УСТРОЙСТВА И СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ИНЪЕКЦИОННЫХ СКЛЕРОПЕН ДЛЯ СОСУДОВ С ПОМОЩЬЮ МАТРИЦЫ-НОСИТЕЛЯ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
DEVICES AND METHODS FOR PRODUCING INJECTABLE VASCULAR SCLEROFOAMS USING CARRIER MATRIX AND USES THEREOF

Область техники
Настоящее изобретение относится к области медицины и терапии, в частности, терапии вен, более конкретно, к области склеротерапии. Кроме того, настоящее изобретение относится к склерозирующим лекарственным средствам, в частности, склерозирующим лекарственным пенам, и способам получения склерозирующих лекарственных пен и их применению.
Уровень техники
Кровеносные сосуды у людей и животных классифицируют как артериальные и венозные сосуды в зависимости от того, течет ли в сосуде кровь от сердца (артериальные сосуды) или по направлению к сердцу (венозные сосуды). Вены собирают кровь из органов, мышцы, соединительной ткани и кожи. Венозная кровь имеет низкое содержание кислорода и питательных веществ, но обогащена диоксидом углерода и конечными продуктами метаболизма.
Вследствие приобретенной функциональной слабости из-за недостатка активности или врожденных патологий большое количество людей имеют венозный застой крови в ногах. Застой означает наличие крови в количестве выше физиологического уровня. Если не происходит никаких изменений в привычках, застой превращается в недостаточность в течение нескольких лет. Недостаточность означает, что венозные клапаны становятся неработоспособными, что приводит к появлению реверсного кровотока. В таком порочном круге недостаточность дополнительно увеличивает застой венозной крови, и указанное заболевание усугубляется с течением времени. Варикозное расширение вен развивается в результате недостаточности, варикозные вены представляют собой поверхностные вены, которые подвергались напряжению из-за перегрузки крови на протяжении многих лет и поэтому имеют большие диаметры и извилистые траектории. Неработоспособные ножные вены обнаруживаются у 21-25% людей в возрасте 35 лет или выше, а паукообразные вены даже у 50% (Uldis Maurins, Barbara Н. Hoffmann, Christian Lösch, Karl-Heinz Jöckel, Eberhard Rabe, Felicitas Pannier: Distribution and prevalence of reflux in the superficial and deep venous system in the general population - results from the Bonn Vein Study, Germany. Journal of Vascular Surgery, Vol 48, Issue 3, Sept. 2008, 680-687).
Помимо косметических проблем непригодные и варикозные вены приводят к серьезным осложнениям вследствие застоя и плохой циркуляции через поврежденную конечность. Такие осложнения включают боль, тяжесть, неспособность ходить или стоять в течение многих часов, воспаление кожи, повреждение кожи, провоцирующее потерю кожи или появление кожных язв, особенно вблизи лодыжки, которые обычно называют венозными язвами, сильное кровотечение из-за легкой травмы, свертывание крови внутри поврежденных вен (тромбофлебит, тромбоз, эмболические осложнения). Некоторые сосудистые патологии, подобно синдрому Клиппеля-Треноне-Вебера, также сопровождаются варикозным расширением вен.
В случае расширенных вен хирургическое удаление целевой структуры, например, варикозных вен, в течение многих десятилетий представляло собой широко применяемую терапию. Однако, как и все хирургическое вмешательство, такое лечение может сопровождаться некоторыми частично серьезными неблагоприятными эффектами, т.е. повреждением соседних артерий, нервов или лимфатических сосудов, образованием ран и рубцов, раневыми инфекциями или непереносимостью пациентом наркотических лекарств. Кроме того, повреждение ткани, сопровождающее каждую хирургическую операцию, в частности, в местах соединения, таких как паховая или подколенная область, по-видимому, вызывает рост новых, но уже пораженных вен.
В качестве альтернативы хирургическому удалению были разработаны другие внутривенные способы закрытия вен, позволяющие проводить малоинвазивное лечение с очень низким коэффициентом возникновения осложнений.
Термин «внутривенное» означает, что терапию осуществляют путем прохождения катетера через венозную систему и внутри пораженной вены. Катетеры представляют собой трубки с небольшим просветом, вставляемые через отдельное место прокола. Целью таких способов является необратимое закрытие подвергаемой лечению вены или участка вены. Такой эффект может быть получен путем теплового воздействия (например, с помощью лазера, радиочастоты, пара) или путем инъекции химических веществ (жидкостей, пен, адгезивов). Вследствие применения катетеров и зондов тепловое воздействие и склеивание ограничено сравнительно линейными сосудами, тогда как химические вещества могут также достигать изогнутых и извилистых участков или разветвленных или ретикулярных вен.
Эффект всех перечисленных эндоваскулярных способов, применяемых к периферическим венам, состоит в необратимом денатурировании функциональных белков в наиболее глубоком слое ткани, так называемом слое эндотелиальных клеток. Указанный процесс денатурирования вызывает агрегацию клеток крови, в частности, тромбоцитов, на стенке вены. Такая агрегация представляет своего рода искусственный тромбоз, который закупоривает вену. В отличие от случайного тромбоза, который, как можно надеяться, способен рассосаться, при терапевтическом подходе цель состоит в том, чтобы полностью денатурировать весь эндотелий на участке, подлежащем лечению. Предполагается, что необратимо закрыть можно только части сосудистой стенки, которые можно достать в нужной степени с помощью термического или склеротического эффекта, тогда как неповрежденный эндотелий будет восстанавливаться и приведет к рецидивирующему патологическому кровотоку.
Все внутривенные процедуры связаны с местным спазмом вены, возникающим из-за эффектов, обусловленных прохождением через слой эндотелия и достижением мышечного слоя. Спазм означает сужение мышечных клеток, ведущее к мгновенному уменьшению диаметра вены. Спазм вены, вызванный внутривенными методами, обычно не продолжается дольше, чем несколько минут воздействия указанного инициирующего фактора. Однако было бы желательно сохранить спазм или сохранить размер вены, уменьшенный за счет спазма, до тех пор, пока происходит свертывание крови внутри подвергаемой лечению вены, установление и фиксирование размера вены. Окклюзия и уменьшение диаметра сосуда являются двумя наиболее важными целями такого рода терапии. Фактическое первоначальное сужение можно обеспечить только с помощью воздействия, распространяющегося глубоко в мышечный слой при постоянном укорачивании волокон. С другой стороны, при увеличении воздействия на мышечный слой возрастает опасность перфорации вены и поэтому во время лечения и после него возникает боль, так как расстояние до сильно иннервированного наружного слоя стенки, называемого адвентициальной оболочкой, составляет только несколько микрометров. Все существующие до настоящего времени склерозанты или термические окклюзионные методы не решают указанные проблемы и поэтому имеют ограниченную ценность. Применение адгезивов может быть будущим решением, но такие технологии являются все еще неудовлетворительными, а эффективные биологически совместимые и полностью биоразлагаемые адгезивы для внутрисосудистого применения пока не разработаны.
Простая склеротерапия известна на протяжении более 60 лет. Применяемыми в настоящее время обычными жидкими склерозирующими препаратами являются, например, спирты с моющими свойствами, такие как полидоканол, или тетрадецилсульфат натрия. В старейшем способе лечения жидкий склерозирующий препарат инъецируют непосредственно в сосуды через металлические канюли. Вследствие его высокой текучести жидкий склерозирующий препарат перемещается вместе с потоком крови и быстро смешивается с кровью, быстро обеспечивая неэффективное разбавление. Связи белка крови дополнительно ограничивают эффект жидких склерозирующих агентов.
Для преодоления некоторых недостатков жидких склерозирующих препаратов, было решено получить склерозирующую пену путем смешивания жидкого склерозирующего препарата с газом. Полученную в результате склерозирующую лекарственную пену инъецируют в целевую структуру, например, варикозную вену. Для вспенивания склерозирующий препарат (например, тетрадецилсульфат натрия или полидоканол) смешивают со стерильным воздухом или физиологическим газом (диоксидом углерода, кислородом) в шприце или с помощью механических насосов.
2
2
В литературе применяют термины «пенная склеротерапия», «склеропена», «микропена» и «склерозирующая лекарственная пена». Склеропену можно получить путем смешивания жидкого склерозанта с медицинским газом, таким как О или СО, или комнатным воздухом, используя метод Тессари путем от 10 до 20-кратного инъецирования «туда-обратно» из одного шприца в другой через запорный кран или наконечник шприца, путем встряхивания шприца, с помощью одновременной аспирации жидкости и газа или механическим способом с применением насосов, устройств положительного или отрицательного давления, перфорированных отверстий или клапанов или с помощью вертушек или вращающихся щеток (GEROULAKOS G.: Foam sclerotherapy for the management of varicose veins: a critical reappraisal, Phlebolymphology Vol 13, No.4 (2006) p 181-220).
При инъецировании надлежащим образом пена полностью заменит кровь на протяжении некоторого времени, варьирующего от нескольких секунд до нескольких минут. На этот раз контакт со стенкой вены является более интенсивным, чем в случае жидкого болюса, просто проходящего через вену. Химическая реакция склерозанта на эндотелии (наиболее глубоком слое стенки) будет распространяться до среднего слоя и вызывать мышечные спазмы, которые могут быть более интенсивными, чем в случае жидких склерозантов с такой же химической концентрацией.
Вспенивание позволяет увеличить площадь поверхности лекарственного препарата. Благодаря ее более высокой жесткости и вязкости склерозирующая лекарственная пена является более эффективной в отношении склерозирования, чем жидкий склерозирующий препарат (Thickening of the vessel wall and sealing off the blood flow; Yamaki T, Nozaki M, Iwasaka S,: Comparative study of duplex-guided foam sclerotherapy and duplex-guided liquid sclerotherapy for the treatment of superficial venous insufficiency, 2004, Dermatol Surg 30 (5): 718-22; Evaluation of the Efficacy of Polidocanol in the Form of Foam Compared With Liquid Form in Sclerotherapy of the Greater Saphenous Vein: Initial Results; Claudine Hamel-Desnos, Philippe Desnos, Jan-Christoph Wollmann, Pierre Ouvry, Serge Mako, François-Andre Allaer, Dermatol Surg 29 (12): 1170-1175 (2003); WO 95/00120 J. Cabrera et al. 1995).
Помимо вязкости важным свойством склеропены является ее видимость на ультразвуковых сканограммах благодаря содержанию газа, который отражает акустическую энергию (фиг. 1). Соответственно, инъекции пены можно контролировать с помощью ультразвука и дозировку можно регулировать в соответствии с индивидуальными требованиями, что не возможно осуществить при применении жидких склерозантов, так как их сигнал не отличается от сигнала жидкой крови.
Однако газ может накапливаться и приводить к появлению акустических теней, скрывающих соответствующие анатомические структуры. Крайне редко можно сказать, весь ли просвет полностью заполнен пеной или имеется только слой пены, плавающей на поверхности крови (фиг. 1).
Хотя были разработаны некоторые ультразвуковые контрастные средства, например, в US 20020031476 A1 описана стабилизированная газовая эмульсия, содержащая фосфолипиды для усиления ультразвукового контраста, или в US 4466442 А описаны растворы жидкостей-носителей для получения газовых микропузырьков в качестве контрастного средства для ультразвуковой диагностики с применением поверхностно-активных веществ, такие средства не применялись для оптимизации склеротерапии.
В клинической практике большинство склерозирующих терапий не являются полноценными в смысле общей денатурации периферического эндотелия. Например, в случае медленной инъекции, а также в случае сложных и извилистых варикозных образований, которые ограничивают скорость инъекции, пена будет плавать на поверхности крови вместо того, чтобы замещать ее. Будет достигнута только частичная денатурация эндотелия. Исследования показали, что даже при переворачивании пациента в осевом направлении на 180 градусов пена не будет в достаточной степени достигать противоположных стенок вены.
Общепринятая склеропена имеет еще некоторые недостатки: если инъекцию проводят слишком быстро, пена будет также распространяться в здоровые вены и может привести к непреднамеренным закрытиям или тромбозу. При сужении вены после инъекции пены за счет вызванного пеной спазма до определенного процента относительно ее первоначального диаметра значительные количества пены будут перемещаться в пораженные или здоровые соседние сосуды с тем же результатом. Обычные пены являются слишком слабыми с механической точки зрения, чтобы сопротивляться и оставаться на нужном месте.
В первоначальном эксперименте было очень кстати, что пена разрушается в пределах короткого времени, исходя из идеи быстрой элиминации. Однако вследствие быстрого разрушения пены все химические вещества поступают в кровоток в пределах нескольких минут, что может привести к побочным эффектам, таким как бронхоспазмы или нарушения зрения. Отсутствие устойчивости, по-видимому, является наиболее важным недостатком обычных склерозирующих пен.
Процесс склеротерапии во всех подробностях заключается в следующем: если склеропену инъецируют в пораженную вену, указанная склеропена замещает кровь, касается стенки вены и вызывает спазм вены. Во время инъекции пены это может ощущаться как увеличение сопротивления, что рассматривается как сигнал прекратить инъекцию. Так как собственные боковые ответвления имеют теперь низкое сопротивление кровотоку по сравнению со спастической целевой веной, дополнительная инъекция направится в указанные ответвления, что обычно не предполагается. Если инъекцию пены своевременно прекратить, невозмущенный коллатеральный поток будет разбавлять небольшие количества избыточной дозы и предотвращать побочные эффекты.
Мускулатура спастических вен будет расслабляться в течение от 5 до 60 минут после инъекции пены, и затем самое позднее остатки обычной пены будут смываться. После прекращения спазма вены кровь возвратится в целевой сосуд. Хотя под действием внешнего сжатия (чулки, бинты) количество крови, возвращающееся в обработанную вену, можно до некоторой степени уменьшить, такой возврат невозможно избежать по существу или даже полностью.
Вена закроется в течение от нескольких часов до нескольких дней после инъекции пены. Однако закрытие вены может происходить не только вследствие денатурации эндотелия, но также если были денатурированы только части эндотелия, поскольку в этом месте может образоваться окклюзивный тромб и уменьшить или остановить кровоток. Затем и другие части участка вены закроются из-за тромбоза, что будет выглядеть как успех. Однако вся тромботическая окклюзия на участках без полной денатурации эндотелия является обратимой, поскольку эндотелий все еще является жизнеспособным. Поэтому любое закрытие, подтвержденное ультразвуковым исследованием в течение нескольких дней или недель после обработки, ни в коей мере не свидетельствует о разрушение эндотелия или успехе лечения с применением пеной. Если происходит закрытие такого рода, оно не будет ни полным, ни устойчивым, или приведет к раннему рецидиву. Фактически, многие случаи «рецидива» в течение первых лет представляют собой неудачное разрушение первичного эндотелия, вызванное неэффективным распределением пены.
В случае неполного разрушения эндотелия тромботические фазы и фазы реканализации будут конкурировать и клинически проявляться в виде болевого флебита. Клинически это часто проявляется более интенсивно, чем общие воспалительные реакции после денатурации эндотелия.
Оптимизированная пена должна быть способна полностью заменить кровь в пораженной вене благодаря гораздо большей вязкости, и таким образом, решить указанную проблему недостаточно эффективного лечения с применением пены.
В момент первоначального закрытия вены в данном сосуде больше нет перфузии и устранен патологический возвратный поток. Это тот же самый гемодинамический эффект, подобный эффекту, достигаемому при хирургическом вмешательстве («устранение рефлюкса»), при этом указанный эффект является основной конечной точкой качества лечения.
В отличие от хирургического вмешательства вена все еще остается на своем месте. С точки зрения оптимальных результатов вена не должна быть теперь ни видимой, ни прощупываемой. Пациент не должен ощущать ее присутствие при движении или в состоянии покоя. Однако в случае более крупных вен эту цель невозможно достичь с помощью современных способов склерозирующей терапии. Причина состоит в том, что указанные методы только запускают сложный процесс сужения и организации, который займет от нескольких недель до многих месяцев в зависимости от размера вены.
Часто вена вновь приобретает тот же диаметр, который она имела до лечения. Общее количество свернувшейся крови, содержащейся в вене во время полной окклюзии, будет определять продолжительность и симптомы процесса организации. Свернувшуюся кровь внутри сосуда будет необходимо удалить посредством метаболизирования, которое приводит к превращению крупной тромботической вены в небольшую жилку соединительной ткани. Фактически, частота появления нежелательных побочных эффектов, таких как болевые воспаления, изменение цвета на коричневатый, продолжительная индурация и все еще видимые варикозные вены, возрастает с диаметром вены и может иметь место в до 80% случаях лечения.
Предполагается, что эффект лечения с применением склеропены зависит от ее физической устойчивости. Устойчивость пенных склерозантов оценивают с помощью так называемого объемного периода полураспада, указывающего на время до разрушения 50% пены. Обычные объемные периоды полураспада микропен из полидоканола, приготовленных в несодержащих силикон пластмассовых шприцах, составляют от 60 до 180 сек. При применении стеклянных шприцов и процедур вспенивания под действием приложенной силы с помощью инъекций «туда-обратно» из одного шприца в другой можно обеспечить объемные периоды полураспада, составляющие 210 сек, при этом после применения такого рода пены наблюдаются гораздо более лучшие результаты.
Таким образом, одной из основных целей в случае применения оптимизированного пенного склерозанта является обеспечение длительного объемного периода полураспада. При достижении этой цели воздействие на эндотелий также будет сильнее. При применении одной и той же концентрации склерозанта эффект денатурации будет возрастать со временем взаимодействия со стенкой сосуда. Дозировка химического агента может быть потенциально понижена.
Поскольку склеропены предшествующего типа быстро распадаются, показатель нежелательных побочных эффектов является высоким: Тромбоз (окклюзия глубоких вен), вызванный перемещенной пеной, появляется при показателе 4%. Нежелательное закрытие здоровых эпифасциальных вен составляет по оценкам до 20%, хотя клинические осложнения еще не известны.
Большинство обычных терапий с применением пены требуют несколько сеансов для достижения намеченного успеха. Иногда планы лечения включают от 5 до 10 посещений. Это отнимает много времени у пациента и врача. Кроме того, увеличивается время ношения бинтов или чулок.
Подводя итоги, при лечении пораженных вен с применением обычных методов склеротерапии многие попытки являются незавершенными, вызывают соответствующие побочные эффекты или часто приводят к рецидиву. В конце указанной процедуры пораженные вены не будут необратимо закрыты. На протяжении от нескольких недель до нескольких месяцев на обрабатываемом участке может оставаться структура, занимающая много места и проявляющаяся клинически. Было бы целесообразно иметь средство для незамедлительного и необратимого закрытия пораженных вен.
Было сделано несколько попыток улучшить пенную склеротерапию. В WO 2006/037735 А1 описано устройство для получения медицинской пены с помощью герметичных контейнеров для стерильного склерозанта и стерильного газа, что способствует гигиеническим аспектам и упрощению указанной процедуры, поскольку газ и склерозант не должны быть аспирированы из более крупных контейнеров. Однако недостаточные физические свойства пены остаются неизменными.
Улучшенные терапевтические склеропены, полученные с применением сжатого газа, были описаны в US 8091801 В2. Однако объемные периоды полураспада указанных пен также едва достигали более нескольких минут.
Было предложено получать терапевтическую микропену с помощью газов, таких как диоксид углерода или ксенон, для уменьшения побочных эффектов, вызванных большими количествами медленно рассасывающихся газов, таких как азот, например, как описано в US 7357336 В2. Однако указанные побочные эффекты редко наблюдаются при применении объемов пены менее 10 куб. см за сеанс. Технические свойства пены существенно не изменяются, в частности, период полураспада остается недостаточно коротким.
Для преодоления всех указанных недостатков склерозирующих препаратов и склерозирующих лекарственных пен известного уровня техники идеальное склерозирующее вещество должно иметь множество свойств: Оно должно иметь существенно повышенную густоту или жесткость для полного и точного заполнения целевой вены. Вязкость должна быть регулируемой для возможности применения различных подходов, например, менее вязкая для инъекции в маленькие и длинные полости или сильно вязкая для коротких или больших полостей. Указанное вещество должно обеспечить инъекцию через катетеры. Оно должно вызывать продолжительные спазмы целевых структур. После инъекции в целевую структуру пена должна оставаться внутри указанной структуры до завершения окклюзии. Пена внутри целевой вены должна медленно растворяться для уменьшения притока химических агентов в кровоток. С этой целью объемный период полураспада пены должен составлять от нескольких часов до нескольких дней. Пена должна быть четко видна на ультразвуковых сканограммах, но, тем не менее, она не должна создавать соответствующие акустические тени и должна всегда обеспечивать видимость всех соответствующих структур тканей и сосудов. Кроме того, указанная пена должна быть безопасной при применении в организме людей, в частности, показатели нежелательных побочных эффектов, таких как тромбоз или эмболия, должны быть значительно ниже, чем в предшествующих технологиях на основе пены и пенных продуктах. Наконец, указанная пена не должна содержать другие химические вещества, помимо склерозанта, и должна быть на 100% биологически совместимой и биологически разлагаемой. Таким образом, задача состоит в том, чтобы обеспечить склерозирующую лекарственную пену с требуемыми свойствами.
Краткое описание изобретения
Настоящее изобретение относится к склерозирующей лекарственной пене, содержащей матрицу. Указанная матрица предпочтительно содержит денатурированную кровь, предпочтительно полученную из образца аутологичной крови, диспергированного с по меньшей мере одной жидкостью и по меньшей мере одним склерозирующим препаратом, и вспененного с помощью газа, применимого для внутривенного применения.
Настоящее изобретение относится в частности к инъекционной склерозирующей лекарственной пене, содержащей:
(i) матрицу;
(ii) по меньшей мере одну жидкость;
(iii) по меньшей мере один склерозирующий препарат;
(iv) медицинский газ или смесь медицинских газов, подходящую для внутривенного введения,
(v) при этом указанная матрица имеет физические свойства, сравнимые со свойствами денатурированной крови, при этом денатурированную кровь можно получить из образца свежей человеческой венозной цельной крови объемом 1 мл, который нагревают в цилиндрическом полиэтиленовом контейнере с внутренним диаметром 3 мм и наружным диаметром 3,4 мм в течение от примерно 0,5 мин до примерно 10 мин при температуре от примерно 70°С и 100°С и/или
2+
3+
(vii) указанный уровень денатурации определяют по изменению окрашенного в красный цвет гемоглобина до коричневого цвета в качестве индикатора, при этом в гемоглобиновом комплексе Fe восстанавливается до Fe в степени, составляющей по меньшей мере 80%, предпочтительно 90% и даже более предпочтительно 95%.
Согласно конкретному варианту реализации настоящее изобретение относится, в частности, к инъекционной склерозирующей лекарственной пене, содержащей:
(i) денатурированную кровь;
(ii) по меньшей мере одну жидкость;
(iii) по меньшей мере один склерозирующий препарат;
(iv) медицинский газ или смесь медицинских газов, подходящую для внутривенного введения,
(v) при этом денатурированная кровь характеризуется определенным уровнем денатурации,
(vi) при этом указанный уровень денатурации определяют по цвету денатурированной крови и указанный цвет денатурированной крови сопоставим или идентичен крови, денатурированной следующим образом:
образец свежей человеческой венозной цельной крови объемом 1 мл нагревают в цилиндрическом полиэтиленовом контейнере с внутренним диаметром 3 мм и наружным диаметром 3,4 мм в течение от примерно 0,5 мин до примерно 10 мин при температуре от примерно 70°С до 100°С и/или
2+
3+
(vii) указанный уровень денатурации определяют по изменению окрашенного в красный цвет гемоглобина до коричневого цвета в качестве индикатора, при этом в гемоглобиновом комплексе Fe восстанавливается до Fe в степени, составляющей по меньшей мере 80%, предпочтительно 90% и даже более предпочтительно 95%.
Поскольку существует множество способов денатурации человеческой крови, требуемый эффект определяют с помощью одного из конкретных вариантов реализации настоящего изобретения, обеспечивающего денатурацию образца цельной крови объемом 1 мл в цилиндрическом полиэтиленовом контейнере с внутренним диаметром 3 мм и наружным диаметром 3,4 мм, нагреваемом за счет контакта по периметру окружности с нагревательным элементом в течение от 0,5 до 10 мин при температурах в диапазоне от 75 до 100°С, используя изменение красного цвета гемоглобина до коричневого цвета при тепловом воздействии в качестве индикатора для определения подходящей степени денатурации. Денатурацию, необходимую для такой конкретной цели, можно обеспечить путем переноса тепла, теплового излучения или излучения энергии или путем смешивания с нагретыми жидкостями или газами.
Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения денатурированная кровь соответствует образцу цельной крови объемом 1 мл в цилиндрическом полиэтиленовом контейнере с внутренним диаметром 3 мм и наружным диаметром 3,4 мм, нагреваемом за счет контакта по периметру окружности с нагревательным элементом в течение 3 мин при 81°С.
Дисперсию получают путем смешивания денатурированной крови с по меньшей мере одной жидкостью и по меньшей мере одним склерозирующим средством, используя механические силы, такие как ускорение и замедление потоков жидкости, для получения маленьких частиц, диспергированных в жидкости.
2
2
Склерозирующую пену получают путем смешивания дисперсии, содержащей по меньшей мере один склерозирующий агент, с медицинским газом, таким как O или СО или их композиции.
Настоящее изобретение также относится к способу получения склерозирующей лекарственной пены на основе матрицы, включающему следующие стадии:
(a) получения устойчивой матрицы
(b) диспергирования матрицы в фармацевтически приемлемой жидкости путем приложения сил для обеспечения размера частиц от 5 до 300 мкм, предпочтительно <120 мкм, даже более предпочтительно <50 мкм, при этом согласно одному из вариантов реализации изобретения фармацевтически приемлемая жидкость представляет собой указанный по меньшей мере один склерозирующий препарат или содержит такой препарат;
(c) смешивания дисперсии с по меньшей мере одним склерозирующим препаратом, если такое смешивание не выполнено на стадии (b)
(d) необязательно фильтрования суспензии или эмульсии для удаления частиц больше от 50 до 120 мкм;
(e) вспенивания полученной дисперсии с газом, подходящим для внутривенного введения.
Настоящее изобретение также относится к способу получения склерозирующей лекарственной пены на основе матрицы человеческой крови, предпочтительно изготовленной из аутологичной крови, включающему следующие стадии:
(a) денатурации образца крови
(b) диспергирования денатурированной крови в фармацевтически приемлемой жидкости путем приложения сил для обеспечения размера частиц от 5 до 300 мкм, предпочтительно <120 мкм, даже более предпочтительно <50 мкм, при этом согласно одному из вариантов реализации изобретения фармацевтически приемлемая жидкость представляет собой указанный по меньшей мере один склерозирующий препарат или содержит такой препарат;
(c) смешивания дисперсии с по меньшей мере одним склерозирующим препаратом, если такое смешивание не выполнено на стадии (b)
(d) необязательно фильтрования суспензии или эмульсии для удаления частиц больше от 50 до 120 мкм;
(e) вспенивания полученной дисперсии с газом, подходящим для внутривенного введения;
Настоящее изобретение также относится к устройству (фиг. 5) для получения склерозирующей лекарственной пены, содержащему:
(a) катетер для забора крови и распределения пены (1),
(b) первый контейнер (4) для сбора крови и денатурации,
(c) внешний элемент для денатурации с помощью тепла, излучения или химических средств (6), физически или термически связанный с первым контейнером,
(d) второй контейнер (10) для по меньшей мере одной жидкости и/или по меньшей мере одного склерозирующего агента,
(e) установку (7а) для приложения механической силы к содержимому первого и/или второго контейнера для перемешивания/диспергирования,
(f) измельчающий элемент (7b),
(g) фильтровальный элемент (13),
(h) третий контейнер для хранения дисперсии (14),
(i) четвертый контейнер, содержащий медицинский газ (18),
(j) установку (16) для приложения механической силы к содержимому третьего и/или четвертого контейнера для вспенивания,
(j) двухходовые переключатели, одноходовые клапаны, односторонние запорные краны или их комбинации (2, 3, 9, 15, 17),
(k) средство дополнительного доступа к указанному устройству, например, для приложения отрицательного или положительного давления или для подачи жидкостей или газов (4а, 8, 11а, 11b, 19)
(l) соединительные элементы, соединяющие все модульные детали.
Согласно настоящему способу из целевой вены через катетер (1) отбирают определенное количество крови и направляют в первый контейнер (4), где кровь подвергают денатурации с помощью установки (6) для денатурации. Денатурированную кровь смешивают с жидкостью и/или склерозирующим агентом из второго контейнера (10) для получения дисперсии путем приложения механических сил (7). Если при применении одной процедуры смешивания остаются частицы с размером более 120 мкм, добавляют измельчающую установку (7b), через которую один или несколько раз пропускают дисперсию. Чтобы гарантировать отсутствие в дисперсии частиц с размером более 120 мкм, указанную дисперсию можно отфильтровать (13) и направить в третий контейнер (14). Затем устанавливают соединение с четвертым контейнером (18), обеспечивающим медицинский газ, и получают пену путем смешивания указанного газа с дисперсией посредством приложения механической силы (16). В заключении пену получают в одном из контейнеров (14, 18) и переносят в пораженную вену через катетер (1).
Настоящее изобретение также относится к набору для получения склерозирующей лекарственной пены, содержащему:
(i) устройство для стерильной денатурации аутологичной крови
(ii) необязательно по меньшей мере одну жидкость
(iii) необязательно по меньшей мере один склерозирующий агент, если он не был включен на стадии (ii)
2
2
(iv) необязательно медицинский газ, такой как СО и/или О или их смесь
(v) необязательно один или несколько катетеров для венозного доступа и размещения пены.
Настоящее изобретение также относится к способу лечения венозной недостаточности с применением склерозирующей лекарственной пены на основе матрицы из денатурированной крови, включающему стадии:
(i) получения доступа к пораженной вене
(ii) получения склерозирующей лекарственной пены на основе денатурированной крови
(iii) размещения склерозирующей лекарственной пены вдоль пораженной вены
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение относится к склерозирующей лекарственной пене, содержащей матрицу. Указанная матрица предпочтительно содержит денатурированную кровь или имеет физические свойства, аналогичные денатурированной крови.
Настоящее изобретение относится в частности, к инъекционной склерозирующей лекарственной пене, содержащей:
(i) матрицу;
(ii) по меньшей мере одну жидкость;
(iii) по меньшей мере один склерозирующий препарат;
(iv) медицинский газ или смесь медицинских газов, подходящую для внутривенного введения,
(v) при этом указанная матрица имеет физические свойства, сравнимые со свойствами денатурированной крови, получаемой из образца свежей человеческой венозной цельной крови объемом 1 мл, который нагревают в цилиндрическом полиэтиленовом контейнере с внутренним диаметром 3 мм и наружным диаметром 3,4 мм в течение от примерно 0,5 мин до примерно 10 мин при температуре от примерно 70°С до 100°С и/или
2+
3+
(vii) указанный уровень денатурации определяют по изменению окрашенного в красный цвет гемоглобина до коричневого цвета в качестве индикатора, при этом в гемоглобиновом комплексе Fe восстанавливается до Fe в степени, составляющей по меньшей мере 80%, предпочтительно 90% и даже более предпочтительно 95%.
Автор настоящего изобретения обнаружил, что стабилизирующей матрице необходимы физические свойства, представляющие собой высокую вязкость. Вязкость матрицы можно измерить с помощью испытания на твердость вдавливанием шарика, при котором пену получают в 10 мл шприце, установленном под углом 60° относительно горизонтального наклонного положения. Небольшой круглый шарик диаметром 13 мм и массой 1,3 г помещают поверх пены и измеряют скорость движения шарика через пену. При применении указанных условий в обычных микропенах скорость шарика составляет от 1,7 до 2,3 см/сек.
Согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения предложенные пены замедляют движение шарика до скорости менее 1 см/сек, предпочтительно менее 0,7 см/сек, более предпочтительно менее 0,5 см/сек, наиболее предпочтительно менее 0,25 см/сек.
Термин «матрица» определяет структуру, которая служит в качестве физического носителя. Это не исключает наличие нескольких химических связей, но основное действие является физическим. Для избежания или уменьшения химических связей склерозирующих агентов, указанные агенты предпочтительно добавляют после соответствующего получения матрицы.
Предпочтительно, чтобы пена, содержащая матрицу, имела более длительный период полураспада in vitro, чем обычные склерозирующие пены, в тоже время оставаясь все еще биологически разлагаемой. Пена, содержащая матрицу, предпочтительно имеет период полураспада по меньшей мере 30 минут или больше, более предпочтительно по меньшей мере один час или больше, даже более предпочтительно по меньшей мере два часа, более предпочтительно по меньшей мере четыре часа, наиболее предпочтительно по меньшей мере шесть часов.
Согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения пена, содержащая матрицу, является устойчивой внутри вены в течение по меньшей мере 4 часов, что означает, что после 4 часов пену все еще можно видеть в ультразвуковой визуализации.
Согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения матрица представляет собой композицию, имеющую физические свойства, сопоставимые со свойствами образца крови объемом 1 мл, хранящимся в цилиндрическом полиэтиленовом контейнере с внутренним диаметром 3 мм и наружным диаметром 3,4 мм, который подвергают денатурации под действием проводимого тепла в течение от 0,2 до 10 минут при температуре в диапазоне от 50 до 100°С, более предпочтительно от 0,4 до 7,5 минут при температуре от 60 до 100°С и наиболее предпочтительно в течение от 0,5 до 7 минут при температуре от 75 до 100°С, при этом указанная температура относится к температуре нагрева на наружном крае контейнера для образцов крови.
Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения матрица имеет физические свойства, сравнимые со свойствами денатурированной крови, соответствующей образцу цельной крови объемом 1 мл в цилиндрическом полиэтиленовом контейнере с внутренним диаметром 3 мм и наружным диаметром 3,4 мм, нагреваемом за счет контакта по периметру окружности с нагревательным элементом в течение 3 мин при 81°С.
Согласно предпочтительным вариантам реализации изобретения матрица представляет собой биологически совместимую композицию. Более предпочтительно, матрица представляет собой биологически совместимую, фармацевтически приемлемую композицию.
Подходящие матричные составы известны специалисту в данной области техники. Согласно предпочтительным вариантам реализации изобретения матрица содержит различные биоразлагаемые полимеры - PCL (поликапролактон), PLA (полимолочную кислоту) и PLGA (сополимер молочной и гликолевой кислот), по отдельности или в комбинации. Согласно альтернативному варианту реализации изобретения можно использовать поперечно-сшитую гиалуроновую кислоту и/или смесь денатурированных человеческих белков, например, денатурированный человеческий сывороточный альбумин или синтетические аналогичные белки.
Автор настоящего изобретения неожиданно обнаружил, что дисперсию денатурированной человеческой крови можно использовать в качестве носителя для пенообразующих жидких склерозирующих химических веществ со всеми требуемыми особенностями и свойствами. Автор настоящего изобретения обнаружил, что склерозирующие лекарственные пены, содержащие денатурированную кровь, полученную из собственной крови пациента, проявляют значительно улучшенные свойства. В частности, склерозирующая лекарственная пена согласно настоящему изобретению имеет период полураспада от 2 часов до 14 дней, что позволяет увеличить время контакта склерозирующего препарата и целевых структур (фиг. 3). Тем самым, эффективность склеротерапии неожиданно возрастает. Пена согласно настоящему изобретению проявляет чрезвычайную более высокую жесткость, чем склерозирующие пены известного уровня техники (фиг. 3). Жесткость и плотность можно регулировать с помощью соотношения крови, жидкости, склерозирующего агента и газа. В отличие от мешающих звуковых теней, создаваемых обычными пенами (фиг. 1), ультразвуковое изображение пены на основе кровяной матрицы варьирует в диапазоне от несущественной акустической тени до полного отсутствия тени (фиг. 2). Нанесение является более точным (фиг. 4), ограничиваясь воздействием на пораженную целевую вену, и не затрагивает здоровые вены. Время спазма намного дольше, поскольку спазм зависит от присутствия склерозирующего агента, который дольше удерживается на месте за счет матрицы на основе крови. Распределение химических веществ в кровоток происходит намного медленнее и следовательно побочные эффекты являются даже более редкими, чем при применении общепринятых склерозирующих пен. Окклюзия целевой вены происходит гораздо быстрее и с меньшим конечным просветом, что обеспечивает короткий и бессимптомный период излечения.
Собственная кровь пациента, по-видимому, является наиболее естественным и безопасным источником частиц для получения склерозирующей пены с улучшенными свойствами. Поскольку денатурация оставляет первичную структуру белков крови неизменной, не следует ожидать нежелательных реакций, обусловленных матрицей.
Хотя образцы крови можно обработать в лаборатории, цель настоящего изобретения состоит в обеспечении закрытой системы, в которой стерильную пену получают в системе, прикрепленной к катетеру, и инъецируют без какого-либо контакта с окружающей средой. Технология даже позволяет осуществить миниатюризацию для установки указанной системы целиком внутрь катетера или систем, работающих в пределах расширенной зоны катетера.
Настоящее изобретение также относится к конкретной инъекционной склерозирующей лекарственной пене, содержащей:
(i) денатурированную кровь;
(ii) по меньшей мере одну жидкость;
(iii) по меньшей мере один склерозирующий препарат;
(iv) медицинский газ или смесь медицинских газов, подходящую для внутривенного введения,
(v) при этом денатурированная кровь характеризуется определенным уровнем денатурации,
(vi) при этом указанный уровень денатурации определяют по цвету денатурированной крови и указанный цвет денатурированной крови сопоставим или идентичен крови, денатурированной следующим образом:
Образец свежей человеческой венозной цельной крови объемом 1 мл нагревают в цилиндрическом полиэтиленовом контейнере с внутренним диаметром 3 мм и наружным диаметром 3,4 мм в течение от примерно 0,5 мин до примерно 10 мин при температуре от примерно 70°С и 100°С и/или
2+
3+
(vii) указанный уровень денатурации определяют по изменению окрашенного в красный цвет гемоглобина до коричневого цвета в качестве индикатора, при этом в гемоглобиновом комплексе Fe восстанавливается до Fe в степени, составляющей по меньшей мере 80%, предпочтительно 90% и даже более предпочтительно 95%.
Для цели настоящего изобретения термин «кровь» относится к человеческой венозной цельной крови. Указанная кровь предпочтительно представляет собой цельную кровь пациента.
В настоящем изобретении часто применяют выражение «денатурированная кровь». Для некоторых целей может быть достаточным сохранить определенные белки жизнеспособными, подобно белкам для коагуляции. С другой стороны, название процедуры «частичная денатурация» не отражает тот факт, что большая часть белков должна быть денатурирована. Требуемую степень денатурации с точки зрения настоящего изобретения определяют как предпочтительно превышающую 90% относительно содержащихся белков крови и белков клеток крови.
Денатурацию крови можно осуществить с помощью тепла, в частности, проводимого тепла. Кровь можно также денатурировать с помощью излучения, такого как микроволновое излучение, радиоизлучение, инфракрасное излучение или другие виды электромагнитного излучения или с применением химических средств, в том числе ферментов. В зависимости от вида денатурации, могут потребоваться разные компоновки устройства, производящего склеропену на основе крови (фиг. 5а-с), при этом можно комбинировать все особенности, показанные в указанных компоновках.
Термин «матрица» определяет структуру, которая служит в качестве физического носителя. Это не исключает наличие нескольких химических связей, но основное действие является физическим. Для избежания или уменьшения химических связей склерозирующих агентов, указанные агенты всегда добавляют после соответствующей денатурации образца крови.
Согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения образец крови объемом 1 мл, хранящийся в цилиндрическом полиэтиленовом контейнере с внутренним диаметром 3 мм и наружным диаметром 3,4 мм, подвергают денатурации под действием проводимого тепла в течение от 0,2 до 10 минут при температуре в диапазоне от 50 до 100°С, более предпочтительно от 0,4 до 7,5 минут при температуре от 60 до 100°С и наиболее предпочтительно в течение от 0,5 до 7 минут при температуре от 75 до 100°С, при этом указанная температура относится к температуре нагрева на наружном крае контейнера для образцов крови.
Термин «денатурация» означает процесс необратимых изменений в природной 3-мерной структуре белков. При тепловой денатурации определять результат будут не только температура нагрева и время воздействия, но и распределение температур внутри образца в зависимости от времени. Вследствие геометрических факторов любой процесс нагревания будет создавать разные температуры в образце в данный момент времени, что можно сравнить с отвариванием яйца. Соответственно, требуемая температура образца может быть задана только с допустимым отклонением, составляющим от 5 до 10%, так как указанная температура в редких случаях является равномерной по всему образцу.
Тепловая денатурация начинается при примерно 50°С с разрыва внутренних водородных связей, белки разворачиваются и теряют свою биологическую функцию. Этот процесс коррелирует с инактивацией большей части жизнеспособных ферментов.
В диапазоне температур от 60 до 65°С гемоглобин будет изменяться с образованием метгемоглобина за счет окисления железа, преимущественно ответственного за изменение цвета от красного до коричневого. Одновременно происходят гемолиз и коагуляция. Мембранные липиды будут плавиться, клеточные структуры разрушаться. При температуре выше 70°С также будут растворяться дисульфидные мостики, образующие межмолекулярные связи. В результате форма сферических белков изменится до нитевидной. Сыворотка крови будет образовывать твердый гель, начиная с 72°С. При температуре выше 80°С белки даже потеряют свою вторичную структуру. Однако первичная структура сохраняется и изменения химического состава отсутствуют.
Автор настоящего изобретения наблюдал два признака, указывающих на достижение требуемой степени денатурации 2 мл образцов человеческой цельной крови в стеклянных пробирках диаметром 1,8 см, нагретых в водяной бане с температурой от 60 до 80°С, которые будут изменять свой цвет от красного до коричневого в течение от 4 до 18 минут. Можно показать, что такое изменение цвета коррелирует с качеством полученной пены в соответствии с ее периодом полураспада. Таким образом, изменение цвета было приспособлено в качестве основного критерия получения пены согласно изобретению. При применении более маленьких пробирок время, необходимое для денатурации, было гораздо короче (таблица 1 а-b).
Температуры выше 100°С могут дополнительно ускорять денатурацию крови, и такие процедуры можно осуществить, если указанное устройство выдерживает повышенное давление.
Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения денатурированная кровь соответствует образцу цельной крови объемом 1 мл в цилиндрическом полиэтиленовом контейнере с внутренним диаметром 3 мм и наружным диаметром 3,4 мм, нагреваемом за счет контакта по периметру окружности с нагревательным элементом в течение 3 мин при 81°С.
Цвет крови изменяется со степенью денатурации. Неденатурированная, натуральная, оксигенированная кровь имеет ярко-красный цвет. Деоксигенированная кровь, например, из вены, имеет более темный оттенок красного. Денатурация или частичная денатурация крови вызывает изменение цвета крови. Денатурированная кровь в контексте настоящего изобретения имеет темно-коричневый цвет.
Таблица 3 a, b: В указанных таблицах показано время, необходимое для обеспечения изменения цвета от красного до коричневого в зависимости от размера образца и окружающей температуры. Для медицинской цели необходимо денатурировать весь объем образца. Поэтому цвет измеряли с применением колориметра в центре датчика.
Так как восприятие цвета может зависеть от взгляда исследователя, важно определить, что есть «красный» и «коричневый». Хотя существует широкая цветовая гамма в зависимости от степени оксигенации, особенностей питания и возможно лекарственного лечения, «красный» можно определить несколькими способами. Один способ состоит в сравнении со стардантизированными цветами, такими как немецкая система RAL цветовых индексов. Другой способ состоит в соответствии значениям «красный-зеленый-синий» (RGB), который часто используют в колориметрических измерениях. В контексте настоящего изобретения «красный» определяют как RAL 3003 или RGB 184 - 26 - 14, при этом RAL 3004 нечетко ограничен, эквивалентен RGB 109 - 29 - 20. RAL 3003 определяют как «коричневый», эквивалентный RGB 141 - 26 - 33. Другие «коричневые» цвета, наблюдаемые в образцах денатурированной крови согласно изобретению, представляют собой, например, RAL 3005 - 3011, 8007 - 8017 и 8023 - 8025. Другие «красные» цвета образцов натуральной или не достаточно денатурированной крови изображают, например, с помощью цветовых индексов RAL 3000 - 3003, 3013, 3016 и 3027.
2+
3+
В качестве более точной альтернативы, «коричневый» с точки зрения настоящего изобретения можно определить как состояние, в котором более 80%, предпочтительно более 90% и даже более предпочтительно более 95% железа превратилось из Fe в Fe. Такая классификация основана на лабораторных испытаниях и не подходит для непосредственного применения в клинической практике, но может быть использована для калибровки. Количество окисленного железа можно определить с помощью оксиметрии.
Еще одной особенностью термически обработанного образца крови, подходящего для получения носителя для склерозирующих средств, является прочность вещества вследствие денатурации и коагуляции. Если кровь, денатурированная согласно изобретению, распространяется из шприца в ткань, она выступает в качестве устойчивого тела, которое визуально не изменяет свою форму при условии, что не применяются внешние силы (фиг. 6). Указанную особенность также можно использовать для определения подходящей денатурации.
Следующие пояснения относятся как к склерозирующей лекарственной пене, содержащей матрицу, так и к конкретному варианту реализации изобретения, содержащему денатурированную кровь.
Согласно большинству вариантов реализации изобретения по меньшей мере одна жидкость представляет собой фармацевтически приемлемую жидкость, которую используют для диспергирования денатурированной крови.
Согласно некоторым вариантам реализации изобретения денатурированную кровь диспергируют с фармацевтически приемлемой жидкостью, которая предпочтительно представляет собой дистиллированную воду, очищенную с целью инъекции, или стерильный изотонический раствор хлорида натрия. Согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения фармацевтически приемлемая жидкость также содержит склерозирующий препарат в растворенной или суспендированной форме. Согласно более предпочтительному варианту реализации изобретения фармацевтически приемлемая жидкость представляет собой склерозирующий препарат.
Склерозирующий препарат в контексте способа получения склерозирующей лекарственной пены может представлять собой любое вещество, подходящее для склеротерапии, т.е. вещество, изменяющее белковые структуры эндотелия вены в смысле необратимой денатурации в течение нескольких секунд контакта. Согласно предпочтительному варианту реализации склерозирующий препарат согласно изобретению выбирают из группы, состоящей из спиртов с моющими свойствами, таких как полидоканол, или тетрадецилсульфата натрия. Коммерчески доступными являются препараты с разными степенями разбавления. Доступными являются растворы полидоканола с концентрациями в диапазоне от 0,25% до 4% в подходящих растворителях (например, этаноле) (например, этоксисклерол, Kreussler Pharma, Германия). Таким образом, согласно предпочтительному варианту реализации изобретения склерозирующий препарат представляет собой раствор от 0,1% до 10% полидоканола в подходящем растворителе, предпочтительно от 0,2% до 7%, даже более предпочтительно от 0,25% до 4% полидоканол в подходящем растворителе. Наиболее предпочтительная концентрация составляет от 1% до 3%.
2
2
2
Для получения склерозирующих пен согласно изобретению дисперсию денатурированной крови смешивают с медицинским газом или газовой смесью, подходящей для внутривенного введения. Такими газами являются N, O и СО, при этом даже отфильтрованный комнатный воздух подходит для получения пены при рекомендованной максимальной инъекции, составляющей 8 мл.
Для применения при лечении венозной недостаточности в случае инъекционной склерозирующей пены в количестве 10 мл предлагаются составы, содержащие от 1 до 4 мл денатурированной крови, от 2 до 6 мл диспергирующей жидкости и от 2 до 6 мл медицинского газа, при этом более высокие количества денатурированной крови будут приводить к более высоким значениям вязкости с потенциальными преимуществами для применения в коротких целевых венах, а более высокие количества жидкости и газа образуют пены с меньшими значениями вязкости, подходящие для достижения участков, расположенных на расстоянии даже больше 10 см от выходного отверстия катетера.
Специалисту в данной области техники понятно, что склерозирующую лекарственную пену для применения в качестве лекарственного средства следует готовить непосредственно перед использованием.
Специалистам в данной области техники известны способы вспенивания. Один из способов состоит в смешивании дисперсии, содержащей матрицу и/или предпочтительно денатурированную кровь, по меньшей мере одну жидкость и по меньшей мере один склерозирующий препарат, с газом или газовой смесью и получении пены при воздействии конкретных сил. Для получения склерозирующих пен можно применять любой из известных способов. Другой способ получения пены на основе матрицы, предпочтительно денатурированной крови, состоит в применении газа или пара уже на стадии приготовления матрицы при получении первичной пены и затем добавлении жидкого склерозирующего средства и завершении процесса путем конечного смешивания и вспенивания.
Автор настоящего изобретения обнаружил, что желательно фрагментировать матрицу или денатурированную человеческую кровь или ее фракции с получением частиц размером ниже размера моноцита (120 мкм) для избежания опасности эмболии или повреждения других органов. Целью указанной процедуры является размер частиц, составляющий от 5 до 300 мкм, предпочтительно от 5 до 120 мкм, даже более предпочтительно от 5 до 50 мкм. Размер пузырьков пены составляет от 10 до 300 мкм, предпочтительно от 20 до 200 мкм, даже более предпочтительно от 30 до 120 мкм.
Размер частиц можно минимизировать путем увеличения сил, приложенных к дисперсии, или путем включения режущих средств. Подобным образом, размер пузырьков можно минимизировать путем увеличения сил, применяемых при вспенивании.
Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения размер частиц уменьшают путем применения измельчающего элемента. Предпочтительный измельчающий элемент для применения в настоящем изобретении содержит: по меньшей мере одну режущую кромку, предпочтительно несколько режущих кромок, расположенных внутри соединительной трубчатой структуры, в которой режущие кромки установлены таким образом, что они обращены в сторону притока частиц и покрывают менее 10% площади поперечного сечения трубки. Перед попаданием в измельчающий элемент поток содержащей частицы жидкости или дисперсии предпочтительно ускоряют.
«Режущая кромка» в контексте настоящего изобретения представляет собой кромку, подходящую для измельчения твердых частиц частично денатурированной крови при приложении к указанным твердым частицам силы посредством указанной кромки.
Два режущие кромки могут быть соединены, т.е. они образуются одним режущим средством. Таким образом, согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения по меньшей мере две режущие кромки образованы одним двойным заостренным режущим средством. Согласно дополнительному варианту реализации изобретения каждая из по меньшей мере двух режущих кромок образована отдельным режущим средством.
Под «режущим средством» в контексте настоящего изобретения понимают средство, содержащее по меньшей мере одну режущую кромку. Материал режущего средства может быть выбран специалистами в данной области техники. Опытный специалист однозначно поймет, что такой материал, однако, должен обеспечить определенную степень жесткости, что позволит режущей кромке(ам) измельчать твердые частицы, содержащиеся в частично денатурированной крови. Согласно одному из вариантов реализации изобретения режущее средство состоит из материала, выбранного из группы, состоящей из металла, стали, пластмассы, стекла, керамики или т.п. Согласно одному из вариантов реализации изобретения режущее средство представляет собой двойное заостренное лезвие. Согласно дополнительному варианту реализации изобретения режущее средство представляет собой одну двойную заостренную режущую проволоку.
Механические силы необходимы для перемещения крови, жидкостей, дисперсии, газа и пены внутри указанной системы, и в частности, для диспергирования, фильтрования и вспенивания. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения, механические силы генерируют с помощью внешнего давления. Указанное давление может включать положительное и отрицательное давление или переменные давления. Давление можно обеспечить с помощью пневмонических или гидравлических элементов, а также с помощью электромеханических элементов. Другим средством для обеспечения сил является вращательное устройство, такое как вертушки, которые обычно приводят в действие электричеством.
Хотя детали, передающие энергию денатурированной крови, жидкостям или дисперсии (фиг. 5), являются обязательными элементами указанного устройства, источник прилагаемой энергии может быть внешним, например, в виде двигателя вращательного типа или компрессора, при этом энергия передается через определенные соединительные элементы.
Дисперсия представляет собой систему, в которой частицы диспергированы в непрерывной фазе другого состава или в другом состоянии, при этом указанное выражение является менее точным, чем термины «суспензия» и «эмульсия», которые оба могут использоваться при работе с кровью. В данном случае дисперсию получают из денатурированной крови и по меньшей мере одной жидкости, такой как изотонический солевой раствор. В то время как кровь, денатурированная под действием проводимого тепла, образует своего рода твердое тело, другие способы денатурации, например, с применением химических веществ или путем смешивания с нагретыми жидкостями или газами, не приведут к образованию твердых тел. Таким образом, термин «дисперсия» был выбран, чтобы описать смесь маленьких твердых или жидких частиц внутри другой жидкости, при этом видимое образование осадков во время указанной фазы отсутствует до тех пор, пока указанная дисперсия не превратится в пену при смешивании с газом.
Для обеспечения определенного максимального размера частиц с целью минимизирования риска микроэмболии согласно предпочтительному варианту реализации изобретения склерозирующую лекарственную пену отфильтровывают при получении. Согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения такая стадия фильтрации позволяет удалить все частицы, размер которых превышает 120 мкм. Это соответствует размеру самых крупных природных клеток крови.
В пене согласно изобретению содержание денатурированной крови составляет от 10 до 50% относительно объема пены. Поскольку существуют рекомендации недавней консенсусной конференции, касающиеся ограничения количества обычной склерозирующей пены на сеанс 10 мл, аналогичная рекомендация может быть также получена для склерозирующей пены согласно изобретению. Поскольку примерно 44% объема цельной крови состоит из клеток и процент денатурированной крови в пене составляет от 10 до 50%, максимальное количество денатурированных клеток крови составляет 2,2 мл. Все остатки кровяных клеток из пены могут распадаться естественными путями подобно тому, как каждый день в теле состарившиеся клетки крови распадаются с гораздо более высокой скоростью. Гораздо большие количества крови остаются в венах, подвергаемых лечению с применением склеротерапии или термических окклюзионных способов, для метаболизма и трансформации. Пена согласно настоящему изобретению по сравнению со склеропенами предшествующего типа содержит на до 50% меньше газа, что является благоприятным фактором, поскольку предполагается, что газ в определенных количествах отвечает за побочные эффекты терапии на основе пены, такие как нарушение зрения или бронхоспазмы.
Иногда может быть полезным удалить некоторые части цельной крови или концентрировать другие части, например, количество эритроцитов можно уменьшить для понижения интенсивности цвета, а из денатурированной крови пациентов с повышенным уровнем липидов крови может быть целесообразным удалить жирные остатки. Лейкоциты могут быть удалены при опасениях пирогенетического выделения медиатора, а жизнеспособные тромбоциты можно концентрировать для усиления процесса коагуляции в целевом сосуде. По этой причине помимо цельной крови, рассматриваемой в описании настоящего изобретения, всегда имеется возможность использовать в качестве альтернативы фракции крови. Специалистам в данной области техники известны необходимые методы элиминации или концентрации клеток с помощью фильтрации, гидроэкстракции и других способом.
В частности, для применения в склеротерапии может быть желательным, чтобы склерозирующая лекарственная пена согласно настоящему изобретению содержала активные тромбоциты, т.е. клейкие тромбоциты, которые могут активировать локальное свертывание. Таким образом, было бы необходимо инактивировать ингибиторные белки и ферменты при одновременном сохранении достаточного количества активных тромбоцитов. Степень денатурации может быть выбрана специалистами в данной области техники. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения в частично денатурированной крови инактивированы по существу все белки и ферменты, ингибирующие склерозирующий препарат. Специалисту в данной области известны способы определения степени денатурации крови. Например, активность различных ферментов в частично денатурированной крови можно сравнить с активностью соответствующих ферментов в неденатурированной крови. Такие «индикаторные» ферменты хорошо известны в данной области техники. Одним из индикаторных ферментов является каталаза. Таким образом, степень денатурации крови можно исследовать с помощью теста на каталазу. Присутствие фермента каталаза в исследуемом изоляте определяют с применением пероксида водорода. Если кровь или частично денатурированная кровь содержит каталазу (т.е., является каталазоположительной), при добавлении к пероксиду водорода крови или частично денатурированной крови можно наблюдать пузырьки кислорода. Такое исследование выполняют путем размещения капли пероксида водорода на предметном стекле микроскопа. Палочку аппликатора приводят в контакт с кровью или частично денатурированной кровью и затем опускают в каплю пероксида водорода. Согласно одному из вариантов реализации изобретения при внесении частично денатурированной крови в каплю пероксида водорода пузырьки кислорода не наблюдаются.
Склерозирующая лекарственная пена согласно изобретению предназначена для применения в качестве лекарственного средства, в частности, в качестве лекарственного средства в склеротерапии.
2
2
Способ получения склерозирующей лекарственной пены согласно изобретению включает стадии обеспечения денатурированной крови или денатурированных фракций крови, диспергирования денатурированной крови при температуре от 10 до 85°С с фармацевтически приемлемой жидкостью, при этом фармацевтически приемлемая жидкость предпочтительно представляет собой указанный по меньшей мере один склерозирующий препарат или содержит такой препарат, или смешивания дисперсии с указанным по меньшей мере одним склерозирующим препаратом, и, наконец, вспенивания указанной дисперсии с помощью медицинского газа, подходящего для внутривенного введения, такого как О, СО или их смеси (фиг. 5 а-с). Применение более высоких температур, чем 85°С, возможно, но может влиять на температуру испарения спиртов или других склерозирующих средств, если давление системы не будет увеличено. Кроме того, температуры, более низкие, чем 10°С, можно использовать для дополнительных жидкостей, если целью является быстрое охлаждение. Полученная склеропена должна находиться при температуре от 10 до 85°С, предпочтительно от 15 до 40°С, даже более предпочтительно от 20 до 37°С. Температура пены выше 37°С может способствовать усилению воздействия денатурации на эндотелий, но несет риск нежелательного теплового повреждения, например, в структурах, вблизи кожи.
Базовое устройство для получения склерозирующей лекарственной пены согласно изобретению (фиг. 5а) содержит катетер для забора крови и распределения пены (1), первый контейнер (4) для сбора крови и денатурации, внешний элемент для денатурации с помощью тепла, излучения или химических средств (6), физически или термически связанный с первым контейнером, второй контейнер (10) для по меньшей мере одной жидкости и/или по меньшей мере одного склерозирующего агента, установку (7а) для приложения механической силы к содержимому первого и/или второго контейнера для перемешивания/диспергирования, необязательно измельчающий элемент (7b), необязательно фильтровальный элемент (13), третий контейнер для хранения дисперсии (14), четвертый контейнер, содержащий медицинский газ (18), установку (16) для приложения механической силы к содержимому третьего и/или четвертого контейнера для вспенивания, двухходовые переключатели, одноходовые клапаны, односторонние запорные краны или их комбинации (2, 3, 9, 15, 17) для селективного соединения контейнеров и установок, дополнительное средство доступа к указанному устройству, например, для приложения отрицательного или положительного давления или для подачи жидкостей или газов для получения пены или для промывания (4а, 8, 11а, 11b, 19), и соединительные элементы, соединяющие все модульные детали.
При указанной процедуре из целевой вены через катетер отбирают определенное количество крови (1) и направляют в первый контейнер (4), где указанную кровь подвергают денатурации с помощью установки (6) для денатурации. Денатурированную кровь смешивают с жидкостью и/или склерозирующим агентом из второго контейнера (10) для получения дисперсии путем приложения механических сил (7). Если при применении только процедуры смешивания остаются частицы с размером более 120 мкм, добавляют измельчающую установку (7b), через которую один или несколько раз пропускают дисперсию. Чтобы гарантировать отсутствие в дисперсии частиц с размером более 120 мкм, указанную дисперсию можно отфильтровать (13) и направить в третий контейнер (14). Затем устанавливают соединение с четвертым контейнером (18), обеспечивающим медицинский газ, и получают пену путем смешивания указанного газа с дисперсией посредством приложения механической силы (16). В заключении, в одном из контейнеров (14, 18) получают пену и переносят в пораженную вену через катетер (1).
2
2
2
2
Согласно другому варианту реализации изобретения, указанная процедура включает стадии денатурации крови путем введения фармацевтически приемлемой жидкости, нагретой до температуры от 78 до 100°С, в содержащую кровь ячейку указанного устройства, или путем введения паров таких жидкостей с температурой от 80 до 130°С, при этом указанная жидкость может представлять собой по меньшей мере один склерозант или может содержать по меньшей мере один склерозант, или путем введения нагретого газа, подходящего для внутривенного введения, такого как О и/или СО, или путем комбинации перечисленных способов. После охлаждения до температуры ниже 77°С и добавления по меньшей мере одного склерозирующего препарата, осуществляют дополнительное диспергирование смеси до обеспечения достаточно маленького размера частиц, и выполняют дополнительное вспенивание дисперсии с помощью присутствующего или добавленного газа, подходящего для внутривенного введения, такого как О и/или СО, до обеспечения требуемого размера пузырьков. Такой вариант реализации изобретения позволяет получить требуемую дисперсию без необходимости применения больших механических сил, поскольку отсутствует твердая денатурированная кровь, которую необходимо растворить (фиг. 5b). К указанному способу применим индикатор изменения цвета, но индикатор изменения вязкости не применяется, поскольку при денатурации крови не образуется твердое тело.
Согласно такому варианту реализации изобретения описано устройство для получения склерозирующей лекарственной пены, позволяющее минимизировать механические силы, применяемые для смешивания и диспергирования (фиг. 5b), содержащее катетер для забора крови и распределения пены (1), первый контейнер (4) для сбора крови и денатурации с помощью нагретой жидкости, элемент для подачи нагретой жидкости (6), второй контейнер (10) для по меньшей мере одного склерозирующего агента, установку (16) для приложения механической силы к содержимому первого и/или второго контейнера для вспенивания после добавления медицинского газа, средство доступа для добавления склерозанта или медицинского газа (8) или для приложения отрицательного или положительного давления или для промывания (11а, 11b); двухходовые переключатели, трехходовые переключатели, одноходовые клапаны, односторонние запорные краны или их комбинации (2, 3а, 3b, 9) и соединительные элементы, соединяющие все модульные детали.
Для процедуры получения пены из целевой вены через катетер (1) отбирают определенное количество крови и направляют в первый контейнер (4), где указанную кровь подвергают денатурации с помощью установки (5) для денатурации, согласно данному конкретному варианту реализации изобретения путем смешивания с нагретой жидкостью, например, изотоническим солевым раствором или дистиллированной водой с температурой от 80 до 100°С, затем добавления по меньшей мере одного склерозирующего агента из второго контейнера (10) с получением дисперсии, и наконец добавления медицинского газа, подаваемого через вспомогательное отверстие (8), и вспенивания, осуществляемого с применением механической силы (16) или изменений давления или для промывания (11а, 11b). Полученную пену переносят в пораженную вену через катетер (1).
Согласно другому варианту реализации изобретения описано упрощенное устройство для получения склерозирующей лекарственной пены (фиг. 5с), содержащее катетер для забора крови и распределения пены (1), первый контейнер (4) для сбора крови и денатурации (5), элементы для денатурации посредством тепла или излучения (5) или химических веществ (4а), второй контейнер (10) для по меньшей мере одной жидкости и/или по меньшей мере одного склерозирующего агента, установку (7) для приложения механической силы к содержимому первого и/или второго контейнера для перемешивания/диспергирования и вспенивания после добавления медицинского газа, средство доступа для добавления медицинского газа (16), двухходовые переключатели, одноходовые клапаны или односторонние запорные краны или их комбинации (2, 3), дополнительное средство доступа к указанному устройству, например, для приложения отрицательного или положительного давления или для промывания (11а, 11b), и соединительные элементы, соединяющие все модульные детали.
Для получения склерозирующей пены на основе крови из целевой вены через катетер (1) отбирают определенное количество крови и направляют в первый контейнер (4), где кровь подвергают денатурации с помощью установки (5) для денатурации. Денатурированную кровь смешивают с жидкостью и склерозирующим агентом из второго контейнера (10) для получения дисперсии путем приложения механических сил (7). Через вспомогательное отверстие (8) добавляют медицинский газ и осуществляют вспенивание под действием механической силы (7). В заключении пену собирают в одном из контейнеров (4, 10) и переносят в пораженную вену через катетер (1).
Согласно всем вариантам реализации изобретения компоненты, за исключением катетера, соединенного с целевой веной, можно минимизировать таким образом, чтобы указанные компоненты можно было встроить в катетер или в расширенную зону катетера с наружным диаметром меньше 30 мм, предпочтительно меньше 20 мм, даже более предпочтительно меньше 10 мм.
Конструкция указанного устройства, в частности, касательно контейнеров, может быть модульной или составлять одно целое. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения установки для нагревания/денатурация (6), диспергирования (7) и вспенивания (16) являются модульными.
Контейнеры, соединительные элементы, переключатели и элементы для фильтрования, измельчения и вспенивания можно обеспечить в виде отдельных частей, которые пользователь собирает в стерильных условиях перед применением, однако предпочтительно, если все части обеспечивают полностью собранными и простерилизованными в виде одноходовой системы, за исключением внешней установки для физической денатурации. Переключатели могут представлять собой обычные одноходовые, двухходовые или трехходовые краны для ручного управления, они также могут работать за счет электричества, магнита или электромагнита или давления.
Настоящее изобретение также относится к набору для получения склерозирующей лекарственной пены, содержащему установку для денатурации и диспергирования крови, необязательно по меньшей мере одну жидкость, необязательно по меньшей мере один склерозирующий препарат, по меньшей мере один медицинский газ и необязательно один или несколько катетеров для венозного доступа и размещения пены.
Настоящее изобретение также относится к способу лечения венозной недостаточности, включающему стадии:
(i) установления доступа к одной или нескольким целевым венам, предпочтительно к самой большой целевой вене, путем применения канюлей, микрокатетеров или предпочтительно катетеров, и взятия по меньшей мере одного образца аутологичной крови объемом от 0,5 до 4 мл;
(ii) получения склерозирующей лекарственной пены путем смешивания по меньшей мере одного склерозирующего средства с матрицей диспергированной денатурированной крови;
(ii) инъецирования склерозирующей лекарственной пены в целевые вены предпочтительно с применением ультразвукового мониторинга;
(iii) удаления внутривенных пенопроводящих элементов.
Как описано ранее, предпочтительным является применение катетеров, так как размещение пены происходит более точно и более эффективно при применении для инъекции устройства с большим просветом, поскольку по физическим причинам замена крови в венах на пену является более эффективной.
Венозный доступ устанавливают с помощью прокола под местной анестезией. На участках короткой или очень извилистой пораженной вены для антеградной или ретроградной инъекции пены можно использовать обычные системы доступа к периферическим венам диаметром от 0,8 до 2,2 мм и длиной от 40 до 60 мм. Указанные системы состоят из канюли, покрытой пластмассовой трубкой, за исключением кончика, и обеспечивают прямой доступ к вене, откуда канюлю извлекают, а указанная трубка остается внутри вены в течение некоторого времени в зависимости от ее цели. Однако предпочтительными являются аналогичные микрокатетерные продукты со встроенной канюлей длиной от 80 до 200 мм и возможностью размещения пены во время удаления катетера. В случае очень крупных и длинных пораженных вен, таких как подкожные вены (например, большая подкожная вена (vena saphena magna et parva)), предпочтительно работать с катетерами диаметром от 1,2 до 2,8 мм, длиной от 40 до 80 см, не имеющих адгезионных свойств и обеспеченных одним или несколькими необязательными боковыми отверстиями. Такие катетеры вводят по методике Сельдингера, используя проволочный проводник катетера, или согласно независимой процедуре с применением встроенной канюли.
Склерозирующую лекарственную пену, предназначенную для применения в организме человека, обычно получают в стерильных условиях. Предпочтительными являются концепции получения склерозирующей пены на основе крови, которые работают в закрытой системе, ограничивая контакт с окружающей средой подачей жидкостей, склерозанта и медицинских газов в стерильных условиях. Это также исключает риск загрязнения крови или перепутывания образцов. Указанное устройство предпочтительно обеспечивают стерильным или оно может быть простерилизовано.
Согласно одному из вариантов реализации изобретения склерозирующую лекарственную пену получают внутри устройства или в устройстве, соединенном с катетером. В идеале, склерозирующую лекарственную пену диспергируют в фармацевтически приемлемой жидкости с помощью механической силы, например, с применением измельчающего элемента.
Настоящее изобретение также относится к способу получения склерозирующей лекарственной пены, включающему стадии:
2
2
(a) денатурации крови путем введения фармацевтически приемлемой жидкости, нагретой до температуры от 78 до 100°С, в содержащую кровь ячейку указанного устройства или путем введения пара с температурой от 80 до 130°С, при этом указанная жидкость может представлять собой по меньшей мере один склерозант или может содержать по меньшей мере один склерозант, или путем введения нагретого газа, подходящего для внутривенного введения, такого как О и/или СО, или путем комбинации перечисленных способов;
(b) охлаждения до температуры ниже 77°С и добавления по меньшей мере одного склерозирующего препарата, если он не был включен на стадии (а);
(c) дополнительного диспергирования смеси, полученной на стадиях (а) - (b) до обеспечения максимального размера частиц, определенного выше,
2
2
(е) дополнительного вспенивания дисперсии с помощью присутствующего или добавленного газа, подходящего для внутривенного введения, такого как О и/или СО, если средний размер пузырьков составляет выше 120 мкм.
Настоящее изобретение относится к различным типам устройств.
Согласно одному из вариантов реализации изобретения устройство для получения склерозирующей лекарственной пены, позволяющее минимизировать механические силы, применяемые для смешивания и диспергирования, включает:
(a) катетер для забора крови и распределения пены (1),
(b) первый контейнер (4) для сбора крови и денатурации,
(c) элемент для подачи нагретой жидкости (6),
(d) второй контейнер (10) для по меньшей мере одного склерозирующего агента,
(e) установку (16) для приложения механической силы к содержимому первого и/или второго контейнера для вспенивания после добавления медицинского газа,
(f) необязательно средство доступа для добавления склерозанта или медицинского газа (8) или для приложения отрицательного или положительного давления или для промывания (11a, 11b).
(j) необязательно двухходовые переключатели, трехходовые переключатели, одноходовые клапаны, односторонние запорные краны или их комбинации (2, 3а, 3b, 9)
(k) соединительные элементы, соединяющие все модульные детали,
Согласно настоящему способу из целевой вены через катетер (1) отбирают определенное количество крови и направляют в первый контейнер (4), где кровь подвергают денатурации с помощью установки (5) для денатурации, согласно данному конкретному варианту реализации изобретения путем смешивания с нагретой жидкостью, например, изотоническим солевым раствором или дистиллированной водой с температурой от 80 до 100°С, затем путем добавления по меньшей мере одного склерозирующего агента из второго контейнера (10) с получением дисперсии, и наконец добавления медицинского газа, подаваемого через вспомогательное отверстие (8), и вспенивания, осуществляемого с применением механической силы (16) или изменений давления (8, 11, 4а). Полученную пену переносят в пораженную вену через катетер (1).
Настоящее изобретение также относится к устройству для получения склерозирующей лекарственной пены, содержащему:
(a) катетер для забора крови и распределения пены (1),
(b) первый контейнер (4) для сбора крови и денатурации (5),
(c) один или более элементов для денатурации посредством тепла или излучения (5) или химических веществ (4а),
(d) второй контейнер (10) для по меньшей мере одной жидкости и/или по меньшей мере одного склерозирующего агента,
(e) установку (7) для приложения механической силы к содержимому первого и/или второго контейнера для перемешивания/диспергирования и вспенивания после добавления медицинского газа,
(f) средство для добавления медицинского газа (16),
(j) необязательно двухходовые переключатели, одноходовые клапаны или односторонние запорные краны или их комбинации (2, 3)
(k) необязательно вспомогательное средство для приложения отрицательного или положительного давления или для промывания (11a, 11b)
(l) соединительные элементы, соединяющие все модульные детали,
Согласно настоящему способу из целевой вены через катетер (1) отбирают определенное количество крови и направляют в первый контейнер (4), где кровь подвергают денатурации с помощью установки (5) для денатурации. Денатурированную кровь смешивают с жидкостью и склерозирующим агентом из второго контейнера (10) для получения дисперсии путем приложения механических сил (7). Через вспомогательное отверстие (16) добавляют медицинский газ и осуществляют вспенивание под действием механической силы (7). В заключении пену собирают в одном из контейнеров (4, 10) и переносят в пораженную вену через катетер (1).
Некоторые или все компоненты предпочтительно минимизированы таким образом, чтобы указанные компоненты можно было встроить в катетер или в расширенную зону катетера с наружным диаметром меньше 30 мм, предпочтительно меньше 20 мм, даже более предпочтительно меньше 10 мм.
Указанное устройство предпочтительно является модульным.
Указанное устройство предпочтительно выполнено как единое целое устройство, содержащее или не содержащее установку (6) для нагревания/денатурации.
Один или более контейнеров предпочтительно представляют собой шприц.
Настоящее изобретение также относится к способу лечения венозной недостаточности с применением склерозирующей лекарственной пены, включающему стадии
(i) установления доступа к одной или нескольким целевым венам, предпочтительно к самой большой целевой вене, путем применения канюлей, микрокатетеров или предпочтительно катетеров, и взятия по меньшей мере одного образца аутологичной крови;
(ii) получения склерозирующей лекарственной пены, как определено выше;
(ii) инъецирования склерозирующей лекарственной пены в целевые вены предпочтительно с применением ультразвукового мониторинга;
(iii) удаления внутривенных пенопроводящих элементов (катетера).
Примеры
Сравнение обычной склерозирующей пены с пеной на основе денатурированной крови
5 различных типов пен оценивали в отношении скорости разрушения пены:
1.) (HS 78/7) инновационную пену, полученную из 2 мл человеческой цельной крови, нагревали в 10 мл пластмассовом шприце до температуры 78°С в течение 7 минут, оставляли при комнатной температуре в течение 5 минут, затем смешивали с 4 мл 1% этоксисклерола (АЕ) (Kreussler Pharma, Германия) с получением дисперсии, пропускали через 200 микронный фильтр и затем вспенивали с помощью комнатного воздуха согласно методу Тессари (10 × движение «туда-обратно» между двух идентичных шприцев).
2.) (HS 78/30) та же процедура, что и в 1.) но образец крови нагревали в течение 30 минут
3.) (кровь + АЕ) те же компоненты, что и в 1.) но использовали натуральную человеческую цельную кровь без воздействия тепла >21°С (комнатная температура)
4.) (АЕ 2+8) стандартная склеропена, подобно применяемой в настоящее время врачами, полученная из 2 мл 2% этоксисклерола и 8 мл комнатного воздуха согласно методу Тессари.
5.) (АЕ2, 6+4) альтернативная склеропена, содержащая тот же объем жидкостей, что и в примере 1.), но без денатурированной крови.
Скорость разрушения пены измеряли в зависимости от объема жидкости, накапливающейся в нижней части пробоотборных шприцов, хранящихся в вертикальном положении. При распаде пузырьков пены указанные пузырьки будут расти и по всей видимости уровень пены может оставаться неизменным, но накапливающаяся жидкость является надежным индикатором разрушения пены. Период полураспада определяли как время, через которое половина исходного объема жидкости оказывается в нижней части шприца. Измерения выполняли через 1, 2, 3, 4, 5, 30, 60 минут и 24 часа (см. фигуры 7 a-d), таблицы 2 и 3.
Результаты: Образец 1 демонстрировал очень медленный распад пены, при этом через 24 час накапливалось всего 1,2 мл жидкости. Таким образом объемный период полураспада составлял >24 час. Образец 2 демонстрировал быстрый распад более яркой, содержащей воздух фракции, составляющей примерно 50% объема, и более темной, осаждающейся секции, содержащей частицы. Распад пены оценивали как «не поддающийся определению», поскольку скопление жидкости было невозможно отличить от осадка. Вследствие быстрого образования большого количества невспененного осадка такая пена будет неприемлема для медицинского применения. Образец 3 демонстрировал самый быстрый распад всех образцов пены, при этом 66,6% используемого объема жидкости можно было видеть уже через одну минуту. Время полураспада составляло <1 минуту. Сравнение с образцом 1 свидетельствует, что повышенный период полураспада инновационной пены обусловлен не ингредиентами, которые были химически идентичными (кровь - склерозант - воздух), но применением денатурированной крови. Образец 4 демонстрировал распад половины вспененного объема за примерно 2 минуты (см. таблицу 2). Такой результат коррелирует с многочисленными литературными данными в отношении периодов полураспада пены, составляющих от 30 до 180 секунд. Сравнение с образцом 1 свидетельствует о значительном повышении периода полураспада, которое обеспечивает настоящее изобретение. Образец 4 содержал столько же склерозирующей жидкости, что и образец 1, и такое же количество склерозирующего вещества. Однако распад протекал быстрее, чем в случае стандартной микропены (образец 4). Такой результат свидетельствует, что количество жидкости не является причиной увеличения периода полураспада инновационной пены.
Кроме того, склерозирующая лекарственная пена согласно изобретению (1 в приведенном выше примере) проявляла также больший период полураспада в венах, как можно видеть на ультразвуковых изображениях (фигура 8), по сравнению с обычной склерозирующей пеной (4 в приведенном выше примере).
Дополнительные свойства склерозирующей лекарственной пены согласно настоящему изобретению приведены в следующих таблицах:
Сравнение вязкости пены
2
2
2
2
Пластмассовые шприцы объемом 10 мл заполняли склерозирующими пенами а) стандартной, полученной с применением 2 мл 1% этоксисклерола плюс 8 мл газа (30% СО+ 70% О) и b) пеной согласно настоящему изобретению, полученной из 2 мл 1% этоксисклерола, 2 мл свежей человеческой цельной крови, 1 мл дистиллированной воды и 5 мл газа (30% СО+ 70% О) путем применения метода Тессари. Шприцы закрывали на кончике, открывали с другой стороны и закрепляли в наклонном положении под углом 60 градусов относительно горизонтали. Пластмассовый шарик диаметром 13 мм и массой 1,6 грамм помещали на поверхность пены и отпускали. Фиксировали время прохождения через пену. Измерения повторяли пять раз. Были выбраны указанные параметры, поскольку существует промышленная установка для измерения вязкости жидкостей, но не пены.
Результаты: В стандартной пене шарик двигался со средней скоростью 1,9 см/сек, тогда как в пене, приготовленной с применением полученной из крови матрицы, средняя скорость шарика достигала 0,2 см/сек. Такой результат указывает на то, что вязкость предложенной в изобретении пены гораздо выше, чем стандартных склеропен. Величина вязкости будет зависеть не только от ингредиентов, но также от механических сил, применяемых при смешивании.
Полученная из крови матрица без красных кровяных клеток
2
2
2
2
Обычную склеропену (2 мл 1% этоксисклерола + 8 мл газовой смеси 30% СО, 70% О) сравнивали с пеной согласно изобретению, полученной путем взятия образца цельной крови объемом 5 мл, экстрагирования красных кровяных клеток посредством центрифугирования со скоростью 1000 об/мин в течение 10 минут и затем воздействия на 2 мл образец температурой 95°С в течение 5 минут, и наконец путем вспенивания указанного образца с помощью 2 мл 1% этоксисклерола + 6 мл газовой смеси 30% СО, 70% О. Оба образца вспенивали одновременно согласно методу Тессари и затем в течение 30 минут наблюдали за распадом пен. Результаты: Время полураспада, измеренное в зависимости от накапливающейся жидкости в нижней части пробоотборных сосудов, составляло 2,5 минуты для стандартной пены и 27,5 минут для пены, предложенной в настоящем изобретении. Таким образом, полученное увеличение времени полураспада меньше, чем время, достигаемое при применении пены, приготовленной на основе цельной крови, но все еще значительно превосходит обычную склеропену. Пену с пониженным содержанием красных кровяных клеток можно использовать в поверхностных венах для избежания изменения цвета. Поскольку в пенах такого рода отсутствуют красные кровяные клетки, которые указывают на подходящую степень денатурации, все параметры (температура, время, геометрия образцов) были выбраны идентичными параметрам, используемым в испытании с применением образцов, содержащих цельную кровь.
Подписи к фигурам
Фиг. 1, а-b: ультразвуковая сканограмма варикозной вены после инъекции микропены из полидоканола, а: продольный разрез, b: поперечный разрез. Содержание звукоотражающего газа отвечает за видимость столбца пены, но также за образование акустических теней (стрелки), которые скрывают ценную информацию.
Фиг. 2 а-b: Ультразвуковые изображения после применения пены согласно изобретению, а) продольный разрез и b) поперечный разрез. Отложение пены хорошо видно (стрелки), но в значительной степени является прозрачным для ультразвука.
Фиг. 3 а-с: Сравнение обычных белых склеропен (М2, GM7-04), полученных с применением 2 мл 2% этоксисклерола плюс 8 мл комнатного воздуха согласно методу Тессари (М2) и/или 2 мл 2% этоксисклерола, 2 мл 70% глюкозы плюс 6 мл комнатного воздуха согласно методу Тессари (GM7-04), со склеропеной согласно изобретению (HS2), полученной с применением 2 мл матрицы в виде денатурированной крови, 2 мл 2% этоксисклерола и 6 мл комнатного воздуха. Благодаря содержанию денатурированной цельной крови указанный образец имеет коричневатый цвет. Часы показывают время после смешивания. В обычной склеропене распад даже можно наблюдать в нижней части сосудов через 30 секунд (а), при этом указанный распад достигал от 15 до 20% через 90 секунд (b), что соответствует предполагаемому периоду полураспада, составляющему до 210 секунд. В таком образце улучшенная пена все еще устойчива через 4 часов, при этом пузырьки частично увеличились, но распавшиеся жидкие части составляли менее 15% (с).
Фиг. 4 a-d: Благодаря ее более высокой жесткости или вязкости предложенную пену можно распределить внутри вен с большой точностью. Это было продемонстрировано in vitro с помощью прозрачных пробирок, в которых показана обычная пена (1% этоксисклерол, 2 мл, плюс 8 мл отфильтрованного комнатного воздуха, 100 сек после смешивания) в а) вертикальном и b) наклонном положении пробирки, по сравнению с пеной согласно изобретению (1% этоксисклерол, 2 мл, 2 мл матрицы в виде денатурированной крови плюс 6 мл отфильтрованного комнатного воздуха, через 100 сек после смешивания), с) вертикальное и d) полностью горизонтальное положение пробирки. Обычная пена распределяется диффузно и имеет клиновидную форму (b), изгибы на границе пены обусловлены неоднородным нелипким покрытием указанных пробирок. Предложенная в настоящем изобретении пена образует четко выраженную прямоугольную пограничную линию при любой пространственной ориентации пробирок (c, d).
Фиг. 5а: Схема устройства для получения инъекционной склеропены с применением матрицы на основе аутологичной крови с помощью катетера (1) с переключателем вход-выход (IOS, 2), при этом IOS может представлять собой либо двухходовые запорные краны, либо пары односторонних запорных кранов, соединенные с первым контейнером (4), выполненным с возможностью соединения со встроенной или съемной установкой (6) для обеспечения тепла и/или переноса тепла. Подходящую степень денатурации крови определяют с помощью детекторной системы (4b), прикрепленной к установке (5) для термической денатурации, которая соединена через необязательный IOS (3, 9) со вторым контейнером (10) при одновременном присоединении диспергирующего средства (7а), необязательно с режущим устройством (7b). В подходящих местах, связанных с контейнерами 4 или 10, можно добавить необязательные соединительные элементы для внешней подачи жидкости или склерозирующего препарата (8), для промывания или для приложения положительного или отрицательного давления (11а, 11b, 19а, 19b). Пунктирные линии могут изображать отдельный проход от (4) к (10) или несколько проходов туда-обратно. Контейнеры (4) и (10) и связанные IOS и соединительные элементы можно смонтировать в виде установки (12) для денатурации и диспергирования.
Дисперсию необязательно пропускают через фильтровальный элемент (13) и направляют в установку (20) для вспенивания, состоящую из контейнера для хранения дисперсии (14), контейнера для содержания медицинского газа (18) и средства для приложения механической силы или энергии (16). Кроме того, имеются IOS (15, 17) и средство для внешней подачи медицинского газа (19).
Линии, соединяющие контейнеры, указывают на поток крови (жирная линия), дисперсию (жирная пунктирная линия) и пену (маленькая пунктирная линия).
Фиг. 5b: Денатурацию крови можно также осуществить путем применения нагретой жидкости или пара. В этом случае нагревательный элемент (6) прикрепляют к одному из контейнеров для обеспечения нагретой жидкости, нагретого склерозирующего препарата и/или пара и/или нагретого газа, и нагретое вещество направляют в контейнер (4) для денатурации.
Фиг. 5с: Для упрощения установку (20) для вспенивания можно заменить контейнерами и другими элементами установки (12), но без применения фильтровального элемента (13) или обеспечения его в качестве дополнительного компонента в переключаемой обходной линии, соединяющей контейнеры (4) и (10), при применении дополнительных точек доступа (8, 11) для подачи медицинского газа.
Фиг. 6: Подвергнутая тепловой денатурации кровь, образующая собственное твердое тело, в этом примере сравниваются образцы, полученные в шприце при процедурных температурах 80 и 95°С и размещенные на ткани.
Фиг. 7: Сравнение устойчивости склерозирующей лекарственной пены согласно изобретению в разные моменты времени после получения 7а) 1 мин, 7b) 3 мин, 7с) 30 мин, 7d) 24 час
Фиг. 8: Ультразвуковое сравнение обычной склерозирующей пены и пены согласно настоящему изобретению. Обычную склерозирующую пену, полученную с применением 2 мл 1% этоксисклерола и 8 мл комнатного воздуха согласно методу Тессари, инъецировали для заполнения изогнутой человеческой вены диаметром (м) 5 мм, и образец предложенной в изобретении пены, полученной из 1 мл денатурированной цельной крови, инъецировали для заполнения параллельного участка этой же вены диаметром (hs) 5 мм. Через 4 часа ультразвуковое исследование не показало наличия остаточной обычной пены (m), тогда как предложенная в изобретении пена все еще присутствовала (hs).
Фиг. 9: Измерение посредством испытания на твердость вдавливанием шарика вязкости обычной склерозирующей пены (9а) и новой склерозирующей пены согласно настоящему изобретению (9b).