Metoda kontrolowanego uszkadzania rdzenia kręgowego u zwierząt

RZECZPOSPOLITA
POLSKA
(12)
OPIS PATENTOWY
(19)
(21) Numer zgłoszenia: 380468
Urząd Patentowy
Rzeczypospolitej Polskiej
(54)
(22) Data zgłoszenia: 21.08.2006
PL
213861
(13) B1
(11)
(51) Int.Cl.
A61D 1/00 (2006.01)
A61B 17/32 (2006.01)
A61B 17/3203 (2006.01)
A61B 17/3209 (2006.01)
Metoda kontrolowanego uszkadzania rdzenia kręgowego u zwierząt laboratoryjnych
(73) Uprawniony z patentu:
INSTYTUT TECHNIKI GÓRNICZEJ KOMAG,
Gliwice, PL
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
03.03.2008 BUP 05/08
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
31.05.2013 WUP 05/13
(72) Twórca(y) wynalazku:
DAGMARA TEJSZERSKA, Gliwice, PL
MAREK GZIK, Gliwice, PL
MICHAŁ BOBROWSKI, Tychy, PL
JOANNA LEWIN-KOWALIK, Katowice, PL
WIESŁAW MARCOL, Skrzyszów, PL
WOJCIECH ŚLUSARCZYK, Katowice, PL
(74) Pełnomocnik:
PL 213861 B1
rzecz. pat. Elżbieta Olbrzymek
2
PL 213 861 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest metoda kontrolowanego uszkadzania rdzenia kręgowego u zwierząt laboratoryjnych, w celu prowadzenia następnie badań w zakresie regeneracji obszaru ośrodkowego układu nerwowego.
Jednym z poważniejszych wyzwań stojących przed współczesną medycyną jest naprawa
uszkodzeń urazowych rdzenia kręgowego. Zagadnienie to nabiera szczególnego znaczenia ze względu na wiek chorych, często nie przekraczający 25 lat, oraz na skutki ekonomiczne i społeczne, długotrwałego i kosztownego leczenia. Do niedawna sądzono, iż regeneracja w ośrodkowym układzie nerwowym nie istnieje i jest niemożliwa do wywołania. Obecnie przełom dokonujący się w naukach medycznych i biologii molekularnej pozwala na wywołanie regeneracji neuronów ośrodkowych, a tym
samym daje ogromne nadzieje i szanse ludziom, zwłaszcza młodym, po urazie ośrodkowego układu
nerwowego, w tym rdzenia kręgowego. W wielu ośrodkach na świecie prowadzone są intensywne
badania, które dają nadzieję na przełom w leczeniu urazów rdzenia kręgowego.
Znane metody kontrolowanego uszkadzania rdzenia kręgowego prowadzone są obecnie na
zwierzętach laboratoryjnych. Pozwala to, na podstawie charakteru urazu i ewentualnych objawów
neurologicznych, na zastosowanie dalszej taktyki postępowania terapeutycznego i konieczność leczenia operacyjnego. Zwłaszcza, że objawy całkowitego uszkodzenia rdzenia utrzymujące się przez
24 godziny po urazie zazwyczaj są nieodwracalne. Liczne przykłady dowodzą, że szybkie wkroczenie
chirurgiczne powoduje ustąpienie neurologicznych objawów ubytkowych. Znane metody kontrolowanego uszkadzania rdzenia kręgowego oparte są na bezpośrednim uderzeniu elementem mechanicznym, na przykład trzpieniem metalowym, z pewnej ustalonej empirycznie wysokości, na odsłoniętą
oponę twardą rdzenia, w kręg kręgosłupa lub tkankę rdzenia kręgowego, po wcześniejszym wykonaniu Iaminektomii w planowanym miejscu uderzenia. Zdarza się jednak bardzo często, że to bezpośrednie uderzenie elementem mechanicznym w kręg kręgosłupa lub tkankę rdzenia kręgowego powoduje rozerwanie opony rdzenia kręgowego, a tym samym odsłonięcie rdzenia kręgowego. Zwiększa to
ryzyko zakażenia, a w konsekwencji może doprowadzić do zgonu obiektu badanego.
Istnieją też metody kontrolowanego uszkadzania rdzenia kręgowego wykonywane za pomocą
urządzenia elektromagnetycznego, które powodują kontrolowane działanie tzw. „końcówki uderzającej” na odsłoniętą powierzchnię opony twardej. Modelowym urządzeniem tego typu jest ESCID-2000
wykonujący uraz w momencie zetknięcia się „końcówki uderzającej” z oponą twardą rdzenia. Jego
odmianą jest urządzenie wykorzystujące napęd pneumatyczny do wywołania uderzenia „końcówki
uszkadzającej” w odsłonięty rdzeń.
Celem wynalazku jest opracowanie metody kontrolowanego, małoinwazyjnego, punktowego
urazu głęboko zlokalizowanych obszarów substancji białej rdzenia kręgowego, bez otwierania kanału
kręgowego, u zwierząt laboratoryjnych, w sposób bezdotykowy za pomocą fali sprężonego powietrza.
Metoda ta pozwala symulować warunki, w jakich dochodzi do urazów rdzenia kręgowego u ludzi
w wypadkach komunikacyjnych. Zdobyte doświadczenia na zwierzętach przyczynią się do powstania
skutecznych metod leczenia ludzi po urazach ośrodkowego układu nerwowego.
Zgodnie z wynalazkiem, metoda kontrolowanego uszkadzania rdzenia kręgowego u zwierząt
laboratoryjnych realizowana jest za pomocą impulsowego wystrzału sprężonego powietrza skierowanego na odsłonięty fragment opony rdzenia kręgowego. Metoda ta polega na bezdotykowym, punktowym uciśnięciu opony rdzenia kręgowego, poprzez precyzyjnie ukierunkowany strumień sprężonego
powietrza. Tym dynamicznym uciśnięciem opony wywołuje się pod oponą powstanie fali uderzeniowej, która powoduje zranienie włókien nerwowych rdzenia kręgowego w sposób bezdotykowy.
W przedstawionym rozwiązaniu sprężone powietrze oddziałuje bezpośrednio na odsłoniętą
oponę twardą, nie powodując jej rozerwania, lecz wywołując kontrolowane uszkodzenia rdzenia. Uraz
rdzenia kręgowego odbywa się bez pośredniczenia tzw. „końcówki uszkadzającej” w sposób pośredni
za pomocą medium jakim jest powietrze lub inny gaz.
W korzystnym rozwiązaniu strumień sprężonego powietrza kierowany jest na oponę rdzenia
kręgowego poprzez wykonany uprzednio w kręgu kręgosłupa otwór trepanacyjny.
Metoda według wynalazku dobrze oddaje patomechanizm uszkodzenia rdzenia kręgowego,
symulującego warunki występujące u ludzi w trakcie urazu. Daje możliwość dostosowania siły i czasu
ekspozycji na bodziec uszkadzający, zapewnia w pełni kontrolowany, powtarzalny sposób uszkadzania rdzenia oraz porównywalność wyników badań prowadzonych nad regeneracją uszkodzeń rdzenia
kręgowego.
PL 213 861 B1
3
Przykład realizacji metody według wynalazku przedstawiono poniżej.
Dla zrealizowania metody kontrolowanego uszkadzania rdzenia kręgowego zaprojektowano
układ urządzeń wywołujący u zwierząt laboratoryjnych uraz za pomocą sprężonego powietrza w celu
uniknięcia nakłucia. Końcowym elementem wykonawczym układu jest końcówka o punktowym przekroju, poprzez którą następuje wystrzał sprężonego powietrza, które oddziaływuje bezpośrednio na
odsłoniętą oponę twardą, nie powodując jej rozerwania, lecz wywołując kontrolowane uszkodzenie
rdzenia. Końcówka podłączona jest do kompresora poprzez zawór oraz przewód doprowadzający
sprężone powietrze do układu.
W celu zrealizowania metody według wynalazku należy udostępnić fragment opony rdzenia
kręgowego. W przedstawionym przykładzie realizacji uzyskano to poprzez wykonanie w kręgu kręgosłupa zwierząt laboratoryjnych otworu trepanacyjnego. Następnie, w światło otworu trepanacyjnego
kieruje się końcówkę urządzenia i za pomocą wystrzału sprężonego powietrza, o określonym ciśnieniu, dokonuje się bezdotykowego ucisku opony. Uderzenie powietrza wywołuje pod oponą falę uderzeniową. Powstała w ten sposób fala uderzeniowa powoduje zranienie włókien nerwowych rdzenia
kręgowego w sposób bezdotykowy. Dobór parametrów ciśnienia powietrza ustala się na podstawie
badań.
Przedstawiona metoda pozwala wykonać w pełni kontrolowane uszkodzenia rdzenia kręgowego, w środku jego przekroju, bez konieczności znacznego otwierania kanału kręgowego. Zewnętrzne
warstwy rdzenia nie są uszkodzone. Skutkiem tego jest łatwość wykonania zabiegu z punktu widzenia
medycyny, a sam układ urządzeń realizujący metodę jest prosty w obsłudze. Za pośrednictwem metody według wynalazku dokonuje się urazu rdzenia kręgowego u zwierząt laboratoryjnych bez konieczności rozcinania opony.
W ten kontrolowany sposób uszkodzony rdzeń stanowi idealny cel dla wypróbowania na nim
nowych wzorców postępowań terapeutycznych.
Zastrzeżenia patentowe
1. Metoda kontrolowanego uszkadzania rdzenia kręgowego u zwierząt laboratoryjnych, znamienna tym, że odsłonięty fragment opony rdzenia kręgowego poddaje się bezdotykowo punktowemu uciśnięciu za pośrednictwem precyzyjnie ukierunkowanego strumienia sprężonego powietrza, a następnie
za pośrednictwem fali uderzeniowej powstałej pod oponą w wyniku dynamicznego jej uciśnięcia dokonuje się bezdotykowo zranienia włókien nerwowych rdzenia kręgowego badanego obiektu.
2. Metoda kontrolowanego uszkadzania rdzenia kręgowego według zastrz. 1, znamienna tym,
że strumień sprężonego powietrza kierowany jest na oponę rdzenia kręgowego poprzez wykonany
uprzednio w kręgu kręgosłupa otwór trepanacyjny.
4
PL 213 861 B1
Departament Wydawnictw UP RP
Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)