ES2336626T3 - Dispositivo introductor de electrodos. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de electroporación (1) que comprende - una sección de mango (100); - un vástago introductor (10) alargado conectado a dicha sección de mango (100), teniendo dicho vástago introductor (10) una punta distal (13); y - un grupo de electrodos (60) que tienen unos respectivos extremos distales (61), estando cada electrodo (60) dispuesto dentro de dicho vástago introductor (10) y dicha punta (13) de manera que puede deslizarse desde una posición retraída, en la que dichos extremos distales (61) están encerrados dentro de dicho vástago introductor (10), hasta una posición expuesta, en la que dichos extremos distales (61) se extienden desde dicha punta distal (13); en el cual dichos extremos distales (61) de los electrodos pueden desviarse alejándose de un eje longitudinal (L) de dicho vástago (10) cuando son desplegados o extendidos hasta su posición extendida, de tal manera que al menos una proyección planar, tomada en un plano perpendicular a dicho eje longitudinal (L), de una distancia (D1) entre un par de extremos distales (61) de dichos electrodos (60) sea mayor que una máxima extensión (D2) de una sección transversal de dicho vástago introductor (10), tomándose dicha sección transversal en un plano perpendicular a dicho eje longitudinal (L), en un extremo distal (11) de dicho vástago introductor (10), en el cual la desviación de dichos extremos distales (61) de dichos electrodos (60), cuando están en su posición extendida, está proporcionada por una curva de los canales distribuidores (70) formada en dicha punta distal (13); en el cual la punta distal (13) tiene una forma sustancialmente lisa, redondeada y no cortante, con una transición sustancialmente lisa y no cortante hasta el vástago introductor (10), y en el cual los extremos distales (61) de los electrodos son extensibles hasta una posición situada distalmente con respecto a dicha punta distal (13), y por un camino estrictamente lineal.
Description
Dispositivo introductor de electrodos.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para electroporación en general y, más específicamente,
la presente invención se refiere a un dispositivo para la
administración de moléculas terapéuticas, tales como un
medicamento, un isótopo o un material genético, mejorada mediante
unos impulsos eléctricos que provocan electroporación y/o efectos
electroforéticos en una región diana del cuerpo de un paciente.
En el tratamiento de enfermedades en el cerebro,
por ejemplo cáncer cerebral, así como enfermedades en otras zonas
anatómicas de un cuerpo, el acceso a una región de tejido enfermo
puede ser un reto. Este es especialmente el caso si la región
enferma se encuentra profundamente dentro del cuerpo del paciente.
Adicionalmente, la administración y subsiguiente absorción
eficientes de moléculas terapéuticas, tales como un medicamento o
compuesto genético, en un tejido anatómico diana suele constituir un
problema.
La electroporación es un procedimiento conocido
que se usa para administrar medicamentos y material genético a
diversos tejidos biológicos, en el cual la absorción de estas
sustancias en el tejido se mejora mediante la aplicación de
impulsos eléctricos de una amplitud específica. La administración de
medicamentos por electroporación se conoce también como
electroquimioterapia (EQT) y la administración de genes como
electrotransferencia génica (ETG). En aplicaciones de EQT y ETG, la
electroporación se utiliza para crear una permeabilización
transitoria de las membranas celulares en una zona de tejido diana
con el propósito de mejorar la absorción de los agentes
quimioterapéuticos así como la absorción y expresión de materiales
genéticos.
Además de la administración de moléculas
terapéuticas, la electroporación tiene una aplicación independiente
conocida como electroporación irreversible (EIR). En la EIR, la
amplitud de los impulsos eléctricos es superior al nivel que
utilizado en EQT y ETG, lo cual provoca una permeabilización
permanente de las membranas de las células en una zona de tejido
diana con el propósito de promover la muerte de las células a través
de la fuga de células.
Para proporcionar una electroporación eficiente
hay que colocar dos o más polos de electrodos dentro, o muy cerca,
de la región que se vaya a tratar (región diana). Por los documentos
US 5 674 267 y US 6 278 895 se conocen ejemplos de dispositivos
utilizados para electroporación. Estos dispositivos consisten en un
conjunto de electrodos de tipo aguja, dispuestos como electrodos
individuales que se introducen mediante algún elemento externo en
forma de placa que proporciona una distancia fija entre las agujas
individuales y una posición relativa de las mismas. Si la región
diana está situada en una región remota del cuerpo, tal como las
regiones más profundas del cerebro, la colocación de los electrodos
puede ser dañina en sí misma para el tejido interpuesto que los
electrodos tienen que atravesar para ser colocados en la región
deseada. Adicionalmente, es preciso disponer de una gran zona de
acceso, y para aplicaciones en el cerebro esto supone la creación de
un gran agujero en el cráneo del paciente. Por lo tanto, es
evidente que los mencionados dispositivos de la técnica anterior
solo son adecuados para tratamientos en regiones diana muy cercanas
a una superficie exterior del cuerpo, ya que un intento para tratar
regiones más profundas crearía un trauma excesivo en el tejido
interpuesto.
Existe pues la necesidad de un dispositivo de
electroporación y de un procedimiento de electroporación que
solucionen los inconvenientes de los dispositivos y procedimientos
actualmente conocidos. Es un objetivo de la presente invención
proporcionar tal dispositivo. Es un objetivo adicional de la
invención proporcionar un dispositivo de electroporación que pueda
ser maniobrado hasta las regiones más profundas del cuerpo, o
regiones que de otro modo sean difíciles de acceder, y hacerlo con
el menor grado de lesión para el tejido. Por ejemplo, para
aplicaciones en el cerebro, es un objetivo proporcionar un
dispositivo que necesite el agujero de entrada más pequeño posible
pero que proporcione el mayor campo eléctrico posible. Un objetivo
adicional de la invención es proporcionar un dispositivo de
electroporación capaz de suministrar un campo eléctrico mejorado,
flexible y más eficiente con el fin de aumentar la transferencia de,
por ejemplo, un medicamento, isotopos, materiales genéticos u otras
moléculas terapéuticas a través de las membranas de las células de
una región o de un tejido diana. Al proporcionar un campo eléctrico
mejorado, más eficiente y más fácilmente controlado, puede
reducirse la energía aplicada al tejido a través de los electrodos.
Con ello pueden reducirse los daños inintencionados al tejido,
especialmente el tejido que rodea inmediatamente a los electrodos.
Existe adicionalmente la necesidad de un dispositivo que constituya
una alternativa a los dispositivos conocidos.
Estos y otros objetivos de la invención se
obtienen mediante un dispositivo de electroporación que comprende
una sección de mango; un vástago introductor alargado conectado a
dicha sección de mango, teniendo dicho vástago introductor una
punta distal; y un grupo de electrodos que tienen unos respectivos
extremos distales, estando cada electrodo dispuesto dentro de dicho
vástago introductor y dicha punta de manera que pueda deslizarse
desde una posición retraída, en la que dichos extremos distales
están encerrados dentro de dicho vástago introductor, hasta una
posición expuesta en la que dichos extremos distales se extienden
desde dicha punta distal; en el cual dichos extremos distales de
los electrodos pueden desviarse alejándose de un eje longitudinal de
dicho vástago cuando son desplegados o extendidos hasta su posición
extendida, de tal manera que al menos una proyección planar, tomada
en un plano perpendicular a dicho eje longitudinal, de una distancia
entre un par de extremos distales de dichos electrodos sea mayor
que una máxima extensión de una sección transversal de dicho vástago
introductor, tomándose dicha sección transversal en un plano
perpendicular a dicho eje longitudinal en un extremo distal de
dicho vástago introductor, y adicionalmente según se establece en la
reivindicación 1 de las reivindicaciones adjuntas.
Una ventaja significativa del dispositivo
presentemente descrito es que permite la inserción de múltiples
electrodos hasta una región de tejido subsuperficial o región diana
del cuerpo de un paciente, pero provocando un desplazamiento y un
daño mínimos al tejido interpuesto. Este efecto ventajoso se obtiene
gracias al pequeño diámetro o extensión exterior o perfil de la
porción invasiva, es decir, el vástago o al menos la parte distal
del mismo, del presente dispositivo en una dirección transversal a
la dirección de inserción.
El dispositivo de acuerdo a la invención permite
la generación subsuperficial de un patrón de puntos extremos de
electrodos (extremos distales) parecido, por ejemplo, a una elipse o
forma elipsoidal plana o espacial, o a cualquier otra forma
geométrica espacial regular o irregular que proporcione un campo
eléctrico eficiente, con una forma controlable, adecuado para las
formas anatómico/geométricas variables de las regiones diana que se
encuentran en los pacientes reales. Adicionalmente, esto puede
obtenerse en tales circunstancias subsuperficiales (regiones
situadas más profundamente o difícilmente accesibles), lo cual no es
posible con los dispositivos de la técnica anterior, mediante el
despliegue subsuperficial de múltiples electrodos que se inclinan
separándose del vástago introductor y que comprenden unos
respectivos puntos extremos no aislados, preferiblemente situados
con una relación equidistante, que pueden circunscribir la periferia
exterior de tal elipsoide u otra forma geométrica en la región
diana.
En una realización del dispositivo de
electroporación, la desviación de dichos extremos distales de dichos
electrodos, cuando están en su posición extendida, viene dada por
la curvatura de unos canales distribuidores provistos en dicha
punta distal. Alternativa o adicionalmente, la desviación de dichos
extremos distales de dichos electrodos, cuando están en su posición
extendida, viene dada por las características de tensión de al
menos una sección (en una dirección alargada) de dichos electrodos,
es decir, por una solicitación de dicho electrodo o sección de
electrodo. Alternativa o adicionalmente, dichos electrodos están
formados con un material que comprenda una aleación con memoria de
la forma.
En una realización, la punta distal puede estar
hecha, alternativa o adicionalmente, con una forma sustancialmente
lisa, redondeada y no cortante, con una transición sustancialmente
lisa y no cortante hasta el propio vástago introductor. Así pues,
el dispositivo no tiene ningún borde afilado, y pueden minimizarse
las lesiones a los tejidos.
En una realización, la punta distal es
conectable a dicho vástago introductor. Alternativamente, la punta
está formada integralmente con el vástago.
En otra realización más, cada uno de dichos
extremos distales de los electrodos puede ser avanzado
individualmente hasta su posición extendida. De este modo, la
distribución extendida de los electrodos, y por lo tanto la forma
del campo eléctrico, pueden ser adaptadas al tejido diana
individual. Alternativamente, los electrodos pueden ser avanzados o
extendidos desde la punta en subgrupos de electrodos o como un grupo
de electrodos, por ejemplo, de tal modo que la longitud de los
electrodos individuales se adapte a la forma del tejido diana.
En otra realización más, los electrodos pueden
ser extendidos de manera que dichos extremos distales puedan
extenderse para formar una distribución espacial alrededor de un
volumen de tejido diana o región diana. En una realización de los
mismos, los extremos distales pueden ser extendidos para formar un
patrón de distribución sustancialmente esférico. Alternativamente,
al menos un subgrupo de tales extremos distales puede ser extendido
para formar un patrón elipsoide en un plano paralelo a dicho eje
longitudinal del vástago introductor.
En cualquiera de las realizaciones anteriormente
mencionadas, dichos electrodos pueden estar dispuestos de modo
deslizante en unos canales guía eléctricamente aislados formados en
el vástago y la punta. Alternativa o adicionalmente, dichos
electrodos pueden estar provistos de un recubrimiento de aislante
eléctrico, quedando sin aislar la parte más distal de los extremos
distales de los electrodos para formar electrodos puntuales.
La generación subsuperficial de un campo
eléctrico que tenga una forma geométrica parecida a una elipse, u
otra forma tridimensional, proporcionará una cobertura más homogénea
del tejido. La subsiguiente aplicación de impulsos eléctricos
cortos e intensos a dos o más de estos electrodos, preferiblemente
equidistantes, producirá una diferencia de potencial entre los
electrodos positivos y negativos y se generará un campo eléctrico
resultante entre estos dos o más electrodos.
De acuerdo a una realización ventajosa de la
invención, dicho vástago introductor comprende un canal de
suministro a través del cual puede administrarse una dosis de
moléculas terapéuticas, extendiéndose dicho canal de suministro a
través de la longitud de dicho vástago y terminando a través de
dicha punta distal. El canal de suministro atraviesa el vástago a
lo largo de un eje alargado del mismo para permitir el suministro de
una dosis de moléculas terapéuticas a la región cercana a la punta
del vástago cuando el dispositivo está insertado en la región de un
tejido diana. De este modo puede mejorarse la administración local
de moléculas terapéuticas a una región diana. No obstante, debe
entenderse que el dispositivo también puede ser aplicado en
combinación con la administración sistemática de moléculas
terapéuticas, allí donde la electroporación pueda aumentar la
absorción local de las moléculas terapéuticas por las células del
tejido en la región o las cercanías de los electrodos.
En una realización, dicho canal de suministro
puede conectarse a un sistema externo de suministro de moléculas
terapéuticas que comprende un depósito de moléculas terapéuticas y
un medio de bombeo para administrar dichas moléculas terapéuticas a
través de dicho canal de suministro. Alternativamente, la parte del
mango comprende un sistema de suministro de moléculas terapéuticas
que comprende un depósito de moléculas terapéuticas y un medio de
bombeo para administrar dichas moléculas terapéuticas a través de
dicho canal de suministro. En cualquier realización del dispositivo
que comprenda un canal de suministro, dicho dispositivo puede ser
adaptado adicionalmente para introducir, por ejemplo, una
herramienta quirúrgica o una sonda ultrasónica a través de dicho
canal de suministro. Esta adaptación puede comprender un adecuado
dimensionamiento del canal de suministro y/o un medio de conexión
adecuado entre el dispositivo y la herramienta quirúrgica. En una
realización alternativa, el vástago puede estar provisto de un
canal independiente para la inserción de una herramienta quirúrgica
o una sonda ultrasónica.
En una realización, dicho vástago introductor
tiene una sección transversal circular con un diámetro exterior
igual o inferior a 15 mm, preferiblemente igual o inferior a 10 mm,
más preferiblemente igual o inferior a 5 mm. No obstante, también
pueden proporcionarse otras secciones, por ejemplo, oval. En este
caso las dimensiones anteriormente mencionadas pueden aplicarse a
la máxima extensión a través de la sección transversal.
En otra realización más, el vástago introductor
puede comprender un tubo exterior y una guía interior de los
conjuntos de electrodos alojada en dicho tubo exterior, y en la cual
dichos electrodos están dispuestos de manera deslizante en unos
canales de la guía de electrodos formados en dicha guía interior de
los conjuntos de electrodos. En una realización, dichos canales de
la guía de electrodos forman un grupo de camisas guía cilíndricas
que se alojan en unos canales semiabiertos distribuidos en una
dirección longitudinal a lo largo de la periferia de dicha guía
interior de los conjuntos de electrodos. En otra realización, el
vástago introductor puede estar provisto de una multitud de tubos
de canales guía de electrodos, configurados cada uno para recibir
uno o más electrodos.
El vástago introductor de una realización puede
ser rígido. No obstante, en otras realizaciones el vástago
introductor puede ser flexible y/u orientable, siendo esta última
realización especialmente adecuada para su inserción a través de
cavidades corporales o para aplicaciones intravenosas.
Tales aplicaciones flexibles u orientables
pueden ser aplicaciones endoscópicas o basadas en catéteres en
canales o lúmenes naturales del cuerpo, en las cuales es deseable un
vástago 10 flexible u orientable. La introducción del dispositivo
puede efectuarse a través de aberturas anatómicas naturales o a
través de lugares de entrada adecuados tales como, por ejemplo, la
arteria femoral. Alternativa o adicionalmente, se contemplan
aplicaciones laparoscópicas a través de una abertura en la cavidad
abdominal u otras zonas de la anatomía, en las cuales el vástago
puede ser introducido mediante un introductor tal como un
laporoscopio con un canal de maniobra o una funda introductora
similar. Para facilitar la inserción, tal introductor puede tener,
por ejemplo, un borde cortante o un trocar desmontable con una
punta de trocar que pueda ser retirada después de la inserción del
introductor.
En una realización, el vástago es
sustancialmente recto. No obstante, en otras realizaciones, el
vástago puede estar curvado para que proporcione la oportunidad de
ser utilizado en regiones anatómicas particulares (por ejemplo,
para tumores de cabeza y cuello) o para circunvalar, por ejemplo,
regiones de tejidos frágiles.
Preferiblemente el dispositivo comprende 10 o
más electrodos. De este modo, los electrodos, en posición extendida,
pueden estar distribuidos espacialmente para facilitar la formación
de un campo eléctrico espacial. El dispositivo, en otra realización
más, comprende 12, 16 o más electrodos.
El dispositivo, en otra realización más,
comprende 32 electrodos. En una realización particular, dichos
electrodos están dispuestos de manera deslizante dentro de unos
canales guía distribuidos por grupos de cuatro en ocho camisas guía
cilíndricas.
Con respecto a todas las realizaciones
anteriormente mencionadas, puede integrarse un generador de
estímulos eléctricos en la sección de mango del dispositivo.
Alternativamente, el dispositivo comprende unos medios para
conectar o sujetar los electrodos del dispositivo a un generador
externo de estímulos eléctricos.
En una realización, cada electrodo o grupo de
electrodos puede ser asignado individualmente para que deje pasar
una corriente eléctrica, de tal modo que la emisión de los estímulos
eléctricos pueda ser proporcionada por electrodos individuales o
por grupos de electrodos. De este modo puede proporcionarse un mayor
control del campo eléctrico inducido. El control o asignación de
los electrodos individuales o grupos de electrodos puede efectuarse
mediante una unidad electrónica de control adecuada situada ya sea
en la parte de mango del dispositivo, en el generador externo de
estímulos eléctricos, o en un aparato independiente.
La punta del vástago introductor puede ser una
punta redondeada, lisa y atraumática, adaptada para separar el
tejido, provocando así un mínimo daño al tejido a través del cual
debe desplazarse. Esto es ventajoso especialmente en aplicaciones
intravenosas o aplicaciones, por ejemplo, en el cerebro. Sin
embargo, en otras aplicaciones la punta puede estar provista de una
punta afilada o cortante o de una punta aguda que sea adecuada, por
ejemplo, para aplicaciones percutáneas.
Se describe adicionalmente un procedimiento de
electroporación que comprende las etapas de proporcionar un
dispositivo de electroporación, comprendiendo el dispositivo un
vástago introductor alargado que tiene una punta distal; y un grupo
de electrodos que tienen unos respectivos extremos distales, estando
cada electrodo dispuesto dentro de dicho vástago introductor de
manera que pueda deslizarse desde una posición retraída, en la que
dichos extremos distales están encerrados dentro de dicho vástago
introductor, y una posición extendida, en la que dichos extremos
distales se extienden desde dicha punta distal; comprendiendo
adicionalmente el procedimiento las etapas de insertar dicho
vástago introductor a través de los tejidos de un cuerpo y llevar
dicha punta distal a las cercanías de una región diana que vaya a
ser tratada, mientras dichos electrodos se encuentran en dicha
posición retraída; extender dichos electrodos hasta una posición
extendida de tal modo que las puntas de los electrodos queden
situadas distalmente de dicha punta distal, y de tal modo que dichos
extremos distales de los electrodos se desvíen alejándose de un eje
longitudinal de dicho vástago de tal manera que al menos una
proyección planar, tomada en un plano perpendicular a dicho eje
longitudinal, de la distancia entre un par de extremos distales de
dichos electrodos sea mayor que la máxima extensión de la sección
transversal de dicho vástago introductor, tomándose dicha sección
transversal en un plano perpendicular a dicho eje longitudinal en
un extremo distal de dicho vástago introductor; administrar una
dosis de moléculas terapéuticas a dicho cuerpo; y aplicar a través
de dichos electrodos uno o más impulsos eléctricos, por ejemplo, en
una secuencia especifica, al tejido de la región diana para crear
una permeabilización transitoria de las membranas celulares del
tejido en dicha región diana.
En una variante del procedimiento de
electroporación dicha dosis de moléculas terapéuticas es
administrada sistemáticamente. En otra variante del procedimiento
de electroporación dicha dosis es administrada localmente en las
cercanías de la región diana. Tal administración local puede ser
ventajosamente suministrada, antes, durante o después de extender
tales electrodos, a través de un canal de suministro que se extiende
a todo lo largo de dicho vástago y termina a través de dicha punta
distal. Alternativamente dicha dosis puede ser suministrada
localmente a través de la adecuada adición de un dispositivo de
inyección o infusión.
Un aspecto adicional del procedimiento puede ser
la etapa de insertar en las cercanías de la región diana un grupo
de electrodos, que tienen unos respectivos extremos distales,
encerrados (en una primera posición retraída) dentro de un único
vástago introductor alargado que tiene una punta distal; extender al
menos un par de dichos electrodos desde su posición dentro de dicho
vástago hasta una posición extendida, de manera que dichos extremos
distales de los electrodos se aparten del eje longitudinal de dicho
vástago de tal modo que al menos una proyección planar, tomada en
un plano perpendicular a dicho eje longitudinal, de la distancia
entre un par de extremos distales de dichos electrodos sea mayor que
la máxima extensión de la sección transversal de dicho vástago
introductor, tomada dicha sección transversal en un plano
perpendicular a dicho eje longitudinal en un extremo distal de
dicho vástago introductor; y aplicar a través de dichos electrodos
uno o más impulsos eléctricos al tejido diana.
En el procedimiento descrito los electrodos son
unos electrodos de punta colocados de tal modo que, cuando se
aplica una secuencia de impulsos eléctricos a través de algunos o la
totalidad de dichos electrodos, se genera un campo eléctrico
elipsoide o espacialmente elipsoide entre algunas o la totalidad de
las puntas que están colocadas en el tejido. En una variante
adicional, dicho campo elipsoide o espacialmente elipsoide se
genera colocando dichos electrodos de punta con una configuración
elipsoide o espacialmente elipsoide que rodee o encierre al menos
parcialmente dicho tejido diana. En otra variante más, dichos
extremos distales de los electrodos de punta se colocan en capas
circulares sustancialmente paralelas, en las cuales la posición de
los electrodos de punta en una sección perpendicular a dichas capas
circulares define una configuración elipsoide. En una variante
adicional, el campo eléctrico es generado en el tejido aplicando una
secuencia de impulsos eléctricos al menos entre dieciséis
electrodos de punta al menos en cuatro capas consecutivas,
esencialmente paralelas, que comprenden al menos cuatro electrodos
de punta en cada capa, y de tal modo que dicha secuencia comprenda
las etapas de generar al menos algunos impulsos que viajen desde al
menos uno de los electrodos de la primera capa positiva de
electrodos de punta hasta al menos uno de los electrodos de una
primera capa negativa de electrodos de punta situada con una
relación equidistante respecto a los electrodos de la primera capa,
mientras que otros impulsos viajan simultáneamente desde al menos
uno de los electrodos de una segunda capa positiva hasta al menos
uno de los electrodos de una segunda capa de electrodos de punta,
respectivamente.
El procedimiento de generar un campo eléctrico
en un tejido diana de un paciente puede comprender adicionalmente
las etapas de insertar en las cercanías de un tejido diana un grupo
de electrodos de punta, que tienen unos respectivos extremos
distales eléctricamente conductivos, y colocar dichos extremos
distales de los electrodos en una formación espacial que rodee o
encierre al menos parcialmente dicho tejido diana; y aplicar a
través de dichos electrodos de punta una secuencia de impulsos
eléctricos al tejido diana.
En una variante de este otro procedimiento de
generar un campo eléctrico en un tejido diana de un paciente, los
electrodos de punta se colocan de tal modo que, cuando se aplica una
secuencia de impulsos eléctricos a través de dichos electrodos, se
genera en el tejido un campo eléctrico elipsoide o espacialmente
elipsoide. En una variante adicional, dicho campo elipsoide o
espacialmente elipsoide se genera colocando dichos electrodos de
punta con una configuración elipsoide o espacialmente elipsoide que
rodee o encierre al menos parcialmente dicho tejido diana. En otra
variante, dichos extremos distales de los electrodos de punta se
colocan en capas circulares sustancialmente paralelas, en las
cuales la posición de los electrodos de punta en una sección
perpendicular a dichas capas circulares define una configuración
elipsoide. En una variante adicional, el campo eléctrico es
generado en el tejido aplicando una secuencia de impulsos eléctricos
entre al menos dieciséis electrodos de punta en al menos cuatro
capas consecutivas, esencialmente paralelas, que comprenden al menos
cuatro electrodos de punta en cada capa y de tal modo que dicha
secuencia comprenda las etapas de generar al menos algunos impulsos
que viajen desde al menos uno de los electrodos de una primera capa
positiva de electrodos de punta hasta al menos uno de los
electrodos de una primera capa negativa de electrodos de punta,
situada con una relación equidistante respecto a los electrodos de
la primera capa, mientras que otros impulsos viajan simultáneamente
desde al menos uno de los electrodos de una segunda capa positiva
hasta al menos uno de los electrodos de una segunda capa negativa
de electrodos de punta, respectivamente.
La invención se aplica ventajosamente en
electroquimioterapia, electroterapia génica, especialmente para el
tratamiento de cánceres de cerebro, y otras enfermedades cerebrales.
La presente descripción describe la invención desde este punto de
vista, pero se entiende que el dispositivo de acuerdo a la invención
también puede adaptarse para aplicaciones en el tratamiento de
enfermedades de, por ejemplo, hígado, pulmón, riñón u otros tejidos
blandos o duros. La invención puede aplicarse adicionalmente en el
campo de la electroporación irreversible.
El dispositivo y el procedimiento pueden ser
aplicados al tratamiento tanto de humanos como de animales.
Debe entenderse que en el presente documento el
término vástago significa una estructura alargada que es rígida o
flexible, curvable u orientable, y sustancialmente recta o formando
una curva uniforme sobre al menos una sección de la longitud del
vástago.
\vskip1.000000\baselineskip
En lo que sigue se describirá la invención con
mayor detalle con referencia a los dibujos. Las figuras muestran
modos de implementar la presente invención y no deben interpretarse
como limitativas de otras posibles realizaciones que caigan dentro
del alcance del conjunto de reivindicaciones adjuntas.
- La figura 1 muestra una vista en perspectiva
de un dispositivo de electroporación para introducción de electrodos
de acuerdo a una realización de la invención;
- La figura 2 muestra, en una vista en
perspectiva, un extremo distal de una realización de un dispositivo
introductor de acuerdo a la invención;
- La figura 3 muestra una sección a través de un
extremo distal del dispositivo introductor representado en la
figura 2, estando los electrodos en una posición retraída;
- La figura 4 muestra una sección a través de un
extremo distal del dispositivo introductor representado en la
figura 2, estando los electrodos en una posición avanzada;
- La figura 5 muestra una vista en perspectiva
de un extremo distal del dispositivo introductor representado en la
figura 2, con una indicación de la carrera de los electrodos
avanzados;
- La figura 6 muestra una vista seccionada
parcialmente recortada de un dispositivo introductor de electrodos
de acuerdo a otra realización de la invención;
- La figura 7 muestra, en una vista seccionada y
despiezada, un extremo distal de un vástago introductor representado
en la figura 6;
- La figura 8, en una vista despiezada, muestra
detalles del dispositivo introductor representado en la figura
6;
- La figura 9, en una vista frontal, muestra una
punta distal de un dispositivo de acuerdo a una realización de la
invención, con dos capas de extremos distales de electrodos
extendidos visibles;
- la figura 10 muestra algunos de los electrodos
extendidos desde la punta distal del dispositivo representado en la
figura 9, indicando un patrón de emisión de impulsos entre estos
electrodos; y
- la figura 11 muestra el patrón resultante del
campo eléctrico inducido en un tejido diana por el patrón de
emisión de impulsos indicado en la figura 10.
\vskip1.000000\baselineskip
En la figura 1 se muestra un dispositivo 1 de
electroporación para introducir electrodos de acuerdo a una
realización de la invención. El dispositivo 1 comprende una sección
de mango 100 y un vástago introductor 10 alargado que tiene
preferiblemente una longitud adecuada para acceder a las regiones de
tejido situadas más profundamente. La longitud del vástago 10 puede
ser adaptada para el uso previsto. El vástago 10 está unido a la
sección de mango 100, y tiene un extremo proximal 12 adyacente a la
sección de mango 100 y un extremo distal 11. En una realización, el
vástago puede estar unido fijamente a la sección de mango. En otras
realizaciones el vástago puede estar montado en la sección de mango
100 de manera desmontable, y puede comprender unos medios adecuados
para establecer conexiones temporales, por ejemplo, para conducir
impulsos eléctricos. Una punta distal 13, que está preferiblemente
conformada para permitir la creación de un canal a través de las
capas de tejido interpuesto provocando un mínimo daño al tejido,
está dispuesta en el extremo distal 11 de dicho vástago 10. La
punta distal 13 tiene una forma redondeada, no cortante. En otras
realizaciones (no representadas) la punta distal puede estar
provista de un borde cortante o una punta aguda, es decir, una punta
afilada. Estas últimas realizaciones son adecuadas, por ejemplo,
para aplicaciones percutáneas. En cualquier caso, la punta distal
13 puede estar formada integralmente con el vástago introductor 10 o
puede estar formada como una pieza independiente acoplada al
extremo distal 11 del vástago introductor 10. Con una punta 13
desmontable o separable, y/o un vástago 10 separable, puede
adaptarse la longitud y por lo tanto el alcance del dispositivo
mediante una elección adecuada del vástago. Adicionalmente, esto
permite el uso de piezas de un solo uso en aquellas que vayan a ser
insertadas en un paciente. De este modo puede eliminarse la
necesidad de desinfectar las piezas que vayan a ser insertadas en
un paciente.
El vástago introductor 10 comprende un canal 20
de suministro situado centralmente (véase la figura 3) situado a
través del vástago 10 desde el extremo proximal 12 hasta el extremo
distal 11 a lo largo de un eje longitudinal L de dicho vástago 10,
y terminando a través de dicha punta distal 13, teniendo dicho canal
20 un extremo proximal 22 y un extremo distal 21. En el extremo
distal 21 del canal 20, la punta distal 13 está provista de una o
más salidas para administrar una cantidad de compuesto fluido o
medicinal a la punta distal 13. En las realizaciones que se
muestran en las figuras existe una sola salida 25, sin embargo el
canal 20 puede dividirse por el extremo distal 21 en una multitud
de canales diminutos, teniendo cada uno una salida en la punta
distal 13. El extremo proximal 22 del canal 20 se extiende a través
del vástago 10 hasta la sección de mango 100, y está adaptado para
conectarse a un medio (115) de suministro de medicamentos o material
genético que comprende un depósito de un fármaco o medicamento y/o
un medio (p. ej. una bomba o un pistón o similar) para impulsar
dicho medicamento desde dicho depósito y a través de dicho canal 20
hasta un tejido diana. En una forma simple, el medio de suministro
puede estar proporcionado por una jeringa 115, conectada al canal
20 de suministro a través de la sección de mango 100, por ejemplo,
por un tubo.
En una realización alternativa (no
representada), el canal 20 puede estar configurado para recibir un
sistema de suministro alargado, por ejemplo, en forma de tubo, que
pueda alcanzar desde el medio de depósito hasta la región a ser
tratada. Tal sistema de suministro puede comprender una jeringa
conectada a dicho tubo, de manera tal que el canal esté adaptado
para recibir, por ejemplo, una sección distal de dicho tubo.
En otra realización alternativa más (no
representada), el dispositivo 1 puede proporcionar un sistema
integrado de suministro de moléculas terapéuticas que comprende un
medio de suministro con un medio de impulsión o bombeo y/o un
deposito para un medicamento o fármaco, un isotopo o una solución de
material genético, estando integrado en la sección de mango
100.
El dispositivo 1 de electroporación y el canal
20 de suministro también pueden configurarse, por ejemplo, mediante
un medio de acoplamiento apropiado y/o un dimensionamiento, para
recibir y guiar, por ejemplo, una sonda ultrasónica, una
herramienta quirúrgica u otra herramienta para una manipulación
mínimamente invasiva del tejido. Así pues, el dispositivo puede
usarse de una manera flexible, en la cual no es necesario retirar
el dispositivo 1 y sustituirlo por otra herramienta quirúrgica
especializada, si el operador o cirujano se encuentra con
obstáculos o dificultades antes, durante o después del proceso de
electroporación.
El vástago 10 comprende adicionalmente una
pluralidad de canales guía 50 (véanse las figuras 3 y 4),
distribuidos alrededor del canal central 20, y extendiéndose desde
el extremo proximal 12 hasta el extremo distal 11 de dicho vástago
10 y a través de la punta distal 13. Cada canal guía 50 está
adaptado para guiar uno o más electrodos alargados 60 que pueden
desplazarse con respecto al vástago 10 entre una primera posición
retraída, según se muestra en la figura 3, y una segunda posición
extendida, según se muestra en la figura 4.
En una realización alternativa (no
representada), cada canal guía 50 puede estar provisto, al menos a
lo largo de una sección del vástago 10, de unos tubos individuales,
estando el vástago 10 formado en dicha sección por el grupo de
tubos individuales.
Cada electrodo 60 tiene un extremo proximal 62,
que se extiende al interior de la sección de mango 100, un extremo
distal 61 y una región intermedia 63 que conecta eléctricamente el
extremo proximal 62 y el extremo distal 61 de cada electrodo
60.
Los extremos proximales 62 de los electrodos 60
están configurados para que actúen como conectores, proporcionando
así un medio para conectar los electrodos 60 a un generador 120 de
estímulos eléctricos que suministra impulsos eléctricos
individuales, o secuencias de impulsos eléctricos, de acuerdo a los
protocolos de electroporación para la administración de
medicamentos y genes. Los impulsos eléctricos están previstos para
generar un campo eléctrico con el propósito de crear una
permeabilización transitoria de las membranas celulares y/o un
efecto electroforético en las cercanías de los extremos distales 61
de dichos electrodos 60, cuando el dispositivo introductor 1 está
colocado en una zona de tejido diana, o cerca de la misma, y los
electrodos 60 son adelantados hasta una posición extendida. Véase a
continuación más información relativa al uso del dispositivo.
Los electrodos 60 pueden conectarse a un
generador externo 120 de estímulos eléctricos por medio de un
conector electrónico (cable) 121 situado en la sección de mango
120, según se muestra en la figura 1. En una realización
alternativa un generador 120 de estímulos eléctricos puede formar
parte integral del dispositivo introductor, preferiblemente en la
sección de mango 100.
La configuración de los extremos proximales 62
de los electrodos 60 permite adicionalmente el movimiento de los
electrodos entre una primera posición retraída y una segunda
posición extendida, en una secuencia de despliegue que se
describirá adicionalmente a continuación.
Las regiones intermedias 63 de los electrodos 60
se alojan de manera móvil en dichos canales guía 50 de los
electrodos que corren a través del vástago introductor desde el
extremo proximal 12 hasta el extremo distal 11 en la punta distal
13. Preferiblemente, cada electrodo 60 tiene su propio canal 50 para
soportarlo y protegerlo y para aislarlo de los otros electrodos 60,
según se muestra en las figuras 2-4, pero pueden
unirse múltiples canales 50 para formar un haz. En los conjuntos de
electrodos, por ejemplo según se muestra en la figura 6, dichos
canales guía 50 de electrodos permiten un movimiento longitudinal de
los electrodos 60 entre la primera posición retraída y la segunda
posición extendida.
Los puntos extremos de los electrodos, situados
en los extremos distales 61 de los electrodos 60, se alojan de
manera móvil en unos canales distribuidores 70 formados en la punta
distal 13 y extendidos hasta la superficie exterior de dicha punta
distal 13. Cada canal distribuidor 70 está adicionalmente comunicado
con un correspondiente canal guía 50 situado en el propio vástago
10. De este modo, se permite el movimiento de los electrodos 60 en
una dirección longitudinal (con respecto al eje longitudinal del
vástago 10) entre una primera posición retraída en la que los
puntos extremos 61 de los electrodos 60 están ocultos dentro de la
punta distal 13, y una segunda posición extendida en la que los
puntos extremos 63 de los electrodos 60 se extienden desde la punta
distal 13.
En una realización alternativa (no
representada), el dispositivo puede tener formados en la punta
distal 13 sólo los canales distribuidores 70, estando los
electrodos 60 contenidos en un vástago 10 hueco, quedando fuera los
canales individuales 50.
Mientras se encuentran en la posición retraída,
que es el modo por defecto del dispositivo 1, las puntas extremas
de los extremos distales 61 de los electrodos 60 se mantienen
almacenadas en los canales distribuidores 70 de la punta distal 13,
permitiendo así la inserción mínimamente invasiva del dispositivo 1,
es decir, con un daño mínimo al tejido circundante.
Los canales distribuidores 70 están conformados
para asegurar el despliegue de los extremos distales 61 de los
electrodos 60, según un patrón predeterminado, en el cual la
distancia mayor D1 (véase la figura 5) entre un par de puntas
extremas 61 de electrodos dispuestos en oposición, en un plano
transversal al eje longitudinal del vástago introductor, es mayor
que el diámetro - o la mayor extensión D2 del vástago introductor 10
y la punta distal 13 - en un plano perpendicular al eje
longitudinal del vástago introductor 10. De este modo se posibilita
el acceso a tejidos situados a mayores profundidades, por ejemplo,
dentro del cerebro, a través de un único canal usando un único
vástago introductor 10, separando los tejidos interpuestos durante
la inserción y, cuando la punta 13 llega al tejido diana, los
electrodos pueden ser extendidos a través y/o alrededor del tejido
diana. Esto permite a un operador (cirujano) tratar una región o
volumen de tejido diana que tenga una dimensión, en sección
transversal o extensión, mayor que el diámetro de la sección
transversal del vástago introductor 10, estando tomada la sección
transversal por un plano perpendicular al eje longitudinal del
vástago introductor 10. Para proporcionar la distribución
anteriormente descrita de los extremos distales 61 de los
electrodos 60, los canales distribuidores 70 están formados de
manera que al menos algunos de los canales distribuidores 70 se
curven hacia afuera, es decir, alejándose del eje central
longitudinal L del vástago introductor 10 (vistos desde su conexión
al extremo distal 11 de los correspondientes canales guía 50
situados en el vástago 10 y hacia la superficie exterior de la
punta distal 13 en donde terminan los canales distribuidores 70).
Cada uno de los canales distribuidores 70, o de los grupos de
canales distribuidores 70, puede estar provisto de una forma,
desviación o curvatura individual con el fin de asegurar, durante el
uso, un patrón o distribución específicos de los electrodos 60
extendidos.
Alternativamente, la desviación para alejarse de
dicho eje longitudinal L puede ser proporcionada, por ejemplo, por
un pretensado o solicitación de dichos electrodos 60. Tal tensado
puede proporcionarse mediante una adecuada elección de materiales,
por ejemplo, una aleación con memoria de la forma tal como Nitinol,
o dándole al electrodo (flexible), por ejemplo, una forma curvada,
de manera que cuando esté dispuesto en un canal guía recto 50 del
vástago 10 se mantenga bajo tensión. Los electrodos 60 individuales,
o los grupos de electrodos, pueden tener una solicitación
individual tal que, cuando sean extendidos desde su posición
retraída en el vástago 10 y la punta 13, los electrodos puedan
formar un patrón espacial deseado alrededor del tejido diana.
Adicionalmente, la distribución espacial deseada
de la parte de los electrodos que se extiende desde la punta 13
puede estar proporcionada por una combinación de la forma de los
canales distribuidores 70 de las puntas y la solicitación de los
electrodos 60.
Para usar el dispositivo, se conecta el medio de
conexión electrónico (no representado) de los extremos proximales
62 de los electrodos 60 a un generador 120 de estímulos eléctricos
adecuado. Luego se inserta el vástago 10 del dispositivo
introductor 1, por ejemplo, a través de un orificio taladrado en el
cráneo de un paciente, o una incisión practicada en la piel del
paciente, y se introduce hasta la región diana del cuerpo del
paciente. La localización precisa de la región diana, y por tanto
del taladro o incisión, puede ser identificada por medio de
ultrasonidos, tomografía computerizada, resonancia magnética, u
otros medios adecuados, y la correcta posición de la punta 13 del
vástago introductor 10 (post inserción) puede ser verificada por
medios similares antes, durante o después del despliegue de los
electrodos. Cuando se ha conseguido una correcta posición de la
punta 13 del vástago introductor 10 con respecto al tejido diana, el
operador puede administrar un agente quimioterapéutico adecuado, en
forma fluida o líquida, o una dosis de material genético u otra
sustancia a través del canal 20 de suministro hasta la región del
tejido que vaya ser tratado.
Antes, durante o después del suministro del
medicamento o material genético a través del canal de suministro,
el operador puede desplegar algunos o todos los electrodos alargados
60 según un patrón deseado. El despliegue se efectúa accionando un
adecuado mecanismo de despliegue en la sección de mango 100 o en el
extremo proximal 12 del vástago 10, que provoca el desplazamiento
longitudinal de todos o algunos de los electrodos 60 a lo largo del
eje del vástago introductor 10 desde la primera posición retraída -
según se muestra en la figura 3 - hasta la segunda posición
avanzada, por ejemplo según se muestra en la figura 4. Los canales
distribuidores 70 de la punta distal 13 pueden estar configurados
para que proporcionen a cada electrodo individual 60, al avanzar
desde la punta 13, un camino exclusivo a través del tejido que
permite la creación de un patrón de electrodos en el cual una
distancia D1 entre un par de puntos extremos de electrodos
dispuestos en oposición, en un plano transversal al eje longitudinal
del vástago introductor 10, es mayor que un diámetro D2 (o la mayor
extensión del vástago 10 en una sección perpendicular al eje
longitudinal del vástago 10 si el vástago no es de sección
transversal circular) del vástago introductor 10 en el mismo
plano
transversal.
transversal.
Tras el despliegue de algunos o todos los
electrodos hasta su posición extendida, el operador puede accionar
el generador 120 de estímulos eléctricos para suministrar uno o más
impulsos, por ejemplo, una secuencia de impulsos cortos e intensos,
al tejido que se vaya a tratar (tejido diana). Para asegurar una
adecuada distribución de impulsos y de los campos eléctricos
inducidos por los mismos en el tejido diana, los impulsos pueden ser
asignados a unos electrodos 60 específicos y alternativos según un
patrón secuencial hecho a la medida para adaptarlo a la anatomía de
la región individual del cuerpo que vaya a ser tratada y/o a la
geometría del especifico tejido maligno diana. Esta asignación
puede obtenerse, por ejemplo, mediante una manipulación adecuada del
generador de estímulos eléctricos, por ejemplo mediante un medio de
control electrónico programable.
Tras el suministro de los impulsos, el operador
puede retraer los electrodos alargados 60 hasta su posición
retraída mediante una manipulación adecuada del mecanismo de
despliegue en la sección de mango 100, y el dispositivo puede ser
retirado del cuerpo del paciente. Alternativamente, el operador
puede recolocar el dispositivo 1, después de haber retraído los
electrodos alargados 60, permitiendo potencialmente múltiples
aplicaciones de impulsos que cubran una mayor zona con una única
inserción del dispositivo.
El dispositivo 1 de introducción de electrodos
que se muestra en las figuras 2-5 está representado
con ocho canales guía 50, canales distribuidores 70 y electrodos
60. No obstante, un dispositivo de acuerdo a la invención puede
estar provisto de cualquier número de electrodos 60. La distribución
de los canales guía 50 sobre una sección transversal del vástago
introductor 10, representado en las figuras 2-5, es
tal que los electrodos corren todos sobre un plano paralelo al eje
longitudinal del vástago introductor 10. No obstante, los electrodos
60 y sus canales guía (y distribuidores) 50 (70) pueden estar
situados alrededor de toda la circunferencia del canal 20 del
vástago 10, rodeando al canal de suministro 20 con otros patrones
también.
Cada electrodo está formado por un material
eléctricamente conductivo. Las partes de los electrodos pueden
estar formadas con un revestimiento o forro eléctricamente aislante,
de manera que solo los extremos 61 mas distales (puntas) de los
electrodos 60 están sin aislar. De este modo, los impulsos
eléctricos crearán un campo eléctrico, que cubrirá la distancia
entre punta y punta (extremo distal 61 a extremo distal 62), y un
patrón de disparo fácilmente controlable, y por lo tanto podrá
generarse un campo eléctrico más controlable y preciso mediante una
adecuada selección y asignación de electrodos. Para terminar, debe
entenderse que la totalidad de la longitud o parte de la totalidad
de la longitud de los electrodos 60 también puede no estar
eléctricamente aislada, siempre que los canales guía 50 y los
canales distribuidores 70 estén formados por un material
eléctricamente aislante.
Según se muestra en la figura 5, el dispositivo
puede estar configurado de tal modo que los extremos distales 61 de
los electrodos 60 puedan formar un campo elipsoide E que sea el
resultado de este patrón de electrodos 60. Podría imaginarse un
tejido diana situado dentro del área elipsoide E representada en la
figura. Algunos de los electrodos 60 avanzan pues a través del
tejido diana al ser guiados hasta su posición extendida. En otras
realizaciones de la invención puede imaginarse que pueden formarse
unos patrones de electrodos, de manera que un área diana pueda ser
rodeada por puntas (extremos distales) 61 de electrodos con diversos
patrones tridimensionales, por ejemplo, un patrón esférico o
esféricamente elíptico o elipsoide.
Según puede apreciarse por la figura 5, un
dispositivo de acuerdo con la invención puede estar adaptado con
unos juegos de electrodos 60 que puedan ser extensibles a diferentes
distancias desde la punta distal 13 a lo largo del eje longitudinal
del vástago 10, de tal modo que los extremos distales 61 de cada
juego queden situados en un plano común perpendicular al eje
longitudinal del vástago 10. En la figura 5 cuatro juegos de dos
electrodos se extienden a diferentes distancias desde la punta
distal 13, formando así la forma elipsoide E anteriormente
mencionada.
Adicionalmente, en una realización no
reivindicada, algunos de los electrodos 60 pueden estar formados de
tal modo que tomen un camino curvado a través del tejido de manera
que al avanzar hacia su posición extendida se desvíen inicialmente
alejándose del eje longitudinal central L del vástago 10, y luego,
al seguir avanzando, se replieguen hacia atrás de manera que la
punta distal se cierre sobre el eje longitudinal central del vástago
10. De este modo, cuando esté totalmente extendido, tal electrodo
60 describirá un curva en forma de una U suave o, sustancialmente,
en forma de una \Omega suavizada. Esto puede efectuarse
proporcionando electrodos de un material elástico o una aleación
con memoria de la forma, tal como Nitinol, o proporcionando una
sección diferente (en sentido longitudinal) de los electrodos con
diferentes solicitaciones (pretensados).
Más adicionalmente, los canales guía pueden ser
configurados para que impongan a los electrodos ciertos caminos a
través del tejido. Si se impone a los electrodos un camino
estrictamente recto, los electrodos podrán soportar sin deformarse
cargas mucho mayores que los electrodos a los que se les dé un
camino curvo.
El mecanismo para el despliegue de los
electrodos 60 puede estar accionado manualmente o motorizado (por
ejemplo, controlado electrónicamente). El mecanismo para el
despliegue puede ser adaptado para avanzar todos los electrodos
simultáneamente como un conjunto, o en grupos (subconjuntos) de
electrodos 60. Cuando los electrodos son avanzados simultáneamente,
pueden obtenerse diferentes patrones de electrodos mediante una
composición predeterminada de electrodos de adecuadas longitudes,
formas (por tensado, por secciones transversales alternativas que
predispongan al alambre para ciertas direcciones de movimiento, o
por una adecuada conformación de los canales guía) y materiales. El
dispositivo 1 de acuerdo a la invención puede ser controlado
adicionalmente por una unidad electrónica de control (no
representada), ya sea incorporada en el dispositivo 1 o conectable
al dispositivo 1 a través de un cable o una conexión inalámbrica.
En la configuración inalámbrica una fuente de alimentación adecuada
está preferiblemente situada dentro del dispositivo. La unidad
electrónica de control puede ser programable, de manera que pueda
programarse un patrón de electrodos deseado antes de un
procedimiento quirúrgico.
En realizaciones alternativas (no
representadas), y según se ha mencionado anteriormente, se propone
una variación del dispositivo parcialmente desechable, con un
vástago introductor 10 desechable y una sección de mango 100 no
desechable (reutilizable) que comprende un mecanismo de despliegue
con interfaces para los electrodos formadas en el vástago
introductor 10 desechable y unas conexiones electrónicas que pueden
ser personalizadas para generadores 120 de estímulos eléctricos
individuales.
En todas las realizaciones el vástago puede
estar formado por un material plástico o metálico tal como titanio,
acero inoxidable o un material polimérico moldeado por inyección. El
diámetro exterior del vástago es preferiblemente igual o inferior a
cinco (5) milímetros, preferiblemente de galga 17 a 14, ambas
incluidas. El espesor de pared del vástago es preferiblemente de
entre 0,05 mm y 0,25 mm. Los canales guía 50, 70 pueden estar
formados por un material adecuado, por ejemplo, un elastómero
termoplástico o un material eléctricamente aislante similar. Los
electrodos 60 pueden estar formados por un material eléctricamente
conductor tal como titanio, acero inoxidable o
similar.
similar.
En lo que sigue se describirá con mayor detalle,
y con referencia a las figuras 6-8, un aspecto de la
invención particularmente adecuado en aplicaciones dentro del
cerebro, por ejemplo, para el tratamiento de cáncer o deficiencias
genéticas del cerebro. Se usarán las mismas referencias para las
partes similares con respecto a los aspectos de la invención que se
muestran en los dibujos previos. El dispositivo 1 para la
introducción de electrodos comprende un vástago introductor 10 y
una sección de mango 100. El vástago introductor 10 está previsto
para inserción en el cuerpo del paciente y está unido fijamente a la
sección de mango 100.
En realizaciones alternativas se propone un
dispositivo parcialmente desechable, con un vástago introductor 10
desechable y una sección de mango 100 no desechable (reutilizable)
que comprende un mecanismo de despliegue con interfaces para los
electrodos formadas en el vástago introductor 10 desechable y unas
conexiones electrónicas que pueden ser personalizadas para
generadores 120 de estímulos eléctricos individuales.
El vástago introductor 10 comprende lo
siguiente:
- -
- Un tubo exterior 15 que tiene un extremo proximal 11 y un extremo distal 12 y que está formado preferiblemente por un material plástico o metálico tal como titanio, acero inoxidable o un material polimérico moldeado por inyección. El diámetro exterior D2 de este tubo es preferiblemente igual o inferior a cinco (5) milímetros. El espesor de pared de este tubo exterior es preferiblemente de entre 0,05 mm y 0,25 mm y la longitud del tubo es preferiblemente de entre 50 mm y 500 mm, dependiendo de la aplicación particular.
- -
- Una guía interior 16 de los conjuntos de electrodos que está formada preferiblemente por un elastómero termoplástico o un material eléctricamente aislante similar. La guía interior 16 de los conjuntos de electrodos está colocada en el lumen interior del tubo exterior 15. La guía 16 de los conjuntos de electrodos tiene un extremo proximal aplastado y un extremo distal aplastado que comprenden unas caras que se encuentran perpendiculares al eje longitudinal. La guía 16 de los conjuntos de electrodos comprende ocho canales 17 rectos y semiabiertos distribuidos en un patrón circular alrededor de, y parcialmente hundidos en, la periferia exterior de la guía 16 de los conjuntos de electrodos y que corren por pistas paralelas desde el extremo proximal 12 hasta poco antes del extremo distal 11. Además, la guía 16 de los conjuntos de electrodos tiene un orificio central y un canal de suministro 20 que proporciona un canal de fluido y/o un canal de maniobra para instrumentos quirúrgicos. La periferia exterior de la guía 16 de los conjuntos de electrodos encaja dentro del lumen del tubo exterior.
\newpage
- -
- Ocho conjuntos de electrodos que comprenden cada uno una funda guía 30 cilíndrica. Las fundas guía 30 están formadas preferiblemente por un elastómero termoplástico o un material eléctricamente aislante similar, y están alojadas en los canales 17 rectos y semiabiertos de la guía 16 de los conjuntos de electrodos y firmemente sujetas a los mismos. Las fundas guía 30 cilíndricas tienen un extremo proximal 32 aplastado y un extremo distal 11. El interior de cada funda guía 30 de los conjuntos de electrodos comprende cuatro canales 50 para electrodos, mutuamente aislados eléctricamente, que corren en paralelo desde el extremo proximal 32 hasta el extremo distal 31, y están distribuidos según un patrón semejante a un cuadrado, con los canales 50 para electrodos colocados en las esquinas. El extremo proximal de cada canal 50 para electrodos comprende una zona soporte para el electrodo, con un diámetro ligeramente superior aproximadamente en los primeros 20 mm, para alojar una correspondiente funda soporte que está montada en el extremo proximal 62 de cada electrodo 60. Adicionalmente, los conjuntos de electrodos comprenden un total de treinta y dos electrodos 60, alargados y preferiblemente cilíndricos, formados por un material eléctricamente conductivo tal como titanio, acero inoxidable o similar, teniendo cada electrodo un extremo proximal 62, un extremo distal 61, y una zona intermedia 63. Sobre aproximadamente 20 mm desde el extremo proximal 62 de cada electrodo 60 puede proveerse una funda soporte (no representada) de 20 mm de longitud, con la funda rodeando una parte de la zona intermedia 6 del electrodo 60. Esta funda soporte pretende prestar soporte a los electrodos individuales para evitar su deformación o doblado durante la secuencia de despliegue y está configurada para deslizarse dentro de la zona soporte del electrodo (de los canales 50 para electrodos de las fundas guía 30) cuando el electrodo se desplaza desde su posición retraída hasta su posición avanzada durante el despliegue. Cada electrodo 60 está preferiblemente cubierto por una capa eléctricamente aislante, excepto en la punta distal que queda sin aislamiento. También adicionalmente, los electrodos 60 están agrupados en grupos de cuatro, y cada grupo de electrodos está insertado en una funda guía 30 cilíndrica, con un electrodo en cada canal 50 para electrodos. La inserción se hace de manera que los extremos proximales 62 de los electrodos 60 sobresalgan aproximadamente 30 mm de los extremos proximales de las fundas guía 30, mientras que los extremos distales 61 de los electrodos 60 sobresalgan aproximadamente 40 mm de los extremos distales de las fundas guía 30.
- -
- Ocho casquillos 80 de alineación, configurados cada uno para recibir y guiar cuatro electrodos 60 y cada uno con un extremo proximal 82 y un extremo distal 81 y cuatro canales 83 de alineación. Los casquillos 80 de alineación están colocados en extensión de cada uno de los ocho conjuntos de electrodos (fundas guía 30), y están configurados para hacer interfaz con dichos conjuntos y fundas guía 30 y recibir los cuatro electrodos alargados 60, cuando emergen de los extremos distales 31 de dichos conjuntos y fundas guía 30, de tal modo que se evite la deformación o doblado de los electrodos durante la secuencia de despliegue. Para conseguirlo, el extremo proximal 82 de cada casquillo 80 de alineación está configurado para alinear los cuatro canales 83 de alineación con los cuatro canales 50 para electrodos de los conjuntos de electrodos y de las fundas guía 30. El recorrido de los canales 83 de alineación de cada casquillo 80 de alineación está configurado para cambiar el patrón de los electrodos alargados entre la configuración de patrón cuadrado, cuando emergen de los conjuntos de electrodos y las fundas guía 30, y un patrón lineal cuando emergen del casquillo 80 de alineación. Puesto que los ocho conjuntos de electrodos y fundas guía 30 están distribuidos según un patrón circular y los ocho casquillos 80 de alineación están situados en extensión de los conjuntos, puede crearse un patrón radial orientando adecuadamente los casquillos 80 de alineación.
- -
- Una punta distal 13 que es una extensión inmediata de, y está alineada con, la guía 16 de los conjuntos de electrodos. La punta distal 13 comprende ocho unidades espaciadoras 40, alargadas y aproximadamente triangulares, cada una con un extremo proximal 42 y un extremo distal 41 ahusado y redondeado, una superficie exterior 43 redondeada y una sección interior con dos caras 44a, 44b. Una cara 44b es lisa y una cara 44a comprende cuatro surcos distribuidores 70 que corren desde el extremo proximal 42 hacia el extremo distal 41 mientras se curvan hacia la superficie exterior 43 redondeada de la unidad espaciadora 40, cada uno con una curva exclusiva predeterminada. Las caras 44a, 44b se juntan con un ángulo de 45 grados para crear una cuña. Un recorte redondeado 45 elimina el extremo afilado de la cuña. Los extremos proximales 42 de las unidades espaciadoras 40 tienen una altura reducida y están insertados en el extremo distal 11 del tubo exterior 15, y mantenidos firmemente unidos por el mismo, mientras que los extremos distales 41 de las unidades espaciadoras 40 se juntan para formar una punta 13 en forma de torpedo. Cuando las ocho unidades espaciadoras 40 en forma de cuña se mantienen juntas gracias al tubo exterior 15, los recortes redondeados 45 crean un orificio central 46 alineado con el canal de suministro 20 de la guía 16 de los conjuntos de electrodos. Las unidades espaciadoras 40 están orientadas de manera que la cara lisa 44b de una unidad espaciadora 40 repose contra la cara 44a, que comprende cuatro surcos distribuidores 70, de la unidad espaciadora 40 vecina, creando así cuatro canales distribuidores 70 por cada unidad espaciadora 40, con un total de 32 canales. Cada canal distribuidor 70 está configurado para recibir un electrodo alargado 60 específico, cuando este emerge de su respectivo casquillo 80 de alineación, y para permitir su desplazamiento longitudinal entre una primera posición retraída y una segunda posición avanzada (de la misma manera que se muestra en las figuras 3 y 4 respectivamente). En su primera posición retraída, todos los electrodos 60 están colocados con sus extremos distales 61 completamente dentro de los canales distribuidores 70. Cuando los electrodos avanzan como parte de una secuencia de despliegue, los extremos distales 61 de los electrodos 60 salen de los canales distribuidores 70 sobresaliendo por la punta distal 61. Puesto que los surcos y por lo tanto los canales 70 conducen hacia la superficie exterior redondeada 43 de cada unidad espaciadora 40 (y por lo tanto se separan del eje longitudinal del vástago introductor 10) y cada uno con su propio ángulo, cada electrodo toma su propio camino y cuando avanza emerge por la punta distal 13 en su propia dirección. Por lo tanto, al proporcionar 32 electrodos que pueden desplazarse entre una primera posición retraída y una segunda posición avanzada, cada uno por un camino exclusivo que lo separa de la punta distal 13 y termina en un punto exclusivo, es posible generar un patrón tridimensional de puntas de electrodos 60 según se describió anteriormente.
- -
- Una placa adaptadora 90 redonda, fijamente sujeta a los extremos proximales 62 de los electrodos alargados 60 y situada proximalmente con respecto al extremo proximal de la guía 16 de los conjuntos de electrodos. La placa adaptadora 90 puede desplazarse longitudinalmente entre una primera posición retraída y una segunda posición avanzada. Los extremos proximales 62 de los electrodos alargados 60 se insertan en unos orificios 92 de la placa adaptadora 90, que están colocados según un patrón parecido al de los electrodos 60 cuando emergen de las fundas guía 30, y la funda soporte de cada electrodo está fijamente sujeta a la placa adaptadora 90. La placa adaptadora 90 comprende adicionalmente un orificio central 93 que está alineado con el canal de suministro 20 de la guía 16 de los conjuntos de electrodos, así como dos clavijas guía 91 que están situadas sobre la periferia exterior de la placa adaptadora 90, opuestas entre sí y sobresaliendo de la misma.
La sección de mango 100 comprende lo
siguiente:
- -
- Una carcasa 101 generalmente cilíndrica que está formada preferiblemente de plástico u otro material adecuado. La carcasa comprende dos medias secciones, cada una con unas superficies interior y exterior, un extremo proximal, un extremo distal y una zona intermedia.
- -
- Una corredera 102 de despliegue que está fabricada preferiblemente de plástico u otro material similar no conductivo y puede desplazarse entre una primera posición retraída y una segunda posición avanzada, por dentro de dicha carcasa 101 y con respecto a la misma. La corredera 102 de despliegue tiene un extremo proximal 104 y un extremo distal 104 y está operativamente conectada con la placa adaptadora 90 por medio de dos pinzas 105 de conexión. Dichas pinzas 105 de conexión están configuradas para enganchar las clavijas guía 91 de la placa adaptadora 90, y están sujetas de manera deslizante en unos surcos 109 de la carcasa 101. El extremo distal de la corredera de despliegue comprende 32 conexiones 106 que están configuradas para recibir los extremos proximales 62 de los electrodos 60 según emergen de la placa adaptadora 90. Dichas conexiones 106 están eléctricamente conectadas a los extremos distales de unos conductores flexibles (no representados) que conducen impulsos eléctricos desde el generador 120 de estímulos eléctricos hasta los electrodos 60. Los extremos proximales de dichos conductores están conectados a un enchufe conector que constituye una interfaz con un generador 120 de estímulos eléctricos. La corredera 102 de despliegue comprende adicionalmente un orificio central 107 alineado con el orificio central 93 de la placa adaptadora 90, así como dos o más asideros 108 para dedos que sobresalen radialmente de la superficie exterior de la carcasa 101. Dichos asideros 108 para dedos permiten a un operador mover la corredera 102 de despliegue entre una primera posición retraída y una segunda posición avanzada con el fin de avanzar los electrodos 60. Los extremos de las medias secciones de la carcasa 101 están fijamente sujetos al vástago introductor 10, de manera que la parte proximal del vástago 10, así como la placa adaptadora 90 y la corredera 102 de despliegue, quedan todas dentro de la carcasa 101. Hacia la parte distal de la superficie interior de cada media sección de la carcasa 101 hay un surco 109 que está configurado para recibir una de las dos pinzas de conexión 105 de la corredera 102 de despliegue. En una continuación proximal de dicho surco 109 está situada una ranura 112 de control de movimiento (véase la figura 1) que corre hasta el extremo proximal de cada media sección. La ranura 112 de control de movimiento está configurada para recibir uno de los dos asideros 108 para dedos de la corredera 102 de despliegue y permitir el desplazamiento de la corredera 102 entre una primera posición retraída y una segunda posición avanzada. El extremo proximal de la carcasa 101 está roscado para recibir una tapa final que sirve para el doble propósito de cerrar la sección de mango 101 y mantener unidos los extremos proximales de las dos medias secciones de la carcasa 101. Adicionalmente, una media sección comprende una salida configurada para recibir los conductores 121, 122 según emergen de la corredera 102 de despliegue.
- -
- Una tapa final 110 que comprende una campana exterior con una rosca en su superficie interior y un cilindro soporte interior que tiene una circunferencia correspondiente a la circunferencia de la superficie interior de la carcasa. La tapa final comprende adicionalmente un orificio central 111 que está alineado con el orificio central de la corredera 102 de despliegue y está configurado para recibir el tubo del dispensador de medicamentos.
Durante el uso, la clavija conectora del
dispositivo se conecta a un adecuado generador 120 de estímulos
eléctricos. Después se inserta el dispositivo 1 a través de un
orificio taladrado en el cráneo del paciente y se introduce hasta
la región diana del cuerpo o cerebro del paciente. La localización
precisa puede ser identificada mediante ultrasonidos, tomografía
computerizada, resonancia magnética u otro medio adecuado, y la
correcta posición del vástago introductor 10 antes del despliegue
puede ser verificada por medios similares. Según se describió
anteriormente, en otras realizaciones el generador de estímulos
puede estar integrado en la sección de mango.
Cuando se ha obtenido una correcta posición del
vástago introductor 10, un operador puede suministrar un agente
quimioterapéutico adecuado o una dosis de material genético a través
del canal central 111, 107, 93, 20 y hasta la región de tejido que
vaya a ser tratada. El suministro se efectúa insertando la aguja
alargada, adecuadamente embotada, y de longitud ajustada de una
jeringa 115 en el orificio central de la tapa final y avanzándola
hasta que no sea posible ningún desplazamiento adicional. El
operador puede vaciar entonces el barril de la jeringa 115
apretando el embolo de la jeringa, con lo cual el líquido de la
jeringa es expelido al interior del tejido que va a ser
tratado.
Antes, durante o después del suministro, el
operador puede desplegar los electrodos alargados 62 según un
patrón predefinido. El despliegue se efectúa desplazando la
corredera 102 de despliegue desde su primera posición retraída
hacia su segunda posición avanzada hasta que el desplazamiento sea
interrumpido por el final de las ranuras 112 de control de
movimiento. Dicho desplazamiento produce el movimiento de los
electrodos 60 desde la primera posición retraída hasta la segunda
posición avanzada. Los canales distribuidores 70 de la punta distal
13 están conformados para que proporcionen a cada electrodo
individual 60 un recorrido exclusivo a través del tejido,
preferiblemente esencialmente lineal, y un exclusivo punto final, y
el objetivo está en conseguir la creación de un patrón de
electrodos que pueda tener un diámetro (o máxima extensión en un
plano perpendicular al eje longitudinal del vástago 10) mayor que
el vástago introductor 10 y pueda asegurar una optima distribución
de los impulsos cortos e intensos y de los campos eléctricos
derivados de los mismos en el tejido que vaya a tratarse. En una
particular realización preferida, las puntas no aisladas (extremos
distales 61) de los electrodos son posicionales y están
posicionadas con sus puntos extremos rodeando o encerrando al menos
parcialmente la región diana del tejido, de tal modo que los
extremos distales 61 describan o definan la periferia exterior de
una elipse esférica o espacial. En dicha realización preferida los
32 electrodos están organizados en cuatro capas, teniendo cada capa
un diámetro diferente y consistiendo en ocho electrodos 60 con sus
puntas finales (extremos distales 61) describiendo un patrón
circular en un plano perpendicular al eje del vástago introductor
10.
Tras el despliegue, un operador puede activar el
generador 120 de estímulos eléctricos para suministrar al tejido
que vaya a tratarse una secuencia de impulsos eléctricos
preferiblemente cortos e intensos, por ejemplo, impulsos de onda
cuadrada. Para asegurar una adecuada distribución de impulsos y de
los consiguientes campos eléctricos en el tejido que vaya a
tratarse (tejido diana), los impulsos pueden ser asignados a
electrodos 60 específicos y alternados según un patrón que puede
ser adaptado para adecuarlo a la anatomía de la región individual
del cuerpo que vaya a tratarse y/o a la geometría del tejido diana
maligno específico. En una realización, al menos algunos de los
puntos finales 61 de los electrodos 60 están colocados con una
relación equidistante respecto a los puntos finales 61 de otros
electrodos, y al menos algunos impulsos son asignados a los pares
de electrodos equidistantes. De este modo, puede crearse en el
tejido diana un campo eléctrico tridimensional controlable,
homogéneo o heterogé-
neo.
neo.
En una realización adicional las puntas sin
aislar de los electrodos 60 pueden situarse según un patrón tal que
sus puntos finales 61 describan una periferia exterior de un
elipsoide o una elipse en un plano paralelo al eje longitudinal del
vástago 10 - correspondiente al ilustrado con la referencia E en la
figura 5. En esta realización, y según se muestra adicionalmente en
la figura 9, los 32 electrodos 60 están organizados en cuatro capas
sustancialmente paralelas (en un plano perpendicular al eje
longitudinal del vástago 10) numeradas a-d (siendo
a la más alta (con respecto a la punta distal 13) o capa mas distal
(con respecto al usuario o cirujano)) consistentes en ocho
electrodos numerados 1-8 en cada capa, con sus
puntas extremas describiendo un patrón elíptico o circular
perpendicular el eje del vástago introductor. En la figura 9, la
capa superior a y la capa inferior d de electrodos 60 han sido
eliminadas por motivos de claridad, por lo que se muestran las capas
b (b1-b8) y c (c1-c8).
Puede aumentarse la eficiencia de la
electroporación adaptando una secuencia de emisión de impulsos
controlados, creando así un campo eléctrico controlado. En una
secuencia de impulsos sugerida, al menos algunos de los impulsos
asignados viajan desde los electrodos de la capa a hasta los
electrodos de la capa c, que están colocados según una relación
equidistante con los electrodos de la capa a, mientras que otros
viajan simultáneamente entre pares equidistantes de la capa b y la
capa d. En una secuencia de disparo particular, los impulsos viajan
desde los electrodos positivos a1 y a2 hasta los electrodos
negativos c6 y c5, y unos impulsos simultáneos viajan desde los
electrodos positivos b1 y b2 hasta los electrodos negativos d6 y d5,
según se ilustra en la figura 10, en la cual sólo se muestran los
extremos distales 61 de los electrodos mencionados, habiéndose
eliminado los otros 24 para mayor claridad. Los impulsos tomarán el
camino más corto posible (suponiendo una resistencia eléctrica
uniforme en el tejido diana) por lo que el campo eléctrico puede ser
conformado y controlado por el posicionamiento de los electrodos,
de tal modo que los disparos entre electrodos de diferentes capas
puedan hacerse entre pares de extremos 61 (puntas de electrodos) de
electrodos negativos y positivos equidistantes. De este modo se
genera un campo eléctrico F tridimensional y alargado como se
muestra en la figura 11. La posición del campo puede ser alterada
para cubrir el máximo volumen de tejido posible cambiando
secuencialmente la asignación de impulsos a otros electrodos
negativos y positivos equidistantes según un patrón adecuado.
Tras el suministro de los impulsos, el operador
puede retraer los electrodos alargados 60, hasta su primera
posición retraída, desplazando la corredera 102 de despliegue desde
la segunda posición avanzada hasta la primera posición retraída,
con lo cual los electrodos son retraídos hasta su posición por
defecto dentro de la punta distal 13, y el dispositivo 1 puede ser
extraído del cuerpo del paciente. Alternativamente, el operador
puede recolocar el dispositivo después de haber retraído los
electrodos alargados 60, permitiendo potencialmente múltiples
aplicaciones de impulsos que cubran un área mayor con una única
inserción del dispositivo.
En cualquiera de las anteriores realizaciones
puede usarse un canal independiente (no representado) o una porción
del canal de suministro 20 para suministrar una solución salina para
mejorar el proceso de electroporación al aumentar la conductividad
del tejido. También puede introducirse la solución salina por el
propio canal de suministro 20. En cualquiera de los casos pude
proveerse, preferiblemente en la sección de mango 100, un medio
adecuado para conectar el canal 20 a una fuente de solución
salina.
Según se describió anteriormente, la forma en
sección transversal de los electrodos es preferiblemente
esencialmente circular. No obstante, en otras realizaciones pueden
aplicarse otras formas de sección transversal. En todo caso, el
diámetro y la forma en sección transversal de los canales
distribuidores 70 están preferiblemente dimensionados para el
diámetro y la forma en sección transversal de los electrodos
deseados, con el fin de proporcionar el mejor soporte posible para
los electrodos, sin limitar su capacidad para desplazarse desde su
posición retraída hasta su posición extendida (y viceversa).
En cualquiera de las realizaciones anteriormente
descritas, el diámetro de los electrodos es preferiblemente igual o
inferior a 0,4 mm, tal como 0,3 mm, 0,25 mm incluyendo el
recubrimiento eléctricamente aislante. El diámetro de los
electrodos 60 está típicamente correlacionado con la rigidez de los
electrodos, de manera que a mayor grosor del electrodo, mayor
rigidez del electrodo. En algunas aplicaciones puede ser necesario
un electrodo rígido, por ejemplo, si el tejido es duro. En tejido
blando puede aplicarse un electrodo menos rígido.
Dependiendo también de la aplicación, la punta
de los electrodos puede ser configurada de tal modo que pueda
cortar el tejido, o puede ser lisa con el fin de separar el tejido
mas suavemente.
Adicionalmente, los electrodos pueden estar
solicitados (por ejemplo, pretensados) de tal modo que su
configuración geométrica en estado extendido varíe según la
extensión hasta la cual se hayan extendido desde la punta distal 13
del vástago 10. Esto puede aplicarse proporcionando a los electrodos
diferentes características de tensión a lo largo de la dirección
longitudinal de los electrodos. De este modo puede obtenerse un
dispositivo de electroporación muy flexible.
En la anterior descripción y en los dibujos, el
canal 20 de suministro se ha representado situado centralmente
dentro del vástago 10. No obstante, el canal 20 de suministro puede
estar situado dentro del vástago asimétricamente con respecto a su
posición en sección transversal. En otras realizaciones (no
representadas) el único canal 20 de suministro puede ser sustituido
por una pluralidad de canales de suministro más pequeños, teniendo
cada uno una salida en la punta 13. De este modo puede obtenerse
una distribución más uniforme de una solución de moléculas
terapéuticas inyectada.
Según se describió anteriormente, a través del
canal 20 de suministro puede insertarse una herramienta quirúrgica
o similar. La invención concierne también a una combinación de un
dispositivo de electroporación que tiene un canal de suministro de
acuerdo a cualquiera de las realizaciones anteriormente descritas y
un dispositivo de inyección de soluciones de moléculas
terapéuticas. El dispositivo de inyección de soluciones de moléculas
terapéuticas comprende una parte hueca alargada adaptada para el
canal 20 de suministro, y una punta exterior orientable. La parte
hueca alargada tiene su longitud adaptada, de manera que la punta
orientable de salida pueda extenderse más allá de la punta 13 del
dispositivo de electroporación. La punta orientable de salida puede
utilizarse para administrar una dosis de solución de moléculas
terapéuticas en una localización precisa del tejido diana.
Alternativa o adicionalmente a la combinación
con el dispositivo de inyección de soluciones de moléculas
terapéuticas, el dispositivo de electroporación puede tener una
punta 13 orientable. Esto puede conseguirse con unas varillas o
cordones de control extendidos a través del vástago 10 hasta la
punta 13, siendo la punta, por ejemplo, pivotable sobre un eje ya
sea paralelo al eje alargado del vástago o perpendicular (o con otro
ángulo) al eje del vástago. El grado hasta el cual puede orientarse
la punta 13 depende, naturalmente, de la rigidez de los electrodos,
y de la alineación flexible entre los canales 50 del vástago y los
canales 70 de la punta 13. Proporcionando una punta 13 orientable
puede mejorarse la flexibilidad y el alcance del dispositivo de
electroporación, puesto que para un mayor volumen de tejido diana es
necesario un único orificio o canal de entrada formado por el
vástago 10 a través del tejido circundante (sano). Así pues el
alcance de los electrodos puede ser aumentado mediante un giro de
la punta 13 o una combinación de giro del vástago e inclinación de
la punta 13 (cuando los electrodos están en posición retraída en el
vástago). De este modo puede reposicionarse el campo eléctrico
aplicado, según una secuencia, hasta que pueda cubrirse la totalidad
del tejido diana. Adicionalmente puede alterarse la dirección de la
salida del canal de suministro con el fin de proporcionar un
suministro más preciso de una solución de moléculas terapéuticas. La
punta 13 orientable puede ser combinada con el dispositivo de
inyección de soluciones de moléculas terapéuticas anteriormente
descrito con el fin de mejorar adicionalmente el alcance y
flexibilidad del suministro del medicamento. No obstante, la punta
13 orientable puede aplicarse también en realizaciones sin canal de
suministro, es decir, realizaciones adecuadas para la introducción
sistemática de medicamentos o para la electroporación
irreversible.
Los electrodos pueden también prepararse,
cubrirse o impregnarse con un medicamento o compuesto de moléculas
de DNA que pueda disolverse en un campo eléctrico. De este modo, un
medicamento, etc., puede ser liberado por los electrodos cuando se
aplique un campo eléctrico sobre el tejido diana a través de los
electrodos. De este modo puede ahorrarse el canal de suministro. No
obstante, los electrodos impregnados de medicamento pueden usarse
también con realizaciones que tengan un canal de suministro 20 con
el fin de liberar múltiples medicamentos o con el fin de ahorrar el
canal de suministro para, por ejemplo, una solución salina que
mejore el campo según se describió anterior-
mente.
mente.
\newpage
El dispositivo de electroporación de acuerdo a
la invención y según se ha descrito anteriormente puede aplicarse
en diversas realizaciones para un procedimiento de electroporación
que comprende las etapas de:
- -
- Proporcionar un dispositivo de electroporación que comprende:
- -
- un vástago introductor 10 alargado que tiene una punta distal 13 de forma sustancialmente lisa, redondeada y no cortante, con una transición sustancialmente lisa y no cortante al vástago introductor 10; y
- -
- un grupo de electrodos 60 que tienen unos respectivos extremos distales 61, estando cada electrodo 60 dispuesto dentro de dicho vástago introductor 10 de manera que pueda deslizarse desde una posición retraída, en la que dichos extremos distales 61 están encerrados dentro de dicho vástago introductor 10, hasta una posición avanzada, en la que dichos extremos distales 61 se extienden desde dicha punta distal 13.
- -
- Insertar dicho vástago introductor 10 a través de los tejidos de un cuerpo y llevar dicha punta distal 13 hasta las cercanías de una región diana que vaya a ser tratada, mientras dichos electrodos 60 se encuentran en dicha posición retraída;
- -
- Extender dichos electrodos 60 hasta una posición extendida de tal modo que las puntas 61 de los electrodos queden situadas distalmente con respecto a dicha punta distal 13, y de tal modo que dichos extremos distales 61 de los electrodos se desvíen alejándose de un eje longitudinal L de dicho vástago 10 de tal manera que al menos una proyección planar, tomada en un plano perpendicular a dicho eje longitudinal L, de la distancia entre un par de extremos distales 61 de dichos electrodos 60 sea mayor que la máxima extensión de la sección transversal de dicho vástago introductor 10, tomándose dicha sección transversal en un plano perpendicular a dicho eje longitudinal L, en un extremo distal 11 de dicho vástago introductor 10, estando proporcionada la desviación de dichos extremos distales 61 de dichos electrodos 60, cuando están en su posición extendida, por una curva de los canales distribuidores 70 formada en dicha punta distal 13; y
- -
- Aplicar a través de dichos electrodos 60 uno o más impulsos eléctricos al tejido de la región diana para crear una permeabilización transitoria de las membranas celulares del tejido en dicha región diana.
En una variación de este procedimiento, dichos
electrodos 60 pueden ser extendidos de tal modo que sus extremos
distales 61 formen una distribución espacial que rodee, al menos
parcialmente, un volumen de tejido diana.
En una variación de este procedimiento, dichos
electrodos 60 pueden ser extendidos individualmente o por grupos
hasta sus posiciones extendidas para formar una configuración
espacial de los extremos distales 61 que rodee, al menos
parcialmente, un tejido diana.
En una variación de este procedimiento, dichos
electrodos 60 pueden ser extendidos de tal modo que sus extremos
distales 61 formen un patrón de distribución sustancialmente
esférico.
En una variación de este procedimiento, un
subgrupo de dichos electrodos 60 puede ser extensible, de tal modo
que sus extremos distales 61 formen un patrón elipsoide E en un
plano paralelo a un eje longitudinal L del vástago 10 cuando está
extendido.
En una variación de este procedimiento, el
procedimiento comprende una etapa de administrar una dosis de
moléculas terapéuticas a dicho cuerpo antes, durante o después de
aplicar a través de dichos electrodos 60 uno o más impul-
sos eléctricos para crear una permeabilización transitoria de las membranas celulares del tejido en dicha región diana.
sos eléctricos para crear una permeabilización transitoria de las membranas celulares del tejido en dicha región diana.
En una variación de este procedimiento, dicha
dosis de moléculas terapéuticas puede ser administrada
sistemáticamente.
En una variación alternativa de este
procedimiento, dicha dosis puede ser administrada localmente en las
cercanías de la región diana.
En una variación de esta última variación, dicha
dosis puede ser administrada antes, durante o después de extender
dichos electrodos 60, a través de un canal 20 de suministro que se
extiende a través de la longitud de dicho vástago 10 y termina a
través de dicha punta 13.
El dispositivo de electroporación de acuerdo con
la invención y según se ha descrito anteriormente puede ser
aplicado adicionalmente en diversas realizaciones a un procedimiento
A para generar un campo eléctrico en una región diana de un
paciente, que comprende las etapas de:
- -
- Insertar en las cercanías de la región diana un grupo de electrodos 60, que tienen unos respectivos extremos distales 61, encerrados en un único vástago introductor 10 alargado que tiene una punta distal 13 de forma sustancialmente lisa, redondeada y no cortante, con una transición sustancialmente lisa y no cortante al vástago introductor 10;
- -
- Extender al menos un par de dichos electrodos 60 hasta una posición extendida, de tal modo que las puntas 61 de los electrodos queden situadas distalmente con respecto a dicha punta distal 13, y de tal modo que dichos extremos distales 61 de los electrodos se desvíen alejándose de un eje longitudinal L de dicho vástago 10 de tal manera que al menos una proyección planar, tomada en un plano perpendicular a dicho eje longitudinal L, de la distancia entre un par de extremos distales 61 de dichos electrodos 60 sea mayor que la máxima extensión de la sección transversal de dicho vástago introductor 10, tomándose dicha sección transversal en un plano perpendicular a dicho eje longitudinal L, en un extremo distal 11 de dicho vástago introductor 10, estando proporcionada la desviación de dichos extremos distales 61 de dichos electrodos 60, cuando están en su posición extendida, por una curva de los canales distribuidores 70 formada en dicha punta distal; y
- -
- Aplicar a través de dichos electrodos 60 uno o más impulsos eléctricos al tejido de la región diana para crear una permeabilización transitoria de las membranas celulares del tejido en dicha región diana.
El dispositivo de electroporación de acuerdo con
la invención y según se ha descrito anteriormente puede ser
aplicado adicionalmente en diversas realizaciones a un procedimiento
B para generar un campo eléctrico en una región diana de un
paciente, que comprende las etapas de:
- -
- Insertar en las cercanías de una región diana un grupo de electrodos 60, que tienen unos respectivos extremos distales 61 eléctricamente conductivos, y situar dichos extremos distales 61 de los electrodos en una formación espacial que rodee o encierre al menos parcialmente dicho tejido diana;
- -
- Aplicar a través de dichos electrodos 60 uno o más impulsos eléctricos al tejido de la región diana para crear una permeabilización transitoria de las membranas celulares del tejido en dicha región diana.
En una variación de este ultimo procedimiento,
el grupo de electrodos es insertado mediante un único vástago
introductor 10 alargado que tiene una punta distal 13 de forma
sustancialmente lisa, redondeada y no cortante, con una transición
sustancialmente lisa y no cortante al vástago introductor 10, y en
el cual el grupo de electrodos 60 es extendido hasta una posición
extendida, de tal modo que las puntas 61 de los electrodos queden
situadas distalmente de dicha punta distal 13, y de tal modo que
dichos extremos distales 61 de los electrodos se desvíen alejándose
de un eje longitudinal L de dicho vástago 10 de tal manera que al
menos una proyección planar, tomada en un plano perpendicular a
dicho eje longitudinal L, de la distancia entre un par de extremos
distales 61 de dichos electrodos 60 sea mayor que la máxima
extensión de la sección transversal de dicho vástago introductor
10, tomándose dicha sección transversal en un plano perpendicular a
dicho eje longitudinal L, en un extremo distal 11 de dicho vástago
introductor 10, estando proporcionada la desviación de dichos
extremos distales 61 de dichos electrodos 60, cuando están en su
posición extendida, por una curva de los canales distribuidores 70
formada en dicha punta distal.
En una variación de este procedimiento los
electrodos de punta pueden ser colocados de tal modo que, cuando se
aplica una secuencia de impulsos eléctricos a través de dichos
electrodos, se genera en el tejido un campo eléctrico elipsoide o
espacialmente elipsoide.
En una variación de este procedimiento dicho
campo elipsoide o espacialmente elipsoide puede ser generado
colocando dichos electrodos de punta con una configuración elipsoide
o espacialmente elipsoide que rodee o encierre al menos
parcialmente dicho tejido diana.
En una variación de este procedimiento dichos
extremos distales 61 de los electrodos de punta pueden ser colocados
en capas sustancialmente circulares y paralelas, en las cuales la
posición de los electrodos de punta en una sección perpendicular a
dichas capas circulares define una configuración elipsoide.
En una variación de esta ultima variación, el
campo eléctrico puede ser generado en el tejido aplicando una
secuencia de impulsos eléctricos entre al menos dieciséis electrodos
de punta 61 en al menos cuatro capas consecutivas a, b, c, d,
esencialmente paralelas, que comprenden al menos cuatro electrodos
de punta en cada capa a, b, c, d, y de tal modo que dicha secuencia
comprenda las etapas de generar al menos algunos impulsos que
viajen desde una primera capa positiva a de electrodos de punta
hasta una primera capa negativa c de electrodos de punta situada
con una relación equidistante respecto a los electrodos de la
primera capa a, mientras que otros impulsos viajan simultáneamente
desde una segunda capa positiva b hasta una segunda capa negativa d
de electrodos de punta, respectivamente.
Claims (23)
1. Un dispositivo de electroporación (1) que
comprende
- -
- una sección de mango (100);
- -
- un vástago introductor (10) alargado conectado a dicha sección de mango (100), teniendo dicho vástago introductor (10) una punta distal (13); y
- -
- un grupo de electrodos (60) que tienen unos respectivos extremos distales (61), estando cada electrodo (60) dispuesto dentro de dicho vástago introductor (10) y dicha punta (13) de manera que puede deslizarse desde una posición retraída, en la que dichos extremos distales (61) están encerrados dentro de dicho vástago introductor (10), hasta una posición expuesta, en la que dichos extremos distales (61) se extienden desde dicha punta distal (13);
en el cual dichos extremos distales (61) de los
electrodos pueden desviarse alejándose de un eje longitudinal (L)
de dicho vástago (10) cuando son desplegados o extendidos hasta su
posición extendida, de tal manera que al menos una proyección
planar, tomada en un plano perpendicular a dicho eje longitudinal
(L), de una distancia (D1) entre un par de extremos distales (61)
de dichos electrodos (60) sea mayor que una máxima extensión (D2)
de una sección transversal de dicho vástago introductor (10),
tomándose dicha sección transversal en un plano perpendicular a
dicho eje longitudinal (L), en un extremo distal (11) de dicho
vástago introductor (10),
en el cual la desviación de dichos extremos
distales (61) de dichos electrodos (60), cuando están en su posición
extendida, está proporcionada por una curva de los canales
distribuidores (70) formada en dicha punta distal (13);
en el cual la punta distal (13) tiene una forma
sustancialmente lisa, redondeada y no cortante, con una transición
sustancialmente lisa y no cortante hasta el vástago introductor
(10), y
en el cual los extremos distales (61) de los
electrodos son extensibles hasta una posición situada distalmente
con respecto a dicha punta distal (13), y por un camino
estrictamente lineal.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Un dispositivo de electroporación (1) de
acuerdo a la reivindicación 1 que comprende diez o más electrodos
(60).
3. Un dispositivo de electroporación (1) de
acuerdo a las reivindicaciones 1 ó 2, en el cual puede dispararse
un impulso eléctrico desde un electrodo (60) a otro electrodo (60)
del dispositivo (1).
4. Un dispositivo de electroporación (1) de
acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en
el cual dicho vástago introductor (10) comprende adicionalmente un
canal (20) de suministro a través del cual puede administrarse una
dosis de moléculas terapéuticas, extendiéndose dicho canal (20) de
suministro a través de la longitud de dicho vástago (10) y
terminando a través de dicha punta distal (13).
5. Un dispositivo de electroporación (1) de
acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en
el cual la punta distal (13) es separable de dicho vástago
introductor (10).
6. Un dispositivo de electroporación (1) de
acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en
el cual cada uno de dichos electrodos (60) puede ser avanzado
individualmente o en grupos hasta su posición extendida.
7. Un dispositivo de electroporación (1) de
acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en
el cual dichos electrodos (60) pueden extenderse de tal modo que
sus extremos distales (61) formen una distribución espacial
alrededor de un volumen de tejido diana.
8. Un dispositivo de electroporación (1) de
acuerdo a la reivindicación 7, en el cual dichos electrodos (60)
pueden extenderse de tal modo que sus extremos distales (61) formen
un patrón de distribución sustancialmente esférico.
9. Un dispositivo de electroporación (1) de
acuerdo a la reivindicación 7, en el cual un subgrupo de dichos
electrodos (60) puede extenderse de tal modo que sus extremos
distales (61) formen un patrón (E) elipsoide en un plano paralelo a
dicho eje longitudinal (L) cuando están extendidos.
10. Un dispositivo de electroporación (1) de
acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en
el cual dichos electrodos (60) están dispuestos de modo deslizante
en unos canales guía (50) eléctricamente aislados.
11. Un dispositivo de electroporación (1) de
acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en
el cual dichos electrodos (60) están provistos de un recubrimiento
de aislante eléctrico, estando sin aislar la parte más distal de
los extremos distales (61) de los electrodos (60) para formar
electrodos de punta.
12. Un dispositivo de electroporación (1) de
acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 4-11,
que tiene un canal central (20) de suministro que puede conectarse
a un sistema externo (115) de suministro de moléculas terapéuticas
que comprende un depósito de moléculas terapéuticas y un medio de
bombeo para administrar dichas moléculas terapéuticas a través de
dicho canal (20) de suministro.
13. Un dispositivo de electroporación (1) de
acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 4-11,
en el cual la parte de mango (100) comprende un sistema de
suministro de moléculas terapéuticas que comprende un depósito de
moléculas terapéuticas y un medio de actuación para administrar
dichas moléculas terapéuticas a través de dicho canal (20) de
suministro.
14. Un dispositivo de electroporación (1) de
acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 12-13,
en el cual dicho dispositivo (1) está adicionalmente adaptado para
introducir una herramienta quirúrgica o una sonda ultrasónica a
través de dicho canal (20) de suministro.
15. Un dispositivo de electroporación (1) de
acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el
cual dicho vástago introductor (10) tiene una sección transversal
circular con un diámetro exterior (D2) igual o inferior a 15 mm,
preferiblemente igual o inferior a 10 mm, preferiblemente igual o
inferior a 5 mm.
16. Un dispositivo de electroporación (1) de
acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el
cual el vástago introductor (10) comprende un tubo exterior (15) y
una guía interior (16) de los conjuntos de electrodos alojada en
dicho tubo exterior (15), y en el cual dichos electrodos (60) están
dispuesto de modo deslizante en unos canales guía (50) de los
electrodos formados en dicha guía interior (16) de conjuntos de
electrodos.
17. Un dispositivo de electroporación (1) de
acuerdo a la reivindicación 16, en el cual dichos canales guía (50)
de los electrodos están formados en un grupo de fundas guía (30)
cilíndricas que están alojadas en unos canales longitudinales (17)
semiabiertos, radialmente distribuidos a lo largo de la periferia de
dicha guía interior (16) de los conjuntos de electrodos.
18. Un dispositivo de electroporación (1) de
acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes que
comprende 32 electrodos (60).
19. Un dispositivo de electroporación (1) de
acuerdo a la reivindicación 18, en el cual dichos electrodos (60)
están dispuesto de manera deslizante dentro de unos canales guía
(50) distribuidos en grupos de cuatro en cada una de las ocho
fundas guía (30) cilíndricas.
20. Un dispositivo de electroporación (1) de
acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el
cual un generador de estímulos eléctricos está integrado en la
sección de mango (100) del dispositivo (1).
21. Un dispositivo de electroporación (1) de
acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1-19,
que tiene unos medios para unir los electrodos (60) del dispositivo
(1) a un generador externo de estímulos eléctricos.
22. Un dispositivo de electroporación (1) de
acuerdo a las reivindicaciones 20 ó 21, en el cual cada electrodo
(60) es individualmente asignable, de manera que la emisión de
estímulos eléctricos puede efectuarse desde electrodos (60)
individuales.
23. Un sistema de electroporación, comprendiendo
dicho sistema un dispositivo de electroporación (1) de acuerdo a
cualquiera de las reivindicaciones 1-22, y un
generador de estímulos eléctricos, en el cual dicho sistema está
adaptado para proporcionar un campo eléctrico en un tejido diana
mediante la aplicación de una serie de impulsos eléctricos entre
los electrodos (60) de dicho dispositivo, por lo que se proporciona
una permeabilización transitoria de la membranas celulares en un
tejido diana.
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