ES3058871T3 - Antimicrobial wound treatment device - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un apósito para el tratamiento de heridas, en particular para el tratamiento local de contaminación microbiana, infecciones y biopelículas mediante microablación térmica inducida por resonancia plasmónica. El dispositivo comprende un apósito y una fuente de luz. El apósito comprende una capa de contacto con la herida, dispuesta en el lado de la herida durante su uso, y una capa de recubrimiento, dispuesta en el lado opuesto de la herida durante su uso. El apósito, según la invención, se caracteriza además por la presencia de nanopartículas en la capa de contacto con la herida. Estas nanopartículas pueden excitarse por resonancia plasmónica. La fuente de luz está dispuesta, o puede estar dispuesta, en el lado opuesto de la capa de recubrimiento. Esta fuente de luz puede excitar las nanopartículas por resonancia plasmónica. La microablación térmica resultante inactiva o elimina microorganismos o biopelículas nocivos en la herida o en la piel del paciente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Dispositivo para el tratamiento antimicrobiano de heridas

[0003] La presente invención se refiere a un dispositivo para la terapia de heridas para la terapia local de contaminaciones microbianas, infecciones y biopelículas en heridas mediante microablación térmica inducida por resonancia de plasmones.

[0004] La contaminación microbiana y las infecciones representan un desafío en el tratamiento de heridas, en especial en el tratamiento de heridas crónicas. En una terapia de heridas infectadas por medio de principios activos antimicrobianos se pueden producir resistencias contra los principios activos.

[0005] En el sector cosmético, es conocida la aplicación de resonancia de plasmones. El documento US20140371664 describe un método en el que las nanopartículas se aplican sobre un soporte cosmético y se excitan en la proximidad de la piel por resonancia de plasmones. El método se puede emplear para la depilación y el tratamiento de acné.

[0006] En el sector del tratamiento de heridas se describe la aplicación de nanopartículas para la terapia antibacteriana, o bien bacteriostática en el documento WO2017/122224. A tal efecto se combinan nanopartículas de plata con nanocristales de celulosa en una pomada.

[0007] En el documento WO2012/031282, las nanopartículas que están introducidas en fibroína se excitan por resonancia de plasmones. El efecto fototérmico resultante se puede utilizar en la terapia térmica.

[0008] El documento US2020/101161 divulga un procedimiento para el tratamiento de heridas en el que se coloca un vendaje para heridas con acción antibacteriana. El procedimiento comprende el uso de un colorante fotosensible, que se puede activar para generar una o varias especies de oxígeno reactivas. Este colorante se aplica sobre un soporte y se cubre con una capa cubriente transparente. El soporte puede contener adicionalmente nanopartículas, que pueden aumentar la concentración de radicales libres.

[0009] La tarea que motiva la invención consiste en reducir el riesgo de infecciones de la herida en el caso de un tratamiento de la herida. Otra tarea consiste en reducir la colonización microbiana de heridas ya infectadas. Por lo demás, se debe suprimir la formación de biopelículas en heridas y las biopelículas ya presentes se deben eliminar lo más eficazmente posible.

[0010] Estas tareas se solucionan mediante un dispositivo según la reivindicación 1. La invención posibilita la mejora de la terapia de heridas crónicas, en especial infectadas, mediante una inactivación térmica y, dado el caso, una eliminación de microorganismos y biopelículas. Este tratamiento térmico se puede aplicar selectivamente en el punto de la herida o, dado el caso, en el entorno de la herida.

[0011] El dispositivo comprende un apósito para heridas y una fuente de luz. Opcionalmente, pueden estar presentes otras fuentes de luz. El apósito para heridas comprende una capa de contacto con la herida dispuesta en el lado de la herida y una capa cubriente que está dispuesta o se puede disponer en el lado opuesto a la herida en el uso del apósito para heridas. El apósito para heridas está caracterizado además por que en la capa de contacto con la herida están presentes nanopartículas. Estas nanopartículas son apropiadas para ser excitadas por resonancia de plasmones. La fuente de luz está dispuesta en el lado opuesto a la herida de la capa cubriente o se puede disponer en el lado opuesto a la herida de la capa cubriente. La fuente de luz es apropiada para excitar las nanopartículas por resonancia de plasmones.

[0012] Por medio del dispositivo según la invención, por consiguiente, sobre una zona de la herida, así como sobre la piel ilesa de un paciente presente en el entorno de la herida, se puede excitar una resonancia de plasmones. La microablación térmica resultante de ello conduce a la inactivación y/o eliminación de microorganismos dañinos o biopelículas en una herida o en la piel de un paciente. Se entiende por microablación térmica la presente inactivación térmica y, dado el caso, la eliminación de microorganismos y biopelículas.

[0013] Debido a la interacción con luz de las nanopartículas presentes en la capa de contacto con la herida, los electrones de conducción en las nanopartículas se excitan para dar vibración. La cuasipartícula que describe esta vibración es el plasmón. La excitación de un plasmón va acompañada de la absorción de luz y se denomina resonancia de plasmón. En el contexto de la presente invención, se entiende por nanopartículas partículas con una extensión espacial máxima de 1 nm a 500 nm. La extensión espacial máxima de las nanopartículas se sitúa entre 2 nm y 200 nm, de modo especialmente preferente, la extensión espacial máxima de nanopartículas se sitúa entre 5 nm y 150 nm, en especial, la extensión espacial máxima de nanopartículas se sitúa entre 6 nm y 100 nm.

[0014] La extensión espacial máxima de las nanopartículas se determina preferentemente por medio de microscopía electrónica de barrido en relación con la invención.

[0015] La extensión máxima de las nanopartículas está sujeta a una distribución y, por lo tanto, puede oscilar en algunos nanómetros de partícula a partícula.

[0016] Según la presente invención, las nanopartículas se introducen en una capa de contacto con la herida o se aplican sobre la superficie de la capa de contacto con la herida. Mediante la irradiación con luz, estas nanopartículas se excitan para dar vibraciones. Mediante la resonancia de plasmones descrita anteriormente se puede generar calor de manera local en la zona de la herida o en el entorno de la herida. Mediante microablación térmica se pueden eliminar microorganismos dañinos o biopelículas de la herida o de la piel de un paciente.

[0017] Las nanopartículas se pueden introducir, a modo de ejemplo, en una matriz de silicona. Las nanopartículas también pueden estar aplicadas sobre la capa de contacto con la herida, a modo de ejemplo por medio de recubrimiento por inmersión o por medio de evaporación de disolvente. En el caso de evaporación de disolvente, las nanopartículas se mezclan en un disolvente. El disolvente se elimina a presión reducida, en donde las nanopartículas precipitan y se adhieren a la superficie de la capa de contacto con la herida.

[0018] La capa cubriente debe crear un medio que favorezca la curación de la herida en la zona de la herida y evitar que lleguen impurezas a la herida. La capa cubriente puede ser una parte integral del apósito para heridas. Alternativamente, la capa cubriente se puede proporcionar como componente separado y aplicar solo en el caso de uso del apósito para heridas. La capa cubriente puede ser autoadhesiva.

[0019] El apósito para heridas comprende una capa de contacto con la herida. La capa de contacto con la herida se apoya directamente sobre la piel o el punto de la herida del paciente en la aplicación del apósito para heridas.

[0020] La capa de contacto con la herida puede presentar zonas adhesivas para la sujeción del apósito para heridas. El apósito para heridas comprende una capa intermedia. La capa intermedia comprende preferentemente un material absorbente de líquido, como por ejemplo fibras de celulosa, fibras de algodón, fibras de alginato, polímeros sintéticos hidrófilos o partículas o fibras superabsorbentes. El material puede estar presente, a modo de ejemplo, en forma de un material no tejido, una espuma polimérica o un hidrogel. La capa intermedia contiene preferentemente un vellón o un material Airlaid, en el que están incorporadas partículas superabsorbentes de poliacrilato. La capa intermedia está dispuesta entre la capa cubriente y la capa de contacto con la herida. También pueden estar presentes varias capas intermedias, en especial de diferentes materiales.

[0021] En el caso de una o varias capas intermedias se puede tratar de una o varias capas de transferencia. Una capa de transferencia posibilita en especial un transporte unidireccional de secreción de la herida liberado por la herida. Formas preferentes de realización de tal capa de transferencia comprenden materiales que permiten efectos capilares o presentan propiedades higroscópicas, como por ejemplo fieltro, fibras o partículas superabsorbentes o láminas perforadas.

[0022] En el caso de las nanopartículas se trata de nanovarillas en una forma de realización preferente. Estas presentan en especial una extensión espacial máxima de 45 nm. Las nanopartículas pueden presentarse igualmente en otras formas, por ejemplo de cubo, esfera, tetraedro, octaedro, laminillas o tubos. Una posible forma de realización de las nanopartículas puede comprender nanotubos, nanovarillas, nanofibras, pero también nanolaminillas o moléculas huecas cerradas. Son ejemplos de tales formas de realización nanovarillas de oro o nanoenvolturas de oro alrededor de un núcleo de óxido de silicio.

[0023] Las nanopartículas comprenden preferentemente sustancias de partida metálicas o sales y óxidos metálicos. Las nanopartículas están constituidas de modo especialmente preferente por las sustancias de partida metálicas citadas anteriormente o sales y óxidos metálicos. Según una forma de realización especialmente ventajosa, las nanopartículas comprenden oro u óxido de zinc o están constituidas exclusivamente por los mismos.

[0024] Las nanopartículas pueden comprender también plata, rutenio, platino, rodio, osmio, iridio, cobre, zinc, níquel, cromo, magnesio, hierro, paladio, oro, titanio, dióxido de titanio, plata, nitrato de plata y además derivados de plata.

[0025] Tanto la capa cubriente como también cada una de las capas intermedias comprenden una zona transparente y/o una abertura. En este sentido, la zona o las zonas transparentes o las aberturas están dispuestas de modo que la luz, que se emite por una fuente de luz en el lado opuesto a la herida de la capa cubriente en el apósito para heridas, puede llegar hasta la capa de contacto con la herida. La fuente de luz presente preferentemente en el lado opuesto a la herida está unida preferiblemente a la capa cubriente de manera separable o inseparable. En el caso de una fuente de luz que está unida de manera separable a la capa cubriente en el lado opuesto a la herida puede estar previsto que la fuente de luz sea reutilizable y se pueda sujetar a otro apósito para heridas.

[0026] La abertura o la ventana transparente en la capa cubriente se puede cerrar de manera no transmisora de luz mientras no se exciten plasmones. Para cubrir la abertura o la ventana transparente se puede utilizar una lámina no transmisora de luz. La lámina no transmisora de luz se puede sujetar en la capa cubriente por medio de zonas adhesivas. Alternativamente, la lámina no transmisora de luz puede estar unida firmemente a la capa cubriente, de modo que la lámina no transmisora de luz es plegable. La zona recerrable se puede fijar en este caso a la capa cubriente mediante interacción electrostática entre las láminas.

[0027] En otra forma de realización, la zona recerrable se puede cerrar de nuevo por medio de estructuras de superficie de la zona plegable (efecto gecko).

[0028] En el interior del apósito para heridas no está prevista preferentemente una fuente de luz integrada firmemente en el apósito para heridas. Por lo tanto, para excitar plasmones presentes en la capa de contacto con la herida se debe emplear la fuente de luz externa. El uso de una fuente de luz externa garantiza flexibilidad, a modo de ejemplo respecto a selección de la intensidad de la luz o longitud de onda de la luz.

[0029] En el caso de la fuente de luz se puede tratar preferentemente de un LED láser o un LED. También se puede tratar de una disposición de varios LED láser o LED en un conjunto. Si para la excitación de plasmones se emplea un láser, el láser no debe sobrepasar una potencia por área 330 a 350 mW/cm<2>para 10 s a 100 s, en caso contrario se pueden producir daños celulares o dérmicos. Es preferente el intervalo de longitud de onda 650 nm a 940 nm en la zona de infrarrojo cercano y/o 1000 nm a 1350 nm en la zona de infrarrojo.

[0030] El apósito para heridas puede presentar zonas adhesivas para la sujeción de una fuente de luz. Las zonas adhesivas pueden comprender un pegamento sensible a presión. Para la zona adhesiva se pueden utilizar, a modo de ejemplo, pegamentos de poliuretano o pegamentos de acrilato. Alternativamente, la propia fuente de luz puede comprender medios de sujeción que permiten una fijación en el lado opuesto a la herida de la capa cubriente, de modo que la luz irradiada por la fuente de luz puede llegar hasta la capa de contacto con la herida. Como medio de sujeción son concebibles sujeciones de clip, hebillas, broches a presión, sujeciones magnéticas y/o lazos. En otra forma de realización, la fuente de luz se puede colocar libremente sin sujeción. Se puede emplear una fuente de luz libremente colocable especialmente en el caso de un tratamiento de herida estacionario.

[0031] La fuente de luz que se utiliza para la generación de la resonancia de plasmones emite luz en el intervalo de longitud de onda entre 300 nm y 2000 nm.

[0032] Es preferente el intervalo de longitud de onda de 650 nm a 940 nm en la zona de infrarrojo cercano y de 1000 nm a 1350 nm en la zona de infrarrojo. La fuente de luz emite preferentemente luz monocromática. La fuente de luz emite preferentemente luz monocromática, que se ajusta de manera óptima al tamaño y a la forma de las nanopartículas, de modo que se produce resonancia de plasmones. Según otra forma de realización preferente se utiliza una fuente de luz multimodal. La fuente de luz multimodal irradia luz con diferentes frecuencias discretas.

[0033] En el caso de un tiempo de irradiación de 10 s a 100 s, la luz emitida por la fuente de luz no puede sobrepasar 350 mW/cm<2>, ya que en caso contrario se pueden ocasionar daños celulares o dérmicos en el paciente.

[0034] Como fuente de luz es apropiado el LED montado Thorlabs M850L3 con una potencia de 900 mW a 850 nm de longitud de onda nominal.

[0035] La fuente de luz puede disponer de un elemento de abastecimiento de corriente integrado. El elemento de abastecimiento de corriente puede ser una batería. En otra forma de realización, la fuente de luz puede estar conectada por medio de cable a una fuente de corriente.

[0036] El abastecimiento de corriente de la fuente de luz se efectúa preferentemente a través de fuentes de energía externas mediante transferencia de energía sin contacto por medio de campos electromagnéticos. En una forma de realización, el elemento de abastecimiento de corriente es un elemento de captación de energía. El elemento de captación de energía utiliza preferentemente radiación electromagnética como fuente de energía. En este caso, son especialmente preferentes ondas de radio con frecuencias de 30 kHz a 300 GHz. Estas ondas de radio pueden proceder, a modo de ejemplo, de torres de telefonía, instalaciones de radar, redes WiFi o conexiones Bluetooth. Para redes WiFi son de especial interés ondas de radio con frecuencias de 2,4 GHz y una potencia de 100 mW, así como con frecuencias de 5 GHz y una potencia de hasta 1 W. Las ondas de radio basadas en redes de telefonía móvil/GSM tienen, según los estándares GSM, las frecuencias 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz y 1900 MHz.

[0037] En una forma de realización preferente, el abastecimiento de corriente de la fuente de luz comprende un módulo de almacenamiento de energía.

[0038] En otra forma de realización preferente, la fuente de luz se abastece de energía a través de carga inductiva.

[0039] Figura

[0040] La Figura 1 muestra esquemáticamente una forma de realización del dispositivo constituido por un apósito para heridas 100 y una fuente de luz externa 41. Todas las capas permeables a la luz 30 se representan punteadas.

[0041] El apósito para heridas 100 está previsto para la terapia local de contaminaciones microbianas, infecciones y biopelículas mediante microablación térmica inducida por resonancia de plasmones. El apósito para heridas 100 comprende una capa cubriente 1, una capa de contacto con la herida 20 y una capa intermedia absorbente 11, en donde la capa intermedia 11 está dispuesta entre la capa cubriente 1 y la capa de contacto con la herida 20.

[0042] La capa de contacto con la herida 20 contiene nanovarillas 21 de oro, en donde se pueden emplear ventajosamente las partículas de oro divulgadas en la publicación "Bacterial biofilm elimination using gold nanorod localised surface plasmon resonance generated heat" de Maria Pihlet al. (2017) (https://doi.org/10.1016/j.msec.2017.05.067). La extensión espacial máxima de las nanovarillas 21 asciende a 45 nm. En el uso del apósito para heridas, la capa de contacto con la herida 20 se apoya directamente sobre la piel y/o el punto de la herida del paciente.

[0043] La capa cubriente 1 y la capa intermedia absorbente 11 presentan zonas transparentes. Las zonas transparentes están superpuestas de modo que se produce una zona permeable a la luz 30 que pasa por la capa cubriente 1 y la capa intermedia absorbente 11. La luz emitida por la fuente de luz externa 41 atraviesa las zonas permeables a la luz en la capa cubriente 1, la capa intermedia absorbente 11, e incide sobre la capa de contacto con la herida 20. La luz excita allí las nanovarillas 21 por resonancia de plasmones. El calentamiento local resultante conduce a una microablación térmica y/o a una inactivación de microorganismos dañinos o biopelículas en una herida de un paciente. La fuente de luz externa 41 es un LED con 850 nm de longitud de onda nominal, así como 3,5 mW/cm<2>en el caso de 322 mW de potencia total. Tal LED es, a modo de ejemplo, el conjunto de LED Thorlabs LIU850A LED, que tiene un diámetro de 38 mm.

[0044] En la capa cubriente 1, en el lado opuesto a la herida se aplica una lámina no transmisora de luz 60 con una zona recerrable 61. La zona recerrable 61 es un recorte abatible en la lámina no transmisora de luz. El recorte abatible 61 se fija mediante una zona adhesiva 63 en estado cerrado.

[0045] El apósito para heridas 100 se aplica en el paciente, de modo que las zonas transparentes 30 queden posicionadas sobre el área de la herida. La zona recerrable 61 de la lámina no transmisora de luz 60 se despliega, de modo que la zona permeable a la luz 30 queda expuesta. La fuente de luz externa 41 se orienta sobre el apósito para heridas 100 de modo que la luz emitida por la fuente de luz 41 puede incidir sobre las nanopartículas 21 a través de la zona permeable a la luz 30. Se enciende la fuente de luz 41 y las nanovarillas 21 de oro se excitan por resonancia de plasmones. La fuente de luz 41 permanece activa 5 min. Según sea necesario, la fuente de luz 41 se puede activar varias veces en el transcurso del tratamiento.

Claims (9)

1. REIVINDICACIONES

1.Dispositivo para uso en la inactivación y/o eliminación de microorganismos dañinos o biopelículas en una herida de un paciente por medio de microablación térmica inducida por resonancia de plasmones que comprende una fuente de luz (41) y un apósito para heridas (100), en donde el apósito para heridas (100) comprende

- una capa de contacto con la herida (20) dispuesta en el lado de la herida, y

- una capa cubriente (1) dispuesta en el lado de lado opuesto a la herida,

en donde la capa de contacto con la herida (20) contiene nanopartículas (21), que son apropiadas para ser excitadas por resonancia de plasmones,

y en donde la capa cubriente (1) dispuesta en el lado opuesto a la herida comprende una zona transparente (30) y/o una abertura, y

en donde la fuente de luz (41) está dispuesta o se puede disponer en el lado opuesto a la herida de la capa cubriente (1),

y en donde la fuente de luz (41) es apropiada para excitar las nanopartículas (21) por resonancia de plasmones,

y en donde la capa cubriente (1) comprende una zona recerrable impermeable a la luz (61), que puede cubrir la zona transparente (30) y/o la abertura,

caracterizado por queel apósito para heridas (100) comprende al menos una capa intermedia (11), en donde la al menos una capa intermedia (11) está dispuesta entre la capa cubriente (1) y la capa de contacto con la herida (20), y en donde la al menos una capa intermedia (11) comprende una zona transparente (30) y/o una abertura, de modo que está presente una zona permeable a la luz entre la fuente de luz (41) dispuesta en el lado opuesto a la herida de la capa cubriente (1) y la capa de contacto con la herida (20), en donde la al menos una capa intermedia (11) presenta propiedades absorbentes de líquido,

o en donde la al menos una capa intermedia (11) es una capa de transferencia que posibilita un transporte unidireccional de secreción de la herida liberada por la herida.

2.Dispositivo según la reivindicación 1, en donde la fuente de luz (41) está unida de manera separable o inseparable a la capa cubriente (1) del apósito para heridas (100).

3.Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones citadas anteriormente, en donde la capa de contacto con la herida (20) presenta una zona adhesiva.

4.Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones citadas anteriormente, en donde en el caso de las nanopartículas (21) se trata de nanopartículas (21) de metal o sales metálicas.

5.Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones citadas anteriormente, en donde las nanopartículas (21) tienen una extensión espacial máxima entre 1 nm y 500 nm, preferentemente entre 2 nm y 200 nm, de modo especialmente preferente entre 5 nm y 150 nm, en especial entre 6 nm y 100 nm.

6.Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones citadas anteriormente, en donde en el caso de la fuente de luz (41) se trata de un LED.

7.Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones citadas anteriormente, en donde la fuente de luz (41) emite luz con longitudes de onda entre 300 nm y 2000 nm, preferentemente 650 nm a 940 nm o 1000 nm a 1350 nm.

8.Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones citadas anteriormente, en donde la fuente de luz (41) emite luz monocromática.

9.Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones citadas anteriormente, en donde el dispositivo comprende al menos dos fuentes de luz (41).