減少淤滯引起的再灌注損傷的系統的製作方法
2023-07-12 22:35:46
專利名稱：減少淤滯引起的再灌注損傷的系統的製作方法
減少淤滯引起的再灌注損傷的系統相關申請的交叉引用本申請要求2009年8月17日提交的標題為「System and Method to Reduce Stasis-Induced Reperfusion Injury (減少淤滯引起的再灌注損傷的系統和方法)，，的美國臨時專利申請第61/234，348號的優先權，該專利申請通過引用併入本文。背景信息形成通常還被稱為褥瘡的壓力潰瘍是全世界衛生保健中持續存在的且費用高昂的問題。軟組織缺血是形成壓力潰瘍的主要原因。如果在非常短的時間段內(例如，有時在1-2小時內)壓力是高的，或者在更長期的、持續的時間段內經歷較低的壓力，則在個體的骨突和它們位於或落在其上的支撐面之間的各種組織的壓縮可以導致細胞死亡。如果患者入院治療或者喪失行為能力而待在家中，則目前防止或處理壓力潰瘍的標準護理措施包括每兩小時改變處於風險中的患者的位置，以緩和任何一個區域中所引起的壓力點。該方法是麻煩的，涉及護理者一方大量的勞動和努力。此外，設定的日程可能被忽略或者可能對所有情況並非最佳。嚴重受損的患者、高齡、損傷類型或其他繼發性疾病可能需要專門的技術或日程來幫助防止潰瘍形成。儘管使用患者翻轉日程、專用的支持睡眠面和就座面，但是單單在美國，每年仍然發生顯著量的新的壓力潰瘍。統計表明，進入急性護理醫院進行非選擇性矯形手術，例如髖置換和長骨骨折治療的老年患者面臨出現壓力潰瘍的甚至更大的風險。此外，患有脊髓損傷(SCI)和相關病症的人也面臨增大的風險。致力於減少或阻止壓力潰瘍形成的系統和方法將對醫學界產生很大益處。概述本公開內容的示例性實施方式包括用於減少或防止患者的表面附近的軟組織 (例如，表皮組織)的淤滯引起的缺血再灌注損傷的系統和方法。某些實施方式可以包括配置成調節組織以減少該組織將遭受缺血再灌注損傷(IRI)的可能性的機械系統和方法。在具體的實施方式中，系統可以配置成循環地向組織施加和釋放壓力。示例性實施方式還可以包括化學的或藥理學的系統，該系統調節該組織以減少其將遭受IRI的可能性。在某些實施方式中，機械系統可以循環地向軟組織施加和釋放在5-35mm Hg範圍內的壓力。該相對低水平的壓力足以周期性地限制和重建流到組織的血液流(例如，毛細管血液流)。如果該組織隨後經歷延長時間段的壓力，那麼認為血液流在受控條件下的重複的限制和重建使組織產生可以降低IRI的可能性的響應。例如，如果該組織隨後經歷延長時間段的壓力，那麼血液流的重複限制和重建可以造成抗氧化劑(例如，穀胱甘肽)和/或可以降低IRI的可能性的其他化學品的產生。示例性實施方式可以包括配置成減少經歷延長時間段的壓力的組織將遭受的可能性的化學劑或藥劑。例如，某些實施方式可以包括應用配置成促進血管的擴張並降低血液流被限制在導致淤滯引起的IRI的點的可能性的劑。在具體的實施方式中，可以將腺苷應用到組織以促進血管舒張。暫時不能行動(例如，由於外科手術)或長期不能行動的患者可以利用示例性實施方式。示例性實施方式包括用於減少淤滯引起的缺血再灌注損傷的系統。在具體的實施方式中，該系統可以包括基部；多個可變壓力室，其耦合於基部；控制器，其配置成將多個可變壓力室中的壓力控制在大於5mm Hg的第一壓力水平且控制在小於35mm Hg的第二壓力水平；以及多個壓力傳感器，其配置成向所述控制器提供壓力測量結果。在某些實施方式中，控制器可以配置成在第一壓力水平和第二壓力水平之間循環地改變多個可變壓力室中的壓力。在特定的實施方式中，壓力傳感器可以配置成測量可變壓力室中的壓力。在具體的實施方式中，壓力傳感器可以配置成測量鄰近可變壓力室處的壓力。在特定的實施方式中，第一壓力水平可以是在以下之間5mm Hg和25mm Hg ；5mm Hg和15mm Hg ；或5mm Hg和IOmm Hg。在某些實施方式中，第二壓力水平可以是在以下之間:30mm Hg 禾口 35mm Hg ；32mm Hg 禾口 35mm Hg ；或 34mm Hg 禾口 35mm Hg。在具體的實施方式中，控制器可以配置成將多個可變壓力室中的壓力控制在第一壓力水平，持續大於5秒且小於5分鐘的第一時間段。在某些實施方式中，控制器可以配置成將多個可變壓力室中的壓力控制在第二壓力水平，持續大於5秒且小於5分鐘的第二時間段。在特定的實施方式中，第一時間段大於30秒且小於4分鐘，並且第二時間段大於30 秒且小於4分鐘。在具體的實施方式中，第一時間段大於1分鐘且小於2分鐘，並且第二時間段大於1分鐘且小於2分鐘。在特定的實施方式中，控制器可以配置成向多個可變壓力室提供壓縮空氣以增加壓力。在某些實施方式中，控制器可以配置成從多個可變壓力室排出空氣以減小壓力。在具體的實施方式中，可變壓力室可以配置成可膨脹的管道。某些實施方式包括用於減少淤滯引起的缺血再灌注損傷的系統，其中該系統可以包括基部，其包括流體；波發生器，其配置成在流體中傳播波；以及控制器。特定的實施方式可以包括配置成測量界面壓力並向控制器提供界面壓力測量結果的壓力傳感器，其中控制器可以配置成改變所傳播的波的頻率和振幅，使得界面壓力在大於5_ Hg的第一壓力水平和小於35mm Hg的第二壓力水平之間變化。在特定的實施方式中，控制器可以配置成改變所傳播的波的頻率和振幅，使得界面壓力的變化產生能夠減少對與基部接合的軟組織的淤滯引起的缺血再灌注損傷的生理響應。在具體的實施方式中，該生理響應可以是抗氧化劑的產生。在某些實施方式中，抗氧化劑是穀胱甘肽。具體的實施方式可以包括用於減少淤滯引起的缺血再灌注損傷的系統，其中該系統包括基部，其包括流體；以及控制器，其配置成在流體中產生氣泡。該系統還可以包括配置成測量界面壓力並向控制器提供界面壓力測量結果的壓力傳感器，其中控制器配置成改變氣泡的量，使得界面壓力可以在大於5mm Hg的第一壓力水平和小於35mm Hg的第二壓力水平之間變化。在特定的實施方式中，控制器可以配置成經由壓縮空氣的釋放產生氣泡。某些實施方式可以包括用於減少淤滯引起的缺血再灌注損傷的系統，其中該系統包括基部；多個凸輪；以及控制器，其配置成旋轉凸輪。該系統還可以包括配置成測量界面壓力並向控制器提供界面壓力測量結果的壓力傳感器，其中控制器可以配置成旋轉凸輪，使得界面壓力可以在大於5mm Hg的第一壓力水平和小於35mm Hg的第二壓力水平之間變化。在特定的實施方式中，控制器可以包括計時裝置，以控制界面壓力被維持在第一壓力水平和第二壓力水平之間的特定壓力的持續時間。某些實施方式可以包括減少淤滯引起的缺血再灌注損傷的方法，其中該方法包括提供包括配置成促進血管舒張的藥劑的基部材料；將基部材料放置在骨突上或上方； 並且擴張血管並增強流到鄰近骨突的軟組織的血液流動。在具體的實施方式中，該藥劑可以包括腺苷。特定的實施方式可以包括減少淤滯引起的缺血再灌注損傷的方法，其中該方法包括(a)將足以限制血液流至軟組織的第一壓力水平的壓力施加在鄰近表皮的軟組織上， 持續第一時間段；(b)將鄰近表皮的軟組織上的壓力減小到足以允許血液流至表皮組織的第二壓力水平，持續第二時間段；以及(c)重複步驟(a)和步驟(b)，使得軟組織產生能夠減少對軟組織的淤滯引起的缺血再灌注損傷的生理響應。在某些實施方式中，該生理響應可以是抗氧化劑的產生。在特定的實施方式中，抗氧化劑可以是穀胱甘肽。在某些實施方式中，第一壓力水平可以是在以下之間5mm Hg和25mm Hg ；5mm Hg 和15mm Hg ；5mm Hg和IOmm Hg。在特定的實施方式中，第二壓力水平可以是在以下之間 30mm Hg 和:35mm Hg ；32mm Hg 和:35mm Hg ；或 34mm Hg 和:35mm Hg。在具體的實施方式中， 第一時間段可以是大於5秒且小於5分鐘。在特定的實施方式中，第二時間段可以是大於 5秒且小於5分鐘。附圖簡述儘管已經在下面詳細示出和描述本發明的示例性實施方式，但本領域技術人員將明白，可以做出變化和修改而不偏離本發明的範圍。因而，僅作為闡釋而非限制來提供以下描述和附圖中所陳述的內容。本發明的實際範圍預期由以下權利要求以及這樣的權利要求賦予其資格的等同物的全部範圍界定。此外，在閱讀和理解本公開內容之後，本領域的技術人員將明白，本文描述的本發明的其他變化形式可以被包括在本發明的範圍內。在以下所公開的實施方式的詳細描述中，出於簡化本公開內容的目的，在若干實施方式中，將各種特徵分組組合在一起。本公開內容的方法不應被理解成反映出本發明的示例性實施方式需要比在每一項權利要求中明確敘述的特徵更多特徵的意圖。相反，如以下權利要求反映的，發明主題在於少於單個所公開的實施方式的所有特徵。因此，以下權利要求據此合併到示例性實施方式的詳細描述中，且每一項權利要求自己作為單獨的實施方式。
圖1是墊系統的一個非限制性的示例性實施方式的透視圖。圖2是墊系統的一個非限制性的示例性實施方式的透視圖。圖3是墊系統的一個非限制性的示例性實施方式的透視圖。圖4是墊系統的一個非限制性的示例性實施方式的透視圖。圖5是墊系統的一個非限制性的示例性實施方式的透視圖。圖6是墊系統的一個非限制性的示例性實施方式的透視圖。圖7是減少淤滯引起的再灌注損傷的方法的一個非限制性的示例性實施方式的流程圖。示例性實施方式的詳細描述
現在參見圖1中示出的示例性實施方式，系統100包括基部110、多個可變壓力室 120和控制器130。在該實施方式中，控制器130經由導管140耦合(例如，經由氣動或液壓耦合)到可變壓力室120。控制器130配置成在約5mm Hg和35mm Hg之間增加和減小壓力。在某些示例性實施方式中，控制器130包括配置成增大可變壓力室120內容納的流體的壓力的泵或壓縮機。系統100還可以包括鄰近於可變壓力室120或在可變壓力室120內的壓力傳感器(為清晰起見，未示出)以向控制器130提供壓力測量結果。在某些實施方式中，壓力傳感器可以測量在系統100和由系統100支撐的人之間的界面壓力。在具體的示例性實施方式中，控制器130包括配置成向多個可變壓力室提供壓縮空氣的空氣壓縮機和可編程邏輯控制器(PLC)。當控制器130希望增大壓力時，控制器130 可以向多個可變壓力室提供壓縮空氣。控制器130還可以耦合於多個排氣孔(未示出)，多個排氣孔可以被操縱為當控制器130希望減小可變壓力室120中的壓力時從多個可變壓力室120釋放壓力。儘管在該實施方式中以圓柱形配置示出可變壓力室120，但應理解，其他示例性實施方式可以包括包含不同配置(包括例如半球形)的可變壓力室。在某些實施方式中，基部110包括配置成使系統100和患者之間的界面壓力最低的材料。例如，基部110可以包括容易地順應患者表皮的薄的柔性材料。基部110可以包括可壓縮材料，例如當支撐患者的重量時發生變形的開孔泡沫材料。在某些實施方式中，可變壓力室120可以耦合在一起，使得多個可變壓力室彼此流體相通。在這樣的實施方式中，可以使用單個壓力傳感器來監控一組可變壓力室的壓力。 在某些實施方式中，可以將一行或列(例如，線性排列的可變壓力室)組合在一起成為一組。在其他實施方式中，可以按其他模式(例如，圓形、矩形等)來將可變壓力室120組合在一起成為一組。在使用期間，系統100可以被放置為使得基部110和可變壓力室120接合或支撐患者的表皮。應理解，可變壓力室120不需要為了接合或支撐表皮而直接接觸表皮。例如， 可變壓力室120可以通過床單和/或通過患者的衣物接合或支撐表皮。系統100可以操作為使得可變壓力室120中的壓力增加和減小，這引起在可變壓力室120和患者的表皮之間的界面壓力的增加和減小。在具體的實施方式中，壓力在約5mm Hg和35mm Hg之間變化。應理解，示例性實施方式可以包括引起特定的生理響應所必需的其他壓力範圍。在示例性實施方式中，所引起的生理響應降低了當組織經歷長時間段的增大的壓力時軟組織將經歷淤滯引起的缺血再灌注損傷的可能性。在具體的實施方式中，所引起的生理響應是鄰近患者表皮的軟組織中產生抗氧化劑(例如，穀胱甘肽)。在示例性實施方式中，壓力可以以循環模式增加和減小。例如，壓力可以增加到接近該範圍的上限值(例如，在約25mm Hg和35mm Hg之間)的壓力並保持在此處持續特定的持續時間。在具體的實施方式中，壓力範圍的上限值是(單位為mm Hg) :25,26,27,28, 29、30、31、32、33、34 或 35。在某些實施方式中，壓力增加到該範圍的持續時間可以持續5秒、10秒、20秒、30 秒、40秒、50秒或60秒。在其他實施方式中，壓力增加到該範圍的持續時間可以持續1分鐘、2分鐘、3分鐘、4分鐘、5分鐘、6分鐘、7分鐘、8分鐘、9分鐘或10分鐘。在增加壓力持續特定的持續時間之後，控制器130可以將壓力減小到接近該範圍的下限值(例如5mm Hg-IOmm Hg)的壓力。在具體的實施方式中，壓力範圍的下限值是(單位為mm Hg) :5、6、7、8、9、10。在其他實施方式中，壓力範圍的下限值是(單位為mm Hg) 11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29 或 30。在某些實施方式中，壓力被減小到該範圍的持續時間可以持續5秒、10秒、20秒、30秒、40秒、50秒或60秒。 在其他實施方式中，壓力被減小到該範圍的持續時間可以持續1分鐘、2分鐘、3分鐘、4分鐘、5分鐘、6分鐘、7分鐘、8分鐘、9分鐘或10分鐘。在某些實施方式中，基部110配置成延伸遍布床墊表面使得患者的整個身體由基部110支撐。在其他實施方式中，基部110可以配置成使得其延伸遍布患者的特定部位。 例如，基部110可以配置成使得其延伸遍布骨突例如患者的肘、髖、膝或踵。在某些實施方式中，系統100可以包括帶有耦合於單個控制器的可變壓力室的多個基部。在這樣的實施方式中，帶有可變壓力室的基部可以被放置在患者的需要刺激生理響應以降低淤滯引起的 IRI的可能性(例如，抗氧化劑的產生)的每一處特定部位下。現在參見圖2中示出的示例性實施方式，系統200包括基部210、多個可變壓力室 220和控制器230。在該實施方式中，控制器230經由導管240耦合(例如，經由氣動、液壓或電耦合)於可變壓力室220。在圖2中示出的實施方式中，可變壓力室220可以配置成可膨脹的管道。在某些實施方式中，基部210可以配置成床墊、襯墊、床單或可膨脹的管道網絡嵌入到其中的其他基本上平面的形狀。系統200還可以包括鄰近可變壓力室220或在可變壓力室220內的壓力傳感器(為清晰起見，未示出)以向控制器230提供壓力測量結果。系統200以大體上等同於關於系統100所描述的方式的方式來操作。例如，控制器230可以增大和減小可變壓力室220內的壓力以刺激鄰近可變壓力室的組織中所需的生理響應(例如，抗氧化劑的產生)。在某些實施方式中，可膨脹的管道可以包括可膨脹的存儲器(accumulator)以為可變壓力室220提供另外的體積。現在參見圖3中示出的示例性實施方式，系統300包括基部310和控制器330。在該實施方式中，基部310可以配置成流體填充的體積(例如，床墊或襯墊)。在該實施方式中，控制器330可以包括配置成產生波336或使波336傳播通過基部310內容納的流體的波發生器。在具體的實施方式中，控制器330可以配置成產生傳播通過流體的聲波，以在基部310和由系統300支撐的人之間的界面處產生波陣面或駐波。所傳播的波的頻率和振幅可以由控制器330改變，以改變施加到所支撐的人的壓力。在某些實施方式中，壓力可以增大和減小以刺激由基部310支撐的組織中所需的生理響應(例如，抗氧化劑的產生)。在所示出的實施方式中，系統300包括配置成向控制器330提供界面壓力測量結果(例如，在基部310和由基部310支撐的人之間的壓力的測量結果)的一個或多個壓力傳感器335。現在參見圖4中示出的示例性實施方式，系統400包括控制器430和包含流體(例如，水)的基部410。在該實施方式中，控制器430配置成產生傳播通過儲器的氣泡435(例如，被封裝在流體中的氣體)。可以經由將壓縮空氣釋放到儲器或其他合適的機構(包括例如，微流體機構)中來產生氣泡。在所示出的實施方式中，系統400包括配置成分布氣泡 435的導管440。系統400還可以包括配置成向控制器430提供壓力測量結果的多個壓力傳感器 (為清晰起見，未示出)。氣泡435通過基部410的傳播可以用於控制被施加在正由儲器支撐的人上的壓力。例如，如果所需的壓力低於所測量的壓力，則控制器430可以增加正傳播通過基部410氣泡的量(例如，氣泡的尺寸和/或數量)。在某些實施方式中，壓力可以增大和減小以刺激由基部410支撐的組織中所需的生理響應(例如，抗氧化劑的產生)。現在參見圖5中示出的示例性實施方式，系統500包括基部510和配置成改變對正由系統500支撐的患者施加的界面壓力的多個旋轉凸輪520。在所示出的實施方式中，系統500包括配置成控制凸輪520的旋轉的控制器530。當凸輪的長形部分(例如，圖5中示出的位置中凸輪面向上的部分)指向患者時，凸輪520的偏心形狀引起凸輪對正由系統 500支撐的人施加較高的壓力。控制器530還可以旋轉凸輪520，使得凸輪的長形部分被引導遠離患者(例如，離開圖5中示出的位置180度)。當凸輪520被定位為遠離圖5中示出的位置180度時，凸輪可以對正由系統500支撐的人施加較低的壓力。還可以通過在不同的位置具有不同的凸輪 (例如，一些凸輪面向上而一些凸輪面向下)來影響被施加在人的特定部位上的壓力。在某些實施方式中，壓力可以增大和減小，以刺激由基部510支撐的組織中所需的生理響應(例如，抗氧化劑的產生)。系統500還可以包括配置成測量界面壓力例如在系統500和由系統500支撐的人之間的界面附近的壓力的一個或多個壓力傳感器525。傳感器525可以向控制器530提供反饋，使得可以將凸輪520的位置定位為在系統500和所支撐的人之間提供所需的壓力。控制器530還可以包括計時裝置，以控制系統500將指定的壓力施加在所支撐的人上的持續時間。現在參見圖6中示出的示例性實施方式，系統600包括包含化學劑或藥劑620的基部材料610。在所示出的實施方式中，基部材料610可以包括包纏物或繃帶且藥劑620可以被包含在墊或紗布型材料中。在示例性實施方式中，藥劑620可以配置成降低經歷延長時間段的壓力的組織將經歷IRI的可能性。例如，藥劑620可以配置成促進血管的擴張並降低在施加延長時間段的壓力時血液流被限制在導致淤滯引起的IRI的部位的可能性。在具體的示例性實施方式中，藥劑620包括腺苷。系統600可以被應用到可能存在淤滯引起的IRI的特定部位(例如，骨突)。
權利要求
1.一種用於減少淤滯引起的缺血再灌注損傷的系統，所述系統包括基部；多個可變壓力室，其耦合於所述基部；控制器，其配置成將所述多個可變壓力室中的壓力控制在大於5mmHg的第一壓力水平且控制在小於35mm Hg的第二壓力水平；以及多個壓力傳感器，其配置成向所述控制器提供壓力測量結果。
2.如權利要求1所述的系統，其中所述控制器配置成在所述第一壓力水平和所述第二壓力水平之間循環改變所述多個可變壓力室中的壓力。
3.如權利要求1所述的系統，其中所述壓力傳感器配置成測量所述可變壓力室中的壓力。
4.如權利要求1所述的系統，其中所述壓力傳感器配置成測量鄰近所述可變壓力室處的壓力。
5.如權利要求1所述的系統，其中所述控制器配置成將所述多個可變壓力室中的壓力控制在所述第一壓力水平，持續大於5秒且小於5分鐘的第一時間段，且其中所述控制器配置成將所述多個可變壓力室中的壓力控制在所述第二壓力水平，持續大於5秒且小於5分鐘的第二時間段。
6.如權利要求1所述的系統，其中所述控制器配置成向所述多個可變壓力室提供壓縮空氣以增加壓力。
7.如權利要求1所述的系統，其中所述控制器配置成從所述多個可變壓力室排出空氣以減小壓力。
8.如權利要求1所述的系統，其中所述可變壓力室配置成可膨脹的管道。
9.如權利要求1所述的系統，其中所述基部包括流體，且其中所述系統還包括 波發生器，其配置成在所述流體中傳播波；以及壓力傳感器，其配置成測量界面壓力並向所述控制器提供界面壓力測量結果，其中所述控制器配置成改變所傳播的波的頻率和振幅，使得所述界面壓力在大於5mm Hg的第一界面壓力水平和小於35mm Hg的第二界面壓力水平之間變化。
10.如權利要求9所述的系統，其中所述控制器配置成改變所傳播的波的頻率和振幅， 使得界面壓力的變化產生能夠減少對與所述基部接合的軟組織的淤滯引起的缺血再灌注損傷的生理響應。
11.如權利要求10所述的系統，其中所述生理響應是抗氧化劑的產生。
12.如權利要求11所述的系統，其中所述抗氧化劑是穀胱甘肽。
13.如權利要求1所述的系統，其中所述基部包括流體，且其中所述控制器配置成在所述流體中產生氣泡。
14.如權利要求13所述的系統，其中所述控制器配置成經由壓縮空氣的釋放產生氣泡。
15.如權利要求1所述的系統，其中所述控制器配置成旋轉多個凸輪。
全文摘要
用於減少或防止對組織的淤滯引起的缺血再灌注損傷的系統。該系統可以改變施加在組織上的壓力，以在組織中產生生理響應。生理響應可以包括抗氧化劑的產生。該系統可以引入藥劑以增加到達組織的血液流。
文檔編號A61G7/057GK102470066SQ201080034803
公開日2012年5月23日 申請日期2010年8月13日 優先權日2009年8月17日
發明者丹·本尼科爾, 泰瑞·費雷, 艾米·麥克納爾蒂, 萊斯利·古鐵雷斯, 辛西婭·米勒 申請人:凱希特許有限公司