BRPI0804667A2

BRPI0804667A2 - organ transplant system

Info

Publication number: BRPI0804667A2
Authority: BR
Inventors: Ary Angelo De Campos Toginho
Original assignee: Ary Angelo De Campos Toginho
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2010-07-20

Abstract

Sistema para transporte de órgâos para transplante, constituído por uma caixa isotérmica, construída em polietileno de alto impacto, contendo dois compartimentos termicamente isolados (7,8), sendo um deles destinado ao acondicionamento do material a ser transportado e outro contendo um termoacumulador (1), caracterizado por utilizar troca térmica entre o termoacumulador (1) e a câmara de transporte do material (8), mediante ventilação forçada de ar, controlada por circuito eletrónico através de monitoramento da temperatura, alimentado por bateria interna selada recarregável (11).Transplant organ transport system, consisting of an isothermal box made of high-impact polyethylene, containing two thermally insulated compartments (7,8), one of which is intended for the storage of the material to be transported and the other containing a storage tank (1 ), characterized by the use of thermal exchange between the storage tank (1) and the material transport chamber (8), through forced air ventilation, controlled by electronic circuit through temperature monitoring, powered by a rechargeable sealed internal battery (11).

Description

SISTEMA PARA TRANSPORTE DE ÓRGÃOS PARA TRANSPLANTETRANSPORTING ORGAN TRANSPORT SYSTEM

A presente invenção refere-se a um sistema para transporte de órgãospara transplante, com temperatura controlada eletronicamente, independentede fonte de energia externa durante o transporte. O sistema é composto deuma caixa isotérmica dividida em dois compartimentos, um termoacumulador,um dispositivo de ventilação e um circuito eletrônico. O sistema permite otransporte de órgãos para transplante, com variação mínima da temperatura,mantida entre 2°C e 6°C. O material a transportado, não entra contato com geloou qualquer outro material que possa causar um resfriamento abaixo datemperatura adequada e comprometer sua viabilidade.The present invention relates to an electronically temperature controlled organ transport system for transplantation independent of external energy source during transport. The system is composed of an isothermal box divided into two compartments, a storage tank, a ventilation device and an electronic circuit. The system allows the transplantation of organs for transplantation, with minimum temperature variation, kept between 2 ° C and 6 ° C. The material to be transported does not come into contact with ice or any other material that may cause cooling below adequate temperature and compromise its viability.

Os equipamentos disponíveis atualmente para o transporte de órgãospara transplante apresentam variações no grau de complexidade, nos custosde aquisição e nas condições de acondicionamento dos órgãos a seremtransplantados.The equipment currently available for the transport of organs for transplantation varies in the degree of complexity, in the acquisition costs and in the conditions of conditioning of the organs to be transplanted.

Atualmente no Brasil, os órgãos retirados do doador são submetidos àhipotermia e perfusão com uma solução apropriada e colocados em um sacoplástico, preenchido com a solução de transporte e acondicionados em caixastérmicas, juntamente com gelo ou acumuladores de frio. Estas caixas utilizadaspara transporte de órgãos e tecidos são construídas em polietileno oupolipropileno, com isolamento térmico em poliuretano. Algumas possuemtermômetro externo, mas não têm controle de temperatura.Currently in Brazil, the organs removed from the donor undergo hypothermia and perfusion with an appropriate solution and placed in a sacoplastic, filled with the transport solution and packed in caixastherms, along with ice or cold accumulators. These boxes used for organ and tissue transport are made of polyethylene or polypropylene, with thermal insulation in polyurethane. Some have an external thermometer, but no temperature control.

Uma das patentes existentes no exterior, a US006046046A, se refere aum conjunto de sistemas complexos para transporte dos órgãos em estadofisiológico ideal para o transplante. Este sistema foi concebido parapreservação e transporte do coração, aplicando técnicas para manter o órgãovivo, em condições similares às existentes no corpo humano. Utiliza estímuloselétricos para manter o órgão funcionando enquanto é perfusionado com umfluído oxigenado para manter suas células vivas e prolongar sua viabilidade. Odispositivo conserva o órgão em temperatura entre 20°C e 37°C, mantendo acirculação do fluído oxigenado em pressão adequada.No Brasil, o PI99029286 refere-se a uma caixa construída empolipropileno, dotada de sistema "Peltier" para o resfriamento do materialtransportado e dispõe de termômetro externo para leitura da temperaturainterna da caixa. Esta caixa permite, mediante alimentação elétrica externa, umcontrole adequado da temperatura entre 4°C e 6°C.One of the overseas patents, US006046046A, refers to a set of complex organ transport systems in optimal physiological state for transplantation. This system was designed for preservation and transport of the heart, applying techniques to maintain the living organ in conditions similar to those in the human body. It uses electrical stimuli to keep the organ functioning while being perfused with oxygenated fluid to keep its cells alive and prolong its viability. The device keeps the organ at a temperature between 20 ° C and 37 ° C, keeping the oxygenated fluid circulation at the proper pressure. In Brazil, the PI99029286 refers to a box built in polypropylene, equipped with a "Peltier" system for cooling the transported material and It has an external thermometer for reading the internal temperature of the box. This box allows, through external power supply, adequate temperature control between 4 ° C and 6 ° C.

Os sistemas mais sofisticados, a exemplo da patente US006046046A,possuem características que restringem seu uso em grande parte dos casos,pois têm um custo de aquisição elevado, que pode chegar a dezenas demilhares de dólares. Estes equipamentos, indispensáveis para prolongar a vidaútil do coração a ser transplantado, nem sempre são os mais adequados para otransporte órgãos que possuam um tempo de viabilidade maior sobresfriamento, que, no caso dos rins, pode chegar a 48 horas. Para o transportede órgãos com maior tempo de viabilidade post mortem, um sistema quepermita controlar de modo preciso a temperatura de acondicionamento durantetodo o transporte se mostra viável na maior parte dos casos.More sophisticated systems, such as US006046046A, have features that restrict their use in most cases because they have a high acquisition cost that can reach tens of thousands of dollars. These equipments, indispensable for prolonging the life of the heart to be transplanted, are not always the most suitable for transporting organs that have a longer viability of cooling, which, in the case of the kidneys, can reach 48 hours. For the transport of organs with longer post mortem viability, a system that allows precise control of the packaging temperature throughout the transport is viable in most cases.

A solução proposta através da PI99029286, necessita de alimentaçãoelétrica externa para seu funcionamento por períodos prolongados e seusistema de resfriamento apresenta um alto consumo de energia, com baixorendimento.The solution proposed through PI99029286, needs external power supply for its operation for extended periods and its cooling system presents a high energy consumption, with low performance.

Por sua vez, as caixas de poliuretano mais comumente empregadas noBrasil são utilizadas com gelo ou gel, que entram em contato direto com o sacoplástico que envolve o órgão. Ocorre que, no contato com o gelo, mesmo queatravés do invólucro plástico, o tecido do órgão pode sofrer danos que causaminúmeros problemas no pós-operatório, ou mesmo inviabilizam sua utilização.In turn, the most commonly used polyurethane boxes in Brazil are used with ice or gel, which comes in direct contact with the sacoplastic surrounding the organ. It happens that, in contact with the ice, even through the plastic casing, the tissue of the organ can suffer damages that cause numerous problems in the postoperative period, or even make its use unfeasible.

Além disso, estas caixas não permitem controle da temperatura dentro da faixarecomendada.In addition, these boxes do not allow temperature control within the recommended range.

Nas condições atuais de transporte, as caixas encaminhadas por viaaérea são colocadas na cabine de comando das aeronaves e não sãoacompanhadas por um profissional para monitorar as mesmas durante o tempode translado. Diante disto, um sistema autônomo, independente de fonte deenergia externa e com capacidade térmica suficiente para compensar asperdas ocorridas através do isolamento térmico da câmara de transporte,representa um maior grau de segurança na preservação da integridade domaterial transportado.Under current conditions of transport, airborne boxes are placed in the aircraft cockpit and are not accompanied by a professional to monitor them during the transfer time. Given this, an autonomous system, independent of external energy source and with sufficient thermal capacity to compensate for losses caused by thermal insulation of the transport chamber, represents a greater degree of safety in preserving the integrity of the transported material.

A presente invenção representa um sistema que soluciona alguns destesinconvenientes, pois o sistema é dotado de uma carga térmica suficiente paramanter a temperatura nos níveis adequados por um período superior à vida útildo material acondicionado em condições ideais. O consumo de energia elétricado sistema é da ordem de 100mA/h, atingindo uma autonomia de até 70 horascom uma bateria selada de 12 Volts, o que garante a independência de fontede energia elétrica externa durante o translado.The present invention represents a system which solves some of these drawbacks, as the system is provided with a sufficient thermal load to maintain the temperature at the appropriate levels for a longer period than the useful life of the conditioned material under ideal conditions. The power consumption of the system is around 100mA / h, reaching a range of up to 70 hours with a sealed 12 Volt battery, which guarantees the independence of external power supply during transfer.

A caixa isotérmica, apresentada na figura 3, é construída em polietilenode alto impacto, com isolamento térmico em poliuretano, tem cada um doscompartimentos termicamente isolados dos demais, com acessosindependentes ao seu interior. A câmara (8), destinada ao acondicionamentodo material a ser transportado, possui uma tampa própria, que éhermeticamente fechada e lacrada durante o transporte.The isothermal enclosure, shown in figure 3, is made of high impact polyethylene, with thermal insulation in polyurethane, and each compartment is thermally insulated from the others, with independent access to its interior. The chamber (8), intended for the packing of the material to be transported, has its own lid, which is hermetically closed and sealed during transport.

O termoacumulador, apresentado na figura 1, é uma caixa hermética,com capacidade volumétrica dimensionada de acordo com a carga térmicadesejada, podendo variar entre dois e dez litros, construído em alumínio epreenchido com água ou gel, proporcionando a carga térmica necessária aoprocesso. O termoacumulador (1) é transpassado em seu sentido longitudinalpor um tubo do mesmo material, centralizado em duas das suas faces. O tubotem, em toda a extensão de sua superfície interna, aletas metálicas orientadasem seu sentido longitudinal, permitindo a troca de calor com o ar, durante suapassagem através do mesmo. Antes de cada utilização, o conteúdo dotermoacumulador é congelado ou resfriado a temperaturas de até -20°C. Estematerial congelado constituirá a reserva térmica a ser utilizada durante otransporte.The water heater, shown in figure 1, is an airtight box, with volumetric capacity sized according to the desired thermal load, and can vary between two and ten liters, made of aluminum filled with water or gel, providing the necessary thermal load to the process. The heat accumulator (1) is pierced in its longitudinal direction by a tube of the same material, centered on two of its faces. The tubotem, along its entire inner surface, has metal fins oriented in its longitudinal direction, allowing the exchange of heat with the air during its passage through it. Prior to each use, the booster content is frozen or cooled to temperatures up to -20 ° C. This frozen material will constitute the thermal reserve to be used during transport.

O compartimento de troca de calor (7) tem um alojamento apropriadopara receber o termoacumulador (1), com isolamento térmico especial parapossibilitar a preservação de sua temperatura negativa e um sistema deventilação, composto por dutos apropriados (2,6), ventilador (5) e sensorestérmicos, que permitem a manutenção da temperatura adequada na câmara.O sistema eletrônico é composto de uma bateria selada de 12Volts (11),circuitos de controle e sensores para monitoramento da temperatura interna dacâmara.The heat exchange compartment (7) has a suitable housing to receive the heat accumulator (1), with special thermal insulation to enable the preservation of its negative temperature and a ventilation system, consisting of appropriate ducts (2,6), fan (5) and thermal sensors, which allow the proper temperature to be maintained in the chamber. The electronic system consists of a sealed 12 Volt battery (11), control circuits and sensors for monitoring the camera's internal temperature.

Descrevemos a seguir o funcionamento do sistema, com apoio dasfiguras, de forma a exemplificar sem caráter restritivo:The following describes the operation of the system, supported by the figures, in order to exemplify without restrictive character:

O princípio de funcionamento do sistema se baseia na troca de calorentre o ar da câmara (8) e o termoacumulador (1). Para compensar elevaçãoda temperatura da câmara, ocasionada pela condutividade térmica dosmateriais que compõem a caixa, o sistema circula o ar entre otermoacumulador (1) e a câmara (7) até que a temperatura desta atinja o valordesejado. A circulação do ar ocorre através de duas aberturas na câmara (3,4),sendo uma de entrada (3) e outra de saída (4) de ar. Estas aberturas sãoligadas a dutos (2,6), através dos quais o ventilador (5) faz circular o arrefrigerado para preservar o material na temperatura desejada. O ar aspiradoda câmara passa pelo termoacumulador (1) através do tubo aletado. Ao sair dotermoacumulador (1), o ar refrigerado retorna novamente à câmara (8),completando o ciclo. Um sistema de controle de temperatura, constituído porsensores e circuitos eletrônicos e alimentado pela bateria recarregável (11), fazo monitoramento da temperatura e aciona a ventilação quando necessário paramanter a temperatura dentro dos parâmetros desejados. Esta circulação de aracontece internamente, não ocorrendo troca de ar com o exterior da caixa.The operating principle of the system is based on the heat exchange between the air in the chamber (8) and the storage tank (1). To compensate for the elevation of the chamber temperature, caused by the thermal conductivity of the materials that compose the box, the system circulates the air between the accumulator (1) and the chamber (7) until its temperature reaches the desired value. Air circulation occurs through two openings in the chamber (3,4), one inlet (3) and one outlet (4) of air. These openings are connected to ducts (2,6) through which the fan (5) circulates the coolant to preserve the material at the desired temperature. The air drawn from the chamber passes through the storage tank (1) through the fin tube. Upon exiting the storage tank (1), the cooled air returns again to the chamber (8), completing the cycle. A temperature control system, consisting of sensors and electronic circuits and powered by the rechargeable battery (11), monitors the temperature and activates the ventilation when necessary to keep the temperature within the desired parameters. This air circulation happens internally, with no exchange of air with the outside of the box.

O circuito é ajustável através do painel de controle (10), provido dedisplay e teclado digital, por meio dos quais é possível a leitura das condiçõesda bateria, temperatura interna da câmara, temperatura do termoacumulador econdição do sistema de ventilação.The circuit is adjustable through the control panel (10), provided with digital display and keypad, through which it is possible to read the conditions of the battery, internal temperature of the chamber, temperature of the accumulator and condition of the ventilation system.

O sistema prevê a utilização de um cartão de memória, que registrará avariação da temperatura durante todo o tempo em que o material permanecerna câmara. Após a chegada do material ao destino, será possível, através daleitura dos dados armazenados, verificar o histórico das variações térmicasocorridas.The system provides for the use of a memory card, which will record temperature malfunctions throughout the time the material remains in the chamber. Upon arrival of the material to the destination, it will be possible, by reading the stored data, to verify the history of the thermal variations occurred.

Claims

1. Transplant system for transport of organs, consisting of an isothermal box made of high-impact polyethylene, subdivided into two compartments, characterized by the use of forced air ventilation between the transport chamber (8) and a heat exchanger (1). ) housed in an isolated compartment (7).

2. Water heater (1) characterized by a box made of aluminum and filled with water or gel, pierced in its longitudinal direction by a tube of the same material, centered on two of its faces, containing the full length of its inner surface, oriented metallic fins on its longitudinal direction, allowing the heat exchanger to exchange air through it.

Isothermal housing according to claim 1, characterized in that it comprises a heat exchange compartment (7), containing suitable housing for receiving the storage tank (1), with special thermal insulation to enable the preservation of its negative temperature and a ventilation system; composed of suitable ducts (2, 6), fan (5) and temperature sensors.