oligopéptidos básicos, grupos am idina inmobilizados, histidina , polipropileno,

10 polietileno, poli (fluoruro de vinilideno) , politetrafluoroetileno, grupos alqu ilarilo, monoaminoalcanos, toxina 1 del

sindrome de shock tóxico -péptidos de un ión, diaminoalcanos, pol iaminoalcanos, heterociclos aromáticos que

contienen nitrógeno y sus derivados, péptidos antimicrobianos, proteína que neutraliza las endotoxinas , péptidos

sintéticos, polilisina , HOL, colesterol , polimixina B, polimixina E, péptidos con la fórmula R- (Lys-Phe-Leu ) ., -R " con R y

R, = H, restos de am inoácido, restos de ácido graso con una longitud entre 1-100 átomos de carbono, preferentemente

15 de 1-10 átomos de carbono; compuestos heterocrclicos que contienen nitrógeno, ácidos carboxílicos aromáticos

funcionalizados con grupos de nitrógeno yfo sus derivados.

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