CZ202378A3 - Zdroj vysoké elektrické intenzity pro ovlivňování živé tkáně - Google Patents

Abstract

Zdroj vysoké elektrické intenzity pro ovlivňování živé tkáně, zejména v podkoží a hlubších podkožních tkáních pacienta (4) metodou multižánrového působení nereverzibilní a reverzibilní elektroporace, elektrochemického účinku a tepla, obsahuje řídicí procesor (6) s násobičem (8) napětí pro generování stejnosměrného napětí 1000 až 10 000 V s proudovým omezením do 10 mA pro vznik mikroprůrazů v živé tkáni. Pacient (4) je vodivě spojen se zdrojem stejnosměrného napětí 1000 až 10 000 V pro vytvoření stejnosměrného uzavřeného elektrického obvodu. Zdroj je opatřen izolovanými jehličkami (1) o délce 1 až 20 mm, s průměry 0,2 až 1,0 mm a/nebo izolovanými kanylami (15) o délce 40 až 250 mm, s průměrem 0,5 až 4 mm. Jehličky (1) jsou izolovány vypalovacím biokompaktibilním lakem s vysokou elektrickou a mechanickou pevností. Konce jehliček (1) a kanyl (15) o délce 0,5 až 2 mm jsou bez izolace (2).

Description

Zdroj vysoké elektrické intenzity pro ovlivňování živé tkáně

Oblast techniky

Vynález s týká zdroje vysoké elektrické intenzity pro ovlivňování živé tkáně, zejména v podkoží a hlubších podkožních tkáních metodou multižánrového působení nereverzibilní a reverzibilní elektroporace, elektrochemického účinku a tepla, dále (HIFE).

Dosavadní stav techniky

V medicíně, často v estetické medicíně je zapotřebí způsobovat mini destrukci malé části tkáně, tj. vrchní vrstvy SMAS a podkožní tukové vrstvy, v řádu max. nižších jednotek milimetrů krychlových lokálně na jednom místě, ale při velkých aplikačních plochách jako například lifting obličeje, nebo korekce tuku u dvojité brady jsou to až stovky minidestrukcí tkání, aby bylo dosaženo cílených efektů. Současně je požadavek na spolehlivě funkční a zcela bezpečnou technologii, ideálně aby technologie již svou podstatou byla bezpečná.

V současné době dostupnými technikami je možno provádět lokální minidestrukce uvnitř tkáně převážně pro estetické účely následujícími způsoby.

Vysoce fokusovaným ultrazvukem pomocí ultrazvukových generátorů s piezoelektrickými měniči tvaru polokoule o vnitřním průměru 20 až 40 mm. Tyto polokoule jsou umístěny zhruba 10 mm nad pokožkou s tím, že epicentrum, kde jsou ultrazvukové vlny fokusovány, je v hloubce 1.5 až 4 mm. Zde je vytvářena energie o velikosti 1 až 10 J, která způsobí ohřev tkáně, tj. koagulaci tkáně, tzn. buněčnou smrt, přičemž tkáň objemu zhruba 1 až 5 mm kubických je ohřátá zhruba na 70 °C. Nevýhodou tohoto řešení je, že již na povrchu pokožky jsou v místě průniku ultrazvukové vlny částečně fokusovány a vzniká zhmoždění pokožky, což snižuje komfort tohoto zákroku. Další nevýhodou je nepřesnost v případě požadavku cílení na konkrétní bod. Hlavice o rozměrech 40 x 20 mm neumožňuje přesné zacílení např při liftingu očí. Další nevýhodou je to, že ultrazvukové generátory mají poměrně malou životnost a dané ošetření je pro pacienta drahé. Vlivem malého průniku nejsou schopny fokusované ultrazvukové vlny provádět destrukci podkožních tukových vrstev.

Radiofrekvence - pomocí soustavy izolovaných hlavic je do podkoží přiváděn vysokofrekvenční elektrický proud, který provádí ohřev tkáně pro vypnutí a zhutnění pokožky. V tomto případě je podkožní tkáň pouze zahřívána, běžně není možno dosáhnout lokálního ohřevu 70 stupňů Celsia, která je potřeba k denaturaci kolagenu. Tento způsob běžně neumožňuje cílený ohřev a destrukci tkání. Podkožní tuková tkáň a obecně adipocyty jsou elektricky nevodivé a tudíž pomocí radiofrekvence, jejíž účinek je založen na tepelném účinku elektrického proudu, procházejícím tkání, nelze způsobovat buněčnou smrt adipocitů.

Intenzivní pulsní světlo ze zdroje monochromatického světelného záření je schopno provádět fototermolýzu při depilaci, kdy monochromatické světlo určité vlnové délky působí na tmavé folikuly chloupků, zahřívá je a chloupky následně vypadnou. Tento způsob je schopen cíleného ohřevu jen při depilaci - obecně ne, navíc je nutná ochrana očí. Fototermolýza pomocí IPL neumožňuje provádět destrukci buněk horních SMAS vrstev. Fotorermolýza pomocí IPL neumožňuje provádět destrukci tukových buněk.

Laserové paprsky jsou schopny cíleně destruovat tkáň, ale laserový paprsek je velmi intenzivní, není schopen citlivě a přesně způsobit termoohřev pouze v intervalu 50 až 70 stupňů Celsia. Je nutná ochrana očí. Laserové paprsky jsou schopny destruovat i tukové buňky. Je nutné vždy pomocí optického kabelu zavádět optický kabel do podkoží, což vyžaduje vysokou odbornost. Laserová technologie je velmi nákladná je vhodná pouze pro specializovaná pracoviště.

- 1 CZ 2023 - 78 A3

Liftingu lze dosáhnout i pomocí netermálních destrukcí pomocí mezonití, které jsou vyráběny ze vstřebatelných materiálů.

Ve všech výše uvedených případech je tkáň ohřívána tak, že ultrazvukové vlny, elektrický proud, elektromagnetické záření, tj. světlo, působí na tkáň a tuto ohřívají, což přináší sebou výše zmiňované nedostatky, jelikož klinického účinku je dosahováno pomocí generovaného tepla, které vzniká přeměnou jiného druhu energie, která je dodávána do tkáně.

Součástí stavu techniky je dokument WO 01/28488 A1, který popisuje odporově vyhřívanou jehlu, kdy ohřev je zajištěn spirálou z kovového drátu, umístěného do hrotu jehly, od níž je elektricky odizolována vrstvou izolantu. Toto patentované řešení neumožní konstruovat topné jehly malého průměru 0.3 mm nutné pro destrukci tuku v podočnicových tukových vacích.

Dalším dokumentem stavu techniky je US 2017/0348039, který se týká elektricky vytvořené jehly ne zcela malého průměru, jejíž jednotlivé části jsou vytvořeny z různých materiálů. Jehla je podélně dělená, z důvodu přívodu proudu k topnému elementu v hrotu a neumožňuje vytvoření velmi tenké jehly.

Dokument US 2017/0348039 popisuje vyhřívanou jehlu průměru přesahujícího 1 mm, která je napájena vysokofrekvenčním proudem, kde k tepelnému účinku dochází kombinací indukčního ohřevu kovového hrotu a odporového ohřevu spirálou vytvořenou lakovaným vodičem. Protože se jedná o jehly pro estetické účely, je zapotřebí dosáhnout co nejmenšího průměru jehly, s limitním průměrem 0,3 mm, což popisovaná konstrukce jehly v tomto dokumentu US 2017/0348039 neumožňuje.

Dokument WO 2011/037235 popisuje odporově vyhřívané jehly pro chirurgické účely, které navíc obsahují odporové čidlo teploty. Zobrazená konstrukce jehel vylučuje možnost vytvoření jehly do 0,3 mm.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny zdrojem vysoké elektrické intenzity pro ovlivňování živé tkáně, zejména v podkoží a hlubších podkožních tkáních pacienta metodou multižánrového působení nereverzibilní a reverzibilní elektroporace, elektrochemického účinku a tepla, podle tohoto vynálezu. Jeho podstatou je to, že obsahuje řídicí procesor s násobičem napětí pro generování stejnosměrného napětí 1000 až 10 000 V s proudovým omezením do 10 mA pro vznik mikroprůrazů v živé tkáni, přičemž pacient je vodivě spojen se zdrojem stejnosměrného napětí 1000 až 10 000 V pro vytvoření stejnosměrného uzavřeného elektrického obvodu a zdroj je opatřen izolovanými jehličkami o délce 1 až 20 mm, s průměry 0.2 až 1.0 mm a/nebo izolovanými kanylami o délce 40 až 250 mm, s průměrem 0.5 až 4 mm, přičemž jehličky/kanyly jsou izolovány vypalovacím biokompaktibilním lakem s vysokou elektrickou a mechanickou pevností a konce jehliček o délce 0.5 až 2 mm jsou bez izolace. Konce kanyl v délce 5 až 20 mm jsou bez izolace.

Násobič napětí pro generování stejnosměrného napětí 1000 V až 10 000 V je s výhodou opatřen bezpečnostním obvodem pro rozpojení elektrického obvodu při odpojení pacienta od násobiče napětí a pro ukončení tvorby mikroprůrazů, přičemž elektrický proud procházející pacientem je opatřen komparátorem pro jeho omezení na hodnoty do 10 mA.

Alespoň dvě jehličky mohou být umístěny v aplikátoru, ve kterém jsou uspořádány ve tvaru vybraném ze skupiny řada, n-úhelník, kde n je 1 až 8, kruh a ovál, přičemž aplikátor je izolovány spolu s jehličkami vypalovacím biokompaktibilním lakem s vysokou elektrickou a mechanickou pevností. Aplikátor může být opatřen kovovým obrobkem se zářezy a/nebo dírami pro vkládání

- 2 CZ 2023 - 78 A3 jehliček, které jsou ke kovovému obrobku přibodovány. Jehličky jsou z nerezové oceli a jsou opatřeny brusem pro jejich lehké zapichování.

Kanyly jsou ve výhodném provedení rovněž z nerezové oceli. Kanyly mohou být plné a jsou na svém konci tupé pro zabránění poškození cév a nervy při aplikaci. Kanyly jsou ve výhodném provedení opatřeny CLICK - KLAK systémem pro uchycení do držáku, přičemž kanyla je opatřena uchopovací plochou.

Zdroj má reverzibilní a nereverzibilní elektroporaci.

HIFE energie způsobuje ve tkáních poblíž neizolovaných konců aktivních jehliček nebo kanyl vznik kanálů bez volných elektronů, kde dojde k masivnímu poklesu vodivosti a k nárůstu elektrického potenciálu až následně dojde ke vzniku mikroprůrazů v tkáni, které jsou doprovázeny proudovými špičkami. V místě pod mikroprůrazy se zvýší elektrická intenzita až na úroveň, která způsobí v tomto místě, tj. epicentru HIFE, na membránách buněk nereverzibilní elektroporaci, vznik tepla a elektrochemický účinek a jejich společným působením způsobí minidestrukci nekrózu tkáně. V navazující tkáni na epicentrum HIFE vznikne reverzibilní elektroporace, která způsobí situaci, že skrze vniklé průchody v buněčné membráně začnou z mezibuněčného prostoru dovnitř buněk proudit živiny a voda - buňky se oživí, což napomůže při liftingu i při destrukci tukových buněk, přičemž tukové buňky mimo epicentrum již se nepoškodí ihned vznikající nekrózou, ale buněčná smrt nastane postupně apoptózou, a ostatní související tkáně se zrejuvenují.

Předmětem vynálezu je HIFE zdroj pro ovlivňování uvnitř živé tkáně, tj. podkožní tukové vrstvy a horní vrstvy SMAS. Jedná se o vynález destrukce tukových buněk a buněk horních SMAS vrstev v mikroaplikacích, kdy je požadován max. destrukční objem do 3 milimetrů kubických.

Zdroj HIFE pomocí aplikačních jehliček a kanyl je schopen dopravovat do epicentra požadovanou energii bez ovlivnění kůže v místě vpichu a dále je schopen provádět minidestrukce tukových vrstev ve větších hloubkách, čehož focusovaný ultrazvuk není schopen. Navíc focusovaný ultrazvukový signál má široké epicentrum a proto nechtěně provádí i zhmožděniny tkáně, kde není požadováno ošetření, tj. mimo cílovou tkáň. Zdroj HIFE mimo epicentrum provádí reverzibilní elektroporaci - tj. buňky sousedící s epicentrem jsou oživovány - rejuvenovány.

Systém HIFE zvládne minidestrukce adipocitů a navíc vždy v navazující oblasti na epicentrum vzniká reverzibilní elektroporace, která do buněk přivede živiny a dojde k rejuvenaci. Ošetřená oblast se daleko lépe hojí.

Metoda HIFE je ze své podstaty bezpečná a lehce aplikovatelná. Zdroj HIFE je technologicky omezený ve výkonu a ještě jsou aplikační doby v desítkách vteřin na jednom místě, takže ošetřující lékař vidí účinek a v případě problému, by ošetření ihned ukončil. Jedná se o zcela bezpečnou alternativu pro destrukci buněk oproti laseru.

Alternativou liftinku pomocí mezonití jsou HIFE kanyly, které jsou stejně jako mezonitě bezpečné a navíc po aplikaci nezůstává ve tkáni cizí materiál.

V případě HIFE se jedná o přímé ovlivňování buněčných membrán - ireverzibilní elektroporaci. Cíleně je zaváděna energie HIFE do tkáně a ta přímo provádí minidestrukce buněk. Navíc tato metoda urychluje hojení, jelikož buňky, ležící v bezprostřední blízkosti minidestruovaných buněk jsou naopak oživovány, jelikož jejich buněčné membrány se krátkodobě otevřou a dovnitř buněk proudí z mezibuněčného prostoru voda a živiny, což zrychluje proces hojení.

Cílem předloženého vynálezu HIFE zdroje je, že se jedná o komplexní řešení, které je schopné destruovat horní vrstvy SMAS stejně jako podkožní tukové vrstvy, bez poškození kůže v místě vstupu energie HIFE do podkožních a hlubších vrstev. Navíc se jedná o metodu tvorby minidestrukcí, která sebou nese menší riziko vzniku nežádoucích účinků.

- 3 CZ 2023 - 78 A3

Další výhodou je, že jsou metodou reverzibilní elektroporace pozitivně ovlivněny i buňky tkání, navazující na epicentrum HIFE, což urychluje hojení. Tato metoda je schopna provádět velké množství mikrodestrukcí cílových tkání a mimo epicentrum vznikne naopak oživení tkání, které ve výsledku podpoří hlavní efekt, který vznikne po realizování cílených mikrodestrukcí mikrodestrukce kolagenových vláken způsobí zmnožení kolagenu a mimo epicentrum dojde k oživení buněk - rejuvenaci. Metoda HIFE má vlastně proto dvojí efekt.

Toto velké množství HIFE minidestrukcí na povrchové vrstvě SMAS vyvolá novotvorbu kolagenu což způsobí srážení a napínání tkáně a má výrazné důsledky pro omlazení tváře v rámci procedur estetické medicíny. Povrchový systém SMAS přenáší aktivitu tvářových mimických svalů do pokožky a koordinuje výraz tváře. SMAS se skládá z kolagenu a elastických vláken.

HIFE zdroj má široké možnosti použití, jelikož aplikační energii dopravuje na požadované místo pomocí kanyl a jehliček a lze ošetřovat malé i velké plochy. Aplikace je velmi jednoduchá např. oproti laserům, kde práce s optickým kabelem je velmi náročná. HIFE zdroj při aplikaci kanyl je schopen nahradit i mezonitě.

Při aplikaci HIFE je možno velmi přesně zacílit, kde má být tkáň cíleně destruována. Tímto se dosahuje větší přesnosti při současném větším komfortu pro pacienta, zákrok nepřináší vedlejší účinky, jako jsou bolest, diskomfort, nutnost ochrany očí před škodlivými účinky elektromagnetického vlnění atd.

Klinického účinku je dosaženo pomocí aktivace nereverzibilní a reverzibilní elektroporace, kdy pomocí kanyl a jehliček lze provádět destrukci horních vrstev SMAS v rámci celého obličeje a tukových vrstev na dvojité bradě. Ve větší vzdálenosti od epicentra působení HIFE už je intenzita elektrického pole nižší a vzniká zde reverzibilní elektroporace, která způsobuje oživení buněk a následnou rejuvenaci.

Zásadní výhodou HIFE je skutečnost, že průměr jehly může být libovolně malý. Další výhodou je, že odizolovaných segmentů je možno na centrálním vodiči vytvořit více, čímž lze vytvořit libovolný počet aktivních elementů po celé délce jehly, nebo kanyly.

Největší výhodou zdroje HIFE podle tohoto vynálezu oproti řešení dle US 2017/0348039 je fakt, že cíleně působí mikrodestrukce tkání velmi přesně a to přímo tím, že destruuje buňky tím, že ničí jejich membrány. Současně v okolí zničených buněk jsou přilehlé buňky naopak rejuvenovány, což zrychluje proces hojení.

Metoda HIFE umožňuje pracovat i s jehličkami velmi malých průměrů 0.3 mm, což je např. při likvidaci podočnicových tukových vaků podstatné. Největší výhodou zdroje HIFE oproti řešení dle US 2017/0348039 je fakt, že cíleně působí mikrodestrukce tkání velmi přesně a to přímo tím, že destruuje buňky tím, že ničí jejich membrány. Současně v okolí zničených buněk jsou přilehlé buňky naopak rejuvenovány, což zrychluje proces hojení.

Tato destrukce horních vrstev SMAS buněk způsobí velmi kvalitní a bezpečný liftink, jelikož zdroj HIFE má omezený výkon a i při vzniku jedné chyby není schopen poškodit větší kubaturu než 3 milimetry kubické a navíc při aplikačních časech 20 až 30 vteřin má aplikaci provádějící lékař ošetřované místo zcela pod kontrolou. Navíc dopravování aplikační energie HIFE do cílových tkání je velmi přesné a bezpečné - probíhá pomocí kanyl a jehliček s definovanou hloubkou vpichu, takže lékař vždy přesně ví, v jaké hloubce provádí cílené minidestrukce.

Je možná široká variabilita dopravování energie HIFE při liftinku obličeje a to buď tupou kanylou, nebo jehličkami stanovených bezpečných délek pro jednotlivé části obličeje, např. tvář povoleno 3.5 mm, oční okolí 1 mm.

- 4 CZ 2023 - 78 A3

Tato metoda při liftinku má obrovskou výhodu , že nezpůsobí koagulaci krevních vlásečnic a žilek. Jedná se o novou a velmi bezpečnou metodu provádění liftinku.

HIFE zdroj je velmi vhodný pro korekci podočnicových tukových vaků. Pod okem je velké nebezpečí vzniku vážných nežádoucích účinků při přístrojové korekci tukových vaků - je zde riziko poškození zásobovací cévy do oka i poškození svalů hýbajících okem. Metoda HIFE tato rizika má daleko menší než výše popsané metody, i když i v tomto případě je nutno postupovat s maximální obezřetností.

Dosavadní metody pro korekci malých podkožních vrstev jsou velmi omezené a snad jedinou skutečně funkční metodou je laser, jehož aplikace vyžaduje velmi zkušeného profesionála a je velmi drahá, např. dvojitá brada. Tato metoda HIFE pomocí tupých kanyl je velmi vhodná pro korekci tukových vrstev ve dvojité bradě. Práce s tupou kanylou je bezpečná a navíc HIFE není schopna dodávat nebezpečnou energii, na rozdíl od laseru, kde musí lékař dávat velký pozor.

HIFE energie způsobuje ve tkáních poblíž neizolovaných konců aktivních jehliček nebo kanyl vznik kanálů bez volných elektronů, kde dojde k masivnímu poklesu vodivosti a k nárůstu elektrického potenciálu až následně dojde ke vzniku mikroprůrazů v tkáni, které jsou doprovázeny proudovými špičkami. V místě pod mikroprůrazy se zvýší elektrická intenzita až na úroveň, která způsobí v tomto místě nereverzibilní elektroporaci - destrukci buněk. V tomto místě dopadu mikroprůrazů vzniká i teplo a elektrochemické ovlivňování , které umocňují vznik elektroporace.

Ve větší vzdálenosti od epicentra působení energie HIFE je již intenzita vzniklého elektrického pole malá a vzniká pouze reverzibilní elektroporace, kdy se otevřou membrány buněk na dobu cca 20 minut a do buněk se dostanou živiny a voda z mezibuněčného prostoru a dojde k rejuvenaci, která podpoří hlavní efekt metody HIFE v epicentru, kde vzniká elektroporace nereverzibilní. Tato metoda je velmi vhodná pro lifting obličeje , který je dosažen pomocí ovlivňování horních vrstev SMAS a pro korekci tukových vrstev v podočnicových tukových vacích a při korekci dvojité brady. Výše popsané mikroprůrazy vznikají v epicentru ve velmi tenkých kanálech v tkáni a těchto mikroprůrazů vzniká obrovské množství. Přesunem aktivní plochy jehličky nebo kanyly se aplikační plocha přesouvá na další místo v ošetřované tkáni a celý proces se opakuje. Takto je postupně ošetřena celá cílová tkáň.

Zdroj HIFE je vodivě spojen s pacientem, aby se uzavřel stejnosměrný elektrický obvod. Propojení pacienta s generátorem HIFE hlídá speciální software. Zdroj HIFE je schopen vlivem vestavěného softwaru generovat ve svém epicentru nereverzibilní elektroporaci a v blízkosti epicentra reverzibilní elektroporaci. Epicentrum má kubaturu max. nižších jednotek milimetrů kubických. V návaznosti na epicentrum vlivem nižší vzniklé intenzity elektrického pole vzniká reverzibilní elektroporace v prostorové síle cca 2 mm, tj. prostorový útvar tloušťky do 2 mm. Netermální mikrodestrukce uvnitř tkáně je cílovým účinkem zdroje HIFE a je jí dosaženo tak , že cílová tkáň pro ošetření je galvanicky spojena pomocí izolované jehličky nebo kanyly se zdrojem stejnosměrného napětí, které je dodáváno ze zdroje HIFE a současně pacient musí být galvanicky propojen se zdrojem HIFE, aby se uzavřel elektrický obvod. Toto galvanické spojení pacienta a zdroje je kontrolováno pomocí speciálního bezpečnostního obvodu. Při odpojení pacienta se elektrický obvod rozpojí a v cílené tkáni se přestanou tvořit mikroprůrazy. Elektrický proud pacientem je kontrolován - regulován pomocí komparátoru a nesmí přesáhnout bezpečnou hodnotu 10 mA. S výhodou se používá limit proudu 3 mA.

Jehličky v HIFE aplikátorech jsou s výhodou používány ve dvojicích, čtveřicích, šesticích a osmicích a jsou umístěny v řadě, nebo jako vrcholy čtverce, šestiúhelníku a osmiúhelníku. Je možné i použít jiné uspořádání jehliček, např trojúhelník, desetiúhelník, pětiúhelník. Tvar aplikátoru neovlivní klinický účinek popisovaný v tomto vynálezu. Jehličky v aplikátorech jsou s výhodou používány v průměrech 0.2 až 1.0 mm a v délkách 1 až 15 mm. Jehličky v aplikátorech jsou izolované s neizolovaným koncem v délce 0.5 až 5 mm. Jehličky jsou s výhodou vkládány do aplikátorů pomocí pájení, tvořených na deskách plošných spojů.

- 5 CZ 2023 - 78 A3

S výhodou jsou používány ploché aplikátory s jehličkami v řadě, kde jdou jehličky pěkně zapichovat a lékař si z kůže a podkoží může s výhodou v místě zápichu vytvořit řasu. Jehličky jsou s výhodou izolovány vypalovacím biokompaktibilním lakem s velkou elektrickou pevností a také mechanickou pevností. Jehličky jsou s výhodou vytvořeny z materiálu Stainles stel ASI 304 a jsou dodávány výrobcem Chirana Stará Turá a jsou opatřeny standartním brusem, který umožňuje lehké zapichování. Je možno použít i obdobný materiál a jiné jehličky se stejným typem brusu. Jehličkové aplikátory jsou s výhodou vkládány do držáku aplikátorů. V alternativním řešení mohou být jehličkové aplikátory tvořeny pomocí kovových obrobků se zářezy , nebo dírami pro vkládání jehliček. Zdroje HIFE používají s výhodou izolované kanyly s neizolovaným koncem.

Kanyly se s výhodou používají v délkách 40 až 250 mm s průměry 0.5 až 4 mm. Kanyly jsou s výhodou vyrobeny s materiálu Stainles stell ASI 304. Kanyly jsou s výhodou plné a jsou na konci tupé, aby při aplikaci nepoškozovaly cévy a nervy. Kanyly jsou s výhodou izolovány biokompaktibilním vypalovacím lakem s vysokou elektrickou a mechanickou pevností a konce kanyl v délce 5 až 20 mm jsou neizolované.

Kanyly i j ehličkové aplikátory jsou konstruovány tak, aby j e bylo možno dodávat j ako j ednorázové ve sterilním stavu. Jehličkové aplikátory jsou umisťovány v plastových krytkách aplikátorů. Kanyly jsou umísťovány v krycích trubičkách.

HIFE energie způsobuje ve tkáních poblíž neizolovaných konců aktivních jehliček nebo kanyl vznik kanálů bez volných elektronů, kde dojde k masivnímu poklesu vodivosti a k nárůstu elektrického potenciálu až následně dojde ke vzniku mikroprůrazů v tkáni, které jsou doprovázeny proudovými špičkami. V místě pod mikroprůrazy se zvýší elektrická intenzita až na úroveň, která způsobí v tomto místě, tj. v epicentru HIFE, na membránách buněk nereverzibilní elektroporaci, vznik tepla a elektrochemický účinek a jejich společným působením způsobí minidestrukci nekrózu tkáně. V navazující tkáni na epicentrum HIFE vznikne reverzibilní elektroporace, která způsobí situaci, že skrze vniklé průchody v buněčné membráně začnou z mezibuněčného prostoru dovnitř buněk proudit živiny a voda - buňky se oživí, což napomůže při liftingu i při destrukci tukových buněk, tj. tukové buňky mimo epicentrum již se nepoškodí ihned vznikající nekrózou, ale buněčná smrt nastane postupně apoptózou, a ostatní související tkáně se zrejuvenují.

Zdroj HIFE poskytuje komplexní metodu, která je schopna minidestruovat svalovou tkáň stejně jako podkožní tukové vrstvy, bez poškození kůže v místě v vstupu energie HIFE do podkožních a hlubších vrstev. Navíc se jedná o metodu tvorby minidestrukcí, která sebou nese menší riziko vzniku nežádoucích účinků. Další výhodou je, že jsou metodou reverzibilní elektroporace pozitivně ovlivněny i buňky tkání, navazující na epicentrum HIFE. Tato metoda je schopna provádět velké množství mikrodestrukcí cílových tkání a mimo epicentrum vznikne naopak oživení tkání, které ve výsledku podpoří hlavní efekt, který vznikne po realizování cílených minidestrukcí mikrodestrukce kolagenových vláken způsobí zmnožení kolagenu a mimo epicentrum dojde k oživení buněk - rejuvenaci. Metoda HIFE má vlastně proto dvojí efekt. Toto velké množství minidestrukcí na povrchové vrstvě SMAS vyvolá novotvorbu kolagenu, což způsobí srážení a napínání tkáně a má výrazné důsledky pro omlazení tváře v rámci procedur estetické medicíny. Povrchový systém SMAS přenáší aktivitu tvářových mimických svalů do pokožky a koordinuje výraz tváře. SMAS se skládá z kolagenu a elastických vláken.

Objasnění výkresů

Zdroj vysoké elektrické intenzity pro ovlivňování živé tkáně podle tohoto vynálezu bude podrobněji popsán na konkrétních příkladech provedení s pomocí přiložených výkresů, kde na Obr. 1 je znázorněno konstrukční strojní a elektro blokové schéma řešení zdroje HIFE. Na Obr. 2 jsou v nárysu speciální izolované jehličky. Na Obr. 3 jsou v nárysu speciální izolované kanyly. Na Obr. 4 schéma aplikovaného principu reverzibilní a nereveribilní elektroporace. Na Obr. 5 je v nárysu znázorněno umístění jehliček v aplikátorech HIFE. Na Obr. 6 je znázorněn postup izolace jehliček

- 6 CZ 2023 - 78 A3 a aplikátorů. Na Obr. 7 je v nárysu znázorněna konstrukce držáku jehličkových aplikátorů. Na Obr. 8 je znázorněno alternativní řešení jehličkových aplikátorů. Na Obr. 9 je v nárysu znázorněna konstrukce kanyl. Na Obr. 10 je znázorněno konstrukční řešení držáku kanyl. Na Obr. 11 je znázorněno konstrukční řešení plastových krytek jehličkových aplikátorů. Na Obr. 12 je znázorněno konstrukční řešení krycích trubiček kanyl.

Příklady uskutečnění vynálezu

Příkladný zdroj vysoké elektrické intenzity pro ovlivňování živé tkáně, zejména v podkoží a hlubších podkožních tkáních pacienta 4 metodou multižánrového působení nereverzibilní a reverzibilní elektroporace, elektrochemického účinku a tepla, obsahuje řídicí procesor (6) s násobičem 8 napětí pro generování stejnosměrného napětí 1000 až 10 000 V s proudovým omezením do 10 mA pro vznik mikroprůrazů v živé tkáni, přičemž pacient 4 je vodivě spojen se zdrojem stejnosměrného napětí 1000 až 10 000 V pro vytvoření stejnosměrného uzavřeného elektrického obvodu a zdroj je opatřen izolovanými jehličkami 1 o délce 1 až 20 mm, s průměry 0.2 až 1.0 mm a/nebo izolovanými kanylami 15 o délce 40 až 250 mm, s průměrem 0.5 až 4 mm, přičemž jehličky 1/kanyly 15 jsou izolovány vypalovacím biokompaktibilním lakem s vysokou elektrickou a mechanickou pevností a konce jehliček 1 o délce 0.5 až 2 mm jsou bez izolace 2. Konce kanyl 15 v délce 5 až 20 mm jsou bez izolace 2

Násobič 8 napětí pro generování stejnosměrného napětí 1000 V až 10 000 V je opatřen bezpečnostním obvodem pro rozpojení elektrického obvodu při odpojení pacienta 4 od násobiče 8 napětí a pro ukončení tvorby mikroprůrazů, přičemž elektrický proud procházející pacientem 4 je opatřen komparátorem pro jeho omezení na hodnoty do 10 mA.

Izolace jehliček 1 a kanyl 15 se provádí naředěním 25 vypalovacího odolného biokompatibilního laku, vytvořením 26 izolačního povrchu stříkáním 40 až 80 μm, a vypalováním 27 izolačního povrchu při teplotě 200 °C.

Jehličky 1 jsou umístěny v aplikátoru, ve kterém jsou uspořádány ve tvaru vybraném ze skupiny řada, n-úhelník, kde n je 1 až 8, kruh a ovál, přičemž aplikátor je izolován spolu s jehličkami 1 vypalovacím biokompaktibilním lakem s vysokou elektrickou a mechanickou pevností.

V dalším provedení je aplikátor opatřen kovovým obrobkem se zářezy a/nebo dírami pro vkládání jehliček 1, které jsou ke kovovému obrobku přibodovány.

Jehličky 1 jsou z nerezové oceli a jsou opatřeny brusem 13 pro jejich lehké zapichování.

Kanyly 15 jsou z nerezové oceli. Kanyly 15 jsou plné a jsou na svém konci tupé pro zabránění poškození cév a nervů při aplikaci. Kanyly 15 jsou opatřeny CLICK - KLAK systémem pro uchycení do držáku 20 kanyly, přičemž kanyla 15 je opatřena uchopovací plochou.

Zdroj HIFE je schopen na svém výstupu generovat stejnosměrné napětí 1000 až 10 000 V s tím, že toto vysoké napětí je schopno generovat mikroprůrazy v tkáni, kdy v okamžiku mikroprůrazů teče proud pacientem 4 v maximální hodnotě 10 mA. Maximální hodnotu elektrického proudu, který teče pacientem 4 hlídá komparátor. Elektrický obvod se uzavírá pomocí připojovací elektrody vodivě spojené s pacientem 4 pomocí válcové, nebo samolepící elektrody. Připojení pacienta 4 hlídá speciální obvod TAPE obsahující hardware i software. Chování mikroprůrazů v tkáni řídí speciální software, který jejich intenzitu řídí pomocí zpětné vazby.

HIFE energie se dovnitř tkáně dostává pomocí izolovaných jehliček 1 dle Obr. 2 s neizolovanou částí 14 v celkové délce 1 až 15 mm, s výhodou 5 mm pro ošetření podočnicových tukových vaků. Neizolovaná část 14 jehličky 1 je středem epicentra. Průměry jehliček 1 jsou 0,2 až 1 mm, s výhodou 0,3 mm. Jehličky 1 jsou na konci opatřeny speciálním brusem, který zajistí hladké

- 7 CZ 2023 - 78 A3 zapichování - s výhodou od výrobce Chirana Stará Turá Slovensko, nebo od dodavatele s obdobným brusem. Jehličky 1 jsou izolovány nevodivým biokompaktibilním otěruvzdorným lakem s vysokou elektrickou pevností. Jehličky 1 jsou zkonstruovány tak, aby šly lehce zapichovat s výhodou do podočnicových tukových vaků. Vrstva laku je silná v řádu několika desítek mikrometrů a lak je nanesen stříkáním a vypálen.

HIFE energie se dovnitř tkáně dostává i pomocí tupých izolovaných kanyl 15 dle Obr. 3 s výhodou o průměru 0,8 mm a délce 100 mm. Na konci je kanyla 15 bez izolace 2 a tato neizolovaná část 14 se stává středem epicentra. Při ošetřování dvojité brady je možno s výhodou použít tupou kanylu 15, která se úspěšně vyhne nervům i cévám. Biokompaktibilní lak je nanesen stříkáním v řádu mikrometrů, aby mohlo docházet ke snadnému pohybu uvnitř tkáně.

Na Obr. 4 je znázorněn princip reversibilní a ireversibilní elektroporace, který je obecně známým faktem. Řídicí software zdroje HIFE je schopen v epicentru provádět mikroprůrazy v tkání takové intenzity, že na svém konci generují energii E, která je schopna v epicentru provádět ireverzibilní elektroporaci. Na hranici s epicentrem je generovaná energie E nižší, ale přesto je schopna způsobovat reverzibilní elektroporaci.

Jehličky 1 mohou být umístěny s výhodou na desce 18 plošných spojů dle Obr. 5 a s výhodou mají rozměry, kde je místo pro umístění jehliček 1 vyfrézováno a pokryto vodivou vrstvou. Jehličky 1 jsou připájeny. Konec aplikátoru je zakončen vodivým kontaktním obrazcem, který se vkládá do vstupu 17 do mini USB konektoru držáku aplikátorů - pera, který zajistí přívod HIFE energie do jehliček 1. Aplikátory jsou s výhodou dvojjehličkové, viz Obr. 5. Aplikátory i část jehliček 1 je pokryta vypalovacím otěruvzdorným a nevodivým biokompaktibilním lakem.

Systém uchycení aplikátorů a přenos HIFE energie zajišťuje mini USB konektor dle Obr. 7, do kterého se vkládá vodivý obrazec s pěti kontakty, kterým jsou zakončeny jehličkové aplikátory. Konstrukce uchycení aplikátoru s výhodou používá vodicí plochy, které fixují jehličkový aplikátor, přesněji řečeno fixaci pětikontaktního vodivého obrazce aplikátoru v mini USB aplikátoru držáku aplikátorů - peru. Toto řešení má výhodu, že lékař může přesně cílit na danou ošetřovanou oblast.

Alternativně s výhodou lze jehličkové aplikátory vytvářet i ryze strojním řešením dle Obr. 8, kdy budou jehličky zalisovávány a celý systém bude následně izolován biokompaktibilním lakem. Upevnění do držáku aplikátorů je standardní CLICK - KLAK systém.

Kanyly 15 dle Obr. 9 jsou do držáku kanyl uchyceny pomocí standardního CLICK - KLAK systému. Vlastní kanyla 15 je uchycena v otvoru a následně zakrimpována. Kanyla 15 je opatřena válcovou uchopovací částí 21, kterou lékař drží a zabraňuje tím rotaci kanyly 15 při krouživém pohybu při ošetření. Tato uchopovací část 21 zároveň chrání ústí CLICK - KLAK systému od zanešení nečistotami. Kanyla 15 je pokryta biokompaktibilním lakem a má neizolovanou aktivní část 14.

Držák kanyl dle Obr. 10 používá standardní CLIK - KLAK systém, který zajistí mechanickou fixaci i galvanické připojení pro přenos HIFE signálů.

Krytka 23 aplikátorů dle Obr. 11 chrání ostří jehličkových aplikátorů a zároveň chrání obsluhu před zraněním (píchnutím ostrými jehličkami).

Kanyly 15 jsou chráněny krytkou 24 kanyly dle Obr. 12 před mechanickým poškozením.

Pro všechna vyobrazení platí, že zdroj HIFE dodává do cílené tkáně prostřednictvím izolovaného vodiče v podobě kanyly 15 nebo jehly 1 stejnosměrné napětí 1000 až 10 000 V pomocí násobiče 8 napětí, který je řízen speciálním systémem, aby bylo dosaženo vyobrazených V-A charakteristik, které j sou nedílnou součástí systému HIFE, který je v epicentru schopen provádět ve velmi tenkých

- 8 CZ 2023 - 78 A3 kanálech tkáně velmi krátké mikroprůrazy s velmi krátkou dobou trvání a dosahovat popsaného klinického účinku pomocí reverzibilní a nereverzibilní elektroporace.

Průmyslová využitelnost

Zdroj vysoké elektrické intenzity pro ovlivňování živé tkáně, zejména v podkoží a hlubších podkožních tkáních podle tohoto vynálezu nalezne uplatnění zejména ve zdravotnictví a v estetické medicíně.

Claims (9)

1. Zdroj vysoké elektrické intenzity pro ovlivňování živé tkáně, zejména v podkoží a hlubších podkožních tkáních pacienta (4) metodou multižánrového působení nereverzibilní a reverzibilní elektroporace, elektrochemického účinku a tepla, vyznačující se tím, že obsahuje řídicí procesor (6) s násobičem (8) napětí pro generování stejnosměrného napětí 1000 až 10 000 V s proudovým omezením do 10 mA pro vznik mikroprůrazů v živé tkáni, přičemž pacient (4) je vodivě spojen se zdrojem stejnosměrného napětí 1000 až 10 000 V pro vytvoření stejnosměrného uzavřeného elektrického obvodu a zdroj je opatřen izolovanými jehličkami (1) o délce 1 až 20 mm, s průměry 0,2 až 1,0 mm a/nebo izolovanými kanylami (15) o délce 40 až 250 mm, s průměrem 0,5 až 4 mm, přičemž jehličky (1) a/nebo kanyly (15) jsou izolovány vypalovacím biokompaktibilním lakem s vysokou elektrickou a mechanickou pevností a konce jehliček (1) o délce 0,5 až 2 mm jsou bez izolace a konce kanyl (15) o délce 5 až 20 mm jsou bez izolace (2).

2. Zdroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že násobič (8) napětí pro generování stejnosměrného napětí 1000 V až 10 000 V je opatřen bezpečnostním obvodem pro rozpojení elektrického obvodu při odpojení pacienta (4) od násobiče (8) napětí a pro ukončení tvorby mikroprůrazů, přičemž elektrický proud procházející pacientem (4) je opatřen komparátorem pro jeho omezení na hodnoty do 10 mA.

3. Zdroj podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že alespoň dvě jehličky (1) jsou umístěny v aplikátoru, ve kterém jsou uspořádány ve tvaru vybraném ze skupiny řada, n-úhelník, kde n je 1 až 8, kruh a ovál, přičemž aplikátor je izolovány spolu s jehličkami (1) vypalovacím biokompaktibilním lakem s vysokou elektrickou a mechanickou pevností.

4. Zdroj podle nároku 3, vyznačující se tím, že aplikátor je opatřen kovovým obrobkem se zářezy a/nebo dírami pro vkládání jehliček (1), které jsou ke kovovému obrobku přibodovány.

5. Zdroj podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že jehličky (1) jsou z nerezové oceli a jsou opatřeny brusem (13) pro jejich lehké zapichování.

6. Zdroj podle kteréhokoli z nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že kanyly (15) jsou z nerezové oceli.

7. Zdroj podle kteréhokoli z nároků 1, 2 nebo 6, vyznačující se tím, že kanyly (15) jsou plné a jsou na svém konci tupé pro zabránění poškození cév a nervů při aplikaci.

8. Zdroj podle kteréhokoli z nároků 1, 2, 6 nebo 7, vyznačující se tím, že kanyly (15) jsou opatřeny CLICK - KLAK systémem pro uchycení do držáku, přičemž kanyla (15) je opatřena uchopovací plochou (21).

9. Zdroj podle kteréhokoli z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že má reverzibilní a nereverzibilní elektroporaci.