ES2375973T3 - APPARATUS AND METHOD FOR BLOOD OXYGENATION. - Google Patents

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ES2375973T3 ES06022545T ES06022545T ES2375973T3 ES 2375973 T3 ES2375973 T3 ES 2375973T3 ES 06022545 T ES06022545 T ES 06022545T ES 06022545 T ES06022545 T ES 06022545T ES 2375973 T3 ES2375973 T3 ES 2375973T3
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William R. Patterson
Jeffrey L. Creech
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Abstract

Un dispositivo para oxigenar sangre y administrar la sangre oxigenada a un paciente, incluyendo el dispositivo: un conjunto de bomba de sangre (20) acoplado a un suministro de sangre (10); un conjunto de oxigenación de la sangre (30) acoplado al conjunto de bomba de sangre (20), recibiendo el conjunto de oxigenación de la sangre (30) la sangre del conjunto de bomba de sangre (20) y oxigenando la sangre; un sistema de administración (40) acoplado al conjunto de oxigenación de la sangre (30), estando adaptado el sistema de administración (40) para administrar la sangre oxigenada a un paciente, incluyendo el sistema de administración (40): un elemento alargado generalmente tubular (700) que tiene una porción de extremo próximo (710) y una porción de extremo distal (720), estando adaptada la porción de extremo distal (720) para introducirse en el paciente y estando acoplada la porción de extremo próximo (710) al conjunto de oxigenación de la sangre (30), teniendo además el elemento (700) un primer lumen (760) para transportar la sangre oxigenada que se extiende generalmente desde la porción de extremo próximo (710) a la porción de extremo distal (720), y teniendo el elemento (700) una porción de transición (750) situada entre la porción de extremo próximo (710) y la porción de extremo distal (720), caracterizado porque la porción de transición (750) es relativamente flexible en comparación con la porción de extremo próximo (710) y es relativamente rígida en comparación con la porción de extremo distal (720).A device for oxygenating blood and administering oxygenated blood to a patient, including the device: a blood pump assembly (20) coupled to a blood supply (10); a blood oxygenation assembly (30) coupled to the blood pump assembly (20), the blood oxygenation assembly (30) receiving the blood from the blood pump assembly (20) and oxygenating the blood; an administration system (40) coupled to the blood oxygenation assembly (30), the administration system (40) being adapted to administer the oxygenated blood to a patient, including the administration system (40): a generally elongated element tubular (700) having a proximal end portion (710) and a distal end portion (720), the distal end portion (720) being adapted to be inserted into the patient and the proximal end portion (710) being coupled to the blood oxygenation assembly (30), the element (700) also having a first lumen (760) for transporting the oxygenated blood that generally extends from the proximal end portion (710) to the distal end portion (720 ), and the element (700) having a transition portion (750) located between the proximal end portion (710) and the distal end portion (720), characterized in that the transition portion (750) is relatively flexible compared to the proximal end portion (710) and is relatively rigid compared to the distal end portion (720).

Description

Aparato y método para oxigenación de sangre Apparatus and method for blood oxygenation

Campo de la invención Field of the Invention

La presente invención se refiere en general a un sistema para oxigenar sangre, y más en particular, a un sistema para proporcionar sangre oxigenada, por ejemplo, sangre hiperoxémica o hiperbárica, a un paciente. The present invention relates generally to a system for oxygenating blood, and more particularly, to a system for providing oxygenated blood, for example, hyperoxemic or hyperbaric blood, to a patient.

Antecedentes de la invención Background of the invention

El oxígeno es un nutriente crucial para las células humanas. El daño de las células puede deberse a carencia de oxígeno durante períodos de tiempo incluso breves, lo que puede dar lugar a disfunción o fallo de órganos. Por ejemplo, las víctimas de ataque cardiaco y apoplejía experimentan obstrucciones o desviaciones del flujo sanguíneo que evitan que el oxígeno se distribuya a las células de tejidos vitales. Sin oxígeno, el corazón y el cerebro se deterioran progresivamente. En casos severos se produce muerte por fallo completo del órgano. Los casos menos severos implican típicamente hospitalización costosa, tratamientos especializados y rehabilitación prolongada. Oxygen is a crucial nutrient for human cells. Cell damage can be due to lack of oxygen for even short periods of time, which can lead to organ dysfunction or failure. For example, victims of heart attack and stroke experience obstructions or deviations in blood flow that prevent oxygen from being distributed to vital tissue cells. Without oxygen, the heart and brain deteriorate progressively. In severe cases, death occurs due to complete organ failure. Less severe cases typically involve expensive hospitalization, specialized treatments and prolonged rehabilitation.

Los niveles de oxígeno en sangre pueden ser descritos en términos de la concentración de oxígeno que se lograría en una solución saturada a una presión parcial dada de oxígeno (pO2). Típicamente, para sangre arterial, los niveles normales de oxígeno en sangre (es decir, normoxia o normoxemia) son del rango de 90-110 mm Hg. La sangre hipoxémica (es decir, hipoxemia) es sangre arterial con un pO2 inferior a 90 mm Hg. La sangre hiperóxica (es decir, hiperoxemia o hiperoxia) es sangre arterial con un pO2 superior a 400 mm Hg (véase Cason y colaboradores (1992) Effects of High Arterial Oxygen Tension on Function, Blood Flow Distribution, and Metabolism in Ischemic Myocardium, Circulation, 85(2):828-38, pero inferior a 760 mm Hg (véase Shandling y colaboradores (1997) Hyperbaric Oxygen and Thrombolysis in Myocardial Infarction: The “HOT MI” Pilot Study, American Heart Journal 134 (3):544-50). La sangre hiperbárica es sangre arterial con un pO2 superior a 760 mm Hg. La sangre venosa tiene típicamente un pO2 inferior a 90 mm Hg. En el adulto medio, por ejemplo, los niveles normales de oxígeno en sangre venosa son del rango general de 40 mm Hg a 70 mm Hg. Blood oxygen levels can be described in terms of the concentration of oxygen that would be achieved in a saturated solution at a given partial pressure of oxygen (pO2). Typically, for arterial blood, normal blood oxygen levels (i.e. normoxia or normoxemia) are in the range of 90-110 mm Hg. Hypoxemic blood (i.e. hypoxemia) is arterial blood with a pO2 of less than 90 mm Hg. Hyperxic blood (i.e. hyperoxemia or hyperoxia) is arterial blood with a pO2 greater than 400 mm Hg (see Cason et al. (1992) Effects of High Arterial Oxygen Tension on Function, Blood Flow Distribution, and Metabolism in Ischemic Myocardium, Circulation , 85 (2): 828-38, but less than 760 mm Hg (see Shandling et al. (1997) Hyperbaric Oxygen and Thrombolysis in Myocardial Infarction: The “HOT MI” Pilot Study, American Heart Journal 134 (3): 544- 50) Hyperbaric blood is arterial blood with a pO2 greater than 760 mm Hg. Venous blood typically has a pO2 less than 90 mm Hg. In the average adult, for example, normal levels of oxygen in venous blood are in the range general from 40 mm Hg to 70 mm Hg.

Los niveles de oxígeno en sangre también podrían ser descritos en términos de niveles de saturación de hemoglobina. Para sangre arterial normal, la saturación de hemoglobina es aproximadamente 97% y varía solamente ligeramente a medida que aumentan los niveles de pO2. Para sangre venosa normal, la saturación de hemoglobina es aproximadamente 75%. Blood oxygen levels could also be described in terms of hemoglobin saturation levels. For normal arterial blood, hemoglobin saturation is approximately 97% and varies only slightly as pO2 levels increase. For normal venous blood, hemoglobin saturation is approximately 75%.

En pacientes que padecen infarto de miocardio agudo, si el miocardio es privado de los niveles adecuados de sangre oxigenada durante un período de tiempo prolongado, se puede producir daño irreversible del corazón. Cuando el infarto se manifiesta en un ataque al corazón, las arterias coronarias no logran proporcionar un flujo adecuado de sangre al músculo cardiaco. In patients suffering from acute myocardial infarction, if the myocardium is deprived of adequate levels of oxygenated blood for a prolonged period of time, irreversible damage to the heart may occur. When the infarction manifests itself in a heart attack, the coronary arteries fail to provide adequate blood flow to the heart muscle.

El tratamiento de infarto de miocardio agudo o isquemia de miocardio a menudo incluye realizar angioplastia o implante de stents en los vasos para comprimir, cortar o tratar de otro modo la(s) oclusión(es) dentro de las paredes de vasos. Por ejemplo, una angioplastia exitosa usa un globo para aumentar el tamaño de la abertura del vaso para permitir un flujo incrementado de sangre. The treatment of acute myocardial infarction or myocardial ischemia often includes performing angioplasty or stent implantation in the vessels to compress, cut or otherwise treat the occlusion (s) within the vessel walls. For example, a successful angioplasty uses a balloon to increase the size of the vessel opening to allow increased blood flow.

Incluso con el tratamiento exitoso de vasos ocluidos, todavía puede existir un riesgo de lesión de tejido. Durante la angioplastia coronaria transluminal percutánea (PTCA), el tiempo de inflado del globo es limitado por la tolerancia del paciente a la isquemia producida por el bloqueo temporal de flujo de sangre a través de un vaso durante el inflado del globo. También se puede producir lesión por reperfusión, por ejemplo, debido a reflujo coronario lento o ausencia de reflujo posterior a la angioplastia. Even with the successful treatment of occluded vessels, there may still be a risk of tissue injury. During percutaneous transluminal coronary angioplasty (PTCA), the balloon inflation time is limited by the patient's tolerance to ischemia caused by temporary blockage of blood flow through a vessel during balloon inflation. Reperfusion injury can also occur, for example, due to slow coronary reflux or absence of reflux after angioplasty.

Para algunos pacientes los procedimientos de angioplastia no son una opción atractiva para el tratamiento de vasos bloqueados. Tales pacientes se encuentran típicamente en un mayor riesgo de isquemia por razones tales como pobre función ventricular izquierda, tipo y posición de la lesión, o la cantidad del miocardio en riesgo. Las opciones de tratamiento para tales pacientes incluyen así procedimientos más invasivos como cirugía de bypass coronario. For some patients, angioplasty procedures are not an attractive option for the treatment of blocked vessels. Such patients are typically at an increased risk of ischemia for reasons such as poor left ventricular function, type and position of the lesion, or the amount of myocardium at risk. Treatment options for such patients thus include more invasive procedures such as coronary bypass surgery.

Para reducir el riesgo de lesión de tejido asociado típicamente con tratamientos de infarto de miocardio agudo e isquemia de miocardio, es deseable por lo general distribuir sangre oxigenada o fluidos enriquecidos con oxígeno a tejidos en riesgo. La lesión del tejido se minimiza o evita por la difusión del oxígeno disuelto de la sangre o fluidos al tejido y/o perfusión de sangre que quita metabolitos y que proporciona otros nutrientes químicos. To reduce the risk of tissue injury typically associated with acute myocardial infarction and myocardial ischemia treatments, it is generally desirable to distribute oxygenated blood or oxygen-enriched fluids to at-risk tissues. Tissue injury is minimized or prevented by the diffusion of dissolved oxygen from the blood or fluids to the tissue and / or perfusion of blood that removes metabolites and provides other chemical nutrients.

En algunos casos, el tratamiento deseado de infarto de miocardio agudo e isquemia de miocardio incluye perfusión de sangre oxigenada o fluidos enriquecidos con oxígeno. Durante PTCA, por ejemplo, el tiempo tolerado de inflado del globo se puede incrementar por la introducción concurrente de sangre oxigenada a la arteria coronaria del paciente. Los niveles incrementados de oxígeno en sangre también pueden someter el tejido cardiaco ventricular izquierdo normalmente perfundido a hipercontractilidad para aumentar más el flujo de sangre a través de los vasos In some cases, the desired treatment of acute myocardial infarction and myocardial ischemia includes perfusion of oxygenated blood or oxygen-enriched fluids. During PTCA, for example, the tolerated balloon inflation time can be increased by the concurrent introduction of oxygenated blood to the patient's coronary artery. Increased blood oxygen levels can also subject left ventricular cardiac tissue normally perfused to hypercontractility to further increase blood flow through the vessels.

coronarios tratados. treated coronaries.

La infusión de sangre oxigenada o fluidos enriquecidos con oxígeno también se puede continuar después de la terminación del tratamiento PTCA u otros procedimientos (por ejemplo cirugía) donde se ha producido “aturdimiento” del tejido cardiaco con riesgo asociado de función. En algunos casos la infusión continuada puede acelerar la inversión de isquemia y facilitar la recuperación de la función del miocardio. Infusion of oxygenated blood or oxygen-enriched fluids can also be continued after the termination of PTCA treatment or other procedures (for example surgery) where there has been "stunning" of cardiac tissue with associated risk of function. In some cases, continuous infusion can accelerate the reversal of ischemia and facilitate the recovery of myocardial function.

Los métodos convencionales para la administración de sangre oxigenada o fluidos enriquecidos con oxígeno a tejidos en riesgo implica el uso de oxigenadores de sangre. Tales procedimientos implican generalmente extraer sangre de un paciente, hacerla circular a través de un oxigenador para aumentar la concentración de oxígeno en sangre, y administrar posteriormente la sangre de nuevo al paciente. Un ejemplo de un oxigenador de sangre comercialmente disponible es el oxigenador de sangre Maxima fabricado por Medtronic, Inc., Minneapolis, Minnesota. Conventional methods for the administration of oxygenated blood or oxygen-enriched fluids to tissues at risk involve the use of blood oxygenators. Such procedures generally involve drawing blood from a patient, circulating it through an oxygenator to increase the concentration of oxygen in the blood, and subsequently administering the blood back to the patient. An example of a commercially available blood oxygenator is the Maxima blood oxygenator manufactured by Medtronic, Inc., Minneapolis, Minnesota.

Sin embargo, hay inconvenientes al uso de un oxigenador convencional en un circuito extracorporal para oxigenar sangre. Tales sistemas son típicamente costosos, complejos y difíciles de operar. A menudo un perfusionista titulado tiene que preparar y supervisar el sistema. However, there are drawbacks to the use of a conventional oxygenator in an extracorporeal circuit to oxygenate blood. Such systems are typically expensive, complex and difficult to operate. Often a qualified perfusionist has to prepare and supervise the system.

Los sistemas oxigenadores convencionales también tienen típicamente un gran volumen de cebado, es decir, el volumen total de sangre contenido dentro del oxigenador, los tubos y otros componentes del sistema, y dispositivos asociados. No es insólito en el caso de un paciente adulto típico que el sistema de oxigenación mantenga más de uno a dos litros de sangre. Tales volúmenes grandes de cebado son indeseables por muchas razones. Por ejemplo, en algunos casos puede ser necesaria una transfusión de sangre para compensar la sangre temporalmente perdida en el sistema de oxigenación a causa de su gran volumen de cebado. A menudo se debe usar calentadores para mantener la temperatura de la sangre a un nivel aceptable cuando avanza a través del circuito extracorporal. Además, los sistemas oxigenadores convencionales son relativamente difíciles de encender y apagar. Por ejemplo, si el oxigenador se apaga, se podrían coagular grandes charcos estancados de sangre en el oxigenador. Conventional oxygenators also typically have a large volume of priming, that is, the total volume of blood contained within the oxygenator, the tubes and other system components, and associated devices. It is not unusual in the case of a typical adult patient that the oxygenation system maintains more than one to two liters of blood. Such large volumes of priming are undesirable for many reasons. For example, in some cases a blood transfusion may be necessary to compensate for the blood temporarily lost in the oxygenation system because of its large volume of priming. Often heaters should be used to keep the blood temperature at an acceptable level as it progresses through the extracorporeal circuit. In addition, conventional oxygenators are relatively difficult to turn on and off. For example, if the oxygenator is turned off, large stagnant pools of blood could be coagulated in the oxygenator.

Además, con circuitos extracorporales incluyendo oxigenadores convencionales de sangre hay un riesgo relativamente alto de reacción de inflamación de las células y coagulación de sangre debido a las tasas relativamente lentas de flujo de sangre y la gran área superficial de contacto de la sangre. Un área superficial de contacto de la sangre de aproximadamente 1-2 m2 y velocidades de aproximadamente 3 cm/s no son insólitas en los sistemas oxigenadores convencionales. Así, generalmente se requiere terapia anticoagulación relativamente agresiva, tal como heparinización, como un adjunto a usar el oxigenador. In addition, with extracorporeal circuits including conventional blood oxygenators there is a relatively high risk of reaction of cell inflammation and blood clotting due to the relatively slow rates of blood flow and the large surface area of blood contact. A surface area of blood contact of approximately 1-2 m2 and velocities of approximately 3 cm / s are not unusual in conventional oxygenator systems. Thus, relatively aggressive anticoagulation therapy, such as heparinization, is generally required as an adjunct to using the oxygenator.

Tal vez una de las mayores desventajas del uso de sistemas convencionales de oxigenación de la sangre es que la presión parcial máxima de oxígeno (pO2) que se puede impartir a la sangre con oxigenadores comercialmente disponibles es aproximadamente 500 mm Hg. Así, con los oxigenadores convencionales no se pueden lograr niveles de pO2 en sangre próximos o superiores a 760 mm Hg. Perhaps one of the major disadvantages of using conventional blood oxygenation systems is that the maximum partial pressure of oxygen (pO2) that can be imparted to the blood with commercially available oxygenators is approximately 500 mm Hg. Thus, with conventional oxygenators, blood levels of pO2 close to or greater than 760 mm Hg cannot be achieved.

Algunos estudios experimentales para el tratamiento de infarto de miocardio han implicado el uso de terapia con oxígeno hiperbárico. Véase, por ejemplo, Shandling y colaboradores (1997), Hyperbaric Oxygen and Thrombolysis in Myocardial Infarction: The “HOT MI” Pilot Study, American Heart Journal 134(3):544-50. Estos estudios han implicado en general colocar pacientes en cámaras de oxígeno puro presurizado a hasta 2 atmósferas, dando lugar a la oxigenación sistémica de la sangre del paciente por encima de un nivel de pO2 de aproximadamente 1200 mm Hg. Sin embargo, el uso de terapia con oxígeno hiperbárico después de la restauración de la permeabilidad de la arteria coronaria en la posición de un infarto de miocardio agudo no es práctico. Supervisar pacientes enfermos críticos en una cámara de oxígeno hiperbárico es difícil. Muchos pacientes son claustrofóbicos. Se puede producir daño del oído. Además, no se pueden obtener tiempos de tratamiento superiores a 90 minutos sin preocupación por la toxicidad pulmonar del oxígeno. Some experimental studies for the treatment of myocardial infarction have involved the use of hyperbaric oxygen therapy. See, for example, Shandling et al. (1997), Hyperbaric Oxygen and Thrombolysis in Myocardial Infarction: The "HOT MI" Pilot Study, American Heart Journal 134 (3): 544-50. These studies have generally involved placing patients in pressurized pure oxygen chambers at up to 2 atmospheres, resulting in systemic oxygenation of the patient's blood above a pO2 level of approximately 1200 mm Hg. However, the use of hyperbaric oxygen therapy after restoration of coronary artery permeability in the position of an acute myocardial infarction is impractical. Supervising critically ill patients in a hyperbaric oxygen chamber is difficult. Many patients are claustrophobic. Ear damage may occur. In addition, treatment times longer than 90 minutes cannot be obtained without concern for pulmonary oxygen toxicity.

Por estas razones, el tratamiento de isquemia de órganos regionales no ha sido desarrollado clínicamente en general. Así, subsiste la necesidad de un sistema simple y conveniente para administrar sangre oxigenada y otros fluidos a pacientes para la prevención localizada de isquemia y el tratamiento de tejido y órganos post-isquémicos. For these reasons, the treatment of ischemia of regional organs has not been developed clinically in general. Thus, there remains a need for a simple and convenient system to administer oxygenated blood and other fluids to patients for the localized prevention of ischemia and the treatment of post-ischemic tissue and organs.

WO 99/08733 describe un sistema y método para soporte extracorporal generalizado incluyendo un tubo a través del que la sangre del paciente circula y se mezcla con fluido supersaturado con oxígeno. WO 99/08733 describes a system and method for generalized extracorporeal support including a tube through which the patient's blood circulates and is mixed with supersaturated fluid with oxygen.

Así, según un aspecto, un problema es proporcionar un dispositivo que puede oxigenar sangre y suministrar la sangre oxigenada a un paciente en una condición adecuada, es decir, con una temperatura, presión, cantidad adecuadas y sin burbujas clínicas significativas. Thus, according to one aspect, a problem is to provide a device that can oxygenate blood and deliver the oxygenated blood to a patient in a suitable condition, that is, with an appropriate temperature, pressure, quantity and without significant clinical bubbles.

Este problema se resuelve con un dispositivo que tiene las características descritas en la reivindicación 1. Se definen realizaciones preferidas en las reivindicaciones dependientes. This problem is solved with a device having the characteristics described in claim 1. Preferred embodiments are defined in the dependent claims.

Resumen de la invención Summary of the Invention

La presente invención puede resolver uno o más de los problemas expuestos anteriormente. Algunos aspectos posibles de la presente invención se exponen a continuación como ejemplos. Se deberá entender que estos aspectos se presentan simplemente con el fin de proporcionar al lector un breve resumen de algunas formas que podría tomar la invención y que estos aspectos no se ofrecen con el fin de limitar el alcance de la invención. De hecho, la invención puede abarcar una variedad de aspectos que puede no exponerse a continuación. The present invention can solve one or more of the problems set forth above. Some possible aspects of the present invention are set forth below as examples. It should be understood that these aspects are presented simply in order to provide the reader with a brief summary of some forms that the invention could take and that these aspects are not offered in order to limit the scope of the invention. In fact, the invention may encompass a variety of aspects that may not be set forth below.

En una realización de la presente invención, se facilita un sistema para la preparación y administración de sangre oxigenada. En aplicaciones que implican la prevención de isquemia o el tratamiento de tejidos isquémicos, el sistema puede ser usado para la preparación y administración de sangre oxigenada en una posición específica dentro del cuerpo del paciente. El sistema puede incluir un circuito extracorporal para oxigenar sangre, por ejemplo, incrementar el nivel de oxígeno en la sangre, en el que la sangre a oxigenar es sangre extraída del paciente. El sistema también puede ser utilizado ventajosamente para administración regional o localizada de sangre oxigenada. In one embodiment of the present invention, a system for the preparation and administration of oxygenated blood is provided. In applications that involve the prevention of ischemia or the treatment of ischemic tissues, the system can be used for the preparation and administration of oxygenated blood at a specific position within the patient's body. The system may include an extracorporeal circuit to oxygenate blood, for example, increase the level of oxygen in the blood, in which the blood to oxygenate is blood drawn from the patient. The system can also be used advantageously for regional or localized administration of oxygenated blood.

Los factores que influyen en la determinación de las características de flujo de sangre para el circuito extracorporal pueden incluir uno u otros muchos parámetros clínicos o variables de la sangre oxigenada a suministrar al paciente, por ejemplo, el tamaño del paciente, el porcentaje de circulación general a proporcionar, el tamaño del blanco a acceder, la hemólisis, la hemodilución, pO2, la pulsatilidad, la tasa de flujo másico, la tasa de flujo volumétrico, la temperatura, la concentración de hemoglobina y el pH. Factors that influence the determination of blood flow characteristics for the extracorporeal circuit may include one or many other clinical parameters or variables of the oxygenated blood to be delivered to the patient, for example, the size of the patient, the percentage of general circulation to be provided, the size of the blank to be accessed, hemolysis, hemodilution, pO2, pulsatility, mass flow rate, volumetric flow rate, temperature, hemoglobin concentration and pH.

Dispositivos de intervención (catéteres, alambres de guía de infusión, etc) Intervention devices (catheters, infusion guide wires, etc.)

El sistema puede incluir un conjunto de administración incluyendo un conjunto alargado, generalmente tubular, incluyendo un lumen central y al menos un extremo colocable dentro del cuerpo del paciente cerca del lugar de tejido a tratar, incluyendo el extremo un orificio de salida para la sangre oxigenada. El conjunto de administración incluye ventajosamente un catéter que define un recorrido de fluido, incluyendo una porción próxima adaptada para acoplar a un conjunto de suministro de sangre oxigenada, y una porción distal que define un recorrido de fluido extraíblemente insertable dentro del cuerpo del paciente, para infundir la sangre oxigenada a lugares predeterminados. Alternativamente, el conjunto de administración puede incluir un alambre de guía de infusión, envuelta, u otro dispositivo de intervención similar del tipo usado para administrar fluidos a pacientes. The system may include an administration set including an elongated, generally tubular assembly, including a central lumen and at least one end that can be placed inside the patient's body near the site of tissue to be treated, including the end of an outlet port for oxygenated blood . The administration set advantageously includes a catheter that defines a fluid path, including a proximal portion adapted to engage an oxygenated blood supply assembly, and a distal portion that defines a removably insertable fluid path within the patient's body, for infuse oxygenated blood to predetermined places. Alternatively, the administration set may include an infusion guide wire, sheath, or other similar intervention device of the type used to administer fluids to patients.

Las realizaciones se pueden usar en unión con catéteres angiográficos o de guía, envueltas arteriales, y/u otros dispositivos usados en angioplastia y en otros procedimientos de intervención cardiovascular. El sistema puede ser usado en aplicaciones que implican uno o más agujeros vasculares, es decir, en procedimientos contralaterales o ipsilaterales. The embodiments may be used in conjunction with angiographic or guide catheters, arterial envelopes, and / or other devices used in angioplasty and other cardiovascular intervention procedures. The system can be used in applications that involve one or more vascular holes, that is, in contralateral or ipsilateral procedures.

En los procedimientos contralaterales se saca sangre del paciente en una primera posición, por ejemplo, la arteria femoral izquierda. La sangre oxigenada es devuelta al paciente en una segunda posición próxima al tejido a tratar. La oxigenación de la sangre tiene lugar cuando la sangre bombeada a través del circuito extracorporal o bucle pasa a través de un conjunto de oxigenación y forma la sangre oxigenada a administrar. En aplicaciones donde el sistema incluye un catéter, el catéter puede incluir un extremo distal extraíblemente insertable dentro del cuerpo del paciente a través de una segunda posición, tal como la arteria femoral derecha del paciente. El extremo distal incluye al menos un orificio en comunicación de fluido con el lumen central y a través del que la sangre oxigenada puede salir. Además, la porción distal del catéter puede estar provista de una porción de punta conformada con el fin de facilitar la introducción del dispositivo, tal como a través de la misma envuelta usada para procedimientos de intervención análogos a la angioplastia, en posiciones específicas predeterminadas dentro del cuerpo del paciente. Ejemplos de formas de la punta de punta que se puede usar, incluyen cualquiera de las configuraciones de punta estándar clínicamente aceptada usadas con dispositivos análogos a catéteres de guía para proporcionar acceso y mantenimiento en posiciones como el ostium coronario. Consiguientemente, el método puede incluir además el paso de colocar la porción del extremo distal del catéter incluyendo el orificio de salida de fluido en una posición predeterminada dentro del cuerpo del paciente junto al tejido a tratar. In contralateral procedures blood is drawn from the patient in a first position, for example, the left femoral artery. The oxygenated blood is returned to the patient in a second position close to the tissue to be treated. The oxygenation of the blood takes place when the blood pumped through the extracorporeal circuit or loop passes through a set of oxygenation and forms the oxygenated blood to be administered. In applications where the system includes a catheter, the catheter may include a removable distal end insertable into the patient's body through a second position, such as the patient's right femoral artery. The distal end includes at least one hole in fluid communication with the central lumen and through which the oxygenated blood can flow out. In addition, the distal catheter portion may be provided with a shaped tip portion in order to facilitate the introduction of the device, such as through the same envelope used for intervention procedures analogous to angioplasty, at specific predetermined positions within the patient body Examples of tip tip shapes that can be used include any of the clinically accepted standard tip configurations used with guiding catheter-like devices to provide access and maintenance in positions such as the coronary ostium. Accordingly, the method may further include the step of placing the distal end portion of the catheter including the fluid outlet orifice in a predetermined position within the patient's body next to the tissue to be treated.

En procedimientos ipsilaterales, el sistema puede ser usado junto con uno o varios catéteres de guía y/o envueltas introductoras adecuadas, de tamaño estándar, clínicamente aceptados. El sistema, por ejemplo, puede incluir un catéter, un catéter y catéter de guía, o un catéter y envuelta, para uso dentro de un catéter de guía o envuelta introductoria usada para el procedimiento de intervención primario. In ipsilateral procedures, the system can be used in conjunction with one or more suitable guide catheters and / or introducer shells, of standard size, clinically accepted. The system, for example, may include a catheter, a guide catheter and catheter, or a catheter and shell, for use within an introductory guide or catheter catheter used for the primary intervention procedure.

El conjunto de administración incluye ventajosamente un catéter adecuado para administración sub-selectiva de la sangre oxigenada. Sin embargo, la realización de catéter seleccionada para uso dependerá de las circunstancias implicadas en una aplicación particular. Por ejemplo, en algunos casos que implican la prevención de isquemia de miocardio o el tratamiento de tejidos de miocardio isquémico, puede ser preferible un catéter selectivo o no selectivo. The administration set advantageously includes a catheter suitable for sub-selective administration of oxygenated blood. However, the realization of a catheter selected for use will depend on the circumstances involved in a particular application. For example, in some cases involving the prevention of myocardial ischemia or the treatment of ischemic myocardial tissues, a selective or non-selective catheter may be preferable.

La administración de sangre oxigenada puede tener lugar mediante un “simple” dispositivo de intervención (por ejemplo, un catéter o alambre de guía de infusión) o un dispositivo de administración o lumen asociado con o que forma parte de un conjunto multicomponente operable para el rendimiento de procedimientos diagnósticos y/o terapéuticos (es decir, además de la administración de sangre oxigenada). Ejemplos de tales conjuntos incluyen, sin Administration of oxygenated blood can take place by means of a "simple" intervention device (for example, an infusion guide catheter or wire) or an administration device or lumen associated with or that is part of a multi-component set operable for performance of diagnostic and / or therapeutic procedures (ie, in addition to the administration of oxygenated blood). Examples of such sets include, without

limitación, dispositivos para la colocación de stents, catéteres de globo de angioplastia, sistemas de administración de radiación, dispositivos de administración de medicamentos, etc. Pueden ser ventajosas tasas de flujo de aproximadamente 25 ml/minuto a aproximadamente 200 ml/minuto para la sangre oxigenada, en particular de aproximadamente 75 ml/minuto a aproximadamente 125 ml/minuto. limitation, stent placement devices, angioplasty balloon catheters, radiation delivery systems, medication delivery devices, etc. Flow rates of about 25 ml / minute to about 200 ml / minute for oxygenated blood may be advantageous, in particular from about 75 ml / minute to about 125 ml / minute.

Rutas de administración de fluido Fluid Administration Routes

Ventajosamente, se suministra sangre oxigenada a una posición particular deseada por un aparato de administración de fluido incluyendo: (1) un conjunto de administración de fluido generalmente alargado que tiene una sección próxima y una sección distal, incluyendo la sección distal una porción al menos parcialmente extraíblemente insertable dentro del cuerpo del paciente, incluyendo la porción extraíblemente insertable al menos un orificio de salida de fluido en comunicación de fluido con un lumen de administración de fluido que se extiende entre la sección próxima y la porción extraíblemente insertable del conjunto de administración de fluido; y (2) un conducto de fluido que tiene: una primera porción de extremo para recibir un suministro de sangre en la salida de una bomba de sangre operativamente acoplada al conducto de fluido; un segundo extremo soltablemente acoplado al lumen de administración de fluido del conjunto de administración de fluido; y una porción intermedia entre los extremos primero y segundo adaptada para oxigenar el suministro de sangre; el conducto de fluido y el lumen de administración de fluido definen un recorrido continuo de fluido entre la primera porción de extremo del conducto de fluido y el (los) orificio(s) de salida de fluido. Ventajosamente, el aparato de administración de fluido proporciona sangre oxigenada, y muy ventajosamente sangre hiperoxémica o hiperbárica, a un paciente sin burbujas de gas potencialmente clínicamente significativas en la sangre. Más ventajosamente, el aparato de administración de fluido puede proporcionar a un paciente sangre oxigenada que tiene un pO2 superior a aproximadamente 760 mm Hg pero inferior a pO2max para una tasa dada de flujo de sangre Qsangre, donde pO2max es igual a la contrapresión máxima generada dentro del aparato de administración de fluido por operación de la bomba de sangre para lograr la tasa de flujo Qsangre. Advantageously, oxygenated blood is supplied to a particular position desired by a fluid delivery apparatus including: (1) a generally elongated fluid delivery assembly having a proximal section and a distal section, the distal section including a portion at least partially removably insertable within the patient's body, including the removably insertable portion of at least one fluid outlet orifice in fluid communication with a fluid delivery lumen extending between the proximal section and the removably insertable portion of the fluid delivery assembly ; and (2) a fluid conduit having: a first end portion for receiving a blood supply at the outlet of a blood pump operatively coupled to the fluid conduit; a second end detachably coupled to the fluid delivery lumen of the fluid delivery assembly; and an intermediate portion between the first and second ends adapted to oxygenate the blood supply; The fluid conduit and the fluid delivery lumen define a continuous fluid path between the first end portion of the fluid conduit and the fluid outlet orifice (s). Advantageously, the fluid delivery apparatus provides oxygenated blood, and very advantageously hyperoxemic or hyperbaric blood, to a patient without potentially clinically significant gas bubbles in the blood. More advantageously, the fluid delivery apparatus can provide a patient with oxygenated blood that has a pO2 greater than about 760 mm Hg but less than pO2max for a given rate of blood flow Qsangre, where pO2max is equal to the maximum back pressure generated within of the fluid delivery apparatus by operation of the blood pump to achieve the blood flow rate.

En una realización, la porción intermedia del conducto de fluido adaptada para oxigenar la sangre suministrada por la bomba de sangre, es decir, el conjunto de oxigenación, puede incluir un oxigenador de membrana a alta presión. En otra realización, la porción intermedia del conducto de fluido incluye un conjunto incluyendo una región de mezcla en la que un fluido oxigenado, por ejemplo, un fluido supersaturado con oxígeno, se combina con la sangre para efectuar oxigenación directa líquido a líquido. En otra realización, la porción intermedia puede incluir un conjunto para combinar dos corrientes de fluido (por ejemplo, un aparato que se asemeja en general a un tubo en Y, adaptador en T, o análogos), el conjunto adaptado para acoplar a sistemas de administración para suministrar sangre a oxigenar y para suministrar sangre oxigenada u otros fluidos. In one embodiment, the intermediate portion of the fluid conduit adapted to oxygenate the blood supplied by the blood pump, that is, the oxygenation assembly, may include a high pressure membrane oxygenator. In another embodiment, the intermediate portion of the fluid conduit includes an assembly including a mixing region in which an oxygenated fluid, for example, a supersaturated fluid with oxygen, is combined with the blood to effect direct liquid to liquid oxygenation. In another embodiment, the intermediate portion may include an assembly to combine two fluid streams (for example, an apparatus that generally resembles a Y-tube, T-adapter, or the like), the assembly adapted to couple to systems of administration to supply blood to oxygenate and to supply oxygenated blood or other fluids.

Consiguientemente, el aparato de administración de fluido puede incluir ventajosamente una primera porción de tubo que se extiende entre una bomba de sangre y un conjunto de oxigenación; el conjunto de oxigenación; una segunda porción de tubo que se extiende entre el conjunto de oxigenación y el extremo próximo de un conjunto de administración de fluido; y el conjunto de administración de fluido. Accordingly, the fluid delivery apparatus may advantageously include a first portion of tube that extends between a blood pump and an oxygenation assembly; the oxygenation assembly; a second tube portion extending between the oxygenation assembly and the proximal end of a fluid delivery assembly; and the fluid administration set.

En un paciente que respira aire a través de los pulmones, los gases disueltos en la sangre del paciente (nitrógeno, N2; dióxido de carbono, CO2; y oxígeno, O2) son iguales a la presión atmosférica. Químicamente, esta relación se indica por la ecuación In a patient who breathes air through the lungs, the dissolved gases in the patient's blood (nitrogen, N2; carbon dioxide, CO2; and oxygen, O2) are equal to atmospheric pressure. Chemically, this relationship is indicated by the equation

Ptotal,= pN2+pCO2+pO2 Ptotal, = pN2 + pCO2 + pO2

donde Ptotal es la presión atmosférica y el lado derecho de la ecuación representa las presiones relativas, o parciales, de los gases disueltos en aire. La ecuación anterior se equilibra aproximadamente como sigue: where Ptotal is the atmospheric pressure and the right side of the equation represents the relative, or partial, pressures of gases dissolved in air. The above equation is approximately balanced as follows:

760 mmHg = 600 mmHg + 45 mm Hg + 115 mmHg 760 mmHg = 600 mmHg + 45 mm Hg + 115 mmHg

Para sangre incluyendo gases disueltos que tienen las presiones parciales expuestas anteriormente, durante un proceso de hiperoxigenación que tiene lugar en la porción intermedia del conducto de fluido, el pO2 es elevado y el Ptotal puede exceder de la presión atmosférica. Por ejemplo, si el pO2 incrementa a 800 mm Hg sin cambio de pN2 y pCO2, el Ptotal sería igual a 1445 mm Hg, un aumento de casi el doble. For blood including dissolved gases that have the partial pressures set forth above, during a hyperoxygenation process that takes place in the intermediate portion of the fluid conduit, the pO2 is high and the Ptotal may exceed the atmospheric pressure. For example, if the pO2 increases to 800 mm Hg without changing pN2 and pCO2, the Ptotal would be equal to 1445 mm Hg, an increase of almost double.

La presión de fluido en la salida de la porción intermedia del conducto de fluido, Pfluido, es una medida de la presión diferencial a través de la porción del conducto de fluido entre esa posición y el (los) orificio(s) de salida de fluido más la presión de salida. Para evitar la formación de burbujas de gas potencialmente clínicamente significativas, es especialmente ventajoso elevar la presión de fluido en la salida de la porción intermedia del conducto de fluido a un nivel que excede de la presión del gas disuelto total. Así, la administración de sangre oxigenada puede tener lugar sin burbujas, es decir, sin la formación de burbujas potencialmente clínicamente significativas, donde Pfluido>Ptotal. The fluid pressure at the outlet of the intermediate portion of the fluid conduit, Pfluid, is a measure of the differential pressure through the portion of the fluid conduit between that position and the fluid outlet orifice (s) plus outlet pressure. To avoid the formation of potentially clinically significant gas bubbles, it is especially advantageous to raise the fluid pressure at the outlet of the intermediate portion of the fluid conduit to a level that exceeds the total dissolved gas pressure. Thus, administration of oxygenated blood can take place without bubbles, that is, without the formation of potentially clinically significant bubbles, where Pfluid> Ptotal.

Dado que la mayor parte de las mediciones de presión usan presiones manométricas (es decir, presión manométrica = presión total menos presión atmosférica), la relación para administración sin burbujas también se puede simplificar y aproximar a ΔPfluido>PO2(out), donde pO2(out) es el pO2 de la sangre oxigenada a administrar al paciente. En otros Since most of the pressure measurements use gauge pressures (i.e. gauge pressure = total pressure minus atmospheric pressure), the ratio for administration without bubbles can also be simplified and approximate ΔPluid> PO2 (out), where pO2 ( out) is the pO2 of the oxygenated blood to be administered to the patient. In others

términos, un cuidador solamente tiene que comparar dos mediciones simples, ΔPfluido y pO2(out), para asegurar la administración sin burbujas durante un procedimiento. terms, a caregiver only has to compare two simple measurements, ΔPfluid and pO2 (out), to ensure administration without bubbles during a procedure.

Datos experimentales apoyan el uso de la relación simplificada y aproximada ΔPfluido>PO2(out) para lograr administración sin burbujas. Como se expone en la tabla I, se usó un aparato de administración de fluido incluyendo un conjunto de oxigenación líquido a líquido con dos catéteres que tenían diferentes diámetros efectivos para infundir sangre oxigenada a la vasculatura coronaria izquierda de un cerdo de40 kg para determinar si la relación entre ΔPfluido y pO2(out) afecta a la formación de burbujas durante la infusión de sangre oxigenada. En pruebas donde ΔPfluido>pO2(out), no se observaron burbujas usando ecocardiografía 2D durante la infusión de sangre oxigenada, y un sistema de detección ultrasónica de burbujas no detectó burbujas de más de aproximadamente 100 μm de diámetro. Por otra parte, en pruebas donde ΔPfluido<pO2(out), se observaron 3-4 burbujas por latido del corazón en la aurícula derecha usando ecocardiografía 2D durante la infusión de sangre oxigenada, y el sistema de detección ultrasónica de burbujas detectó numerosas burbujas de más de aproximadamente 100 μm de diámetro. Experimental data support the use of the simplified and approximate ΔPfluid> PO2 (out) relationship to achieve bubble-free administration. As set forth in Table I, a fluid delivery apparatus was used including a set of liquid to liquid oxygenation with two catheters having different effective diameters to infuse oxygenated blood to the left coronary vasculature of a 40 kg pig to determine if the The relationship between ΔPfluid and pO2 (out) affects the formation of bubbles during the infusion of oxygenated blood. In tests where ΔPfluid> pO2 (out), no bubbles were observed using 2D echocardiography during the infusion of oxygenated blood, and an ultrasonic bubble detection system did not detect bubbles larger than about 100 μm in diameter. On the other hand, in tests where ΔPfluid <pO2 (out), 3-4 bubbles per heartbeat were observed in the right atrium using 2D echocardiography during the infusion of oxygenated blood, and the ultrasonic bubble detection system detected numerous bubbles of more than about 100 μm in diameter.

Tabla I Table I

Flujo de sangre (ml/minuto) Blood flow (ml / minute)
Sangre/fluido oxigenado (relación de tasa de flujo de fluido adimensional) ΔPfluido pO2(out) Evento de burbujas ultrasónicas (#) Burbujas en eco 2D (#/latido del corazón) Blood / oxygenated fluid (flow rate ratio of dimensionless fluid) ΔPluid pO2 (out) Ultrasonic bubble event (#) 2D echo bubbles (# / heartbeat)

78 78
52 843 783 0 0 52 843 783 0 0

78 78
52 819 723 0 0 52 819 723 0 0

103 103
47 1043 834 0 0 47 1043 834 0 0

104 104
35 1031 982 0 0 35 1031 982 0 0

107 107
36 311 987 32 3-4 36 311 987 32 3-4

107 107
36 315 1031 15 3-4 36 315 1031 fifteen 3-4

152 152
51 449 771 24 3-4 51 449 771 24 3-4

152 152
51 460 741 69 3-4 51 460 741 69 3-4

Típicamente, pO2(out) puede ser seleccionado por el cuidador en base a las circunstancias implicadas en una aplicación particular. Así, la administración sin burbujas se puede asegurar seleccionando un aparato apropiado de administración de fluido, es decir, uno que pueda efectuar hacia abajo de la porción intermedia del conducto de fluido una caída de presión de fluido que exceda del pO2 deseado seleccionado para una tasa dada de flujo de sangre. Además, la caída de la presión de fluido puede variar dependiendo de factores como la duración de la administración de fluido y la geometría del lumen de fluido (por ejemplo, diámetro interno, ahusamiento, perfil en sección transversal, etc), factores que pueden variar dependiendo de la aplicación específica implicada. Así, puede ser útil (por ejemplo, para promover la facilidad de selección) caracterizar todo o una porción del aparato de administración de fluido hacia abajo de la porción intermedia del conducto de fluido en términos de un diámetro efectivo, o en términos de niveles de pO2 alcanzables para un conjunto de oxigenación dado y/o condiciones dadas en la salida de la porción intermedia del conducto de fluido. Typically, pO2 (out) can be selected by the caregiver based on the circumstances involved in a particular application. Thus, bubble-free administration can be ensured by selecting an appropriate fluid delivery apparatus, that is, one that can effect a fluid pressure drop that exceeds the desired pO2 selected for a rate down from the intermediate portion of the fluid conduit. given blood flow. In addition, the drop in fluid pressure may vary depending on factors such as the duration of fluid administration and the geometry of the fluid lumen (for example, internal diameter, taper, cross-sectional profile, etc.), factors that may vary depending on the specific application involved. Thus, it may be useful (for example, to promote ease of selection) to characterize all or a portion of the fluid delivery apparatus down the intermediate portion of the fluid conduit in terms of an effective diameter, or in terms of levels of pO2 achievable for a given oxygenation set and / or conditions given at the outlet of the intermediate portion of the fluid conduit.

Por ejemplo, según una realización de la presente invención, para un aparato ejemplar de administración de fluido sanguíneo oxigenado, la presión de la sangre oxigenada en el conjunto de oxigenación es una función de la tasa de flujo de sangre y el diámetro efectivo del catéter. Para un aparato de administración de fluido sanguíneo oxigenado, la relación entre tasa de flujo de sangre y presión de la sangre oxigenada en el conjunto de oxigenación para un catéter dado se puede determinar usando la ley de Hagen-Poiseuille: For example, according to an embodiment of the present invention, for an exemplary device for administration of oxygenated blood fluid, the pressure of the oxygenated blood in the oxygenation assembly is a function of the blood flow rate and the effective diameter of the catheter. For an oxygenated blood fluid delivery apparatus, the relationship between blood flow rate and oxygenated blood pressure in the oxygenation set for a given catheter can be determined using the Hagen-Poiseuille law:

πΔPD4 Q = πΔPD4 Q =

128Lη 128Lη

que controla en general los flujos de fluido laminar a través de conductos, en la que Q = tasa de flujo volumétrico; L = longitud del conducto; D = diámetro interior del conducto; η = viscosidad del fluido; y ΔP = diferencia de presión a través de la longitud del conducto. También se puede usar otras realizaciones dependiendo de las circunstancias implicadas en una aplicación particular, por ejemplo, una realización para aplicaciones de flujo turbulento, para las que la relación entre tasa de flujo de sangre y presión de la sangre oxigenada en el conjunto de oxigenación se puede determinar usando modelos que controlan el flujo turbulento. which generally controls laminar fluid flows through ducts, in which Q = volumetric flow rate; L = duct length; D = inner diameter of the duct; η = viscosity of the fluid; and ΔP = pressure difference across the length of the duct. Other embodiments may also be used depending on the circumstances involved in a particular application, for example, an embodiment for turbulent flow applications, for which the relationship between blood flow rate and oxygenated blood pressure in the oxygenation assembly is You can determine using models that control turbulent flow.

En general, con un aparato dado de administración de fluido sanguíneo oxigenado, para una tasa constante de flujo de sangre Qsangre, cuando el diámetro interior efectivo del catéter incrementa, la presión de la sangre Pfluido(manómetro) en el conjunto de oxigenación disminuye. Conociendo la relación simplificada y aproximada de administración sin burbujas, ΔPfluido>pO2(out), un cuidador que tenga un catéter caracterizado por diámetro interior efectivo puede determinar si se puede alcanzar un rango apropiado de tasas de flujo de sangre si el cuidador usase un aparato de administración de fluido incluyendo el catéter para administrar sangre que tiene un pO2 deseado. Alternativamente, un cuidador que especifique un pO2 deseado de sangre oxigenada y un rango de tasas de flujo de sangre oxigenada puede seleccionar un catéter para uso en un aparato de administración de fluido para una aplicación particular. In general, with a given oxygenated blood fluid delivery apparatus, for a constant rate of blood flow Qsangre, when the effective inner diameter of the catheter increases, the pressure of the Pfluid blood (gauge) in the oxygenation assembly decreases. Knowing the simplified and approximate ratio of administration without bubbles, ΔPfluid> pO2 (out), a caregiver having a catheter characterized by effective inner diameter can determine whether an appropriate range of blood flow rates can be achieved if the caregiver used a device of fluid delivery including the catheter to deliver blood that has a desired pO2. Alternatively, a caregiver who specifies a desired oxygenated blood pO2 and a range of oxygenated blood flow rates may select a catheter for use in a fluid delivery apparatus for a particular application.

Conjuntos de oxigenación de membrana a alta presión High pressure membrane oxygenation assemblies

En una realización, el sistema incluye ventajosamente un conjunto oxigenador de membrana y conjuntos para suministrar flujos o suministros controlados de gas oxígeno y sangre. Ventajosamente, la porción intermedia del conducto de fluido incluye un conjunto oxigenador de membrana operable a altas presiones, es decir, presiones de suministro de gas oxígeno y sangre dentro del conjunto oxigenador de membrana superiores a la presión atmosférica. In one embodiment, the system advantageously includes a membrane oxygenator assembly and assemblies for supplying controlled flows or supplies of oxygen and blood gas. Advantageously, the intermediate portion of the fluid conduit includes a membrane oxygenator assembly operable at high pressures, that is, oxygen and blood gas supply pressures within the membrane oxygenator assembly exceeding atmospheric pressure.

El conjunto para suministrar flujos o suministros controlados de gas oxígeno incluye ventajosamente una fuente regulada de gas oxígeno, de modo que se distribuya gas oxígeno al conjunto oxigenador de membrana a una presión superior a la presión atmosférica. Ventajosamente, se suministra gas oxígeno al conjunto oxigenador de membrana a una presión superior a la presión atmosférica e inferior a aproximadamente 50 psia, la presión máxima aproximada que puede ser generada por bombas de sangre comercialmente disponibles que administran sangre. El conjunto para suministrar flujos o suministros controlados de gas oxígeno puede ser uno de los muchos sistemas de administración de oxígeno comercialmente disponibles y clínicamente aceptados adecuados para uso con pacientes humanos (por ejemplo, oxígeno embotellado regulado). The assembly for supplying controlled flows or supplies of oxygen gas advantageously includes a regulated source of oxygen gas, so that oxygen gas is distributed to the membrane oxygenator assembly at a pressure greater than atmospheric pressure. Advantageously, oxygen gas is supplied to the membrane oxygenator assembly at a pressure greater than atmospheric pressure and less than about 50 psia, the approximate maximum pressure that can be generated by commercially available blood pumps that administer blood. The assembly for supplying controlled oxygen gas flows or supplies may be one of the many commercially available and clinically accepted oxygen delivery systems suitable for use with human patients (eg, regulated bottled oxygen).

El conjunto para suministrar flujos o suministros controlados de sangre incluye ventajosamente una fuente de sangre en combinación con medios para proporcionar la sangre al conjunto oxigenador de membrana. Ventajosamente, la sangre a oxigenar incluye sangre extraída del paciente, de modo que el conjunto de administración de sangre incluya una entrada de sangre dispuesta a lo largo de una porción de un catéter u otro dispositivo similar insertable de forma al menos parcialmente extraíble dentro del cuerpo del paciente; un bucle de bomba que en combinación con el catéter u otro dispositivo define un recorrido continuo de fluido entre la entrada de sangre y el conjunto oxigenador de membrana; y una bomba de sangre para controlar el flujo de sangre a través del bucle de bomba, es decir, el flujo de sangre proporcionado al conjunto oxigenador de membrana. La bomba de sangre puede ser una de las muchas bombas de sangre comercialmente disponibles y clínicamente aceptadas adecuadas para uso con pacientes humanos. Un ejemplo de tal bomba es la bomba peristáltica modelo 6501 RFL3.5 Pemco que se puede obtener de Pemco Medical, Cleveland, Ohio. The assembly for supplying controlled blood flows or supplies advantageously includes a blood source in combination with means for providing blood to the membrane oxygenator assembly. Advantageously, the blood to be oxygenated includes blood drawn from the patient, so that the blood delivery assembly includes a blood inlet arranged along a portion of a catheter or other similar device insertable at least partially removable into the body. of the patient; a pump loop that in combination with the catheter or other device defines a continuous fluid path between the blood inlet and the membrane oxygenator assembly; and a blood pump to control blood flow through the pump loop, that is, the blood flow provided to the membrane oxygenator assembly. The blood pump can be one of the many commercially available and clinically accepted blood pumps suitable for use with human patients. An example of such a pump is the 6501 RFL3.5 Pemco peristaltic pump that can be obtained from Pemco Medical, Cleveland, Ohio.

El sistema proporcionado incluye ventajosamente un conjunto de suministro de sangre oxigenada incluyendo un conjunto oxigenador de membrana incluyendo al menos una membrana que separa dentro del conjunto oxigenador de membrana el gas oxígeno proporcionado por el conjunto de suministro de gas oxígeno y la sangre proporcionada por el conjunto de suministro de sangre, y a través de la que se pueden difundir oxígeno y otros gases. Ventajosamente, el gas oxígeno se administra al “lado de gas” del conjunto oxigenador de membrana por el conjunto de suministro de gas oxígeno en una presión de lado de gas superior a la presión atmosférica; el conjunto de administración de sangre proporciona un suministro de sangre al “lado de sangre” del conjunto oxigenador de membrana a una presión de lado de sangre superior a la presión del lado de gas; y el gas oxígeno y al menos una porción del suministro de sangre se mantiene en contacto con la membrana de modo que el oxígeno se difunda a través de la membrana y disuelva en el suministro de sangre. The system provided advantageously includes an oxygenated blood supply assembly including a membrane oxygenator assembly including at least one membrane that separates within the membrane oxygenator assembly the oxygen gas provided by the oxygen gas supply assembly and the blood provided by the assembly of blood supply, and through which oxygen and other gases can diffuse. Advantageously, the oxygen gas is administered to the "gas side" of the membrane oxygenator assembly by the oxygen gas supply assembly at a gas side pressure greater than atmospheric pressure; the blood delivery assembly provides a blood supply to the "blood side" of the membrane oxygenator assembly at a blood side pressure greater than the gas side pressure; and the oxygen gas and at least a portion of the blood supply is kept in contact with the membrane so that oxygen diffuses through the membrane and dissolves in the blood supply.

La membrana puede incluir un material sólido (por ejemplo, caucho de silicona) o un material microporoso (por ejemplo, un material polimérico, tal como polipropileno). Ventajosamente, la presión de lado de sangre se mantiene a un nivel más alto que la presión de lado de gas para evitar el flujo de gas voluminoso a través de la membrana. Sin embargo, se puede usar presiones inferiores del lado de sangre si se usa una membrana sólida, no porosa. El tipo de membrana usado, y las presiones de lado de gas y sangre (que se pueden definir, por ejemplo, por una presión diferencial dada a través de la membrana) pueden variar dependiendo de las circunstancias implicadas en una aplicación particular deseada. The membrane may include a solid material (for example, silicone rubber) or a microporous material (for example, a polymeric material, such as polypropylene). Advantageously, the blood side pressure is maintained at a higher level than the gas side pressure to prevent the flow of bulky gas through the membrane. However, lower blood side pressures can be used if a solid, non-porous membrane is used. The type of membrane used, and the gas and blood side pressures (which can be defined, for example, by a given differential pressure across the membrane) may vary depending on the circumstances involved in a particular desired application.

El lado de gas del conjunto oxigenador de membrana puede operar en un modo “abierto” o “cerrado”. En modo abierto, una corriente de lado de gas incluyendo gas oxígeno proporcionado por el conjunto de suministro de gas oxígeno “barre” el lado de gas del conjunto oxigenador de membrana. Durante el barrido se difunde oxígeno a través de la membrana para disolverse en la sangre, y gases de la sangre como dióxido de carbono y nitrógeno se pueden difundir a través de la membrana para unirse a la corriente de lado de gas. La corriente de lado de gas sale del conjunto oxigenador de membrana mediante un agujero u otro conducto de fluido de salida. En modo cerrado, el agujero u otro conducto de fluido de salida está cerrado para evitar el escape de gas del lado de gas del conjunto oxigenador de membrana. The gas side of the membrane oxygenator assembly can operate in an "open" or "closed" mode. In open mode, a gas side stream including oxygen gas provided by the oxygen gas supply assembly "sweeps" the gas side of the membrane oxygenator assembly. During the sweep, oxygen is diffused through the membrane to dissolve in the blood, and blood gases such as carbon dioxide and nitrogen can diffuse through the membrane to join the gas side stream. The gas side stream exits the membrane oxygenator assembly through a hole or other outlet fluid conduit. In closed mode, the hole or other outlet fluid conduit is closed to prevent gas leakage from the gas side of the membrane oxygenator assembly.

En una realización alternativa, el conjunto oxigenador de membrana incluye una entrada de gas pero no está provisto de un agujero de ventilación u otro conducto de salida de fluido de la corriente de lado de gas. Esta realización alternativa incluye así un dispositivo de modo cerrado. En operación en modo cerrado la presión de lado de gas es ventajosamente igual a la presión a la que el conjunto de suministro de gas oxígeno proporciona gas oxígeno al conjunto oxigenador de membrana. En modo abierto la presión de lado de gas cae a través del conjunto oxigenador de membrana, aunque tal vez solamente ligeramente, de la presión a la que el conjunto de suministro de gas oxígeno proporciona gas oxígeno al conjunto oxigenador de membrana. In an alternative embodiment, the membrane oxygenator assembly includes a gas inlet but is not provided with a vent hole or other fluid outlet duct of the gas side stream. This alternative embodiment thus includes a closed mode device. In closed mode operation the gas side pressure is advantageously equal to the pressure at which the oxygen gas supply assembly provides oxygen gas to the membrane oxygenator assembly. In open mode the gas side pressure falls through the membrane oxygenator assembly, although perhaps only slightly, from the pressure at which the oxygen gas supply assembly provides oxygen gas to the membrane oxygenator assembly.

El conjunto oxigenador de membrana se dimensiona ventajosamente dependiendo de las circunstancias implicadas en una aplicación particular deseada. Por ejemplo, para un flujo de administración de sangre oxigenada inferior a 0,3 litros por minuto, se requiere un área superficial de membrana activa muy inferior a dos metros cuadrados (el área superficial de membrana activa aproximada para un oxigenador de tamaño adulto convencional capaz de manejar seis litros de sangre por minuto). A modo de ejemplo, y sin limitación del alcance de la presente invención, los factores que afectan a las dimensiones del conjunto oxigenador de membrana incluyen el nivel de oxígeno deseado para la tasa de flujo de sangre a oxigenar y de sangre oxigenada. The membrane oxygenator assembly is advantageously sized depending on the circumstances involved in a particular desired application. For example, for an administration flow of oxygenated blood less than 0.3 liters per minute, an active membrane surface area much less than two square meters is required (the approximate active membrane surface area for a conventional adult sized oxygenator capable of handling six liters of blood per minute). By way of example, and without limitation of the scope of the present invention, the factors that affect the dimensions of the membrane oxygenator assembly include the desired oxygen level for the flow rate of blood to be oxygenated and of oxygenated blood.

El sistema proporcionado suministra ventajosamente sangre oxigenada del conjunto oxigenador de membrana a un lugar dado sin la formación o liberación de burbujas de oxígeno clínicamente significativas. La administración de sangre oxigenada en un lugar dado sin formación o liberación de burbujas clínicamente significativas se puede realizar ventajosamente mediante la selección del material del catéter, el uso de un catéter de administración de dimensiones apropiadas, y/o el acondicionamiento del mismo para eliminar lugares de nucleación. El material, el tamaño y el procedimiento de acondicionamiento exactos pueden variar dependiendo de las circunstancias implicadas en una aplicación particular. Para la administración de aproximadamente 3 ml/segundo de sangre oxigenada con un conjunto oxigenador de membrana operando a una presión de lado de gas de aproximadamente 50 psi, un catéter de una longitud de aproximadamente 130 cm y un diámetro interno de aproximadamente 40 milésimas de pulgada proporcionaría una reducción gradual de la presión que puede ayudar a evitar la liberación de burbujas de gas potencialmente clínicamente significativas. The system provided advantageously supplies oxygenated blood from the membrane oxygenator assembly to a given location without the formation or release of clinically significant oxygen bubbles. The administration of oxygenated blood in a given place without formation or release of clinically significant bubbles can be advantageously performed by selecting the catheter material, using an administration catheter of appropriate dimensions, and / or conditioning it to remove places. of nucleation. The exact material, size and conditioning procedure may vary depending on the circumstances involved in a particular application. For administration of approximately 3 ml / second of oxygenated blood with a membrane oxygenator assembly operating at a gas side pressure of approximately 50 psi, a catheter of a length of approximately 130 cm and an internal diameter of approximately 40 thousandths of an inch it would provide a gradual reduction in pressure that can help prevent the release of potentially clinically significant gas bubbles.

El dispositivo según la invención se puede utilizar en un método para la preparación y el suministro de sangre oxigenada. Dicho método para enriquecer sangre con oxígeno incluye proporcionar una membrana que tiene lados primero y segundo; proporcionar en contacto con el primer lado de la membrana gas oxígeno a una presión P1 superior a la presión atmosférica; proporcionar en el segundo lado de la membrana un suministro de sangre a una presión P2 superior a P1; y mantener al menos una porción del suministro de sangre en contacto con el segundo lado de la membrana de modo que se difunda oxígeno a través de la membrana y se disuelva en el suministro de sangre. Ventajosamente, la presión P1 es superior a la presión atmosférica e inferior a aproximadamente 50 psia. El método también incluye ventajosamente proporcionar en contacto con el primer lado de la membrana una corriente incluyendo gas oxígeno. Ventajosamente, la corriente mantiene contacto con el primer lado de la membrana de modo que un gas (por ejemplo, dióxido de carbono, nitrógeno, vapor de agua, etc) en el suministro de sangre se difunde a través de la membrana y une a la corriente. The device according to the invention can be used in a method for the preparation and supply of oxygenated blood. Said method for enriching blood with oxygen includes providing a membrane having first and second sides; providing oxygen gas in contact with the first side of the membrane at a pressure P1 greater than atmospheric pressure; provide on the second side of the membrane a blood supply at a pressure P2 greater than P1; and keeping at least a portion of the blood supply in contact with the second side of the membrane so that oxygen is diffused through the membrane and dissolved in the blood supply. Advantageously, the pressure P1 is higher than the atmospheric pressure and less than about 50 psia. The method also advantageously includes providing a current including oxygen gas in contact with the first side of the membrane. Advantageously, the current maintains contact with the first side of the membrane so that a gas (for example, carbon dioxide, nitrogen, water vapor, etc.) in the blood supply diffuses through the membrane and joins the stream.

El dispositivo según la invención se puede utilizar para suministrar sangre oxigenada a un lugar específico dentro del cuerpo del paciente. El método incluye elevar el nivel de pO2 en sangre a suministrar al paciente y la administración de dicha sangre a un lugar dado. El método puede incluir el paso de controlar o proporcionar cantidades controladas de sangre y gas oxígeno a un conjunto oxigenador de membrana con el fin de producir sangre oxigenada para administración a un lugar específico predeterminado. Los niveles de oxígeno en sangre (por ejemplo, pO2) se pueden mantener, ajustar o controlar de otro modo controlando las tasas de flujo o proporcionando cantidades controladas de la sangre y/o gas oxígeno. Así, se facilita un método de control de sangre-gas. The device according to the invention can be used to deliver oxygenated blood to a specific place within the patient's body. The method includes raising the level of pO2 in blood to be delivered to the patient and administering said blood to a given place. The method may include the step of controlling or providing controlled amounts of blood and oxygen gas to a membrane oxygenator assembly in order to produce oxygenated blood for administration to a specific predetermined location. Blood oxygen levels (e.g., pO2) can be maintained, adjusted or otherwise controlled by controlling flow rates or by providing controlled amounts of blood and / or oxygen gas. Thus, a blood-gas control method is provided.

Conjunto de oxigenación de líquido a líquido Liquid to liquid oxygenation set

En otra realización, la porción intermedia del conducto de fluido adaptada para oxigenar la sangre suministrada por la bomba de sangre incluye un conjunto incluyendo una región de mezcla en la que un fluido oxigenado, por ejemplo, un fluido supersaturado con oxígeno, se combina con la sangre. Ventajosamente, la región de mezcla se define por un conjunto parecido a cámara incluyendo una zona de inyección en la que el fluido oxigenado se mezcla con la sangre a una presión más alta que el pO2 deseado de la sangre. La oxigenación de la sangre tiene lugar como resultado de mezcla convectiva que implica los dos fluidos en contacto y en menor extensión como resultado del oxígeno que se difunde directamente del líquido oxigenado a la sangre, es decir, dispersión. La mezcla es ventajosamente una mezcla convectiva que tiene lugar rápida y completamente. In another embodiment, the intermediate portion of the fluid conduit adapted to oxygenate the blood supplied by the blood pump includes an assembly including a mixing region in which an oxygenated fluid, for example, a fluid supersaturated with oxygen, is combined with the blood. Advantageously, the mixing region is defined by a chamber-like assembly including an injection zone in which the oxygenated fluid is mixed with the blood at a pressure higher than the desired blood pO2. The oxygenation of the blood takes place as a result of convective mixing that involves the two fluids in contact and to a lesser extent as a result of oxygen that diffuses directly from the oxygenated liquid to the blood, that is, dispersion. The mixture is advantageously a convective mixture that takes place quickly and completely.

En una realización, el conjunto parecido a cámara incluye una cámara de mezcla incluyendo un conjunto generalmente alargado de forma cilíndrica o tubular que tiene extremos superior e inferior, teniendo cada extremo un tapón o dispositivo similar fijamente unido, con el fin de definir un espacio interior en él. Ventajosamente, la cámara de mezcla incluye en comunicación de fluido con el espacio interior un primer orificio de entrada adaptado para recibir un suministro de sangre a oxigenar; un segundo orificio de entrada adaptado para recibir un suministro de fluido oxigenado a mezclar con la sangre; y un orificio de salida adaptado para administración de la sangre oxigenada a una posición particular deseada. In one embodiment, the chamber-like assembly includes a mixing chamber including a generally elongated cylindrical or tubular assembly having upper and lower ends, each end having a plug or similar device fixedly attached, in order to define an interior space at. Advantageously, the mixing chamber includes in fluid communication with the interior space a first inlet port adapted to receive a supply of blood to be oxygenated; a second inlet port adapted to receive a supply of oxygenated fluid to be mixed with the blood; and an outlet port adapted for administration of the oxygenated blood to a particular desired position.

Para promover la mezcla de la sangre y fluido oxigenado dentro del espacio interior de la cámara, la sangre a oxigenar entra ventajosamente en la cámara de mezcla desde una posición y en una dirección de modo que se cree un flujo vorticial o ciclónico de sangre dentro de la cámara. Ventajosamente, la sangre entra en la cámara a lo largo de un recorrido sustancialmente tangencial a la pared de la cámara. Ventajosamente, el líquido oxigenado entra en la cámara cerca de la entrada de sangre, y la sangre oxigenada sale de la cámara a través de un orificio en la parte inferior de la cámara. Más ventajosamente, el líquido oxigenado entra en la cámara en una dirección generalmente hacia arriba normal a la dirección inicial de recorrido de la sangre que entra en la cámara. To promote the mixing of blood and oxygenated fluid within the interior space of the chamber, the blood to be oxygenated advantageously enters the mixing chamber from a position and in a direction so that a vortex or cyclonic flow of blood is created within the camera. Advantageously, blood enters the chamber along a substantially tangential path to the chamber wall. Advantageously, the oxygenated liquid enters the chamber near the blood inlet, and the oxygenated blood leaves the chamber through a hole in the lower part of the chamber. More advantageously, the oxygenated liquid enters the chamber in a generally upward direction normal to the initial direction of travel of the blood entering the chamber.

La cámara de mezcla es ventajosamente presurizable, acumulando la porción inferior de la cámara un suministro de sangre e incluyendo la porción superior una carga de gas. La carga de gas ayuda ventajosamente a amortiguar la pulsatilidad de la sangre que entra en la cámara. The mixing chamber is advantageously pressurizable, the lower portion of the chamber accumulating a blood supply and the upper portion including a gas charge. The gas charge advantageously helps cushion the pulsatility of the blood entering the chamber.

El fluido oxigenado incluye ventajosamente un fluido supersaturado con oxígeno en el que el contenido de oxígeno disuelto ocupará un volumen de entre aproximadamente 0,5 y aproximadamente 3 veces el volumen del disolvente normalizado a temperatura y presión estándar. Los ejemplos de disolventes que pueden ser usados incluyen salina, solución de Ringer lactada, y otras soluciones fisiológicas acuosas. El fluido oxigenado es distribuido ventajosamente a la cámara de mezcla mediante uno o más capilares que tienen un diámetro interno en el rango de aproximadamente 15 a aproximadamente 700 μm (ventajosamente, aproximadamente 100 μm), formando los capilares un recorrido continuo de flujo de fluido entre la cámara de mezcla y un suministro o un conjunto para proporcionar un suministro del fluido oxigenado. The oxygenated fluid advantageously includes a supersaturated oxygen fluid in which the dissolved oxygen content will occupy a volume between about 0.5 and about 3 times the volume of the standardized solvent at standard temperature and pressure. Examples of solvents that can be used include saline, lactated Ringer's solution, and other aqueous physiological solutions. The oxygenated fluid is advantageously distributed to the mixing chamber by one or more capillaries having an internal diameter in the range of about 15 to about 700 µm (advantageously, about 100 µm), the capillaries forming a continuous fluid flow path between the mixing chamber and a supply or assembly to provide a supply of the oxygenated fluid.

El fluido oxigenado se suministrará típicamente a la cámara de mezcla según parámetros especificados y seleccionados por el cuidador para la indicación clínica deseada. El flujo de fluido oxigenado es generalmente constante y continuo, aunque se puede usar flujos variables o intermitentes. Las tasas de flujo pueden ser del rango de aproximadamente 0,1 cc/minuto a aproximadamente 40 cc/mm, aunque las tasas de flujo especialmente ventajosas pueden ser de entre aproximadamente 2 cc/minuto y 12 cc/minuto. Las concentraciones de oxígeno normalizadas a temperatura y presión estándar pueden ser del rango de aproximadamente 0,1 ml de O2 por ml de solución fisiológica a aproximadamente 3 ml de O2 por ml de solución fisiológica, aunque las concentraciones especialmente ventajosas pueden ser de aproximadamente 1 ml de O2 por ml de solución fisiológica. The oxygenated fluid will typically be supplied to the mixing chamber according to parameters specified and selected by the caregiver for the desired clinical indication. The flow of oxygenated fluid is generally constant and continuous, although variable or intermittent flows can be used. The flow rates can be in the range of about 0.1 cc / minute to about 40 cc / mm, although especially advantageous flow rates can be between about 2 cc / minute and 12 cc / minute. The normalized oxygen concentrations at standard temperature and pressure may be in the range of about 0.1 ml of O2 per ml of physiological solution to approximately 3 ml of O2 per ml of physiological solution, although especially advantageous concentrations may be approximately 1 ml. of O2 per ml of physiological solution.

El dispositivo según la invención puede ser usado para la preparación y administración de sangre oxigenada. El método incluye proporcionar un conjunto de cámara en el que sangre y un líquido oxigenado, por ejemplo, un líquido supersaturado con oxígeno, se mezclan a presión para formar sangre oxigenada. El método puede incluir el paso de controlar o proporcionar cantidades controladas de sangre y líquido oxigenado al conjunto de cámara para mantener, ajustar o controlar de otro modo los niveles de oxígeno en sangre. Así, se facilita un método alternativo de control de sangre-gas. The device according to the invention can be used for the preparation and administration of oxygenated blood. The method includes providing a chamber assembly in which blood and an oxygenated liquid, for example, a supersaturated liquid with oxygen, are mixed under pressure to form oxygenated blood. The method may include the step of controlling or providing controlled amounts of blood and oxygenated liquid to the chamber assembly to maintain, adjust or otherwise control blood oxygen levels. Thus, an alternative method of blood-gas control is provided.

Temperatura Temperature

La sangre oxigenada se suministra ventajosamente al paciente a aproximadamente 37°C, es decir, la operación del sistema no afecta de forma significativa a la temperatura de la sangre del paciente. Sin embargo, en algunos casos, puede ser deseable enfriar la sangre oxigenada, por ejemplo, para inducir hipotermia local o regional (por ejemplo, temperaturas inferiores a aproximadamente 35°C). A modo de ejemplo solamente, en aplicaciones neurológicas tal enfriamiento puede ser deseable para lograr un efecto neuroprotector. La hipotermia también puede ser considerada como una técnica ventajosa de tratamiento o conservación para órganos isquémicos, donaciones de órganos, o reducir la demanda metabólica durante períodos de perfusión reducida. Oxygenated blood is advantageously supplied to the patient at approximately 37 ° C, that is, the operation of the system does not significantly affect the temperature of the patient's blood. However, in some cases, it may be desirable to cool the oxygenated blood, for example, to induce local or regional hypothermia (for example, temperatures below about 35 ° C). By way of example only, in neurological applications such cooling may be desirable to achieve a neuroprotective effect. Hypothermia can also be considered as an advantageous treatment or preservation technique for ischemic organs, organ donations, or reduce metabolic demand during periods of reduced perfusion.

Consiguientemente, el sistema proporcionado puede incluir un conjunto intercambiador de calor operable para mantener, para aumentar o para disminuir la temperatura de la sangre oxigenada según se desee en vista de las circunstancias implicadas en una aplicación particular. Ventajosamente, se desearán en general temperaturas de la sangre oxigenada en el rango de aproximadamente 35 °C a aproximadamente 37°C, aunque temperaturas de la sangre fuera de dicho rango (por ejemplo, tal vez de sólo 29 °C o más) pueden ser más ventajosas a condición de que la temperatura central del paciente permanezca a niveles seguros en vista de las circunstancias implicadas en la aplicación particular. La supervisión de la temperatura puede tener lugar, por ejemplo, con uno o más termopares, termistores o sensores de temperatura integrados en la circuitería electrónica de un sistema de realimentación controlada, de modo que un operador puede introducir una temperatura de perfusión deseada con un tiempo de respuesta esperado del sistema de segundos o minutos dependiendo de las tasas de flujo de infusión y otros parámetros asociados con la infusión activa de sangre oxigenada enfriada. Accordingly, the system provided may include an operable heat exchanger assembly to maintain, increase or decrease the temperature of the oxygenated blood as desired in view of the circumstances involved in a particular application. Advantageously, temperatures of oxygenated blood in the range of about 35 ° C to about 37 ° C will be generally desired, although blood temperatures outside that range (eg, perhaps only 29 ° C or more) may be more advantageous provided that the patient's central temperature remains at safe levels in view of the circumstances involved in the particular application. Temperature monitoring can take place, for example, with one or more thermocouples, thermistors or temperature sensors integrated in the electronic circuitry of a controlled feedback system, so that an operator can enter a desired perfusion temperature over time. expected response of the system for seconds or minutes depending on infusion flow rates and other parameters associated with the active infusion of cooled oxygenated blood.

Los ejemplos de conjuntos de intercambio de calor adecuados para uso con el sistema presente, solos o integrados con un componente del sistema, incluyen cualquiera de los numerosos sistemas de intercambio de calor comercialmente disponibles y clínicamente aceptados en los sistemas actuales de administración de sangre, por ejemplo, intercambiadores de calor, dispositivos de irradiación de calor, dispositivos de enfriamiento convectivo y dispositivos refrigerantes cerrados. Tales dispositivos pueden incluir, por ejemplo, tubos de intercambio de calor conductivo/convectivo, hechos típicamente de acero inoxidable o polímeros de alta resistencia, en contacto con Examples of heat exchange assemblies suitable for use with the present system, alone or integrated with a system component, include any of the numerous commercially available and clinically accepted heat exchange systems in current blood delivery systems, by for example, heat exchangers, heat irradiation devices, convective cooling devices and closed cooling devices. Such devices may include, for example, conductive / convective heat exchange tubes, typically made of stainless steel or high strength polymers, in contact with

sangre en un lado y con un refrigerante en el otro lado. blood on one side and with a refrigerant on the other side.

En otra realización, en un conjunto de oxigenación líquido a líquido, se puede obtener sangre oxigenada enfriada mezclando sangre con un líquido oxigenado enfriado, por ejemplo, un líquido supersaturado con oxígeno. Cualquier 5 sistema de intercambio de calor comercialmente disponible y clínicamente aceptable puede ser usado para enfriar el líquido oxigenado y/o enfriar la sangre oxigenada. Dado que la mayoría de los gases presentan mayor solubilidad cuando se disuelven en líquidos acuosos a bajas temperaturas (por ejemplo, la solubilidad del oxígeno en agua incrementa a una tasa de 1,3% por grado Celsius de disminución), dicho método ofrece el beneficio añadido de mejor estabilidad de la sangre oxigenada, que en algunos casos puede permitir mayores concentraciones de In another embodiment, in a set of liquid to liquid oxygenation, cooled oxygenated blood can be obtained by mixing blood with a cooled oxygenated liquid, for example, a supersaturated liquid with oxygen. Any commercially available and clinically acceptable heat exchange system can be used to cool the oxygenated liquid and / or cool the oxygenated blood. Since most gases have greater solubility when dissolved in aqueous liquids at low temperatures (for example, the solubility of oxygen in water increases at a rate of 1.3% per degree Celsius decrease), this method offers the benefit added better stability of oxygenated blood, which in some cases may allow higher concentrations of

10 oxígeno. 10 oxygen

Conjuntos de detección de burbujas y otros Bubble detection sets and others

El sistema puede incluir uno o más detectores de burbujas de gas, de los que al menos uno es capaz de detectar la The system may include one or more gas bubble detectors, of which at least one is capable of detecting the

15 presencia de microburbujas, por ejemplo, burbujas con diámetros de aproximadamente 100 μm a aproximadamente 1000 μm. Además, el sistema puede incluir uno o más detectores de macroburbujas para detectar burbujas más grandes, tales como burbujas con diámetros de aproximadamente 1000 μm o más. Tales detectores de macroburbujas pueden incluir cualquier detector adecuado comercialmente disponible, tal como un detector de burbujas exterior, montado en tubo, incluyendo dos transductores que miden la atenuación de un pulso de sonido The presence of microbubbles, for example, bubbles with diameters from about 100 µm to about 1000 µm. In addition, the system may include one or more macrobubble detectors to detect larger bubbles, such as bubbles with diameters of approximately 1000 µm or more. Such macrobubble detectors may include any suitable commercially available detector, such as a tube mounted, external bubble detector, including two transducers that measure the attenuation of a sound pulse.

20 que avanza desde un lado del tubo al otro. Tal detector adecuado se puede adquirir de Transonic Inc., de New York. 20 that advances from one side of the tube to the other. Such a suitable detector can be purchased from Transonic Inc., of New York.

Los detectores de microburbujas y macroburbujas proporcionan al médico o cuidador un aviso de la posible generación de burbujas clínicamente significativas. Tales avisos también pueden ser obtenidos a través del uso de eco transtorácico 2D (por ejemplo, para buscar esclarecimiento del eco del tejido del miocardio) y la supervisión de Microbubble and macrobubble detectors provide the doctor or caregiver with a warning of the possible generation of clinically significant bubbles. Such warnings can also be obtained through the use of 2D transthoracic echo (for example, to seek clarification of the echo of myocardial tissue) and the supervision of

25 otros datos del paciente. 25 other patient data.

Ventajosamente, el sistema de detección de burbujas es capaz de discriminar entre burbujas de varios tamaños. Además, el sistema de detección de burbujas opera ventajosamente de forma continua y está acoplado operativamente al sistema general de modo que tenga lugar una parada general del sistema a la detección de una Advantageously, the bubble detection system is able to discriminate between bubbles of various sizes. In addition, the bubble detection system operates advantageously continuously and is operatively coupled to the general system so that a general shutdown of the system takes place at the detection of a

30 macroburbuja. 30 macrobubble

El sistema también puede incluir varios elementos convencionales, tales como sensores, flujómetros (que también pueden cumplir una doble función como un detector de macroburbujas), u otros dispositivos de supervisión de parámetros clínicos; componentes hidráulicos tales como acumuladores y válvulas para gestionar dinámica de flujo; 35 puertos de acceso que permiten la extracción de fluidos; filtros u otros dispositivos de seguridad para contribuir a asegurar la esterilidad; u otros dispositivos que pueden ayudar en general a controlar el flujo de uno o más de los fluidos en el sistema. Ventajosamente, estos dispositivos se colocan dentro del sistema y utilizan para evitar la formación de burbujas clínicamente significativas dentro de los recorridos de flujo de fluido, y/o a evitar perturbaciones del flujo de fluido, por ejemplo, bloqueos de capilares u otros recorridos de fluidos. Además, el The system may also include several conventional elements, such as sensors, flowmeters (which can also serve a dual function as a macrobubble detector), or other clinical parameter monitoring devices; hydraulic components such as accumulators and valves to manage flow dynamics; 35 access ports that allow fluid extraction; filters or other safety devices to help ensure sterility; or other devices that can generally help control the flow of one or more of the fluids in the system. Advantageously, these devices are placed within the system and used to prevent the formation of clinically significant bubbles within the fluid flow paths, and / or to avoid fluid flow disturbances, for example, capillary blockages or other fluid paths. In addition, the

40 sistema incluye ventajosamente un sistema biocompatible aceptable para uso clínico con pacientes humanos. The system advantageously includes a biocompatible system acceptable for clinical use with human patients.

Breve descripción de los dibujos Brief description of the drawings

Otros objetos y ventajas de la presente invención serán evidentes por la lectura de la descripción detallada siguiente 45 y por referencia a los dibujos acompañantes en los que: Other objects and advantages of the present invention will be apparent from reading the following detailed description 45 and by reference to the accompanying drawings in which:

La figura 1 es un diagrama esquemático que ilustra una realización ejemplar de un sistema para oxigenar sangre según la presente invención. Figure 1 is a schematic diagram illustrating an exemplary embodiment of a system for oxygenating blood according to the present invention.

50 La figura 2 es un diagrama esquemático que ilustra una realización ejemplar de un conjunto de oxigenación de la sangre incluyendo un oxigenador de membrana a alta presión según la presente invención. Figure 2 is a schematic diagram illustrating an exemplary embodiment of a blood oxygenation assembly including a high pressure membrane oxygenator according to the present invention.

La figura 3 es una vista en sección transversal de una realización ejemplar de un oxigenador de membrana a alta presión según la presente invención. Figure 3 is a cross-sectional view of an exemplary embodiment of a high pressure membrane oxygenator according to the present invention.

55 La figura 4 es un diagrama esquemático que ilustra una realización ejemplar de un circuito extracorporal incluyendo un sistema de oxigenación de sangre que tiene un oxigenador de membrana a alta presión según la presente invención. Figure 4 is a schematic diagram illustrating an exemplary embodiment of an extracorporeal circuit including a blood oxygenation system having a high pressure membrane oxygenator according to the present invention.

60 La figura 5 es un diagrama esquemático que ilustra una realización ejemplar de un conjunto de oxigenación incluyendo un conjunto de oxigenación de líquido a líquido según la presente invención. Figure 5 is a schematic diagram illustrating an exemplary embodiment of an oxygenation assembly including a liquid to liquid oxygenation assembly according to the present invention.

La figura 6 es un diagrama esquemático que ilustra una realización ejemplar de un circuito extracorporal incluyendo un sistema de oxigenación de sangre que tiene un conjunto de oxigenación líquido a líquido según la presente 65 invención. Figure 6 is a schematic diagram illustrating an exemplary embodiment of an extracorporeal circuit including a blood oxygenation system having a liquid to liquid oxygenation assembly according to the present invention.

La figura 7A es una vista en sección vertical transversal de una realización ejemplar de un conjunto de oxigenación líquido a líquido según la presente invención. Figure 7A is a vertical cross-sectional view of an exemplary embodiment of a liquid to liquid oxygenation assembly according to the present invention.

La figura 7B es una vista superior de la realización ejemplar del conjunto de oxigenación líquido a líquido representado en vista en sección transversal en la figura 7A. Figure 7B is a top view of the exemplary embodiment of the liquid to liquid oxygenation assembly shown in cross-sectional view in Figure 7A.

La figura 7C es una vista inferior de la realización ejemplar del conjunto de oxigenación líquido a líquido representado en vista en sección transversal en la figura 7A. Figure 7C is a bottom view of the exemplary embodiment of the liquid to liquid oxygenation assembly shown in cross-sectional view in Figure 7A.

La figura 7D es una vista parcial cortada de la porción inferior del conjunto de oxigenación líquido a líquido representado en vista en sección transversal en la figura 7A. Figure 7D is a partial sectional view of the lower portion of the liquid to liquid oxygenation assembly shown in cross-sectional view in Figure 7A.

La figura 7E es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea E-E de la porción inferior del conjunto de oxigenación líquido a líquido representado en vista en sección transversal en la figura 7D. Figure 7E is a cross-sectional view taken along line E-E of the lower portion of the liquid to liquid oxygenation assembly shown in cross-sectional view in Figure 7D.

La figura 8 es una vista parcial cortada de una realización ejemplar de un conjunto de catéter para administración de sangre oxigenada según la presente invención. Figure 8 is a partial sectional view of an exemplary embodiment of a catheter assembly for administration of oxygenated blood according to the present invention.

La figura 8A es una vista en sección transversal del conjunto de catéter ejemplar representado en la figura 8 tomada a lo largo de la línea A-A. Figure 8A is a cross-sectional view of the exemplary catheter assembly depicted in Figure 8 taken along line A-A.

La figura 8B es una vista en sección transversal del conjunto de catéter ejemplar representado en la figura 8 tomada a lo largo de la línea B-B. Figure 8B is a cross-sectional view of the exemplary catheter assembly shown in Figure 8 taken along the line B-B.

La figura 8C es una vista en sección transversal del conjunto de catéter ejemplar representado en la figura 8 tomada a lo largo de la línea C-C. Figure 8C is a cross-sectional view of the exemplary catheter assembly shown in Figure 8 taken along the line C-C.

La figura 8D es una vista en sección transversal del conjunto de catéter ejemplar representado en la figura 8 tomada a lo largo de la línea D-D. Figure 8D is a cross-sectional view of the exemplary catheter assembly depicted in Figure 8 taken along the D-D line.

La figura 8E es una vista en sección transversal del conjunto de catéter ejemplar representado en la figura 8 tomada a lo largo de la línea E-E. Figure 8E is a cross-sectional view of the exemplary catheter assembly depicted in Figure 8 taken along the E-E line.

La figura 8F es una vista de extremo de la punta del conjunto de catéter ejemplar representado en la figura 8. Figure 8F is an end view of the tip of the exemplary catheter assembly shown in Figure 8.

La figura 9 es un diagrama esquemático que ilustra una realización ejemplar de un aparato de administración de fluido sanguíneo oxigenado según la presente invención. Figure 9 is a schematic diagram illustrating an exemplary embodiment of an oxygenated blood fluid delivery apparatus according to the present invention.

La figura 10 es un diagrama esquemático que ilustra una realización ejemplar de un sistema para suministrar un fluido supersaturado con oxígeno. Figure 10 is a schematic diagram illustrating an exemplary embodiment of a system for supplying a supersaturated fluid with oxygen.

La figura 11 es un diagrama esquemático que ilustra una realización ejemplar alternativa de un sistema para suministrar un fluido supersaturado con oxígeno. Figure 11 is a schematic diagram illustrating an alternative exemplary embodiment of a system for supplying a supersaturated fluid with oxygen.

La figura 12 es un gráfico, para un aparato ejemplar de administración de fluido sanguíneo oxigenado, de la presión de la sangre oxigenada en el conjunto de oxigenación en función de la tasa de flujo de sangre y el diámetro interior efectivo del catéter según la presente invención. Figure 12 is a graph, for an exemplary apparatus for administration of oxygenated blood fluid, of the pressure of the oxygenated blood in the oxygenation assembly as a function of the blood flow rate and the effective inner diameter of the catheter according to the present invention .

La figura 13 es un gráfico, para un aparato ejemplar de administración de fluido sanguíneo oxigenado, de la presión de la sangre oxigenada en el conjunto de oxigenación en función del diámetro interior efectivo del catéter y el hematocrito según la presente invención. Figure 13 is a graph, for an exemplary apparatus for administration of oxygenated blood fluid, of the pressure of the oxygenated blood in the oxygenation assembly as a function of the effective inner diameter of the catheter and the hematocrit according to the present invention.

La figura 14 es un gráfico, para un aparato ejemplar de administración de fluido sanguíneo oxigenado, del pO2 previsto de sangre oxigenada en función del pO2 de fluido oxigenado y el pO2 sistémico del paciente según la presente invención. Figure 14 is a graph, for an exemplary apparatus for administration of oxygenated blood fluid, of the intended oxygenated blood pO2 as a function of the oxygenated fluid pO2 and the systemic pO2 of the patient according to the present invention.

La figura 15 es un gráfico, para un aparato ejemplar de administración de fluido sanguíneo oxigenado, del pO2 previsto de sangre oxigenada en función del pO2 de fluido oxigenado y la tasa de flujo sanguíneo según la presente invención. Figure 15 is a graph, for an exemplary apparatus for administering oxygenated blood fluid, of the expected oxygenated blood pO2 as a function of the oxygenated fluid pO2 and the blood flow rate according to the present invention.

La figura 16 es un gráfico, para realizaciones ejemplares de un oxigenador de membrana a alta presión, de la eficiencia del oxigenador en función de la longitud del oxigenador para una tasa ejemplar de flujo de sangre, según la presente invención. Figure 16 is a graph, for exemplary embodiments of a high pressure membrane oxygenator, of the efficiency of the oxygenator as a function of the length of the oxygenator for an exemplary rate of blood flow, according to the present invention.

La presente invención puede ser susceptible de varias modificaciones y formas alternativas. Se muestran realizaciones específicas de la presente invención a modo de ejemplo en los dibujos y aquí se describen en detalle. The present invention may be susceptible to various modifications and alternative forms. Specific embodiments of the present invention are shown by way of example in the drawings and are described herein in detail.

Se deberá entender, sin embargo, que la descripción aquí expuesta de realizaciones específicas no tiene la finalidad de limitar la presente invención a las formas concretas descritas. Más bien, se ha previsto cubrir todas las modificaciones, alternativas y equivalentes que caen dentro del espíritu y alcance de la invención definida por las reivindicaciones anexas. It should be understood, however, that the description set forth herein of specific embodiments is not intended to limit the present invention to the specific forms described. Rather, it is intended to cover all modifications, alternatives and equivalents that fall within the spirit and scope of the invention defined by the appended claims.

Descripción detallada de realizaciones específicas Detailed description of specific embodiments

La descripción siguiente ilustra realizaciones de la presente invención. Por razones de claridad, no todas las características de una implementación real de la presente invención se describen en esta memoria descriptiva. Se deberá apreciar que en conexión con el desarrollo de cualquier realización real de la presente invención, se deberán tomar muchas decisiones de aplicación específicas para lograr objetivos específicos, que pueden variar de una aplicación a otra. Además, se deberá apreciar que dicho esfuerzo de desarrollo podría ser complejo y lento, pero seguiría siendo rutinario para los expertos en la técnica que conozcan esta descripción. The following description illustrates embodiments of the present invention. For reasons of clarity, not all features of a real implementation of the present invention are described in this specification. It should be appreciated that in connection with the development of any real embodiment of the present invention, many specific application decisions must be made to achieve specific objectives, which may vary from one application to another. In addition, it should be appreciated that such a development effort could be complex and slow, but would remain routine for those skilled in the art who know this description.

Por razones de claridad y conveniencia, las varias realizaciones se describen aquí en el contexto de aplicaciones de intervención cardiovascular que implican generalmente isquemia aguda o transitoria o tejidos post-isquémicos. Sin embargo, la presente invención también puede ser útil en otras aplicaciones médicas, tal como terapia de cáncer (por ejemplo, la administración de fluidos enriquecidos con oxígeno directamente a tumores pobremente vascularizados durante tratamientos de radiación o quimioterapia), aplicaciones neurovasculares (por ejemplo, el tratamiento de pacientes de apoplejía y trauma cerebral), soporte pulmonar en pacientes con trauma y enfermedad pulmonar, y gestión del cuidado de heridas. For reasons of clarity and convenience, the various embodiments are described herein in the context of cardiovascular intervention applications that generally involve acute or transient ischemia or post-ischemic tissues. However, the present invention may also be useful in other medical applications, such as cancer therapy (e.g., the administration of oxygen-enriched fluids directly to poorly vascularized tumors during radiation treatments or chemotherapy), neurovascular applications (e.g., the treatment of stroke and cerebral trauma patients), lung support in patients with trauma and lung disease, and wound care management.

Además, aunque las realizaciones pueden ser usadas para elevar los niveles de oxígeno, por ejemplo, en sangre venosa y arterial, en sucedáneos de sangre, por ejemplo, perfluorocarbonos, y en sus combinaciones, por razones de claridad y conveniencia aquí se hace referencia solamente a sangre arterial. In addition, although the embodiments can be used to raise oxygen levels, for example, in venous and arterial blood, in blood substitutes, for example, perfluorocarbons, and in their combinations, for reasons of clarity and convenience, reference is made here only to arterial blood.

Además, la presente invención también puede ser usada en conexión con terapias de infusión de fluidos medicamentosos para evitar isquemia y/o mejorar de otro modo la efectividad de las terapias. Los ejemplos de fluidos medicamentosos usados en procedimientos cardiovasculares y neurológicos que pueden ser infundidos (antes, después o junto con la sangre oxigenada) según la presente invención incluyen, sin limitación, vasodilatadores (por ejemplo, nitroglicerina y nitroprusida), activadores de plaquetas (por ejemplo, ReoPro y Orbofiban), trombolíticos (por ejemplo, t-PA, estreptoquinasa, y uroquinasa), antiarrítmicos (por ejemplo, lidocaína, procainamida), beta bloqueadores (por ejemplo, esmolol, inderal), bloqueadores de los canales de calcio (por ejemplo, diltiazem, verapamil), magnesio, agentes inotrópicos (por ejemplo, epinefrina, dopamina), perfluorocarbonos (por ejemplo, fluosol), cristaloides (por ejemplo, salina normal, soluciones Ringer lactadas), coloides (albúmina, hespan), productos de sangre (glóbulos rojos empaquetados, plaquetas, sangre entera), inhibidores de intercambio Na+/H+, eliminadores de radicales libres, diuréticos (por ejemplo, manitol), medicamentos antiépilépticos (por ejemplo, fenobarbital, valium), y neuroprotectores (por ejemplo, lubeluzol). Los fluidos medicamentosos puede ser infundidos solo o en combinación dependiendo de las circunstancias implicadas en una aplicación particular, y además pueden ser infundidos con agentes distintos de los específicamente enumerados, tal como con adenosina (Adenocard, Adenoscan, Fujisawa), con el fin de reducir el tamaño del infarto o de efectuar una respuesta fisiológica deseada. In addition, the present invention can also be used in connection with medicated fluid infusion therapies to avoid ischemia and / or otherwise improve the effectiveness of the therapies. Examples of medicated fluids used in cardiovascular and neurological procedures that can be infused (before, after or together with oxygenated blood) according to the present invention include, without limitation, vasodilators (eg, nitroglycerin and nitroprusside), platelet activators (by for example, ReoPro and Orbofiban), thrombolytics (for example, t-PA, streptokinase, and urokinase), antiarrhythmics (for example, lidocaine, procainamide), beta blockers (for example, esmolol, inderal), calcium channel blockers ( for example, diltiazem, verapamil), magnesium, inotropic agents (for example, epinephrine, dopamine), perfluorocarbons (for example, fluosol), crystalloids (for example, normal saline, lactated Ringer solutions), colloids (albumin, hespan), products of blood (packed red blood cells, platelets, whole blood), Na + / H + exchange inhibitors, free radical scavengers, diuretics (eg, mannitol), medi antiepileptic caments (for example, phenobarbital, valium), and neuroprotectors (for example, lubeluzole). Medicated fluids can be infused alone or in combination depending on the circumstances involved in a particular application, and they can also be infused with agents other than those specifically listed, such as with adenosine (Adenocard, Adenoscan, Fujisawa), in order to reduce the size of the infarction or effect a desired physiological response.

Pasando ahora a los dibujos, se facilita un sistema en el que la sangre es oxigenada, por ejemplo, para administración a una zona predeterminada particular dentro del cuerpo del paciente para el tratamiento de patologías tales como isquemia de tejido y tejidos post-isquémicos. Como se representa esquemáticamente en la figura 1, una realización de tal sistema incluye un conjunto de bomba de sangre 20 adaptado para recibir un suministro de sangre de un conjunto de administración de sangre 10. El conjunto de administración de sangre 10 puede incluir un suministro de sangre previsto para infusión a un paciente o a otra posición particular deseada. A modo de ejemplo, y sin limitación, el suministro de sangre puede ser recibido de una bolsa u otro depósito de sangre; de un dispositivo de transferencia de sangre, tal como un sistema de bypass cardiaco, oxigenador de sangre, conjunto de filtración de sangre, corazón artificial y análogos; de otros individuos o del paciente. Turning now to the drawings, a system is provided in which the blood is oxygenated, for example, for administration to a particular predetermined area within the patient's body for the treatment of pathologies such as tissue ischemia and post-ischemic tissues. As schematically shown in Figure 1, one embodiment of such a system includes a blood pump assembly 20 adapted to receive a blood supply from a blood delivery assembly 10. The blood delivery assembly 10 may include a blood supply. blood intended for infusion to a patient or other desired particular position. By way of example, and without limitation, the blood supply can be received from a bag or other blood deposit; of a blood transfer device, such as a cardiac bypass system, blood oxygenator, blood filtration assembly, artificial heart and the like; from other individuals or from the patient.

El conjunto de bomba 20 proporciona la sangre a un conjunto de oxigenación de la sangre 30. El conjunto de oxigenación 30 incluye un aparato para elevar el pO2 de la sangre, ventajosamente a niveles hiperoxémicos o hiperbáricos. En una realización, el conjunto de oxigenación incluye un oxigenador de membrana a alta presión. En otra realización, el conjunto de oxigenación incluye un oxigenador líquido a líquido. The pump assembly 20 provides the blood to a blood oxygenation assembly 30. The oxygenation assembly 30 includes an apparatus for raising blood pO2, advantageously to hyperoxemic or hyperbaric levels. In one embodiment, the oxygenation assembly includes a high pressure membrane oxygenator. In another embodiment, the oxygenation assembly includes a liquid to liquid oxygenator.

El conjunto de oxigenación 30 oxigena sangre recibida del conjunto de bomba 20. La sangre oxigenada es suministrada posteriormente a un conjunto de administración 40 para administración a una posición deseada. Ventajosamente, la oxigenación de la sangre tiene lugar al menos en parte a una presión superior a la presión atmosférica, y la sangre oxigenada se administra con una caída de presión concomitante, de modo que se evita la formación de burbujas clínicamente significativas, es decir, la oxigenación y la administración de la sangre se realizan sin burbujas. The oxygenation assembly 30 oxygenates blood received from the pump assembly 20. The oxygenated blood is subsequently supplied to an administration assembly 40 for administration to a desired position. Advantageously, the oxygenation of the blood takes place at least partly at a pressure higher than the atmospheric pressure, and the oxygenated blood is administered with a concomitant pressure drop, so that the formation of clinically significant bubbles is avoided, that is, Oxygenation and blood administration are performed without bubbles.

Qué constituye administración sin burbujas variará dependiendo de las circunstancias implicadas en una aplicación What constitutes administration without bubbles will vary depending on the circumstances involved in an application

particular. Ventajosamente, la administración sin burbujas tendrá lugar con una ausencia completa de burbujas. Sin embargo, en algunos casos de administración “sin burbujas”, se puede administrar una o más (tal vez incluso miles de) burbujas clínicamente no significativas, en particular cuando las burbujas de gas incluyen burbujas de gas oxígeno, que se considera que son más fácilmente aceptadas por el cuerpo que burbujas de otros gases. Además, un nivel clínicamente aceptable de burbujas en una aplicación (por ejemplo, un procedimiento coronario) podría no ser clínicamente aceptable en otra aplicación (por ejemplo, un procedimiento neurológico). particular. Advantageously, the administration without bubbles will take place with a complete absence of bubbles. However, in some cases of "bubble free" administration, one or more (perhaps even thousands of) clinically non-significant bubbles may be administered, in particular when the gas bubbles include oxygen gas bubbles, which are considered to be more easily accepted by the body than bubbles of other gases. In addition, a clinically acceptable level of bubbles in one application (for example, a coronary procedure) may not be clinically acceptable in another application (for example, a neurological procedure).

Disponemos de pocos datos escritos. Sin embargo, para aplicaciones cardiológicas de intervención, por ejemplo, un factor que resuelve la cuestión de qué constituye una burbuja clínicamente significativa puede ser el volumen total de gas, por kilogramo de peso corporal, distribuido a la circulación coronaria. En casos donde el gas es aire (en contraposición a casos que implican burbujas de gas oxígeno), angiógrafos expertos han atestiguado que una sola burbuja o múltiples burbujas de hasta aproximadamente 3 mm (3000 μm) de diámetro embolizan una arteria coronaria de un paciente durante un procedimiento angiográfico sin un problema clínico resultante. El volumen de aire en una burbuja de 3 mm de diámetro es aproximadamente 14 microlitros. Así, este volumen de aire, embolizado como una sola burbuja en una arteria coronaria humana es benigno. Además, Khan y colaboradores (1995) Coronary Air Embolism: Incidence, Severity, and Suggested Approaches to Treatement, Catheterization and Cardiovascular Diagnosis 36:313-18, estudiaron retrospectivamente 3715 angiogramas coronarios para conocer la incidencia y la severidad de embolismo aéreo coronario, y severidad clínica relacionada con el volumen de burbuja de la siguiente manera: mínimo (varias burbujas que desaparecen inmediatamente sin síntomas); suave (1 ml de aire con síntomas transitorios suaves); moderado (2-3 ml de aire generalmente asociado con síntomas severos); y masivo (>3-5 ml de aire asociado con serias complicaciones con riesgo para la vida). El efecto clínico suave observado con 1 ml de aire en el estudio es aproximadamente equivalente a experimentar una sola burbuja con un diámetro de 12 mm, dado que el volumen de esta burbuja es 1 ml. Así, parece que una burbuja de aire de 3 mm de diámetro es clínicamente insignificante: es un volumen mínimo de aire por unidad de peso corporal. We have few written data. However, for cardiological intervention applications, for example, a factor that solves the question of what constitutes a clinically significant bubble may be the total volume of gas, per kilogram of body weight, distributed to the coronary circulation. In cases where the gas is air (as opposed to cases involving oxygen gas bubbles), expert angiographers have attested that a single bubble or multiple bubbles up to approximately 3 mm (3000 μm) in diameter embolize a patient's coronary artery during an angiographic procedure without a resulting clinical problem. The volume of air in a 3 mm diameter bubble is approximately 14 microliters. Thus, this volume of air, embolized as a single bubble in a human coronary artery is benign. In addition, Khan et al. (1995) Coronary Air Embolism: Incidence, Severity, and Suggested Approaches to Treatement, Catheterization and Cardiovascular Diagnosis 36: 313-18, retrospectively studied 3715 coronary angiograms to determine the incidence and severity of coronary air embolism, and clinical severity related to bubble volume as follows: minimal (several bubbles that disappear immediately without symptoms); soft (1 ml of air with mild transient symptoms); moderate (2-3 ml of air usually associated with severe symptoms); and massive (> 3-5 ml of air associated with serious life-threatening complications). The mild clinical effect observed with 1 ml of air in the study is approximately equivalent to experiencing a single bubble with a diameter of 12 mm, since the volume of this bubble is 1 ml. Thus, it seems that an air bubble of 3 mm in diameter is clinically insignificant: it is a minimum volume of air per unit of body weight.

Consiguientemente, para una aplicación coronaria en la que las burbujas de interés primario son burbujas de oxígeno, se considera que un volumen total de gas administrado de menos de entre aproximadamente 1-2 ml representa insignificancia clínica. Sin embargo, dado que el oxígeno es consumido metabólicamente, no se considera que una infusión de burbujas de oxígeno sea tan traumática como la infusión de gases inertes (por ejemplo, nitrógeno). Accordingly, for a coronary application in which the bubbles of primary interest are oxygen bubbles, a total volume of gas administered of less than about 1-2 ml is considered to represent clinical insignificance. However, since oxygen is consumed metabolically, an infusion of oxygen bubbles is not considered as traumatic as the infusion of inert gases (eg nitrogen).

Pasando ahora a la figura 2, un conjunto de oxigenación ejemplar se ilustra esquemáticamente incluyendo un conjunto oxigenador de membrana a alta presión 50. El conjunto oxigenador de membrana 50 incluye una membrana 52 que divide efectivamente el conjunto 50 en dos compartimientos de fluido separados: un compartimiento de lado de gas 54 y un compartimiento de lado de sangre 56. El gas oxígeno de un conjunto de suministro de gas oxígeno 58 es suministrado al interior del compartimiento 54 a una presión P1. Ventajosamente, el conjunto 58 es una botella de oxígeno regulada y la presión P1 es una presión superior a la atmosférica e inferior a aproximadamente 30 psia. Muy ventajosamente, la presión P1 es aproximadamente 2 atmósferas. La sangre a oxigenar es suministrada por un conjunto de administración de sangre 60 al interior del compartimiento 56 a una presión P2. Ventajosamente, la presión P2 es superior a aproximadamente P1, y se evita flujo másico de gas a través de la membrana 52. Turning now to Figure 2, an exemplary oxygenation assembly is schematically illustrated including a high pressure membrane oxygenator assembly 50. The membrane oxygenator assembly 50 includes a membrane 52 that effectively divides the assembly 50 into two separate fluid compartments: a gas side compartment 54 and a blood side compartment 56. The oxygen gas from an oxygen gas supply assembly 58 is supplied into the compartment 54 at a pressure P1. Advantageously, the assembly 58 is a regulated oxygen bottle and the pressure P1 is a pressure higher than atmospheric and less than about 30 psia. Very advantageously, the pressure P1 is approximately 2 atmospheres. The blood to be oxygenated is supplied by a blood delivery assembly 60 into the compartment 56 at a pressure P2. Advantageously, the pressure P2 is greater than about P1, and mass flow of gas through the membrane 52 is avoided.

Cuando el gas oxígeno es proporcionado al compartimiento 54 y la sangre proporcionada por el conjunto de administración de sangre 60 fluye a través del compartimiento 56, se difunde oxígeno a través de la membrana 52 para oxigenar la sangre. La sangre oxigenada sale del compartimiento 56 mediante una línea 62, por ejemplo, para administración mediante un catéter al cuerpo del paciente. When the oxygen gas is provided to the compartment 54 and the blood provided by the blood delivery assembly 60 flows through the compartment 56, oxygen is diffused through the membrane 52 to oxygenate the blood. The oxygenated blood leaves the compartment 56 via a line 62, for example, for administration by a catheter to the patient's body.

En una realización alternativa el conjunto oxigenador de membrana está provisto de un agujero de salida de gas 64, de modo que pueda fluir gas a través del compartimiento 54 cuando el agujero de salida 64 esté abierto. Ventajosamente, el agujero de salida 64 incluye una válvula regulable u otros medios operables para controlar la tasa de flujo de gas a través del compartimiento 54 para una presión dada P1. La corriente de fluido que sale de compartimiento 54 puede ser ventilada a la atmósfera o a medios adecuados para procesar y desechar el fluido de salida. Dependiendo de las circunstancias implicadas en una aplicación particular, se pueden difundir gases a través de la membrana 52 de la sangre que fluye a través del compartimiento 56 para unirse a la corriente que sale del compartimiento 54. In an alternative embodiment the membrane oxygenator assembly is provided with a gas outlet hole 64, so that gas can flow through the compartment 54 when the outlet hole 64 is open. Advantageously, the outlet hole 64 includes an adjustable valve or other operable means for controlling the rate of gas flow through the compartment 54 for a given pressure P1. The fluid stream leaving compartment 54 may be vented to the atmosphere or to suitable means to process and discard the outlet fluid. Depending on the circumstances involved in a particular application, gases may be diffused through the membrane 52 of the blood flowing through the compartment 56 to join the current leaving the compartment 54.

La forma que puede tomar el conjunto oxigenador de membrana 50, y su tamaño y forma exactos, pueden variar dependiendo de las circunstancias implicadas en una aplicación particular. A modo de ejemplo solamente, y sin limitación del alcance de la presente invención, el conjunto oxigenador de membrana 50 puede incluir un oxigenador de haz de fibras de flujo externo en el que el compartimiento 54 incluye una pluralidad de fibras huecas a través de las que puede fluir gas; el compartimiento 56 incluye un alojamiento o recipiente rodeando las fibras huecas y dentro del que la sangre suministrada al interior del alojamiento o recipiente puede contactar la superficie exterior de las fibras huecas; y la membrana 52 incluye el área superficial activa total de las fibras huecas a través de las que se difunde oxígeno cuando la sangre es suministrada al interior del alojamiento o recipiente y se suministra gas oxígeno al interior de las fibras huecas. The shape that the membrane oxygenator assembly 50 can take, and its exact size and shape, may vary depending on the circumstances involved in a particular application. By way of example only, and without limitation of the scope of the present invention, the membrane oxygenator assembly 50 may include an external flow fiber beam oxygenator in which compartment 54 includes a plurality of hollow fibers through which gas can flow; compartment 56 includes a housing or container surrounding the hollow fibers and into which the blood supplied inside the housing or container can contact the outer surface of the hollow fibers; and the membrane 52 includes the total active surface area of the hollow fibers through which oxygen diffuses when blood is supplied inside the housing or container and oxygen gas is supplied inside the hollow fibers.

En una realización alternativa (véase la figura 3), el oxigenador de membrana a alta presión incluye un conjunto oxigenador de sangre del tipo de fibras huecas y flujo interno. Ventajosamente, el conjunto incluye un conjunto de alojamiento de forma generalmente cilíndrica flojamente empaquetado con una pluralidad de fibras huecas 70. El alojamiento incluye ventajosamente una porción de cuerpo principal generalmente tubular 72 que tiene extremos primero y segundo; y tapones de extremo 74, 76 unidos fijamente (por ejemplo, con adhesivo UV) a los extremos primero y segundo, respectivamente. Los extremos de las fibras huecas 70 están fijados ventajosamente dentro del conjunto de alojamiento por un material encapsulante, por ejemplo, una resina de poliuretano. Ventajosamente, el material encapsulante forma barreras de fluido 78, 80 cerca de los extremos primero y segundo, respectivamente. Las fibras huecas 70 se extienden a través de las barreras 78, 80, de modo que el conjunto de alojamiento incluye cuatro regiones de flujo de fluido dentro del conjunto de alojamiento: un colector de entrada de sangre 82, incluyendo el espacio de fluido definido por la barrera 78 y el tapón 74; un colector de salida de sangre 84, incluyendo el espacio de fluido definido por la barrera 80 y el tapón 76; una cámara de oxígeno 86, incluyendo el espacio de fluido definido por las barreras 78, 80, la porción de cuerpo de alojamiento 72, y las superficies externas de las fibras huecas 70; y el interior de fibras huecas 70, región que incluye una pluralidad de recorridos continuos de fluido entre los colectores de entrada y salida de sangre 82, 84. In an alternative embodiment (see Figure 3), the high pressure membrane oxygenator includes a blood oxygenator assembly of the hollow fiber type and internal flow. Advantageously, the assembly includes a housing assembly of generally cylindrical shape loosely packaged with a plurality of hollow fibers 70. The housing advantageously includes a generally tubular main body portion 72 having first and second ends; and end caps 74, 76 fixedly connected (eg, with UV adhesive) to the first and second ends, respectively. The ends of the hollow fibers 70 are advantageously fixed within the housing assembly by an encapsulating material, for example, a polyurethane resin. Advantageously, the encapsulating material forms fluid barriers 78, 80 near the first and second ends, respectively. The hollow fibers 70 extend through the barriers 78, 80, so that the housing assembly includes four regions of fluid flow within the housing assembly: a blood inlet manifold 82, including the fluid space defined by barrier 78 and cap 74; a blood outlet manifold 84, including the fluid space defined by barrier 80 and plug 76; an oxygen chamber 86, including the fluid space defined by the barriers 78, 80, the housing body portion 72, and the outer surfaces of the hollow fibers 70; and the interior of hollow fibers 70, a region that includes a plurality of continuous fluid paths between the blood inlet and outlet manifolds 82, 84.

Ventajosamente, el tapón de extremo 74 incluye un orificio de entrada de sangre 88, y el tapón 74 está provisto de un conector luer 92 para acoplar soltablemente el conjunto oxigenador a un aparato para proporcionar un suministro de sangre a oxigenar. El tapón de extremo 76 incluye un orificio de salida de sangre 90, y el tapón 76 está provisto de un conector luer 94 para acoplar soltablemente el conjunto oxigenador a un aparato de administración de sangre oxigenada, por ejemplo, un tubo y catéter o alambre de guía de infusión. La porción de cuerpo de alojamiento 72 incluye orificios de entrada y salida de gas 96, 98, respectivamente. El orificio de entrada de gas 96 está provisto ventajosamente de un conector luer 100 para acoplar soltablemente el conjunto oxigenador a un conjunto de suministro de gas oxígeno. El orificio de salida de gas 98 está provisto ventajosamente de un conector luer 102 para acoplar soltablemente el conjunto oxigenador a un aparato para ventilar la corriente de gas que sale del conjunto oxigenador a la atmósfera o a un conjunto de filtro antes del desecho. Advantageously, the end cap 74 includes a blood inlet port 88, and the cap 74 is provided with a luer connector 92 for detachably attaching the oxygenator assembly to an apparatus to provide a supply of blood to be oxygenated. The end cap 76 includes a blood outlet port 90, and the cap 76 is provided with a luer connector 94 for detachably attaching the oxygenator assembly to an oxygenated blood delivery apparatus, for example, a tube and catheter or wire of Infusion guide The housing body portion 72 includes gas inlet and outlet holes 96, 98, respectively. The gas inlet port 96 is advantageously provided with a luer connector 100 for detachably coupling the oxygenator assembly to an oxygen gas supply assembly. The gas outlet orifice 98 is advantageously provided with a luer connector 102 for detachably coupling the oxygenator assembly to an apparatus for venting the gas stream leaving the oxygenator assembly to the atmosphere or to a filter assembly before disposal.

Así, se facilita un método en el que se suministra oxígeno a la cámara de oxígeno 86 a una presión superior a la atmosférica. La sangre entra en el colector de entrada de sangre 82 mediante el orificio 88 y avanza a través de las fibras huecas 70 donde la oxigenación de la sangre tiene lugar en virtud de la difusión de oxígeno a través de las fibras 70. La transferencia de gas masivo se evita manteniendo la presión de la sangre por encima de la presión de gas. La sangre oxigenada sale entonces del conjunto oxigenador mediante el colector de salida de sangre 84 y el orificio 90 para administración a una posición dada. Thus, a method is provided in which oxygen is supplied to the oxygen chamber 86 at a pressure higher than atmospheric. The blood enters the blood inlet manifold 82 through the hole 88 and advances through the hollow fibers 70 where oxygenation of the blood takes place by virtue of the diffusion of oxygen through the fibers 70. The gas transfer Massive is avoided by keeping the blood pressure above the gas pressure. The oxygenated blood then leaves the oxygenator assembly through the blood outlet manifold 84 and the hole 90 for administration to a given position.

Las fibras huecas 70 incluyen ventajosamente un tramo de 160 cm de fibras enmarañadas (cada fibra tiene ventajosamente aproximadamente 8-10 cm de longitud) flojamente enrolladas en una forma cilíndrica, de modo que quede un espacio de aproximadamente 0,05 pulgada entre el diámetro exterior del rollo de fibras y el diámetro interior del alojamiento del oxigenador. Los extremos de las fibras cerca de los colectores de entrada y salida están ventajosamente abiertos y limpios. Una fibra enmarañada especialmente ventajosa comercialmente disponible para uso es la esterilla de fibra Akzo OxyphanTM, una esterilla de fibra hueca de polipropileno incluyendo 16,8 fibras/cm, teniendo cada fibra un grosor de pared de aproximadamente 50 μm y aproximadamente un diámetro interior de 280 μm, que se puede obtener de Akzo Nobel, Alemania. The hollow fibers 70 advantageously include a 160 cm stretch of matted fibers (each fiber is advantageously approximately 8-10 cm in length) loosely wound in a cylindrical shape, so that a gap of approximately 0.05 inch between the outside diameter remains of the fiber roll and the inner diameter of the oxygenator housing. The ends of the fibers near the inlet and outlet manifolds are advantageously open and clean. An especially advantageous tangled fiber commercially available for use is the Akzo OxyphanTM fiber mat, a hollow polypropylene fiber mat including 16.8 fibers / cm, each fiber having a wall thickness of approximately 50 μm and an interior diameter of 280 μm, which can be obtained from Akzo Nobel, Germany.

Para un pO2 dado de sangre de entrada y una presión especificada de oxígeno en el lado de gas de la membrana, así como una tasa especificada de flujo de sangre y un diámetro de alojamiento de fibra, la longitud del oxigenador de membrana se puede determinar para asegurar saturación de oxígeno de equilibrio. Naturalmente, muchas variaciones son posibles. A modo de ejemplo solamente, y sin limitación, una unidad que tiene un diámetro de aproximadamente 4 cm y una longitud de aproximadamente 10 cm, con un volumen de vacíos de aproximadamente 0,4 para fibras de aproximadamente 380 μm de diámetro exterior y aproximadamente 280 μm de diámetro interior, es suficiente lograr saturación de equilibrio para una tasa de flujo de sangre de aproximadamente 200 ml/minuto. Tal dispositivo tendría un volumen total de sangre de cebado de aproximadamente 41 ml. Naturalmente, tasas de flujo de sangre inferiores, fibras de menor diámetro, empaquetadura más apretada de las fibras, y un aumento de la presión de oxígeno reducirá el tamaño necesario del dispositivo, que es independiente del pO2 deseado de la sangre. En cualquier caso, la amplia caracterización de los coeficientes de transferencia de masa que se requiere típicamente para oxigenadores de sangre de membrana y flujo externo es innecesaria, y se pueden lograr volúmenes de cebado más pequeños. For a given pO2 of inlet blood and a specified pressure of oxygen on the gas side of the membrane, as well as a specified rate of blood flow and a fiber housing diameter, the length of the membrane oxygenator can be determined to ensure balance oxygen saturation. Naturally, many variations are possible. By way of example only, and without limitation, a unit having a diameter of approximately 4 cm and a length of approximately 10 cm, with a void volume of approximately 0.4 for fibers of approximately 380 μm outside diameter and approximately 280 μm inside diameter, it is sufficient to achieve equilibrium saturation for a blood flow rate of approximately 200 ml / minute. Such a device would have a total volume of priming blood of approximately 41 ml. Naturally, lower blood flow rates, smaller diameter fibers, tighter packing of the fibers, and an increase in oxygen pressure will reduce the necessary size of the device, which is independent of the desired blood pO2. In any case, the broad characterization of the mass transfer coefficients that is typically required for membrane and external flow blood oxygenators is unnecessary, and smaller priming volumes can be achieved.

En una realización, se puede obtener una aproximación de la transferencia de oxígeno a la sangre usando un modelo basado en la ecuación de difusión convectiva que considera el flujo de sangre a través de un tubo circular como una variante del problema de transferencia de masa de Graetz-Nusselt-Leveque para difusión de soluto a través de las paredes de un tubo en el que el disolvente experimenta flujo laminar de Hagen-Poiseuille. Bajo este modelo, para oxígeno suministrado a través de las paredes del tubo a una presión parcial igual a la presión de gas oxígeno suministrado al oxigenador, como se representa a modo de ejemplo en la figura 16, el tamaño del oxigenador se puede determinar mediante la aplicación al modelo de varias variables (por ejemplo, tasa de flujo de sangre, solubilidad del oxígeno, el número y/o tamaño de las fibras, difusividad del oxígeno en la sangre, etc). Para una tasa máxima deseada de flujo de sangre Qmax, el tamaño del oxigenador se minimiza ventajosamente de In one embodiment, an approximation of the transfer of oxygen to the blood can be obtained using a model based on the convective diffusion equation that considers the flow of blood through a circular tube as a variant of the Graetz mass transfer problem -Nusselt-Leveque for diffusion of solute through the walls of a tube in which the solvent experiences laminar flow of Hagen-Poiseuille. Under this model, for oxygen supplied through the tube walls at a partial pressure equal to the oxygen gas pressure supplied to the oxygenator, as shown by way of example in Figure 16, the size of the oxygenator can be determined by application to the model of several variables (for example, blood flow rate, oxygen solubility, the number and / or size of the fibers, diffusivity of the oxygen in the blood, etc). For a maximum desired rate of blood flow Qmax, the size of the oxygenator is advantageously minimized by

manera que se pueda lograr una eficiencia deseada β, donde β es la relación del pO2 de sangre de salida pO2(out) y la presión de gas oxígeno. Como se representa en la figura 16, para una tasa de flujo de sangre de 75 ml/minuto con un oxigenador incluyendo 4100 fibras de 280 μm de diámetro interno, una longitud del oxigenador de aproximadamente 6 cm o más da lugar a una eficiencia β = 1. so that a desired efficiency β can be achieved, where β is the ratio of the output blood pO2 pO2 (out) and the oxygen gas pressure. As depicted in Figure 16, for a blood flow rate of 75 ml / minute with an oxygenator including 4100 fibers of 280 μm internal diameter, an oxygenator length of approximately 6 cm or more results in an efficiency β = one.

También se puede usar otros modelos para determinar la transferencia de oxígeno, por ejemplo, modelos basados en evidencia empírica de coeficientes de transferencia de masa, o modelos de transferencia de masa adaptados a aplicaciones específicas que implican otras condiciones límite de transferencia de masa, geometrías de flujo, fluidos, parámetros operativos, etc. Ventajosamente, el modelo de transferencia de oxígeno puede ser usado para caracterizar un oxigenador con el fin de promover su selección por un cuidador para una aplicación particular. En una realización, se facilita un método incluyendo los pasos de usar un modelo de transferencia de oxígeno para caracterizar un conjunto oxigenador con el fin de promover la selección del dispositivo para una aplicación en la que se ha de administrar sangre oxigenada al paciente a una tasa de flujo y pO2 deseados. Más ventajosamente, la sangre oxigenada se suministra a un nivel de pO2 superior a aproximadamente 760 mm Hg. Other models can also be used to determine oxygen transfer, for example, models based on empirical evidence of mass transfer coefficients, or mass transfer models adapted to specific applications that involve other mass transfer limit conditions, geometries of flow, fluids, operating parameters, etc. Advantageously, the oxygen transfer model can be used to characterize an oxygenator in order to promote its selection by a caregiver for a particular application. In one embodiment, a method is provided including the steps of using an oxygen transfer model to characterize an oxygenator assembly in order to promote the selection of the device for an application in which oxygenated blood is to be administered to the patient at a rate of desired flow and pO2. More advantageously, oxygenated blood is supplied at a level of pO2 greater than about 760 mm Hg.

Dado que el dispositivo puede estar diseñado ventajosamente para transferencia de masa de equilibrio, también puede tener lugar transferencia de calor de equilibrio. Así, un requisito del sistema puede incluir medios para controlar la temperatura de la sangre que sale del conjunto. A modo de ejemplo, un dispositivo de calentamiento simple podría incluir, por ejemplo, una manta eléctrica envuelta alrededor de la unidad oxigenadora, con control de realimentación, para mantener la temperatura de la sangre a aproximadamente 37 °C. Since the device can be advantageously designed for equilibrium mass transfer, equilibrium heat transfer can also take place. Thus, a system requirement may include means to control the temperature of the blood leaving the assembly. By way of example, a simple heating device could include, for example, an electric blanket wrapped around the oxygenator unit, with feedback control, to maintain the blood temperature at approximately 37 ° C.

Pasando a la figura 4, se representa un circuito extracorporal para oxigenar sangre incluyendo un oxigenador de membrana a presión alta 110. Los requisitos del sistema pueden incluir un conjunto de bomba de sangre 112 y un conjunto de suministro de gas oxígeno 114 acoplado operativamente al oxigenador de membrana a alta presión 110. Otros componentes pueden incluir dispositivos de control de la temperatura de la sangre, aparato de detección de burbujas, sensores de presión/temperatura, sensores de pO2, etc (no representados en la figura 4). Ventajosamente, los varios componentes del sistema están acoplados operativamente a un conjunto de procesado y control 116 incluyendo circuitería electrónica para permitir el envío y la recepción de entradas de señal y/u órdenes de control entre uno o más de los varios componentes del sistema. Un conjunto de visualización 118 acoplado al conjunto de procesado y control 116 puede servir como una interface de usuario separada para la entrada de datos y/u órdenes de control de proceso y/o para la visualización del estado del sistema y/o salidas de procesado. Turning to Figure 4, an extracorporeal circuit for oxygenating blood is shown including a high pressure membrane oxygenator 110. System requirements may include a blood pump assembly 112 and an oxygen gas supply assembly 114 operatively coupled to the oxygenator. High pressure membrane 110. Other components may include blood temperature control devices, bubble detection apparatus, pressure / temperature sensors, pO2 sensors, etc. (not shown in Figure 4). Advantageously, the various system components are operatively coupled to a processing and control assembly 116 including electronic circuitry to allow the sending and receiving of signal inputs and / or control orders between one or more of the various system components. A display assembly 118 coupled to the processing and control assembly 116 may serve as a separate user interface for data entry and / or process control orders and / or for displaying system status and / or processing outputs .

Las características de flujo de la sangre oxigenada que sale del conjunto oxigenador de membrana 110 dependerán de las circunstancias que rodean a la aplicación particular implicada. Típicamente, por ejemplo, el suministro de sangre oxigenada proporcionado a un catéter para infusión al cuerpo del paciente será un flujo controlado definido por los parámetros de flujo seleccionados por el cuidador. En una aplicación que implica la administración subselectiva de sangre oxigenada para el tratamiento de tejidos isquémicos y/o la prevención de isquemia, tasas de flujo de aproximadamente 75-100 ml/minuto pueden ser ventajosas. De nuevo, los factores que influyen en la determinación de las características de flujo de sangre pueden incluir uno o más de los muchos parámetros clínicos The flow characteristics of the oxygenated blood leaving the membrane oxygenator assembly 110 will depend on the circumstances surrounding the particular application involved. Typically, for example, the supply of oxygenated blood provided to a catheter for infusion to the patient's body will be a controlled flow defined by the flow parameters selected by the caregiver. In an application that involves the subselective administration of oxygenated blood for the treatment of ischemic tissues and / or the prevention of ischemia, flow rates of approximately 75-100 ml / minute may be advantageous. Again, the factors that influence the determination of blood flow characteristics may include one or more of the many clinical parameters.

o variables de la sangre oxigenada a suministrar al catéter o a administrar al paciente, por ejemplo, el tamaño del paciente, el porcentaje de circulación general a proporcionar, el tamaño del vaso sanguíneo a acceder, hemólisis, hemodilución, pO2, pulsatilidad, tasa de flujo másico, tasa de flujo volumétrico, temperatura, concentración de hemoglobina y pH. or variables of the oxygenated blood to be supplied to the catheter or administered to the patient, for example, the size of the patient, the percentage of general circulation to be provided, the size of the blood vessel to be accessed, hemolysis, hemodilution, pO2, pulsatility, flow rate mass, volumetric flow rate, temperature, hemoglobin concentration and pH.

Pasando a la figura 5, se representa esquemáticamente una realización alternativa de un conjunto de oxigenación incluyendo un conjunto de oxigenación líquido a líquido 200. El conjunto 200 combina ventajosamente un suministro de fluido supersaturado con oxígeno recibido de un conjunto de suministro 210 con un suministro de sangre recibida de un conjunto de suministro 220 para formar sangre oxigenada para administración a una posición dada. Turning to Figure 5, an alternative embodiment of an oxygenation assembly including a liquid to liquid oxygenation assembly 200 is schematically depicted. The assembly 200 advantageously combines a supply of supersaturated fluid with oxygen received from a supply assembly 210 with a supply of blood received from a supply assembly 220 to form oxygenated blood for administration to a given position.

En una realización, el fluido supersaturado con oxígeno incluye ventajosamente un volumen de oxígeno disuelto normalizado a temperatura y presión estándar de entre aproximadamente 0,5 y aproximadamente 3 veces el volumen del disolvente. El fluido puede ser suministrado al sistema a una presión de entre aproximadamente 100 psi y aproximadamente 5000 psi, más ventajosamente entre aproximadamente 100 psi y 600 psi, aunque la presión exacta puede variar dependiendo de las circunstancias implicadas en una aplicación particular. Además, el fluido supersaturado con oxígeno suministrado puede ser estéril y tener un recorrido de administración que no incluye gas In one embodiment, the supersaturated oxygen fluid advantageously includes a volume of standardized dissolved oxygen at a standard temperature and pressure of between about 0.5 and about 3 times the volume of the solvent. The fluid can be supplied to the system at a pressure between about 100 psi and about 5000 psi, more advantageously between about 100 psi and 600 psi, although the exact pressure may vary depending on the circumstances involved in a particular application. In addition, the supersaturated fluid supplied with oxygen can be sterile and have an administration path that does not include gas

o lugares superficiales en los que pueden nuclear y/o crecer burbujas potencialmente clínicamente significativas. or superficial places where potentially clinically significant bubbles can nuclear and / or grow.

Como se describe aquí, un fluido preferido para uso según la presente invención es un fluido supersaturado con oxígeno. Sin embargo, otros fluidos supersaturados con gas pueden ser usados dependiendo de las circunstancias implicadas en una aplicación particular deseada, tal como, por ejemplo, fluidos supersaturados en los que están disueltos uno o más gases tales como helio, óxido nitroso, dióxido de carbono y aire. As described herein, a preferred fluid for use according to the present invention is a supersaturated oxygen fluid. However, other supersaturated fluids with gas may be used depending on the circumstances involved in a particular desired application, such as, for example, supersaturated fluids in which one or more gases such as helium, nitrous oxide, carbon dioxide and air.

Aparatos ejemplares y métodos para la preparación y administración de fluidos supersaturados con oxígeno se describen en la Patente de Estados Unidos número 5.407.426 de Spears titulada “Método y aparato para administrar oxígeno a sangre”; la Patente de Estados Unidos número 5.569.180 de Spears titulada “Método para administrar un fluido supersaturado con gas a un lugar de gas agotado y su uso”; la Patente de Estados Unidos número 5.599.296 Exemplary apparatus and methods for the preparation and administration of supersaturated oxygen fluids are described in US Patent No. 5,407,426 to Spears entitled "Method and apparatus for administering oxygen to blood"; US Patent No. 5,569,180 to Spears entitled "Method for administering a supersaturated fluid with gas to a place of spent gas and its use"; U.S. Patent No. 5,599,296

de Spears titulada “Aparato y método de administración de líquidos supersaturados con gas”; y la Patente de Estados Unidos número 5.893.838 de Daoud y colaboradores titulada “Sistema y método para administración a presión alta de fluidos supersaturados con gas”, que se incorporan aquí por referencia. Además, la descripción relativa a aparatos y métodos ejemplares para la preparación y/o uso de fluidos supersaturados con gas, incluyendo, por ejemplo, fluidos supersaturados con oxígeno, en varias aplicaciones, se pueden hallar en las siguientes patentes y solicitudes de patente, que se incorporan aquí por referencia: Solicitud de Patente de Estados Unidos, en tramitación, número de serie 08/581.019, presentada el 3 de enero de 1996, que es continuación parcial de la Solicitud de Patente de Estados Unidos número de serie 273.652, presentada el 12 de julio de 1994, ahora la Patente de Estados Unidos número 5.569.180, que es continuación parcial de la Solicitud de Patente de Estados Unidos número de serie 152.589, presentada el 15 de noviembre de 1993, ahora la Patente de Estados Unidos número 5.407.426, que es continuación parcial de la Solicitud de Patente de Estados Unidos número de serie 818.045, presentada el 8 de enero de 1992, ahora la Patente de Estados Unidos número 5.261.875, que es una continuación de la Solicitud de Patente de Estados Unidos número de serie 655.078, presentada el 14 de febrero de 1991, ahora la Patente de Estados Unidos número 5.086.620. Spears entitled "Apparatus and method of administration of supersaturated liquids with gas"; and US Patent No. 5,893,838 to Daoud et al. entitled "System and method for high pressure administration of supersaturated fluids with gas", which are incorporated herein by reference. In addition, the description concerning exemplary apparatus and methods for the preparation and / or use of supersaturated fluids with gas, including, for example, supersaturated fluids with oxygen, in various applications, can be found in the following patents and patent applications, which are incorporated herein by reference: United States Patent Application, in process, serial number 08 / 581,019, filed on January 3, 1996, which is a partial continuation of United States Patent Application serial number 273,652, filed on July 12, 1994, now U.S. Patent No. 5,569,180, which is a partial continuation of U.S. Patent Application Serial Number 152,589, filed on November 15, 1993, now U.S. Patent No. 5,407 .426, which is a partial continuation of U.S. Patent Application Serial Number 818,045, filed on January 8, 1992, now U.S. Patent No. number 5,261,875, which is a continuation of US Patent Application US Serial No. 655,078, filed Feb. 14, 1991, now US Patent 5,086,620 number.

En una realización alternativa (véase la figura 10), el conjunto de suministro de fluido supersaturado con oxígeno incluye un aparato incluyendo una cámara 300 acoplada a una fuente regulada de gas oxígeno 310 que mantiene una presión deseada en la cámara 300. Ventajosamente, el volumen de la cámara es aproximadamente 100 ml, y la presión en la cámara 300 es aproximadamente 600 psi un fluido fisiológico (por ejemplo, salina) entra en la cámara 300 a través de una boquilla 320. La boquilla 320 forma ventajosamente gotitas de fluido a las que se difunde oxígeno cuando las gotitas avanzan dentro de la cámara 300. Más ventajosamente, la boquilla 320 incluye una boquilla atomizadora adaptada para formar un cono de gotita 330 definible por un ángulo incluido α, que es ventajosamente aproximadamente 20 a aproximadamente 40 grados a presiones operativas de la cámara (por ejemplo, aproximadamente 600 psi) para una caída de presión a través de la boquilla 320 de más de aproximadamente 15 psi. La boquilla 320 es una boquilla atomizadora presurizada, arremolinada, de tipo simple, incluyendo un orificio de fluido de aproximadamente 100 μm de diámetro. Ventajosamente, la boquilla 320 forma finas gotitas de fluido de menos que aproximadamente 100 μm de diámetro, y más ventajosamente de aproximadamente 25 μm. El fluido es suministrado ventajosamente a la cámara 300 por una bomba 340 acoplada operativamente a un conjunto de suministro de fluido 350. El fluido se suministra ventajosamente a una tasa controlada en base a la tasa de flujo deseada de fluido supersaturado con oxígeno. En la parte inferior de la cámara 300 se recoge fluido formando un baño 360 que incluye ventajosamente fluido que tiene un volumen de gas disuelto normalizado a temperatura y presión estándar de entre aproximadamente 0,5 y aproximadamente 3 veces el volumen del disolvente. El fluido se saca de la cámara 300 (por ejemplo, mediante una bomba 370, que permite ventajosamente el control de la tasa de flujo, o en virtud de la presión en la cámara 300) para administración a una posición dada (por ejemplo, a un conjunto de oxigenación de la sangre). In an alternative embodiment (see Figure 10), the supersaturated oxygen fluid supply assembly includes an apparatus including a chamber 300 coupled to a regulated source of oxygen gas 310 that maintains a desired pressure in chamber 300. Advantageously, the volume of the chamber is approximately 100 ml, and the pressure in the chamber 300 is approximately 600 psi a physiological fluid (eg, saline) enters the chamber 300 through a nozzle 320. The nozzle 320 advantageously forms droplets of fluid at that oxygen is diffused when the droplets advance into the chamber 300. More advantageously, the nozzle 320 includes an atomizing nozzle adapted to form a droplet cone 330 definable by an included angle α, which is advantageously about 20 to about 40 degrees at pressures operating conditions (for example, approximately 600 psi) for a pressure drop through the nozzle 320 of more than apr approximately 15 psi. The nozzle 320 is a pressurized, swirling, single-type atomizing nozzle, including a fluid orifice of approximately 100 μm in diameter. Advantageously, the nozzle 320 forms fine droplets of fluid of less than about 100 µm in diameter, and more advantageously of about 25 µm. The fluid is advantageously supplied to the chamber 300 by a pump 340 operatively coupled to a fluid supply assembly 350. The fluid is advantageously supplied at a controlled rate based on the desired flow rate of fluid supersaturated with oxygen. In the lower part of the chamber 300 fluid is collected forming a bath 360 that advantageously includes fluid having a volume of standardized dissolved gas at a standard temperature and pressure of between about 0.5 and about 3 times the volume of the solvent. The fluid is removed from the chamber 300 (for example, by means of a pump 370, which advantageously allows control of the flow rate, or by virtue of the pressure in the chamber 300) for administration to a given position (for example, a a set of blood oxygenation).

Más ventajosamente, como se representa en la figura 11, el fluido supersaturado con oxígeno se produce atomizando un líquido fisiológico tal como salina proporcionada desde un conjunto de suministro 400 a una cámara 410 presurizada a aproximadamente 600 psi por oxígeno. El oxígeno es suministrado ventajosamente a la cámara 410 desde un conjunto de suministro de oxígeno 412, por ejemplo, una botella E de grado médico. More advantageously, as shown in Figure 11, the supersaturated oxygen fluid is produced by atomizing a physiological liquid such as saline provided from a supply assembly 400 to a pressurized chamber 410 at approximately 600 psi by oxygen. The oxygen is advantageously supplied to the chamber 410 from an oxygen supply assembly 412, for example, a medical grade bottle E.

Se suministra ventajosamente salina a la cámara 410 (por ejemplo, desde una bolsa de salina u otro depósito) mediante la boquilla 411 por un conjunto en forma de pistón incluyendo una bomba de jeringa 416 capaz de administrar 600+ psi de salina de forma continua o intermitentemente dependiendo de las circunstancias implicadas en una aplicación particular. La bomba de jeringa 416 incluye ventajosamente un pistón 418 acoplado operativamente a un conjunto motor 420. Una válvula de retención 422 evita la pérdida indeseada de fluido de la línea 413 durante el llenado de la bomba de jeringa 416. Una válvula de retención 424 evita el flujo indeseado de salina al conjunto de suministro de fluido 400 cuando sale fluido de la bomba de jeringa 416. Ventajosamente, la bomba de jeringa 416 incluye un depósito de fluido que tiene un volumen de aproximadamente 10 a aproximadamente 100 ml, aunque se puede usar bombas de jeringa de diferente tamaño dependiendo de las circunstancias implicadas en una aplicación particular. Además, la entrada de la cámara se filtra ventajosamente para protegerla de cualquier residuo que podría estar presente en el sistema de bombeo. Saline is advantageously supplied to chamber 410 (for example, from a saline bag or other reservoir) by the nozzle 411 by a piston-shaped assembly including a syringe pump 416 capable of continuously administering 600+ psi of saline or intermittently depending on the circumstances involved in a particular application. Syringe pump 416 advantageously includes a piston 418 operatively coupled to a motor assembly 420. A check valve 422 prevents unwanted loss of fluid from line 413 during filling of syringe pump 416. A check valve 424 prevents unwanted flow of saline to the fluid supply assembly 400 when fluid comes out of the syringe pump 416. Advantageously, the syringe pump 416 includes a fluid reservoir having a volume of about 10 to about 100 ml, although pumps may be used of different size syringe depending on the circumstances involved in a particular application. In addition, the chamber inlet is advantageously filtered to protect it from any residue that could be present in the pumping system.

Se utilizan ventajosamente tres válvulas de aguja 426, 428, 430 para controlar el flujo de fluido a y de la cámara 410. La tabla II describe los modos de operación de las agujas. Durante la operación normal, el sistema de bombeo está apagado y solamente la válvula de administración (aguja 430) está abierta para permitir la administración de fluido de la cámara 410 mediante el lumen de salida de fluido 401 y la salida del conjunto 402, por ejemplo, a un conjunto de oxigenación de la sangre. Cuando hay que llenar la cámara (por ejemplo, en respuesta a una señal del sensor que indica que el nivel de fluido en la cámara ha caído a un nivel predeterminado), se inicia ventajosamente una secuencia de llenado en dos partes. En la primera parte de la secuencia de llenado, el sistema de bombeo está activado y el flujo de dilución está activado, es decir, la válvula de dilución (aguja 426) está abierta para permitir la administración de fluido desde la línea 413 a la cámara 410 mediante la línea 403. En la segunda parte, la aguja 426 se cierra, y el flujo se dirige desde la línea 413 a través de la boquilla atomizadora 411 mediante la línea 405. La válvula de administración (aguja 430) permanece abierta durante ambas partes de la secuencia de llenado. Variando el tiempo de cada parte de la secuencia de llenado se puede variar la concentración del fluido en la cámara. Por ejemplo, para lograr una concentración de 300 psi en una cámara presurizada a 600 psi, durante un tiempo de Three needle valves 426, 428, 430 are advantageously used to control the flow of fluid to and from chamber 410. Table II describes the modes of operation of the needles. During normal operation, the pumping system is turned off and only the administration valve (needle 430) is open to allow fluid administration of chamber 410 by means of fluid outlet lumen 401 and outlet of assembly 402, for example , to a set of blood oxygenation. When the chamber must be filled (for example, in response to a sensor signal indicating that the fluid level in the chamber has fallen to a predetermined level), a filling sequence is advantageously initiated in two parts. In the first part of the filling sequence, the pumping system is activated and the dilution flow is activated, that is, the dilution valve (needle 426) is open to allow the administration of fluid from line 413 to the chamber 410 via line 403. In the second part, needle 426 is closed, and the flow is directed from line 413 through atomizing nozzle 411 via line 405. The administration valve (needle 430) remains open for both parts of the filling sequence. By varying the time of each part of the filling sequence, the concentration of the fluid in the chamber can be varied. For example, to achieve a concentration of 300 psi in a pressurized chamber at 600 psi, during a time of

llenado total de 40 segundos cada parte de la secuencia de llenado en dos partes durará aproximadamente 20 segundos. La válvula de retención 434 evita el reflujo de la cámara a través de la boquilla atomizadora al sistema de bombeo cuando se está llenando el depósito del sistema de bombeo. Ventajosamente, la válvula de retención 434 incluye una bola que asienta bajo presión contra una porción del cuerpo de válvula para evitar el reflujo indeseado de fluido. Además, para poner la cámara en derivación, es decir, de modo que el fluido ni entre ni salga de la cámara, se inicia una secuencia de lavado. Durante el lavado, la válvula de administración (aguja 430) y la válvula de dilución (aguja 426) están cerradas, la válvula de lavado (aguja 428) está abierta, y el sistema de bombeo está activado, de modo que pasa salina no oxigenada a través del sistema. Total filling of 40 seconds each part of the two-part filling sequence will last approximately 20 seconds. The check valve 434 prevents backflow of the chamber through the atomizing nozzle to the pumping system when the pumping system reservoir is filling. Advantageously, check valve 434 includes a ball that seats under pressure against a portion of the valve body to prevent unwanted reflux of fluid. In addition, in order to put the chamber in bypass, that is, so that the fluid neither enters nor leaves the chamber, a washing sequence is initiated. During washing, the delivery valve (needle 430) and the dilution valve (needle 426) are closed, the wash valve (needle 428) is open, and the pumping system is activated, so that non-oxygenated saline passes Through the system.

Tabla II Table II

Estado de la bomba Pump status
Estado de la válvula Valve status

Aguja 426 426 needle
Aguja 428 Aguja 430 428 needle 430 needle

Operación normal Normal operation
Desactivado Cerrado Cerrado Abierto disabled Closed Closed Open

Secuencia de llenado Filling sequence
(Parte 1) Activado Abierto Cerrado Abierto (Part 1) Activated Open Closed Open

(Parte 2) (Part 2)
Activado Cerrado Cerrado Abierto Activated Closed Closed Open

Secuencia de lavado Wash sequence
Activado Cerrado Abierto Cerrado Activated Closed Open Closed

Ventajosamente, cada una de las agujas 426, 428, 430 se abre o cierra independientemente o en unión con la apertura y el cierre de una o más agujas, para lograr un flujo deseado de fluido supersaturado con oxígeno del conjunto. El conjunto accionador 432 puede incluir medios de conmutación, por ejemplo, solenoides, acoplados operativamente a cada válvula para mover las válvulas entre posiciones abierta y cerrada. Advantageously, each of the needles 426, 428, 430 is opened or closed independently or in conjunction with the opening and closing of one or more needles, to achieve a desired flow of supersaturated fluid with oxygen from the assembly. The actuator assembly 432 may include switching means, for example, solenoids, operatively coupled to each valve to move the valves between open and closed positions.

La cámara 410 incluye ventajosamente un alojamiento desechable 415 y tapón 417 unido (por ejemplo, por enganche roscado) o unido fijamente (por ejemplo, por adhesivo UV) con el fin de definir el espacio interior en el que se introducen salina y oxígeno. La cámara 410 puede incluir además un conjunto de filtro bacteriano 414 para sacar particulados indeseados del gas que entra en la cámara 410. El alojamiento 415 y el tapón 417 se pueden formar de policarbonato o de otro material biocompatible adecuado. The chamber 410 advantageously includes a disposable housing 415 and plug 417 attached (for example, by threaded coupling) or fixedly connected (for example, by UV adhesive) in order to define the interior space in which saline and oxygen are introduced. The chamber 410 may further include a bacterial filter assembly 414 for removing unwanted particulates from the gas entering the chamber 410. The housing 415 and the cap 417 may be formed of polycarbonate or other suitable biocompatible material.

Para seguridad, la cámara 410 puede estar dispuesta al menos en parte dentro de un conjunto de alojamiento protector 438, incluyendo, por ejemplo, un soporte de acero inoxidable. En una realización, se puede colocar un bloque 419 dentro del soporte 438 encima de la cámara 410. Ventajosamente, el bloque 419 está provisto de un rebaje o porción superficial inferior de forma generalmente cóncava, de modo que se defina una cámara impelente de gas 421 por la superficie inferior del bloque 419 y el extremo superior o superficie de la cámara 410. Ventajosamente, el límite entre el bloque 419 y la cámara 410 está sellado (por ejemplo, con una junta tórica, junta estanca u otros medios de sellado). Un aro 423 en enganche roscado con el soporte 438 puede ayudar a retener el bloque 419 sellado y a colocarlo contra la cámara 410 cuando se introduce gas oxígeno del conjunto de suministro 412 en la cámara impelente 421 a través de un orificio de entrada de gas en el bloque 419. Desde la cámara impelente 421 puede entrar gas en la cámara 410 a través del filtro 414 dispuesto a lo largo de un orificio a través del tapón 417. Ventajosamente, las presiones de gas dentro de la cámara impelente 421 y la cámara 410 son aproximadamente iguales. For security, the chamber 410 may be arranged at least in part within a protective housing assembly 438, including, for example, a stainless steel bracket. In one embodiment, a block 419 can be placed inside the support 438 on top of the chamber 410. Advantageously, the block 419 is provided with a recess or lower surface portion generally concave, so that an impending gas chamber 421 is defined by the lower surface of the block 419 and the upper end or surface of the chamber 410. Advantageously, the boundary between the block 419 and the chamber 410 is sealed (for example, with an O-ring, seal or other sealing means). A ring 423 in threaded engagement with the support 438 can help retain the sealed block 419 and place it against the chamber 410 when oxygen gas is introduced from the supply assembly 412 into the impeller chamber 421 through a gas inlet hole in the block 419. From the impending chamber 421, gas can enter the chamber 410 through the filter 414 disposed along a hole through the plug 417. Advantageously, the gas pressures inside the impellent chamber 421 and the chamber 410 are approximately equal.

Ventajosamente, la cámara 410 y otros componentes del sistema incluyen uno o más sensores, por ejemplo, sensores de nivel de fluido, transductores de presión, etc (no representados en la figura 11) para poder supervisar el estado del sistema durante la operación. Ventajosamente, los sensores y varios componentes del sistema están acoplados a un conjunto de procesado y control 436 incluyendo circuitería electrónica para permitir el envío y la recepción de entradas de señal y/u órdenes de control entre uno o más de los varios componentes del sistema. Un conjunto de visualización 440 acoplado al conjunto de procesado y control 436 puede servir como una interface de usuario separada para la entrada de datos y/u órdenes de control de proceso y/o para la visualización del estado del sistema y/o salidas de procesado. Advantageously, the chamber 410 and other system components include one or more sensors, for example, fluid level sensors, pressure transducers, etc. (not shown in Figure 11) in order to be able to monitor the state of the system during operation. Advantageously, the sensors and various system components are coupled to a processing and control assembly 436 including electronic circuitry to allow the sending and reception of signal inputs and / or control orders between one or more of the various system components. A display assembly 440 coupled to the processing and control assembly 436 can serve as a separate user interface for data entry and / or process control orders and / or for displaying system status and / or processing outputs .

Por razones de claridad y conveniencia, los conjuntos de suministro de fluido supersaturados con oxígeno tal como los representados en las figuras 10 y 11 se han descrito incluyendo conjuntos atomizadores líquidos. Sin embargo, se puede usar otros medios para contactar el líquido y gas. Por ejemplo, en algunos casos puede ser deseable disponer el líquido dentro de la cámara presurizada como una película fina en contacto con gas oxígeno. La película de líquido se puede crear, por ejemplo, por chapas, tamices, pantallas u otros medios mecánicos o disponer dentro o formando parte de la cámara. Además, se puede usar conjuntos de suministro de fluido distintos de las realizaciones de bomba y bomba de jeringa, dispositivos de válvula, y/o recorridos de flujo líquido representados en combinación con los varios otros componentes aquí descritos. For reasons of clarity and convenience, the fluid supply assemblies supersaturated with oxygen such as those depicted in Figures 10 and 11 have been described including liquid atomizer assemblies. However, other means can be used to contact the liquid and gas. For example, in some cases it may be desirable to arrange the liquid inside the pressurized chamber as a thin film in contact with oxygen gas. The liquid film can be created, for example, by sheets, sieves, screens or other mechanical means or arranged inside or as part of the chamber. In addition, fluid supply assemblies other than the syringe pump and pump embodiments, valve devices, and / or liquid flow paths represented in combination with the various other components described herein can be used.

Pasando ahora a la figura 6, se representa un circuito de oxigenación extracorporal de la sangre incluyendo un conjunto de bomba 500 operable para distribuir sangre retirada de un paciente a un conjunto de oxigenación Turning now to Figure 6, an extracorporeal blood oxygenation circuit is depicted including a pump assembly 500 operable to distribute blood withdrawn from a patient to an oxygenation assembly

ejemplar líquido a líquido 600. El conjunto 600, del que se representan porciones con más detalle en las figuras 7A-E, incluye ventajosamente un alojamiento de inyector 610, un conjunto de pared lateral 620, y un tapón 630 unido con el fin de definir un espacio interior 612 dentro del que la sangre proporcionada por el tubo de suministro 640 se mezcla con fluido supersaturado con oxígeno proporcionado por el conjunto capilar 650 para formar sangre oxigenada. La sangre oxigenada sale del espacio interior 612 por la salida 614 para administración mediante el tubo de retorno 660 a un aparato de administración de fluido 510. El alojamiento de inyector 610, el conjunto de pared lateral 620, el tapón 630, y otros componentes del conjunto son ventajosamente desechables y se hacen de materiales biocompatibles, por ejemplo, policarbonato, polietileno y análogos. Los tubos incluyen ventajosamente tubos de PVC de calidad médica. liquid-to-liquid sample 600. The assembly 600, of which portions are shown in more detail in Figures 7A-E, advantageously includes an injector housing 610, a side wall assembly 620, and a plug 630 attached in order to define an interior space 612 within which the blood provided by the supply tube 640 is mixed with supersaturated fluid with oxygen provided by the capillary assembly 650 to form oxygenated blood. The oxygenated blood leaves the inner space 612 through the outlet 614 for administration by the return tube 660 to a fluid delivery apparatus 510. The injector housing 610, the side wall assembly 620, the plug 630, and other components of the together they are advantageously disposable and are made of biocompatible materials, for example, polycarbonate, polyethylene and the like. The tubes advantageously include medical grade PVC pipes.

El tubo de suministro de sangre 640, que puede incluir un orificio de supervisión de presión 642, incluye ventajosamente un recorrido continuo de flujo de sangre entre un primer extremo de tubo acoplado operativamente a la salida del conjunto de bomba de sangre 500 y un segundo extremo de tubo unido fijamente al alojamiento de inyector 610 y en comunicación de fluido con el espacio interior 612, por ejemplo, mediante un paso de fluido 644 que se extiende a través de al menos una porción del alojamiento 610 e incluyendo un orificio de fluido 646. Ventajosamente, la sangre sale a través del orificio 646 creando un flujo vorticial o ciclónico dentro del espacio interior 612, por ejemplo, a lo largo de un recorrido sustancialmente tangencial a la pared de la cámara. The blood supply tube 640, which may include a pressure monitoring orifice 642, advantageously includes a continuous blood flow path between a first tube end operatively coupled to the output of the blood pump assembly 500 and a second end of tube fixedly connected to the injector housing 610 and in fluid communication with the inner space 612, for example, by a fluid passage 644 that extends through at least a portion of the housing 610 and including a fluid hole 646. Advantageously, the blood flows through the hole 646 creating a vortex or cyclonic flow within the interior space 612, for example, along a substantially tangential path to the chamber wall.

El conjunto capilar 650 incluye ventajosamente un único capilar de sílice fundida que tiene un diámetro interior de 100 μm y un diámetro exterior de 350 μm, que incluye un recorrido continuo de fluido entre un primer extremo del conjunto 650 acoplado operativamente a la salida de un conjunto de suministro de fluido supersaturado con oxígeno 550 y un segundo extremo del conjunto 650 dispuesto para permitir que salga fluido del capilar entrando en el espacio interior 612 del oxigenador líquido a líquido. Ventajosamente, el conjunto capilar 650 incluye entre sus extremos primero y segundo un adaptador luer 652 para fijar el capilar en posición después de colocarse dentro de un lumen 654 que pasa a través de al menos una porción del alojamiento de inyector 610 al espacio interior 612. El conjunto capilar también puede incluir ventajosamente un conjunto de soporte (por ejemplo, un tubo rígido dentro del que se dispone al menos una porción del capilar) cerca del segundo extremo del conjunto 650 para ayudar a mantener el orificio de salida de fluido capilar en posición dentro del espacio interior 612, y/o un conjunto de alivio de deformación (por ejemplo, un tubo flexible dentro del que se dispone al menos una porción del capilar) para contribuir a evitar el curvado excesivo o las cocas del capilar. The capillary assembly 650 advantageously includes a single fused silica capillary having an inner diameter of 100 µm and an outer diameter of 350 µm, which includes a continuous fluid path between a first end of the assembly 650 operatively coupled to the outlet of a set of supply of supersaturated fluid with oxygen 550 and a second end of the assembly 650 arranged to allow fluid to escape from the capillary entering the inner space 612 of the liquid to liquid oxygenator. Advantageously, the capillary assembly 650 includes between its first and second ends a luer adapter 652 for fixing the capillary in position after being placed within a lumen 654 that passes through at least a portion of the injector housing 610 to the interior space 612. The capillary assembly may also advantageously include a support assembly (for example, a rigid tube within which at least a portion of the capillary is disposed) near the second end of the assembly 650 to help keep the capillary fluid outlet orifice in position. within the interior space 612, and / or a deformation relief assembly (for example, a flexible tube within which at least a portion of the capillary is disposed) to help avoid excessive bending or capillary cocas.

Alternativamente, el conjunto capilar 650 puede incluir una pluralidad de capilares que tienen diámetros interiores en el rango de aproximadamente 20 a aproximadamente 1000 μm, siendo especialmente ventajoso un diámetro interior de aproximadamente 100 μm a aproximadamente 125 μm. Los capilares se encapsulan ventajosamente juntamente Alternatively, the capillary assembly 650 may include a plurality of capillaries having internal diameters in the range of about 20 to about 1000 µm, with an inside diameter of about 100 µm to about 125 µm being especially advantageous. The capillaries are advantageously encapsulated together

o unen de otro modo en sus superficies exteriores para formar un solo haz capilar. Los capilares también se pueden formar de vidrio, PEEK (poli éter éter cetona) u otro material biocompatible. El tratamiento de los capilares con un recubrimiento humectable con agua o el enjuague con líquido antes del uso puede ser ventajoso para contribuir a asegurar que la(s) superficie(s) capilar(es) interior(es) no promuevan la formación de burbujas clínicamente significativas. or otherwise join on their outer surfaces to form a single capillary beam. Capillaries can also be formed from glass, PEEK (polyether ether ether ketone) or other biocompatible material. Treatment of capillaries with a water-wettable coating or liquid rinse before use may be advantageous to help ensure that the inner capillary surface (s) do not promote the formation of bubbles clinically. significant.

Ventajosamente, el espacio interior 612 es presurizable, de modo que durante la operación se acumula un suministro de sangre en la parte inferior y una carga de gas en la parte superior del conjunto de oxigenación líquido a líquido. El tapón 630 puede estar provisto de un orificio 632 para poder supervisar la presión dentro del espacio interior 612. El conjunto también puede incluir uno o más orificios de muestra de fluido, por ejemplo, el orificio 634 en el tubo de retorno 660. Advantageously, the interior space 612 is pressurizable, so that during the operation a blood supply is accumulated in the lower part and a gas load in the upper part of the liquid to liquid oxygenation assembly. The plug 630 may be provided with a hole 632 to be able to monitor the pressure within the interior space 612. The assembly may also include one or more fluid sample holes, for example, the hole 634 in the return tube 660.

Las características de flujo de la sangre oxigenada que sale del conjunto de oxigenación líquido a líquido 600 dependerán de las circunstancias que rodean la aplicación particular implicada. Típicamente, por ejemplo, el suministro de sangre oxigenada proporcionado a un catéter para infusión al cuerpo del paciente será un flujo controlado definido por los parámetros de flujo seleccionados por el cuidador. En una aplicación que implica la administración sub-selectiva de sangre oxigenada para el tratamiento de tejidos de miocardio isquémico y/o la prevención de isquemia de miocardio, pueden ser ventajosas tasas de flujo de aproximadamente 75-100 ml/minuto. De nuevo, los factores que influyen en la determinación de las características de flujo de sangre pueden incluir uno o más de los muchos parámetros clínicos o variables de la sangre oxigenada a suministrar al catéter o a administrar al paciente, por ejemplo, el tamaño del paciente, el porcentaje de circulación general a proporcionar, hemólisis, hemodilución, pO2, pulsatilidad, tasa de flujo másico, tasa de flujo volumétrico, temperatura, vaso sanguíneo deseado, concentración de hemoglobina y pH. The flow characteristics of the oxygenated blood leaving the liquid to liquid oxygenation assembly 600 will depend on the circumstances surrounding the particular application involved. Typically, for example, the supply of oxygenated blood provided to a catheter for infusion to the patient's body will be a controlled flow defined by the flow parameters selected by the caregiver. In an application that involves the sub-selective administration of oxygenated blood for the treatment of ischemic myocardial tissues and / or the prevention of myocardial ischemia, flow rates of approximately 75-100 ml / minute may be advantageous. Again, factors that influence the determination of blood flow characteristics may include one or more of the many clinical or variable parameters of the oxygenated blood to be delivered to the catheter or administered to the patient, for example, the size of the patient, the percentage of general circulation to be provided, hemolysis, hemodilution, pO2, pulsatility, mass flow rate, volumetric flow rate, temperature, desired blood vessel, hemoglobin concentration and pH.

Es posible efectuar una aproximación del pO2 de la sangre oxigenada que sale del conjunto de oxigenación líquido a líquido 600 para una aplicación particular. Ventajosamente, el conjunto de procesado y control incluye un ordenador, circuitería electrónica, y/o software de procesado embebido dentro de la circuitería electrónica (por ejemplo, chips electrónicos programados) que de forma continua ejecuta un modelo de aproximación de pO2 durante la operación del sistema que tiene en cuenta y corrige si es necesario posibles variaciones de pO2 resultantes de variables como temperatura, pH, exceso Base (BE), pCO2, P50, niveles de saturación de hemoglobina-oxígeno, etc. El conjunto de procesado y control visualiza ventajosamente los resultados de modelo (por ejemplo, pO2 previsto) para el cuidador en el conjunto de visualización junto con uno o varios de los valores introducidos, detectados, calculados u obtenidos It is possible to make an approximation of the pO2 of the oxygenated blood leaving the liquid to liquid oxygenation assembly 600 for a particular application. Advantageously, the processing and control assembly includes a computer, electronic circuitry, and / or processing software embedded within the electronic circuitry (for example, programmed electronic chips) that continuously executes an approximation model of pO2 during the operation of the system that takes into account and corrects if possible variations of pO2 resulting from variables such as temperature, pH, Base excess (BE), pCO2, P50, hemoglobin-oxygen saturation levels, etc. The processing and control set advantageously displays the model results (for example, expected pO2) for the caregiver in the display set together with one or more of the values entered, detected, calculated or obtained.

de otro modo de las variables relacionadas con el modelo. otherwise of the variables related to the model.

Por ejemplo, un modelo de aproximación de pO2 se puede basar ventajosamente en la ecuación de Severinghaus. Véase Severinghaus, J. W., Simple, Accurate Equations for Human Blood O2 Dissociation Computations, Journal of Applied Physiology 46(3):599-602. Ventajosamente, los valores de pO2 del fluido oxigenado y la concentración de oxígeno se regulan para corregir cualquier diferencia entre la temperatura del fluido oxigenado que entra en el conjunto de oxigenación líquido a líquido y la temperatura de la sangre oxigenada a infundir. La saturación de hemoglobina-oxígeno se calcula para estimar la cantidad, si la hay, de oxígeno del fluido oxigenado que se unirá a la hemoglobina antes de efectuar un aumento de los niveles de oxígeno en plasma. La diferencia entre el contenido de oxígeno inicial de la sangre del paciente y el contenido de oxígeno calculado que lograría una saturación de hemoglobina de 100% representa la cantidad de oxígeno que se unirá a la hemoglobina antes de la elevación del pO2 en plasma. Calculando la concentración del fluido oxigenado distribuido a la sangre circulante, y ajustando después dicha cantidad hacia abajo en una cantidad igual a la cantidad de oxígeno que se unirá a la hemoglobina antes de la elevación de pO2 en plasma, el pO2 previsto se puede obtener combinando la concentración ajustada de fluido oxigenado con el pO2 inicial del paciente. For example, an approximation model of pO2 can be advantageously based on the Severinghaus equation. See Severinghaus, J. W., Simple, Accurate Equations for Human Blood O2 Dissociation Computations, Journal of Applied Physiology 46 (3): 599-602. Advantageously, the pO2 values of the oxygenated fluid and the oxygen concentration are regulated to correct any difference between the temperature of the oxygenated fluid that enters the liquid to liquid oxygenation assembly and the temperature of the oxygenated blood to be infused. Hemoglobin-oxygen saturation is calculated to estimate the amount, if any, of oxygen in the oxygenated fluid that will bind to hemoglobin before increasing plasma oxygen levels. The difference between the initial oxygen content of the patient's blood and the calculated oxygen content that would achieve a hemoglobin saturation of 100% represents the amount of oxygen that will bind to the hemoglobin before plasma elevation of pO2. By calculating the concentration of the oxygenated fluid distributed to the circulating blood, and then adjusting said amount down by an amount equal to the amount of oxygen that will bind to hemoglobin before the elevation of plasma pO2, the expected pO2 can be obtained by combining the adjusted concentration of oxygenated fluid with the initial pO2 of the patient.

Los valores de pO2 previstos ejemplares obtenidos usando un modelo de aproximación basado en la ecuación de Severinghaus se exponen en las figuras 14 y 15. La figura 14 representa el pO2 previsto en función del pO2 de fluido oxigenado y el pO2 sistémico del paciente. La figura 15 representa el pO2 previsto en función del pO2 de fluido oxigenado y la tasa de flujo de sangre. Dependiendo de las circunstancias implicadas en una aplicación particular se pueden usar ventajosamente otras aproximaciones de modelo de pO2. Tales aproximaciones de modelo se pueden basar, por ejemplo, en otras ecuaciones y/o métodos para determinar pO2, como los descritos en Sharan, M., Singh, M.P., Aminataei, A. (1989) al Model for the Computation of el Oxygen Dissociation Curve in Human Blood, Biosystems 22(3):249-60; y Siggard-Anderson, O., Wimberley, P.D., Gothgen, I., Siggard-Anderson, M. (1984) al Model of the Hemoglobin-Oxygen Dissociation Curve of Human Blood and of Oxygen Partial Pressure as a Function of Temperature, Clin. Chem. 30(10):1646-51. The expected expected pO2 values obtained using an approximation model based on the Severinghaus equation are set forth in Figures 14 and 15. Figure 14 represents the predicted pO2 as a function of the oxygen fluid pO2 and the patient's systemic pO2. Figure 15 represents the predicted pO2 as a function of the oxygenated fluid pO2 and the blood flow rate. Depending on the circumstances involved in a particular application, other approximations of the pO2 model may be advantageously used. Such model approaches can be based, for example, on other equations and / or methods for determining pO2, such as those described in Sharan, M., Singh, MP, Aminataei, A. (1989) to the Model for the Computation of the Oxygen Dissociation Curve in Human Blood, Biosystems 22 (3): 249-60; and Siggard-Anderson, O., Wimberley, PD, Gothgen, I., Siggard-Anderson, M. (1984) a Model of the Hemoglobin-Oxygen Dissociation Curve of Human Blood and of Oxygen Partial Pressure as a Function of Temperature, Clin . Chem. 30 (10): 1646-51.

El aparato de administración 510 puede incluir cualquier dispositivo de administración de fluido clínicamente aceptable tal como un catéter (por ejemplo, intercambio rápido, por cable, etc), alambre de guía de infusión, envuelta y análogos. A modo de ejemplo solamente, como se representa en las figuras 8 y 8A-F, tal dispositivo de administración incluye un catéter 700 incluyendo un extremo próximo 710 adaptado para acoplar a la salida de un conjunto de oxigenación (véase, por ejemplo, los conjuntos representados en las figuras 4 y 6) y un extremo distal 720 extraíblemente insertable dentro del cuerpo del paciente. El catéter 700 incluye una porción próxima relativamente rígida 730, para proporcionar empujabilidad y torsión, una porción distal relativamente flexible 740, que proporciona un equilibrio de rigidez y flexibilidad para rastrear la vasculatura, y una porción de transición 750 de rigidez y flexibilidad relativas intermedias. El catéter 700 incluye un elemento generalmente tubular que tiene un lumen central 760 formando un recorrido continuo de fluido entre los extremos 710, 720. La porción distal 740 del catéter 700 incluye ventajosamente un segundo lumen 780 a través de al menos una porción de su longitud. El segundo lumen 780 incluye ventajosamente un lumen de alambre de guía de aproximadamente 0,017 pulgada de diámetro interior y de longitud suficiente para promover el seguimiento del catéter sobre un alambre de guía de 0,014 pulgada insertado a través del lumen 780, y para permitir el intercambio rápido del catéter sin el uso de hilos de prolongación. Un lumen 780 de aproximadamente 4 cm de longitud, una porción distal 740 de aproximadamente 5 cm de longitud, y un catéter general de aproximadamente 140 cm de longitud pueden ser ventajosos, en particular para aplicaciones que implican la administración sub-selectiva de sangre oxigenada. The administration apparatus 510 may include any clinically acceptable fluid delivery device such as a catheter (eg, quick swap, cable, etc.), infusion guide wire, sheath and the like. By way of example only, as shown in Figures 8 and 8A-F, such an administration device includes a catheter 700 including a proximal end 710 adapted to couple at the outlet of an oxygenation assembly (see, for example, the assemblies represented in figures 4 and 6) and a distal end 720 removably insertable within the patient's body. Catheter 700 includes a relatively rigid proximal portion 730, to provide pushing and torsion, a relatively flexible distal portion 740, which provides a balance of stiffness and flexibility to track the vasculature, and a transition portion 750 of intermediate relative stiffness and flexibility. The catheter 700 includes a generally tubular element having a central lumen 760 forming a continuous fluid path between the ends 710, 720. The distal portion 740 of the catheter 700 advantageously includes a second lumen 780 through at least a portion of its length . The second lumen 780 advantageously includes a guide wire lumen of approximately 0.017 inch of internal diameter and of sufficient length to promote catheter tracking on a 0.014 inch guide wire inserted through lumen 780, and to allow rapid exchange of the catheter without the use of extension wires. A lumen 780 of approximately 4 cm in length, a distal portion 740 of approximately 5 cm in length, and a general catheter of approximately 140 cm in length may be advantageous, in particular for applications involving sub-selective administration of oxygenated blood.

Puede salir ventajosamente fluido del lumen central 760 a través de un agujero de extremo situado en la punta distal del catéter 700 y/o a través de uno o más agujeros laterales 790 dispuestos a lo largo de la porción distal 740. Ventajosamente, los agujeros laterales 790 están situados a lo largo de la porción del catéter que se extiende hacia atrás aproximadamente 0,5 pulgadas de la punta distal, con agujeros laterales secuenciales ventajosamente espaciados de modo que los ejes de paso por los agujeros laterales sean generalmente perpendiculares al eje central del catéter y aproximadamente paralelos a los ejes inclinados circunferencialmente desviados uno de otro aproximadamente 90 grados (compárense, por ejemplo, las figuras 8D y 8E). El lumen de fluido puede ser de cualquier forma, por ejemplo, forma de D, forma de riñón, redonda, oval, cuadrada, etc. Fluid may advantageously flow out of the central lumen 760 through an end hole located at the distal tip of the catheter 700 and / or through one or more side holes 790 arranged along the distal portion 740. Advantageously, the side holes 790 they are located along the portion of the catheter that extends back approximately 0.5 inches from the distal tip, with sequential side holes advantageously spaced so that the axes passing through the side holes are generally perpendicular to the central axis of the catheter and approximately parallel to the inclined axes circumferentially offset from each other approximately 90 degrees (compare, for example, Figures 8D and 8E). The fluid lumen can be of any shape, for example, D-shape, kidney shape, round, oval, square, etc.

El catéter 700 puede incluir una o más bandas marcadoras radioopacas 800 para ayudar al cuidador a colocar el dispositivo. El extremo distal del catéter 720 también puede incluir una punta atraumática, ventajosamente de dureza 80 shore, para promover la facilidad de la colocación sin promover el daño clínicamente significativo de los tejidos vasculares. El eje próximo tiene ventajosamente mayor dureza shore que el eje distal para proporcionar empujabilidad. A modo de ejemplo, la porción próxima 730 del catéter puede incluir un diámetro exterior de 5 Fr, un diámetro interior de 3,6 Fr y hacer de un material V de 70 shore; y la porción distal 740 puede incluir un diámetro exterior de 3,8 Fr, un diámetro interior del lumen de fluido 760 de 2,3 Fr y hacerse de un material de D 55 shore. Los materiales usados para hacer el catéter 700 pueden incluir polietileno o cualquier otro material biocompatible adecuado (por ejemplo, poliuretano, poliamida, poliéster, elastómeros, PET, termoplásticos, etc). Catheter 700 may include one or more radiopaque marker bands 800 to help the caregiver position the device. The distal end of catheter 720 may also include an atraumatic tip, advantageously of 80 shore hardness, to promote ease of placement without promoting clinically significant damage to vascular tissues. The proximal axis has advantageously greater shore hardness than the distal axis to provide pushability. By way of example, the proximal portion 730 of the catheter may include an outer diameter of 5 Fr, an inner diameter of 3.6 Fr and make of a 70 shore V material; and the distal portion 740 may include an outside diameter of 3.8 Fr, an inside diameter of the fluid lumen 760 of 2.3 Fr and be made of a D 55 shore material. Materials used to make catheter 700 may include polyethylene or any other suitable biocompatible material (eg, polyurethane, polyamide, polyester, elastomers, PET, thermoplastics, etc.).

Pasando a la figura 9, un aparato de administración de fluido oxigenado incluye ventajosamente un conjunto de bomba de sangre 900; una primera longitud de tubos 910 entre el conjunto de bomba 900 y un conjunto de Turning to Figure 9, an oxygenated fluid delivery apparatus advantageously includes a blood pump assembly 900; a first length of tubes 910 between the pump assembly 900 and a set of

oxigenación de la sangre 920; una segunda longitud de tubos 930 entre el conjunto de oxigenación de la sangre 920 y un conjunto de administración 940; y el conjunto de administración 940. Como se representa en la figura 9, el conjunto de administración 940 incluye una porción próxima 950, una porción intermedia 960, y una porción distal blood oxygenation 920; a second length of tubes 930 between the blood oxygenation assembly 920 and an administration assembly 940; and the administration set 940. As shown in Figure 9, the administration set 940 includes a proximal portion 950, an intermediate portion 960, and a distal portion

970. Ventajosamente, el aparato de administración de fluido incluye un recorrido continuo de fluido entre el conjunto de bomba de sangre 900 y la punta distal 980 del conjunto de administración 940. 970. Advantageously, the fluid delivery apparatus includes a continuous flow of fluid between the blood pump assembly 900 and the distal tip 980 of the administration assembly 940.

Como se representa en la figura 9, la porción intermedia 960 puede incluir un segmento relativamente corto (por ejemplo, de aproximadamente 1 cm de longitud) que se estrecha en la porción próxima 950 para encontrarse con la porción distal 970. En realizaciones alternativas, la porción intermedia puede incluir un segmento de transición de mayor longitud incluyendo una o más porciones unidas extremo con extremo, incluyendo cada porción un lumen interior de fluido a través del que puede fluir sangre oxigenada. Variando el tamaño, la forma y los materiales de las varias porciones de catéter y lúmenes de fluido sanguíneo oxigenado, se puede obtener un catéter que tiene un diámetro efectivo, características de manejo, etc, deseados para una aplicación particular deseada. Además, variando el tamaño y la longitud del tubo 930, y/o incluyendo restrictores de flujo y/u otros conjuntos que afectan a la caída de presión a lo largo del recorrido de administración de sangre oxigenada (por ejemplo, un manguito de presión), se puede obtener un aparato de administración de fluido (que en algunos casos se puede caracterizar en términos de un diámetro efectivo general del recorrido de fluido sanguíneo oxigenado) para lograr un rango deseado de pO2 de sangre oxigenada para una aplicación particular. As depicted in Figure 9, the intermediate portion 960 may include a relatively short segment (eg, approximately 1 cm in length) that narrows in the proximal portion 950 to meet the distal portion 970. In alternative embodiments, the Intermediate portion may include a transition segment of greater length including one or more end-to-end joined portions, each portion including an inner lumen of fluid through which oxygenated blood can flow. By varying the size, shape and materials of the various catheter portions and lumens of oxygenated blood fluid, a catheter having an effective diameter, handling characteristics, etc., desired for a particular desired application can be obtained. In addition, by varying the size and length of the 930 tube, and / or including flow restrictors and / or other assemblies that affect the pressure drop along the route of administration of oxygenated blood (eg, a pressure cuff) , a fluid delivery apparatus (which in some cases can be characterized in terms of a general effective diameter of the path of oxygenated blood fluid) can be obtained to achieve a desired range of oxygenated blood pO2 for a particular application.

A modo de ejemplo, para un aparato ejemplar de administración de fluido sanguíneo oxigenado incluyendo un catéter de 1,4 m de largo acoplado en su extremo próximo a un tubo de retorno de sangre oxigenada de 3 m que tiene un diámetro interior de 0,094 pulgada, la presión de la sangre oxigenada en el conjunto de oxigenación 920 se representa en la figura 12 en función de la tasa de flujo de sangre y el diámetro efectivo del catéter para una aplicación ejemplar que implica la administración de sangre oxigenada a un paciente que tiene una presión arterial media de 100 mm Hg y un hematocrito de 38%, y se representa en la figura 13 en función del diámetro efectivo interior del catéter y hematocrito para una aplicación ejemplar que implica la administración de sangre oxigenada a 75 ml/minuto a un paciente que tiene una presión arterial media de 100 mm Hg. Como se representa en las figuras 12 y 13, para una tasa constante de flujo de sangre Qsangre, a medida que aumenta el diámetro interior efectivo del catéter, disminuye la presión de la sangre Pfluido(manómetro) en el conjunto de oxigenación 920. By way of example, for an exemplary apparatus for administering oxygenated blood fluid including a 1.4 m long catheter coupled at its end close to a 3 m oxygenated blood return tube having an inside diameter of 0.094 inch, The pressure of the oxygenated blood in the oxygenation assembly 920 is shown in Figure 12 as a function of the blood flow rate and the effective diameter of the catheter for an exemplary application that involves the administration of oxygenated blood to a patient having a mean arterial pressure of 100 mm Hg and a hematocrit of 38%, and is represented in Figure 13 as a function of the effective internal diameter of the catheter and hematocrit for an exemplary application that involves the administration of oxygenated blood at 75 ml / minute to a patient which has an average blood pressure of 100 mm Hg. As shown in Figures 12 and 13, for a constant rate of blood flow Qsangre, as the effective inner diameter of the catheter increases, the pressure of the Pluid blood (gauge) in the oxygenation assembly 920 decreases.

Conociendo la relación simplificada y aproximada de administración sin burbujas, ΔPfluido>pO2(out), un cuidador que tiene un catéter caracterizado por un diámetro interior efectivo puede usar un gráfico tal como la figura 12 para determinar si se puede lograr un rango apropiado de tasas de flujo de sangre si el cuidador usase un aparato de administración de fluido incluyendo el catéter para administrar sangre que tiene un pO2 deseado. Alternativamente, un cuidador que especifique un pO2 deseado de sangre oxigenada y un rango de tasas de flujo de sangre oxigenada puede usar un gráfico análogo al representado en la figura 12 como ayuda para seleccionar un catéter para uso en un aparato de administración de fluido para una aplicación particular. Igualmente, se puede usar otros gráficos (por ejemplo, figura 13) por el cuidador u otros en otras aplicaciones para facilitar la provisión de un aparato de administración de fluido sanguíneo oxigenado. Knowing the simplified and approximate ratio of administration without bubbles, ΔPfluid> pO2 (out), a caregiver who has a catheter characterized by an effective inner diameter can use a graph such as Figure 12 to determine if an appropriate range of rates can be achieved blood flow if the caregiver used a fluid delivery device including the catheter to deliver blood that has a desired pO2. Alternatively, a caregiver who specifies a desired oxygenated blood pO2 and a range of oxygenated blood flow rates may use a graph analogous to that depicted in Figure 12 to help select a catheter for use in a fluid delivery apparatus for a particular application Likewise, other graphs (eg, figure 13) may be used by the caregiver or others in other applications to facilitate the provision of an oxygenated blood fluid delivery apparatus.

La presente invención se ha descrito en términos de realizaciones ejemplares. Según la presente invención, los parámetros operativos del sistema se pueden variar, típicamente especificándolos y seleccionándolos un médico o cuidador para la indicación clínica deseada. Además, se contempla que otras realizaciones, que puedan ser ideadas fácilmente por personas de conocimientos ordinarios en la técnica en base a las ideas aquí expuestas, puedan caer dentro del alcance de la invención que se define por las reivindicaciones anexas. La presente invención puede ser modificada y llevada a la práctica de formas diferentes, pero equivalentes, que serán evidentes a los expertos en la técnica que conozcan las ideas aquí expuestas. The present invention has been described in terms of exemplary embodiments. According to the present invention, the operating parameters of the system can be varied, typically by specifying them and selecting a doctor or caregiver for the desired clinical indication. Furthermore, it is contemplated that other embodiments, which can easily be devised by persons of ordinary skill in the art based on the ideas set forth herein, may fall within the scope of the invention defined by the appended claims. The present invention can be modified and put into practice in different, but equivalent, ways that will be apparent to those skilled in the art who know the ideas set forth herein.

No se han previsto limitaciones de los detalles o la construcción o el diseño aquí mostrados, a excepción de lo descrito en las reivindicaciones anexas. Así, deberá ser claro que las realizaciones específicas descritas anteriormente pueden ser alteradas y modificadas, a condición de que tales variaciones y modificaciones caigan dentro del alcance de la presente invención expuesta en las reivindicaciones anexas. No limitations on the details or construction or design shown herein are provided, except as described in the appended claims. Thus, it should be clear that the specific embodiments described above can be altered and modified, provided that such variations and modifications fall within the scope of the present invention set forth in the appended claims.

Claims (15)

REIVINDICACIONES 1. Un dispositivo para oxigenar sangre y administrar la sangre oxigenada a un paciente, incluyendo el dispositivo: 1. A device to oxygenate blood and administer oxygenated blood to a patient, including the device: un conjunto de bomba de sangre (20) acoplado a un suministro de sangre (10); a blood pump assembly (20) coupled to a blood supply (10); un conjunto de oxigenación de la sangre (30) acoplado al conjunto de bomba de sangre (20), recibiendo el conjunto de oxigenación de la sangre (30) la sangre del conjunto de bomba de sangre (20) y oxigenando la sangre; a blood oxygenation assembly (30) coupled to the blood pump assembly (20), receiving the blood oxygenation assembly (30) the blood from the blood pump assembly (20) and oxygenating the blood; un sistema de administración (40) acoplado al conjunto de oxigenación de la sangre (30), estando adaptado el sistema de administración (40) para administrar la sangre oxigenada a un paciente, incluyendo el sistema de administración (40): an administration system (40) coupled to the blood oxygenation assembly (30), the administration system (40) being adapted to administer the oxygenated blood to a patient, including the administration system (40): un elemento alargado generalmente tubular (700) que tiene una porción de extremo próximo (710) y una porción de extremo distal (720), estando adaptada la porción de extremo distal (720) para introducirse en el paciente y estando acoplada la porción de extremo próximo (710) al conjunto de oxigenación de la sangre (30), teniendo además el elemento (700) un primer lumen (760) para transportar la sangre oxigenada que se extiende generalmente desde la porción de extremo próximo (710) a la porción de extremo distal (720), a generally tubular elongate element (700) having a proximal end portion (710) and a distal end portion (720), the distal end portion (720) being adapted to be inserted into the patient and the end portion being coupled next (710) to the blood oxygenation assembly (30), the element (700) also having a first lumen (760) for transporting the oxygenated blood that generally extends from the proximal end portion (710) to the portion of distal end (720), y teniendo el elemento (700) una porción de transición (750) situada entre la porción de extremo próximo (710) y la porción de extremo distal (720), caracterizado porque and the element (700) having a transition portion (750) located between the proximal end portion (710) and the distal end portion (720), characterized in that la porción de transición (750) es relativamente flexible en comparación con la porción de extremo próximo (710) y es relativamente rígida en comparación con la porción de extremo distal (720). the transition portion (750) is relatively flexible compared to the proximal end portion (710) and is relatively rigid compared to the distal end portion (720).
2.2.
El dispositivo expuesto en la reivindicación 1, incluyendo al menos un agujero (790) situado en una pared periférica del elemento (700) y que se extiende al primer lumen (760).  The device set forth in claim 1, including at least one hole (790) located in a peripheral wall of the element (700) and extending to the first lumen (760).
3.3.
El dispositivo expuesto en la reivindicación 2, donde el al menos único agujero (790) está formado en la porción de extremo distal (720) del elemento (700).  The device set forth in claim 2, wherein the at least one hole (790) is formed in the distal end portion (720) of the element (700).
4.Four.
El dispositivo expuesto en la reivindicación 1, incluyendo una pluralidad de agujeros (790) situados en una pared periférica del elemento (700) y que se extienden al primer lumen (760).  The device set forth in claim 1, including a plurality of holes (790) located in a peripheral wall of the element (700) and extending to the first lumen (760).
5.5.
El dispositivo expuesto en la reivindicación 4, donde la pluralidad de agujeros (790) están formados en la porción de extremo distal (720) del elemento (700).  The device set forth in claim 4, wherein the plurality of holes (790) are formed in the distal end portion (720) of the element (700).
6.6.
El dispositivo expuesto en la reivindicación 4, donde cada uno de la pluralidad de agujeros (790) incluye un eje de paso, siendo cada eje de paso generalmente perpendicular a un eje longitudinal del elemento (700) y estando circunferencialmente desviado de cada eje de paso adyacente.  The device set forth in claim 4, wherein each of the plurality of holes (790) includes a passing axis, each passing axis being generally perpendicular to a longitudinal axis of the element (700) and being circumferentially offset from each passing axis. adjacent.
7.7.
El dispositivo expuesto en la reivindicación 1, incluyendo un segundo lumen (780) que se extiende a lo largo de al menos una porción del elemento (700).  The device set forth in claim 1, including a second lumen (780) that extends along at least a portion of the element (700).
8.8.
El dispositivo expuesto en la reivindicación 7, donde el segundo lumen (780) está dimensionado y situado para promover el seguimiento del elemento (700) sobre un alambre de guía.  The device set forth in claim 7, wherein the second lumen (780) is sized and positioned to promote tracking of the element (700) on a guidewire.
9.9.
El dispositivo expuesto en la reivindicación 1, incluyendo un marcador radioopaco situado en el elemento (700).  The device set forth in claim 1, including a radiopaque marker located in the element (700).
10.10.
Un dispositivo para oxigenar sangre y administrar la sangre oxigenada a un paciente, según una o varias reivindicaciones precedentes, incluyendo además el dispositivo:  A device for oxygenating blood and administering oxygenated blood to a patient, according to one or several preceding claims, further including the device:
una pluralidad de agujeros (790) formados en una pared periférica del elemento (700) y que se extienden al primer lumen (760), estando situados los múltiples agujeros (790) en la porción de extremo distal (720) del elemento (700), teniendo cada uno de la pluralidad de agujeros (790) un eje de paso, siendo cada eje de paso generalmente perpendicular al eje longitudinal del elemento (700) y estando circunferencialmente desviado de cada eje de paso adyacente. a plurality of holes (790) formed in a peripheral wall of the element (700) and extending to the first lumen (760), the multiple holes (790) being located in the distal end portion (720) of the element (700) , each of the plurality of holes (790) having a passing axis, each passing axis being generally perpendicular to the longitudinal axis of the element (700) and being circumferentially offset from each adjacent passing axis.
11.eleven.
El dispositivo expuesto en la reivindicación 10, donde cada eje de paso está circunferencialmente desviado 90 grados de cada eje de paso adyacente.  The device set forth in claim 10, wherein each passing axis is circumferentially offset 90 degrees from each adjacent passing axis.
12.12.
El dispositivo expuesto en la reivindicación 10, donde la pluralidad de agujeros (790) están espaciados al menos 0,5 pulgadas del extremo distal (720) del elemento (700).  The device set forth in claim 10, wherein the plurality of holes (790) are spaced at least 0.5 inches from the distal end (720) of the element (700).
13.13.
El dispositivo expuesto en la reivindicación 10, donde la pluralidad de agujeros (790) están espaciados secuencialmente a lo largo del eje longitudinal.  The device set forth in claim 10, wherein the plurality of holes (790) are sequentially spaced along the longitudinal axis.
5 14. El dispositivo expuesto en la reivindicación 10, donde el primer lumen (760) termina en un extremo distal abierto 14. The device set forth in claim 10, wherein the first lumen (760) ends at an open distal end. (720) del elemento (700). (720) of the element (700).
15. El dispositivo expuesto en la reivindicación 10, donde el primer lumen (760) termina en un extremo distal cerrado 15. The device set forth in claim 10, wherein the first lumen (760) ends at a closed distal end. (720) del elemento (700). 10 (720) of the element (700). 10 16. Un dispositivo para oxigenar sangre y administrar la sangre oxigenada a un paciente según una o varias reivindicaciones precedentes, incluyendo además el dispositivo: 16. A device for oxygenating blood and administering oxygenated blood to a patient according to one or several preceding claims, further including the device: una pluralidad de agujeros (790) formados en una pared periférica del elemento (700) y que se extienden al primer a plurality of holes (790) formed in a peripheral wall of the element (700) and extending to the first 15 lumen (760), estando situados los múltiples agujeros (790) en la porción de extremo distal (720) del elemento (700), teniendo cada uno de la pluralidad de agujeros (790) un eje de paso, siendo cada eje de paso generalmente perpendicular al eje longitudinal del elemento (700) y estando circunferencialmente desviado de cada eje de paso adyacente. 15 lumen (760), the multiple holes (790) being located in the distal end portion (720) of the element (700), each of the plurality of holes (790) having a passing axis, each passing axis being generally perpendicular to the longitudinal axis of the element (700) and being circumferentially offset from each adjacent axis of passage.
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