ES3058606T3

ES3058606T3 - System for analysis of body fluids and wound-associated biomolecules

Info

Publication number: ES3058606T3
Application number: ES20794962T
Authority: ES
Inventors: Wenjing Hu; Hong Vu; Ashwin Nair; Liping Tang
Original assignee: Progenitec Inc
Current assignee: Progenitec Inc
Priority date: 2019-04-24
Filing date: 2020-01-22
Publication date: 2026-03-11
Anticipated expiration: 2040-01-22
Also published as: EP3873394A4; CA3121669A1; CA3121669C; TW202107091A; CN113242725A; WO2020219130A1; CN113242725B; JP7484036B2; TWI855023B; US20200340981A1; US11506658B2; EP3873394A1; EP3873394B1; EP3873394C0; JP2022529552A

Abstract

Un sistema para analizar el fluido de una herida. El sistema incluye una capa transparente, una capa de membrana y una capa indicadora que contiene un reactivo colorimétrico o fluorescente para detectar el pH, un nitrito, una enzima, una especie reactiva de oxígeno, una especie reactiva de nitrógeno, un ácido nucleico o una combinación de estos. La capa de membrana es impermeable a los coágulos sanguíneos y a los restos celulares, y permeable al fluido de la herida. También se proporcionan métodos para analizar el fluido de una herida y para detectar fluido biológico en instrumentos biomédicos y materiales de desecho utilizando el sistema. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Sistema para el análisis de fluidos corporales y biomoléculas asociadas a heridas

[0003] Antecedentes

[0004] El fluido de herida, también conocido como exudado de la herida, contiene muchas biomoléculas que pueden analizarse para supervisar la cicatrización de heridas y detectar infecciones. Actualmente se utilizan varios dispositivos y técnicas para analizar el fluido de herida.

[0005] Por ejemplo, está disponible un dispositivo de succión que recoge el exudado de la herida de un apósito de la herida que cubre el lecho de la herida. El exudado recogido se analiza a continuación utilizando diversos kits de ensayo de biomoléculas. El análisis puede llevar horas. Además, un dispositivo de este tipo no puede determinar la presencia de diferentes biomoléculas en diferentes ubicaciones en la herida.

[0006] En otro ejemplo, existen dispositivos que contienen reactivos de diagnóstico integrados. Se utilizan como apósitos para cubrir heridas mientras identifican y miden simultáneamente biomoléculas en el fluido de herida in situ. Al incluir una capa de contacto con la herida hecha de un material similar al de un apósito, estos dispositivos proporcionan un número limitado, generalmente uno, de mediciones de una sola herida en un momento determinado. Además, como estos dispositivos entran en contacto directo con la herida, deben esterilizarse antes de su uso, lo que limita los reactivos de diagnóstico que se pueden usar. Además, estos dispositivos deben estar colocados durante varios días antes de que se pueda lograr cualquier análisis significativo de las biomoléculas de la herida.

[0007] Además, hay muchas tiras reactivas disponibles comercialmente en las que se coloca una muestra de ensayo en una tira de papel no poroso para analizar diversos parámetros en la muestra, por ejemplo, pH, actividad de la esterasa y niveles de nitrito. Estas tiras reactivas solo pueden generar un valor por prueba para un único parámetro de cada muestra, que generalmente representa un valor acumulativo o promedio para ese parámetro. Estas tiras reactivas no se pueden colocar directamente sobre una herida para analizar el fluido de herida, ya que los restos de tejido y los coágulos de sangre en una herida pueden unirse a la superficie de la tira reactiva y, por lo tanto, interferir con la precisión de la prueba.

[0008] La solicitud de patente de EE. UU. n.º 2007/0003606 divulga un apósito de la herida que tiene una capa indicadora de tal manera que cuando se coloca sobre una herida, detectará la presencia de bacterias en la herida. El apósito también incluye un adhesivo unido a la membrana de barrera para unir el apósito a la herida. Se proporciona un revestimiento de lámina que es una capa protectora que se retira del apósito de la herida para exponer el adhesivo antes de aplicar el apósito a la piel. La patente de EE. UU.8425996 enseña esencialmente el mismo dispositivo. La patente de EE. UU.

[0009] 4356149 describe un material analítico químico multicapa que incluye una capa impermeable al agua, una capa de reactivo y una capa de extensión porosa.

[0010] Existe la necesidad de un sistema que pueda medir y localizar simultáneamente biomoléculas ubicadas en diferentes zonas de una herida sin los inconvenientes analizados anteriormente.

[0011] Sumario

[0012] La invención se define en las reivindicaciones adjuntas.

[0013] Para satisfacer la necesidad expuesta, supra, se proporciona un sistema para analizar el fluido de una herida. El sistema incluye una capa base, una capa transparente, una capa de membrana y una capa indicadora. La capa indicadora contiene un reactivo indicador colorimétrico o fluorescente para detectar el pH, un nitrito, una enzima, una especie reactiva de oxígeno, una especie reactiva de nitrógeno o un ácido nucleico. La capa de membrana es impermeable a los coágulos de sangre y a los residuos celulares y es permeable al fluido de herida. La capa transparente es transparente de tal manera que un cambio de color del reactivo indicador colorimétrico o fluorescente se puede visualizar fácilmente a través de ella. La capa base es como se define en la descripción detallada y las reivindicaciones.

[0014] También se proporciona un método para analizar el fluido de una herida usando el sistema descrito anteriormente. El método requiere las etapas de (i) obtener un apósito de la herida que esté impregnado con un exudado de herida, (ii) cubrir el apósito de la herida con una superficie de la capa de membrana, (iii) poner en contacto la capa indicadora con la otra superficie de la capa de membrana, (iv) incubar el apósito de la herida con el sistema de manera que el exudado de la herida se transfiera a través de la capa de membrana a la capa indicadora y los componentes del exudado de la herida reaccionen con el reactivo indicador colorimétrico o fluorescente en la capa indicadora, y (v) visualizar uno o más cambios de color en la capa indicadora a través de la capa transparente. Los cambios de color en la capa indicadora están presentes en ubicaciones que corresponden a la ubicación en el apósito de la herida de los componentes del exudado de la herida que reaccionaron con el reactivo indicador colorimétrico o fluorescente. Se divulga adicionalmente un método para detectar fluidos biológicas en instrumentos biomédicos y materiales de desecho, que también emplea el sistema descrito anteriormente. El método se lleva a cabo cubriendo un instrumento biomédico o un material de desecho que ha estado en contacto con un fluido biológico, por ejemplo, sudor, saliva, orina, plasma y heces, con una superficie de la capa de membrana, poniendo en contacto la capa indicadora con la otra superficie de la capa de membrana, incubando el instrumento biomédico o el material de desecho con el sistema de manera que el fluido biológico se transfiera a través de la capa de membrana a la capa indicadora y reaccione con el reactivo indicador colorimétrico o fluorescente en la capa indicadora, y visualizando uno o más cambios de color en la capa indicadora a través de la capa transparente. De manera similar al método descrito anteriormente, los cambios de color en la capa indicadora están presentes en ubicaciones que entraron en contacto con un componente del material de fluido biológico que reaccionó con el reactivo indicador colorimétrico o fluorescente.

[0015] Los detalles de una o más realizaciones de la invención se exponen en los dibujos y la descripción a continuación. Otras características, objetos y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la descripción, de los dibujos y de las reivindicaciones adjuntas.

[0016] Breve descripción de los dibujos

[0017] La siguiente descripción se refiere a los dibujos adjuntos, de los cuales:

[0018] La figura 1A es un diagrama de un sistema de referencia para analizar el fluido de una herida (no la invención); la figura 1B es un diagrama de esta invención

[0019] la figura 2 es una fotografía que muestra la detección de inflamación activa en ausencia de infección en una herida de un cerdo después de transferir el fluido de herida desde la gasa de la herida (I) a una capa indicadora de pH (II) y a una capa indicadora de actividad de la esterasa (III); y

[0020] la figura 3 es una fotografía que muestra la detección de inflamación e infección activas en una herida de cerdo después de transferir el fluido de herida desde la gasa de la herida (I) a una capa indicadora de pH (II) y a una capa indicadora de actividad de la esterasa (III).

[0021] La figura 4 muestra los resultados fotográficos de la detección de zonas de herida diferenciadas que cicatrizan y que no cicatrizan y la ausencia de infección en una herida cutánea crónica humana después de transferir el fluido de herida desde la gasa de la herida a una capa indicadora de pH (I) y a una capa indicadora de actividad de la esterasa (II).

[0022] Descripción detallada

[0023] Como se ha mencionado anteriormente, se proporciona un sistema para analizar el fluido de una herida que incluye una capa indicadora y una capa de membrana. La capa indicadora contiene un reactivo indicador colorimétrico o fluorescente para detectar el pH, un nitrito, una enzima, una especie reactiva de oxígeno, una especie reactiva de nitrógeno, un ácido nucleico o combinaciones de estos analitos. El reactivo indicador colorimétrico o fluorescente puede estar presente en la capa indicadora en una cantidad de 1 ng/cm<2>a 1 g/cm<2>. En un ejemplo particular, el reactivo indicador colorimétrico o fluorescente está presente en la capa indicadora en una cantidad de 1 µg/cm<2>a 1 mg/cm<2>. Para la detección de pH, la capa indicadora contiene un indicador sensible al pH que puede ser, pero sin limitación, amarillo de nitrazina (pH de 6 a 7.2), verde de bromocresol (pH de 3.8 a 5.4), rojo de clorofenol (pH de 4.8 a 6.7), azul de bromotimol (pH de 6.0 a 7.6), rojo de fenol (pH de 6.8 a 8.4), azul de timol (pH de 1.2 a 2.8 y pH de 8.0 a 9.6), rojo de metilo (pH de 4.8 a 6.0), naranja de metilo (pH de 3.1 a 4.4), amarillo de metilo (pH de 2.9 a 4.0), rojo de propilo (pH de 4.8 a 6.6), rojo Congo (pH de 3.0 a 5.0), rojo de alizarina S (pH de 4.0 a 5.6), tornasol, fenolftaleína y otros colorantes de sulfonaftaleína, por ejemplo, púrpura de bromocresol (pH de 5.2 a 6.8), rojo de cresol (pH de 0.2 a 1.8 y pH de 7.2 a 8.8) y púrpura de meta-cresol (pH de 1.2 a 2.8 y pH de 7.4 a 9.0).

[0024] La detección de nitritos se logra incluyendo en la capa indicadora un compuesto capaz de reaccionar con nitritos, por ejemplo, una amina primaria aromática que puede ser, pero sin limitación, anilina; 4-cloroanilina; 4-bromoanilina; 2,4,6-tribromoanilina; 2,4,6-tricloroanilina; α-trifluoro-m-toluidina; orto-toluidina; m- y p-aminofenol; orto-tolidina; sulfanilamida, ácido p-aminobenzoico; ácido 1-amino-8-hidroxinaftaleno-3,6-disulfónico; aminoacetanilida; aminofenil éter, ácido p-arsanílico; y 4-amino-1-naftalenocarbonitrilo.

[0025] La exposición de nitritos a la capa indicadora que contiene los compuestos reactivos con nitrito anteriores da como resultado la formación de sales de diazonio no limitadas a 1-diazo-2-naftol-4-sulfonato; 1-diazofenil-3-carbonato; 4-diazo-3-hidroxi-1-naftilsulfonato (DNSA); 4-diazo-3-hidroxi-7-nitro-1-naftilsulfonato (NDNSA); 4-diazo-3-hidroxi-1,7-naftildisulfonato; cloruro de 2-metoxi-4-(N-morfolinil)bencenodiazonio; 4-diazo-3-hidroxi-7-bromo-1-naftilsulfonato; y 4-diazo-3-hidroxi-7-[1,oxopropil]-1-naftilsulfonato. Las sales de diazonio reaccionan con tetrahidro-benzoquinolina para formar productos azo de color rosa.

[0026] Como se ha mencionado anteriormente, el sistema también se puede usar para detectar una enzima tal como una proteasa, una esterasa, una lipasa y una peroxidasa. Por ejemplo, el sistema puede usarse para detectar elastasa, una metaloproteinasa de matriz, catalasa, mieloperoxidasa (MPO) y catepsina G.

[0027] Para la detección de una enzima, la capa indicadora puede contener un sustrato enzimático que produce una señal de color o fluorescente en presencia de la enzima activa. En un ejemplo, el sustrato es un sustrato de proteasa que incluye un cromóforo que emite una señal tras la escisión por una proteasa específica para el sustrato. En un ejemplo particular, la colagenasa puede detectarse mediante fragmentos marcados de colágeno I, II, III, IV, IX, que se vuelven fluorescentes tras la escisión del sustrato por una colagenasa. De manera similar, un sustrato peptídico de elastasa marcado tal como N-metoxisuccinil-Ala-Ala-Pro-Val p-nitroanilida (SEQ ID NO: 1), y N-(metoxisuccinil)-Ala-Ala-Pro-Val-7-amino-4-trifluormetilcumarina se usa para detectar elastasa.

[0028] La actividad de la esterasa se puede detectar usando un sustrato peptídico que contiene ésteres de aminoácidos, por ejemplo, L-lactato de 5-fenil-3-hidroxipirrolilo, éster de L-alanina-5-bromo-4-cloro-3-indoxilo, clorhidrato de éster etílico de L-fenilalanina, 3-hidroxi-5-fenilpirrol y éster de 3-indoxilo de N-tosil-L-alanina, en conjunción con una sal de diazonio tal como 1-diazo-2-naftol-4-sulfonato; 1-diazofenil-3-carbonato; DNSA; NDNSA; 4-diazo-3-hidroxi-1,7-naftildisulfonato; cloruro de 2-metoxi-4-(N-morfolinil)bencenodiazonio; 4-diazo-3-hidroxi-7-bromo-1-naftilsulfonato; y 4-diazo-3-hidroxi-7-[1,oxopropil]-1-naftilsulfonato. En un ejemplo, las sales de diazonio pueden incorporarse en el péptido.

[0029] En otro ejemplo, la capa indicadora contiene partículas de quitosano que liberan un colorante tras la hidrólisis por lisozima. En un ejemplo adicional, se incluye un sustrato de MPO en la capa indicadora, junto con glucosa oxidasa y glucosa, almidón y gamma-amilasa.

[0030] Las especies de oxígeno reactivo que puede detectar el sistema incluyen, pero sin limitación, superóxidos, óxido nítrico, hidroperóxido de terc-butilo, radical hidroxilo e hipoclorito. Para la detección de especies reactivas de oxígeno, la capa indicadora contiene, por ejemplo, Amplex Red, 2-(2-piridil)-benzotiazolina, bis-2,4-dinitrobencenosulfonilfluoresceína, diacetato de 2',7'-diclorofluorescina, cianina (Cy2, Cy3, Cy5) a base de hidrocianina o deuterocianina y luminol.

[0031] El sistema puede usarse para detectar ácido hipocloroso incluyendo en la capa indicadora HySOx o aminofenil fluoresceína y derivados. El sistema detecta los superóxidos si la capa indicadora contiene Mito-SOX o 4-cloro-7-nitrobenzo-2-oxa-1,3-diazol. Como alternativa, para detectar hipoclorito, la capa indicadora incluye uno de disulfonato de naftofluoresceína, pentafluorobenceno-sulfonil fluoresceína, peroxifluor-1, peroxicrimson-1, peroxiresorufina-1, escopoletina, Spy-HP y seminafto-fosfa-fluoresceína. En otros ejemplos, el hidroperóxido se detecta por MitoPY1 o difenil-1-pirenilfosfina y el radical hidroxilo por dihidrocalceína.

[0032] Las especies reactivas de nitrógeno que puede detectar el sistema incluyen, pero sin limitación, óxido nítrico, radical de dióxido de nitrógeno y catión nitrosonio. Para detectar especies reactivas de nitrógeno, la capa indicadora contiene, por ejemplo, o-fenilendiamina, 1,2-diaminoantraquinona, 2,3-diamino naftaleno, diacetato de 4,5-diaminofluoresceína, diacetato de 5,6-diaminofluoresceína, diaminorrodamina-4M AM, 4,5-diaminorrodamina B, diaminocianina y rodamina espirolactama.

[0033] Para la detección de ácidos nucleicos, la capa indicadora puede contener violeta cristal, bromuro de etidio, yoduro de propidio, 7-aminoactinomicina D, 1,1'-(4,4,8,8-tetrametil-4,8-diazaundecametileno) bis[4 - tetrayoduro de [(3-metilbenzo-1,3-oxazol-2-il)metiliden]-1,4-dihidroquinolinio] (YOYO-1<™>), 1-1'-[1,3-propanodiilbis [(dimetiliminio)-3,1-propanodiil]]bis[4-[(3-metil-2(3H)-benzotiazoliliden) metil]] tetrayoduro (TOTO-1<™>), 4',6-diamidino-2-fenilindol, Hoechst 33258, 33342, 34580) naranja de acridina o hidroxiestilbamidina.

[0034] Además, la capa indicadora puede contener 3,3'-diaminobencidina, ácido 3,4 diaminobenzoico, diclorofenolindofenol, N,N-dimetil-p-fenilendiamina, o-dianisidina, 4-cloro-1-naftol, o-fenilendiamina, N- (4-aminobutil)-N-etilisoluminol, 3-amino-9-etilcarbazol, 4-aminoftalhidrazida, ácido 5-aminosalicílico, ácido 2,2'-azino-bis(3-etilbenzotiazolina-6-sulfónico), indoxilo, índigo, Fast Blue RR, 4-cloro7-nitrobenzofurazano.

[0035] Además, la capa indicadora puede contener un aminofenol, un aminofenol éter, un colorante neutro, un colorante cargado, un colorante reactivo que contiene un grupo reactivo de sulfato de hidrógeno de sulfoniletilo o un colorante reactivo basado en diclorotriazina.

[0036] El colorante cargado puede ser azul brillante de remazol R, azul de toluidina, negro reactivo 5, violeta reactivo 5 y naranja reactivo 16, o un derivado hidrolítico o ammonolítico de los mismos.

[0037] Los colorantes reactivos basados en diclorotriazina pueden ser azul reactivo 4, rojo reactivo 10, azul reactivo 2, rojo reactivo 120, verde reactivo 19 y marrón reactivo 10. El colorante reactivo basado en diclorotriazina puede aparecer negro.

[0038] La capa indicadora puede incluir nanopartículas o partículas de oro coloidal, que pueden funcionalizarse para ser reactivas a analitos específicos. Se pueden emplear nanopartículas o partículas de oro coloidal que contienen reactivos indicadores colorimétricos o fluorométricos diferenciados en la capa indicadora para permitir que el sistema detecte múltiples analitos.

[0039] Como se ha mencionado anteriormente, además de la capa indicadora, el sistema incluye una capa de membrana. La capa de membrana es impermeable a los coágulos de sangre y a los residuos celulares y es permeable al fluido de herida. La capa de membrana puede tener un espesor de 5 µm a 1,0 mm y tener un tamaño de poro de 5 nm a 50 µm. En ciertos sistemas, la capa de membrana tiene un espesor de 0,1 mm a 0,6 mm y tiene un tamaño de poro de 5 µm a 50 µm. En un sistema particular, la capa de membrana tiene un espesor de 0,2 mm a 0,3 mm y tiene un tamaño de poro de 20 µm a 30 µm.

[0040] La capa de membrana está diseñada para transportar fluidos biológicos desde un artículo de prueba, por ejemplo, un apósito de la herida, a la capa indicadora, mientras que al mismo tiempo, evita que los coágulos de sangre y los restos de tejido en el apósito de la herida entren en contacto directamente con la capa indicadora. La capa de membrana puede estar formada por celulosa, nitrocelulosa, metilcelulosa, hidroxipropilcelulosa, hidroxietilcelulosa, hidroxipropilmetilcelulosa, etilhidroxietilcelulosa, carboximetilcelulosa, acetato de celulosa, acetato butirato de celulosa, acetato propionato de celulosa, nitrato de celulosa nailon, nailon, viscosa, algodón, rayón, lana, seda, (poli) metacrilato de hidroxietilo, (poli) metacrilato de hidroxipropilo, (poli) metacrilato de glicerol, copolímeros de metacrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxipropilo o metacrilato de glicerol y ácido metacrílico, aminoacrilato y amino metacrilato, poli 4-vinilpiridina, acetato de polivinilo, alcohol polivinílico, copolímeros de acetato de polivinilo y alcohol polivinílico, copolímeros de acetato de vinilo y cloruro de vinilo modificados con hidroxilo, poliésteres y poliuretanos que contienen al menos un 10 % en peso de óxido de polietileno, estireno, copolímeros de ácido metacrílico/metacrilato de hidroxietilo, copolímeros de metacrilato de metilo/ácido metacrílico, copolímeros de metacrilato de etilo/estireno/ácido metacrílico, copolímeros de metacrilato de etilo/metacrilato de metilo/estireno/ácido metacrílico y politetrafluoroetileno. En sistemas particulares, la capa de membrana está formada por celulosa, nitrocelulosa o nailon.

[0041] El sistema también incluye una capa transparente impermeable no porosa que se superpone a la capa indicadora. La capa transparente es transparente de modo que un cambio de color del reactivo indicador colorimétrico o fluorescente se puede visualizar fácilmente a través de la capa transparente. La capa transparente puede estar formada por un plástico transparente, vidrio o una película de polímero. Por ejemplo, la capa transparente puede ser polipropileno, poliestireno, cloruro de polivinilo (PVC), alcohol polivinílico, acetato de celulosa, polímeros acrílicos o de poli(acetato de vinilo), tereftalato de polietileno, poliuretano, poliacrilato, policarbonato, etileno-acetato de vinilo, estirenocopolímero de ácido acrílico, copolímero de estireno-ácido metacrílico o combinaciones de estos materiales.

[0042] En un sistema, la capa indicadora es integral con la capa transparente. En otro sistema, la capa indicadora es integral con la capa de membrana.

[0043] La capa indicadora puede formarse integral con la capa transparente o con la capa de membrana por medio de un adhesivo para retener uno o más reactivos indicadores en la capa transparente o en la capa de membrana. Los adhesivos que se pueden usar incluyen, pero sin limitación, acrílico, epoxis, acetato de polivinilo, poliuretano, dextrina, caseína, látex, peróxido, isocianato, resina de urea-formaldehído, acrilonitrilo, nitrato de celulosa, base de neopreno, polisulfuro, PVC, caucho pegamento a base de silicio, pegamento a base de silicio y pegamento de albúmina.

[0044] En un sistema particular, el adhesivo es un pegamento acrílico que tiene un pH neutro. En otro sistema particular, el pegamento es acetato de polivinilo.

[0045] De acuerdo con la invención, también se incluye una capa base, junto con la capa transparente, la capa indicadora y la capa de membrana. La capa base no es porosa y es impermeable para evitar que cualquier líquido, por ejemplo, exudado de la herida, se filtre fuera del sistema durante el uso. La capa base es blanca, para facilitar la visualización de cambios de color en la capa indicadora.

[0046] La capa base, que puede ser rígida o flexible, está formada, por ejemplo, por un plástico, una cerámica, aluminio, nailon, PVC, poli(fluoruro de vinilideno), poli(cloruro de vinilideno), resinas fenoxi, copolímeros de butadieno/estireno, butadieno /copolímeros de metilestireno, poli(met)acrilatos, copolímeros de butadieno/acrilonitrilo, copolímeros de etileno/propileno, polibutadieno, poliisopreno, poli(oxi-2,6-dimetil-1,4-fenileno), poli(oxicarboniloxi-1,4-1,4-fenilenoisopropilideno-1,4-fenileno), copolímeros de acrilonitrilo estireno, copolímeros de acrilonitrilo/acrilato de metilo/butadieno, copolímeros de acrilonitrilo/estireno-butadieno, poli-1-vinilnaftaleno, polivinilfenilcetona, poli-p xililenododecanodioato, politetrametileno octenodiamida, poli-(tetrametileno tereftaleno), poli-(3,3'-dibenzoato de trimetileno), poli-(anhídrido tereftálico), poli-(4-metil-diamina), carbonato de polivinileno, laurato de polivinilo, poli(acetato de isopropenilo), poli (alilbenceno), poli(vinilbutil éter), formiato de polivinilo, polivinilfenilo éter, polinorborneno, policarbonato, poliésteres hidrófobos y poliuretanos, y mezclas de estos materiales. En un sistema ilustrativo, la capa base es PVC.

[0047] El sistema de la invención tiene cuatro capas, es decir, la capa transparente, la capa indicadora, la capa de membrana y la capa base. En la disposición de la invención, la capa transparente, la capa de membrana y la capa base están unidas a lo largo de un borde, y la capa indicadora no se extiende hasta ese borde.

[0048] Un sistema de referencia se describe adicionalmente haciendo referencia a la figura 1A (no la invención). Esta figura muestra el sistema 100 para analizar el fluido de una herida. El sistema 100 incluye la capa de membrana 102, la capa transparente 104 y la capa indicadora 103 entre la capa de membrana 102 y la capa transparente 104. En la disposición particular mostrada, la capa transparente 104 y la capa de membrana 102 están conectadas a lo largo del borde 105. En otra disposición, todas las capas, es decir, la capa transparente 104, la capa de membrana 102 y la capa indicadora 103 se extienden hasta y están conectadas a lo largo del borde 105.

[0049] Dentro del alcance de la invención está el sistema 200 mostrado en la figura 1B. Este sistema incluye la capa base 201, la capa de membrana 102, la capa transparente 104 y la capa indicadora 103 entre la capa de membrana 102 y la capa transparente 104. En la disposición representada, la capa base 201, la capa transparente 104 y la capa de membrana 102 están conectadas a lo largo del borde 205. En otra disposición, la capa base 201, la capa transparente 104, la capa de membrana 102 y la capa indicadora 103 se extienden hasta y están conectadas a lo largo del borde 205.

[0050] Volviendo a la capa indicadora 103, esta capa, como se ha mencionado anteriormente, contiene un reactivo indicador para la detección colorimétrica o fluorescente de pH, nitritos, proteasas (por ejemplo, una esterasa), especies reactivas de oxígeno y especies reactivas de nitrógeno. En el sistema 100 y el sistema 200, la capa indicadora 103 puede ser una capa diferenciada separable, puede integrarse con la capa transparente 104 o puede integrarse con la capa de membrana 102. Por ejemplo, el reactivo indicador se puede unir con un adhesivo a la capa transparente 104 para formar la capa indicadora 103. En otro ejemplo, el reactivo indicador se une a la capa de membrana 102 con un adhesivo. Como alternativa, el reactivo indicador puede reticularse químicamente a la capa transparente 104 o a la capa de membrana 102. En una alternativa adicional, el reactivo indicador se impregna en la capa de membrana 102 y se mantiene en su lugar mediante atrapamiento físico y fuerzas electrostáticas.

[0051] La capa transparente 104 es una capa protectora que evita que el reactivo indicador en la capa indicadora 103 se elimine por lavado. Es transparente para habilitar la visualización de cambios de color del tinte en la capa indicadora 103. La capa transparente 104 también es impermeable y no porosa, de modo que el fluido de herida no la penetrará, proporcionando así seguridad a los usuarios del sistema 100 y el sistema 200. La capa transparente 104 puede estar formada por materiales transparentes como se ha indicado anteriormente.

[0052] Volviendo a la capa base 201, está diseñada para proporcionar soporte mecánico para el sistema 200. La capa base 201, al igual que la capa transparente 104, es impermeable y no porosa para evitar fugas y contaminación por los fluidos biológicos sometidos a análisis. Como se ha mencionado anteriormente, la capa base 201 es blanca para mejorar la visualización de los cambios de color en la capa indicadora 103. Los materiales que se pueden usar para formar la capa base 201 se exponen, supra.

[0053] El sistema descrito en detalle anteriormente puede usarse en un método para analizar el fluido de una herida. El método se lleva a cabo obteniendo un sistema que incluye una capa indicadora y una capa de membrana, obteniendo un apósito de la herida que está impregnado con un exudado de herida, cubriendo el apósito de la herida con la capa de membrana, poniendo en contacto la capa indicadora con la capa de membrana, incubando el apósito de la herida con el sistema de tal manera que el exudado de la herida se transfiere a través de la capa de membrana a la capa indicadora, donde los componentes del exudado de la herida, por ejemplo, biomoléculas, reaccionan con el reactivo indicador colorimétrico o fluorescente, y visualizando un cambio de color en la capa indicadora a través de la capa transparente.

[0054] El cambio de color en la capa indicadora está presente en una ubicación correspondiente a la ubicación original en el apósito de la herida del componente de exudado de la herida que reaccionó con el reactivo indicador. El cambio de color refleja la cantidad y ubicación de estos componentes en diferentes zonas de la herida. Como tal, se crea un mapa que muestra la ubicación particular en la herida de un cierto atributo, por ejemplo, pH alcalino, o biomolécula, por ejemplo, una esterasa. El mapa así creado puede conservarse, por ejemplo, tomando una fotografía o escaneando digitalmente.

[0055] Se puede llevar a cabo un método particular para analizar un apósito de herida seco. En este método, las etapas analizadas en el párrafo anterior se llevan a cabo con la adición de una etapa en la que el apósito de la herida se hidrata con una solución salina.

[0056] La solución salina es una solución altamente molar (0,5-6 M) que tiene un pH alto (pH 7-11). La solución salina puede ser, pero sin limitación, 1-6 M NaCl, 0.5-3.5 M KCl, 3 mM-3 M KI, 1.7-17 M KH<2>PO<4>, 9 mM-9M K<2>HPO<3>, 0.3-3.5 M Na<2>CO<3>, o tris(hidroximetil)aminometano 0,5-4 M.

[0057] La hidratación del apósito de la herida se puede llevar a cabo aplicando la solución salina al apósito de la herida, por ejemplo, mediante pulverización, antes de cubrirlo con la capa de membrana. Como alternativa, la solución salina se puede aplicar a la capa de membrana antes de cubrir el apósito de la herida.

[0058] En el método de la invención, el sistema empleado incluye la capa base, además de la capa transparente, la capa de membrana y la capa indicadora. Todas las capas se pueden unir a lo largo de un único borde.

[0059] El sistema descrito anteriormente también se puede usar en un método para detectar fluido biológico en instrumentos biomédicos y materiales de desecho. El método se lleva a cabo obteniendo un sistema que incluye una capa indicadora y una capa de membrana, obteniendo un instrumento biomédico o un material de desecho que ha estado en contacto con un fluido biológico, cubriendo el instrumento biomédico o el material de desecho con la capa de membrana, poniendo en contacto la capa indicadora con la capa de membrana, incubando el instrumento biomédico o el material de desecho con el sistema de tal manera que el fluido biológico se transfiera a través de la capa de membrana a la capa indicadora y reaccione con el reactivo indicador colorimétrico o fluorescente, y visualizando un cambio de color en la capa indicadora.

[0060] El cambio de color en la capa indicadora está presente en una ubicación correspondiente a una ubicación que entró en contacto con un componente del fluido biológico presente en el instrumento biomédico o en el material de desecho y reaccionó con el reactivo indicador colorimétrico o fluorescente. El resultado de detección puede conservarse tomando una fotografía o mediante escaneo digital.

[0061] Sin elaboración adicional, se cree que un experto en la materia puede, basándose en la divulgación en el presente documento, utilizar la presente divulgación en su máxima extensión. Por lo tanto, los siguientes ejemplos específicos deben interpretarse como meramente descriptivos y no limitativos del resto de la divulgación de ninguna manera. Ejemplos

[0062] Ejemplo 1: Análisis de heridas cutáneas porcinas no infectadas

[0063] La eficacia del sistema se probó en apósitos de gasa de algodón recuperados recientemente de heridas de piel porcina. Las heridas que experimentan curación activa y respuestas inflamatorias agudas tienen un entorno ácido, que fue detectado por el sistema de detección de pH. Por otro lado, las heridas crónicas y que no cicatrizan muestran un entorno alcalino, que también fue detectado por el sistema de detección de pH.

[0064] Las heridas por escisión se hicieron en animales eliminando tejido de piel de espesor completo a través de la fascia hasta la superficie del músculo subyacente. Las heridas se cubrieron con apósitos de gasa de algodón, que se cambiaron los días 1, 3, 5, 7, 14, 21 y 28 días después de la herida. Se comprobó el pH de la herida y las actividades de la esterasa de las gasas recién retiradas, utilizando dos ejemplos del sistema descrito anteriormente.

[0065] Ambos ejemplos particulares usados tenían una capa base, una capa de membrana, una capa indicadora y una capa transparente. Tanto la capa base como la capa transparente estaban formadas por tereftalato de polietileno. La capa de membrana estaba formada por celulosa con un grosor de 0,25 mm y un tamaño de poro de 20 a 35 µm.

[0066] Para la detección de pH, el sistema incluía 5 mg de nitrazina amarilla como capa indicadora, recubierta sobre una capa de membrana de celulosa de 10 x 10 cm<2>.

[0067] Para detectar la actividad de la esterasa, el sistema empleó éster de 3-indoxilo de N-tosil-L-alanina 1,4 mM y ácido 1-diazo-2-naftol-4-sulfónico 10 mM en etanol como la capa indicadora recubierta sobre una capa de membrana de celulosa de 10 x 10 cm<2>.

[0068] Dos días después de la herida, se recuperó la gasa y se colocó en un sistema de detección durante hasta 10 s contra la capa de membrana descrita anteriormente recubierta con nitrazina amarilla como reactivo de detección de pH. El exudado de la herida en la gasa tenía un pH ácido de ~6, indicativo de una respuesta inflamatoria activa que se observa generalmente en una herida en proceso de curación. Véase la figura 2, panel II.

[0069] A continuación, se colocó la misma gasa en el sistema de detección de esterasa durante hasta 10 s para determinar si había o no infección presente. El resultado no mostró cambio de color en la capa de membrana que contenía el reactivo de detección de esterasa, lo que indica la ausencia de infección. Véase la figura 2, panel III.

[0070] Veintiún días después de la herida, se retiró de la herida una gasa que había estado colocada durante 7 días y se colocó en el sistema de detección de pH descrito anteriormente durante hasta 10 s. El sistema de detección de pH mostró que el fluido de herida en la gasa era alcalina (pH ~8), lo que indica una baja actividad inflamatoria. La misma gasa probada en el sistema de detección de esterasa mostró baja actividad de la esterasa, coincidente con la ausencia de infección.

[0071] Ejemplo 2: Análisis de heridas cutáneas porcinas infectadas

[0072] El fluido tisular de una herida infectada contiene un alto nivel de actividad enzimática de esterasa, que fue detectada por el sistema de detección de esterasa. Por el contrario, el fluido de una herida no infectada contiene poca o ninguna actividad de la esterasa, lo que se demostró por una ausencia de reactividad con el sistema de detección de esterasa. Se hicieron heridas en la piel de espesor completo en cerdos como se describe en el Ejemplo 1. Estas heridas se trataron con 2000 unidades formadoras de colonias de Pseudomonas aeruginosa (American Type Culture Collection 27853) antes de colocar los apósitos de gasa de algodón. Como en el Ejemplo 1, la gasa se cambió los días 1, 3, 5, 7, 14, 21 y 28.

[0073] Dos días después de la herida y la infección con P. aeruginosa, la gasa se retiró de la herida infectada y se insertó en los sistemas descritos en el párrafo anterior. El pH de la gasa era ácido, con un pH de ~6. Esto indicó que una respuesta inflamatoria estaba en curso. Véase la figura 3, panel I. De nuevo, la misma gasa se colocó en un sistema de detección de esterasa que determina la presencia o ausencia de infección. El reactivo de detección de esterasa reaccionó fuertemente con el exudado de la herida de la gasa, mostrando una alta actividad de la esterasa asociada con la infección. Véase la figura 3, panel III.

[0074] Catorce días después de la herida y la infección, se retiró de la herida una gasa que había estado colocada durante 7 días y se colocó durante hasta 10 s en el sistema de detección de pH descrito anteriormente. El sistema de detección de pH mostró que el fluido de herida en la gasa era alcalina (pH ~8), lo que indica una baja actividad inflamatoria. La misma gasa probada en el sistema de detección de esterasa mostró baja actividad de la esterasa, coincidente con la ausencia de infección.

[0075] Ejemplo 3: Análisis de una herida cutánea crónica humana en curación

[0076] Se analizó una herida cutánea crónica que mostraba signos de curación en un paciente humano usando el sistema expuesto anteriormente. La gasa para heridas colocada en el sistema de detección de pH mostró zonas amarillas de pH ácido, que aparecen como zonas claras en la figura 4, panel I, intercaladas con parches alcalinos azul oscuro, que aparecen como zonas oscuras en la misma figura. Véase la figura 4, panel I. Los parches ácidos correspondían a zonas que mostraban actividades inflamatorias y de cicatrización normales, mientras que los parches alcalinos correspondían a zonas en las que la cicatrización se había detenido o ralentizado.

[0077] En la misma herida crónica que había empezado a cicatrizar se comprobó si había infección colocando el apósito de la herida sobre el sistema de detección de esterasa. Los resultados no mostraron cambio de color, lo que indica que la herida crónica no estaba infectada. Véase la figura 4, panel II.

[0078] Ejemplo 4: Análisis de una herida cutánea humana que no cicatriza

[0079] También se realizó un análisis en un apósito de la herida retirado de una herida cutánea humana que no cicatrizaba. El apósito se retiró de la herida y se colocó en el sistema de detección de pH anterior. Los resultados mostraron una alcalinidad homogénea en todo el apósito, en correlación con la ausencia de inflamación asociada con el proceso de cicatrización de heridas.

[0080] El mismo apósito se probó para determinar la actividad de la esterasa en el sistema de detección de esterasa. El análisis mostró regiones diferenciadas de coloración púrpura resultantes de la actividad de la esterasa en la herida, lo que indica zonas de infección. La infección de la herida se confirmó mediante pruebas de laboratorio normalizadas. Ejemplo 5: Bloqueo de la transferencia de sangre a través del sistema

[0081] Se probó una capa de membrana del sistema para determinar su capacidad para evitar que la sangre y los residuos celulares penetren a través de ella hasta la capa indicadora. La capa de membrana se recubrió por un lado con una capa indicadora de pH como se ha descrito anteriormente en el Ejemplo 1. Se aplicó un apósito de la herida ensangrentado a la superficie de la membrana opuesta a la superficie recubierta con la capa indicadora. La capa indicadora se volvió azul oscuro dentro de los 10 s después de la aplicación del apósito de la herida a la superficie de la membrana y no mostró tinción roja. Este resultado mostró que el exudado de la herida podría transportarse desde el apósito a través de la capa de membrana hasta la capa indicadora mientras que las células sanguíneas en el apósito no se transfirieron. Por el contrario, la superficie de la capa de membrana que estaba en contacto con el apósito de la herida se tiñó de rojo por las células sanguíneas del apósito.

[0082] Ejemplo 6: Análisis de apósitos de heridas secos después de la hidratación

[0083] Como se ha mencionado anteriormente, el sistema se puede usar en apósitos de heridas secos hidratando el apósito de la herida con una solución de hidratación. La solución de hidratación disuelve los componentes secos del fluido de herida y permite que se transfieran al sistema.

[0084] Se ensayaron dos soluciones de hidratación, en particular, NaCl 6 M pH 10.6 y KCl 4 M pH 10.6, aplicando muestras de 200 µL de cada solución sobre la capa de membrana de un sistema de detección de pH, como se describe en el Ejemplo 1. El sistema no detectó ninguna muestra, ya que no se observó ningún cambio de color en la capa indicadora. Se colocó una gasa recién quitada de una herida cutánea humana sobre la capa de membrana del sistema de detección de pH, lo que no produjo ningún cambio de color. La misma gasa se retiró del sistema, se hidrató pulverizándola con KCl 4 M, pH 10.6, y se reemplazó contra la capa de membrana. Apareció un color azul claro en la capa indicadora, lo que significa un pH alcalino.

[0085] Una gasa que se retiró recientemente de una segunda herida cutánea humana seca y se colocó en la capa de membrana del sistema de detección de pH mostró varias manchas azules ampliamente separadas en la capa indicadora. La gasa se retiró del sistema, se pulverizó con NaCl 6 M pH 10.6 y se reemplazó en el sistema. La gasa hidratada mostró un color azul generalizado, indicativo de un entorno alcalino en la herida.

[0086] Ejemplo 7: Detección de pH en gasa de herida seca de cerdo

[0087] Se retiró la gasa de una herida cutánea de cerdo 17 días después de que se hizo la herida y se dejó secar al aire. La gasa seca colocada en un sistema de detección de pH no produjo ningún cambio de color en la capa indicadora de pH. Después de hidratar la gasa con una solución de KCl 4 M pH 10.6, la gasa se volvió a colocar en el sistema. La gasa hidratada indujo un color azul claro en la capa indicadora, coincidente con el fluido de una herida alcalina. En una segunda prueba, se retiró una gasa de una herida de cerdo de 17 días y se secó como se describe en el párrafo anterior. La prueba de la gasa seca en un sistema de detección de pH no mostró ningún cambio de color en la capa indicadora de pH. La gasa seca se hidrató pulverizándola con una solución de KCL 4 M pH 10.6. Tras reemplazar la gasa ahora hidratada en el sistema, apareció un patrón de colores azul claro/amarillo en la capa indicadora del sistema, lo que indica el fluido de una herida ácida/alcalina mixta con zonas de inflamación activa en la herida.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un sistema para analizar el fluido de una herida, comprendiendo el sistema una capa base, una capa transparente, una capa indicadora y una capa de membrana, conteniendo la capa indicadora un reactivo indicador colorimétrico o fluorescente para detectar el pH, un nitrito, una proteasa, una esterasa, una especie reactiva de oxígeno, una especie reactiva de nitrógeno, un ácido nucleico o una combinación de los mismos,

en donde la capa base es blanca, no porosa e impermeable, la capa base para evitar que el líquido se filtre fuera del sistema durante el uso, la capa de membrana es impermeable a los coágulos de sangre y los residuos celulares y es permeable al fluido de herida, la capa indicadora está ubicada entre la capa transparente y la capa de membrana, la capa transparente, la capa de membrana y la capa base se unen a lo largo de un borde y la capa indicadora no se extiende hasta ese borde, y la capa transparente, al no ser porosa, es transparente de modo que se pueda visualizar un cambio de color del reactivo indicador colorimétrico o fluorescente a través de la capa transparente.

2. El sistema de la reivindicación 1, en donde la capa de membrana tiene un espesor de 5 µm a 1,0 mm y tiene un tamaño de poro de 5 nm a 50 µm, preferiblemente en donde la capa de membrana tiene un espesor de 0,1 mm a 0,6 mm y tiene un tamaño de poro de 5 µm a 50 µm.

3. El sistema de la reivindicación 1, en donde el reactivo indicador colorimétrico o fluorescente está presente en la capa indicadora en una cantidad de 1 ng/cm<2>a 1 g/cm<2>, preferiblemente en una cantidad de 1 µg/cm<2>a 1 mg/cm<2>.

4. El sistema de la reivindicación 1, en donde la capa de membrana está formada por uno o más de celulosa, nitrocelulosa, metilcelulosa, hidroxipropilcelulosa, hidroxietilcelulosa, hidroxipropilmetilcelulosa, etilhidroxietilcelulosa, carboximetilcelulosa, acetato de celulosa, acetato butirato de celulosa, acetato propionato de celulosa, nitrato de celulosa nailon, nailon, viscosa, algodón, rayón, lana, seda, (poli) metacrilato de hidroxietilo, (poli) metacrilato de hidroxipropilo, (poli) metacrilato de glicerol, copolímeros de metacrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxipropilo o metacrilato de glicerol y ácido metacrílico, aminoacrilato y aminometacrilato, (poli)vinilpiridina, acetato de polivinilo, alcohol polivinílico, copolímeros de poli 4-vinilacetato y alcohol polivinílico, copolímeros de acetato de vinilo y cloruro de vinilo modificados con hidroxilo, poliésteres y poliuretanos que contienen al menos un 10 % en peso de óxido de polietileno, estireno, copolímeros de ácido metacrílico/metacrilato de hidroxietilo, copolímeros de metacrilato de metilo/ácido metacrílico, copolímeros de metacrilato de etilo/estireno/ácido metacrílico, copolímeros de metacrilato de etilo/metacrilato de metilo/estireno/ácido metacrílico o politetrafluoroetileno.

5. El sistema de la reivindicación 4, en donde la capa de membrana está formada por celulosa, nitrocelulosa o nailon; preferiblemente, en donde la capa de membrana tiene un espesor de 5 µm a 1,0 mm y tiene un tamaño de poro de 5 nm a 50 µm.

6. El sistema de la reivindicación 5, en donde el reactivo indicador colorimétrico o fluorescente está presente en la capa indicadora en una cantidad de 1 ng/cm<2>a 1 g/cm<2>, preferiblemente en donde el reactivo indicador colorimétrico o fluorescente para detectar el pH se selecciona del grupo que consiste en amarillo de nitrazina, verde de bromocresol, rojo de clorofenol, azul de bromotimol, rojo de fenol, azul de timol, rojo de metilo, naranja de metilo, amarillo de metilo, rojo de propilo, tornasol, fenolftaleína y un indicador de sulfonaftaleína.

7. Un método para analizar el fluido de una herida, comprendiendo el método:

obtener un sistema de la reivindicación 1 que incluye una capa base, una capa transparente, una capa indicadora y una capa de membrana que tiene una primera superficie y una segunda superficie opuesta a la primera superficie, estando la capa indicadora ubicada entre la capa transparente y la segunda superficie,

obtener un apósito de la herida que está impregnado con un exudado de la herida,

cubrir el apósito de la herida con la capa de membrana de manera que la primera superficie de la capa de membrana esté en contacto con el apósito de la herida,

poner en contacto la capa indicadora con la segunda superficie de la capa de membrana, y

incubar el apósito de la herida con el sistema de manera que el exudado de la herida se transfiera a través de la capa de membrana a la capa indicadora y los componentes del exudado de la herida reaccionen con el reactivo indicador colorimétrico o fluorescente,

visualizar uno o más cambios de color en la capa indicadora a través de la capa transparente,

en donde el uno o más cambios de color en la capa indicadora están presentes cada uno en una ubicación correspondiente a la ubicación en el apósito de la herida de los componentes del exudado de la herida que reaccionaron con el reactivo indicador colorimétrico o fluorescente.

8. El método de la reivindicación 7, que comprende además hidratar el apósito de la herida con una solución salina que tiene un pH de 5-11 y una concentración de 1-6 M.

9. El método de la reivindicación 8, en donde la solución salina contiene NaCl, KCl, KI, KH<2>PO<4>, K<2>HPO<4>, o tris(hidroximetil)aminometano.

10. El método de la reivindicación 9, en donde la etapa de hidratación se logra aplicando la solución salina al apósito

de la herida antes de la etapa de colocación o aplicando la solución salina a la primera superficie de la membrana antes de la etapa de recubrimiento.

11. El método de la reivindicación 10, en donde la capa indicadora forma una parte integral con la capa transparente y no se extiende hasta el borde de la capa transparente.

12. Un método para detectar fluidos biológicos en instrumentos biomédicos y materiales de desecho, comprendiendo el método:

obtener un instrumento biomédico o un material de desecho que ha estado en contacto con un fluido biológico, cubrir el instrumento biomédico o el material de desecho con la capa de membrana de manera que la primera superficie de la capa de membrana esté en contacto con el instrumento biomédico o el material de desecho, poner en contacto la capa indicadora con la segunda superficie de la capa de membrana, y

incubar el instrumento biomédico o el material de desecho con el sistema de manera que el fluido biológico se transfiera a través de la capa de membrana a la capa indicadora y reaccione con el reactivo indicador colorimétrico o fluorescente,

en donde el uno o más cambios de color en la capa indicadora están presentes cada uno en una ubicación que entró en contacto con un componente del fluido biológico presente en el instrumento biomédico o en el material de desecho y reaccionó con el reactivo indicador colorimétrico o fluorescente.