ES2354781B2 - DEVICE AND METHOD FOR THE DYNAMIC STUDY OF BIOCAPAS ON MEDICAL CATHETERS. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo y método para el estudio dinámico de biocapas sobre catéteres de uso médico. El dispositivo permite la introducción de múltiples muestras para ser evaluadas a la vez, por lo que se pueden analizar varios biomateriales en un mismo experimento. El flujo de líquido sobre todas las muestras es paralelo al eje de todo el segmento de catéter, recreando correctamente el flujo tal como se presenta en la realidad cuando los catéteres son implantados. La extracción de las muestras es individual, evitando la exposición de las demás muestras al ambiente, disminuyendo el riesgo de introducir perturbaciones en el análisis o provocar la contaminación del sistema.Device and method for the dynamic study of biocaps on catheters for medical use. The device allows the introduction of multiple samples to be evaluated at the same time, by what can be analyzed several biomaterials in the same experiment. The flow of liquid over all samples is parallel to the axis of the entire catheter segment, recreating correctly the flow as presented in reality when The catheters are implanted. Sample extraction is individual, avoiding the exposure of the other samples to the environment, reducing the risk of introducing disturbances in the analysis or cause system contamination.
Description
Dispositivo y método para el estudio dinámico de biocapas sobre catéteres de uso médico.Device and method for the dynamic study of biocaps on catheters for medical use.
El objeto principal de la presente invención es un dispositivo que permite el estudio dinámico de biocapas microbianas sobre la superficie de materiales tubulares expuestos a un fluido en movimiento así como su método de utilización para la realización de dicho estudio dinámico.The main object of the present invention is a device that allows the dynamic study of biolayers microbials on the surface of tubular materials exposed to a moving fluid as well as its method of use for conducting said dynamic study.
Diversos estudios realizados en años recientes muestran que los microorganismos son capaces de crecer dando lugar a unas estructuras complejas conocidas como biocapas. Las biocapas bacterianas son el origen de problemas en diversos ámbitos, incluyendo salud y medicina, procesos alimentarios, tratamiento de aguas y otros sectores industriales.Various studies conducted in recent years show that microorganisms are able to grow giving rise to complex structures known as biocaps. Biocapas Bacterial are the source of problems in various fields, including health and medicine, food processes, treatment of Water and other industrial sectors.
Los microorganismos presentes en las biocapas son más resistentes a la acción de los antimicrobianos, antisépticos y desinfectantes que cuando se encuentran en forma planctónica. Tradicionalmente las pruebas de sensibilidad antimicrobiana o a otros agentes biocidas se realizan sobre bacterias en forma planctónica, con lo que sus resultados no son extrapolares al crecimiento en forma de biocapa.The microorganisms present in the biocaps they are more resistant to the action of antimicrobials, antiseptics and disinfectants that when they are in planktonic form. Traditionally antimicrobial sensitivity tests or to other biocidal agents are made on bacteria in the form planktonic, so its results are not extrapolar at growth in the form of biolayer.
La formación y desarrollo de las biocapas es un proceso muy complejo, en el que influyen muchas variables, entre las que son fundamentales el sustrato o superficie a colonizar (rugosidad, hidrofobicidad, presencia de película adherida), hidrodinámica del fluido (velocidad, flujo laminar o turbulento), características del fluido (pH, nutrientes, temperatura, carga iónica), así como las propiedades bacterianas.The formation and development of biocaps is a very complex process, which many variables influence, among the that the substrate or surface to be colonized is fundamental (roughness, hydrophobicity, presence of adhered film), Hydrodynamics of the fluid (velocity, laminar or turbulent flow), fluid characteristics (pH, nutrients, temperature, load ionic), as well as bacterial properties.
En el sector de la salud y medicina, el amplio uso de dispositivos protésicos ha determinado un incremento en el riesgo de padecer infecciones asociadas a la presencia de biocapas microbianas. Los resultados obtenidos en un antibiograma convencional no son aplicables a las biocapas, siendo el tratamiento de estas infecciones muy complicado y requiere, en la mayoría de los casos, la retirada del material protésico para erradicar la infección. Existen dos tipos de análisis para caracterizar la acción de un agente biocida (antimicrobiano o desinfectante) sobre el crecimiento de una biocapa. El primero se conoce como análisis estático, y consiste en estudiar el crecimiento de la biocapa sobre el material sumergido en un líquido que permanece en reposo. El segundo tipo se conoce como análisis dinámico y se caracteriza porque el material se expone a un líquido en movimiento. El hecho es que existen diferencias en el crecimiento de la biocapa en función del tipo de análisis. Para el análisis dinámico se necesitan dispositivos específicos y el material sobre el que se forma la biocapa tiene que tener una forma determinada para poder adaptarse a los mismos.In the health and medical sector, the broad Use of prosthetic devices has determined an increase in risk of infections associated with the presence of biocaps microbial The results obtained in an antibiogram Conventional are not applicable to biolayers, being the treatment of these infections very complicated and requires, in most of the cases, the removal of prosthetic material to eradicate the infection. There are two types of analysis to characterize the action of a biocidal agent (antimicrobial or disinfectant) on the growth of a biolayer The first is known as analysis static, and consists of studying the growth of the biolayer on the material submerged in a liquid that remains at rest. He second type is known as dynamic analysis and is characterized because the material is exposed to a moving liquid. The fact is that there are differences in the growth of the biolayer depending on of the type of analysis. Dynamic analysis requires specific devices and the material on which the biolayer has to have a certain way to adapt to the same.
Existe un constante avance tecnológico en cuanto al desarrollo de nuevos biomateriales con propiedades antiadhesivas, ya sea mediante algún recubrimiento superficial o por la propia naturaleza del material. La composición de estos nuevos materiales es objeto de patentes y a menudo es difícil disponer de muestras que se adapten a los dispositivos que permiten realizar análisis dinámicos.There is a constant technological advance as far as to the development of new biomaterials with non-stick properties, either by some surface coating or by one's own nature of the material The composition of these new materials it is the subject of patents and it is often difficult to have samples that adapt to devices that allow analysis dynamic
El crecimiento de biocapas sobre superficies de algún material suele constituir una consecuencia indeseable de la exposición de dichas superficies al contacto con fluidos en los que las bacterias se encuentran en forma planctónica. Así mismo, el desarrollo de la biocapa suele ir acompañado de la deposición de material inerte que se adhiere a la superficie creando un ensuciamiento y degradación de la misma. Por ello se estudian métodos para evitar la formación de las biocapas mediante el empleo de agentes biocidas que disminuyan o regulen su formación. A menudo la concentración adecuada del agente biocida está sujeta a no exceder ciertos límites para no afectar al proceso o función principal según el sector de que se trate. En la industria de la alimentación, por ejemplo, es común la formación de biocapas sobre los conductos y paredes de equipos. Su tratamiento mediante biocidas debe ser estimado adecuadamente, no rebasando ciertos límites que pudieran resultar tóxicos.The growth of biolayers on surfaces of some material usually constitutes an undesirable consequence of the exposure of said surfaces to contact with fluids in which The bacteria are found in planktonic form. Also, the Biolayer development is usually accompanied by deposition of inert material that adheres to the surface creating a fouling and degradation of it. That's why they study methods to prevent the formation of biocaps through employment of biocidal agents that decrease or regulate their formation. Often the appropriate concentration of the biocidal agent is subject to no exceed certain limits so as not to affect the process or function main according to the sector in question. In the industry of Food, for example, is the formation of biocaps on the ducts and walls of equipment. Your biocide treatment must be properly estimated, not exceeding certain limits that They could be toxic.
Los estudios de actividad antimicrobiana o de biocidas sobre biocapas tienen importantes limitaciones metodológicas. Muchos de ellos utilizan ensayos estáticos, donde el fluido permanece en reposo, con lo que no representan de modo adecuado las condiciones reales del flujo del fluido sobre la superficie donde crece la biocapa. Existen otros ensayos, conocidos como ensayos dinámicos, en los que se recrean las condiciones del flujo del fluido sobre la superficie en la que crece la biocapa.Studies of antimicrobial activity or of biocides on biolayers have important limitations methodological Many of them use static tests, where the fluid remains at rest, which does not represent so adequate the actual conditions of the fluid flow over the surface where the biolayer grows. There are other trials, known as dynamic tests, in which the conditions of the fluid flow over the surface on which the biolayer grows.
En el documento US6361963 de 03/06/2002 de Smith et al. se describe un dispositivo para analizar de modo dinámico el efecto de agentes biocidas sobre las biocapas formadas en los equipos utilizados en la industria de la pulpa y fabricación del papel. En este caso las bacterias son el origen de la corrosión indeseada de las superficies de estos equipos. El dispositivo consta de una bandeja con varias cámaras donde se alojan unas piezas rectangulares de acero, sobre las que se forma la biocapa. Cada habitáculo posee un orificio para la entrada del fluido y otro para la salida. De este modo se puede realizar simultáneamente un estudio dinámico sobre varias piezas en paralelo, empleando una concentración diferente del agente biocida en cada habitáculo. La bandeja se cubre con una tapa transparente que permite la visibilidad de los habitáculos. Este método tiene el inconveniente de que se necesita un efluente diferente para cada habitáculo. Además, la extracción de una única pieza implica desmontar todo el conjunto, exponiendo todas las piezas al ambiente, lo que puede introducir errores en el análisis y aumenta la posibilidad de contaminaciones. Por otro lado no se recrean apropiadamente las condiciones de flujo del fluido en los equipos industriales.In document US6361963 of 06/03/2002 by Smith et al . A device is described for dynamically analyzing the effect of biocidal agents on the bio-layers formed in the equipment used in the pulp and papermaking industry. In this case, bacteria are the source of unwanted corrosion of the surfaces of these equipment. The device consists of a tray with several chambers where rectangular pieces of steel are housed, on which the biolayer is formed. Each cabin has a hole for fluid inlet and another for the outlet. In this way, a dynamic study can be carried out simultaneously on several pieces in parallel, using a different concentration of the biocidal agent in each cabin. The tray is covered with a transparent lid that allows visibility of the rooms. This method has the disadvantage that a different effluent is needed for each cabin. In addition, the extraction of a single piece involves disassembling the entire assembly, exposing all the pieces to the environment, which can introduce errors in the analysis and increases the possibility of contamination. On the other hand, fluid flow conditions in industrial equipment are not properly recreated.
Otro tipo de dispositivo para estudiar de modo dinámico las biocapas microbianas, el dispositivo de Robbins, se describe por McCoy et al. en la revista Canadian Journal of Microbiology (1981), Volumen 27, páginas 910-92. Este dispositivo contiene un canal por el cual el líquido puede circular. El canal dispone de varios puertos u orificios equidistantes donde se alojan unos tapones, que una vez situados en los puertos, forman parte de la pared del canal. En la base de los tapones, en la zona que queda formando parte de las paredes del canal, existe un hueco donde se puede alojar una muestra de un determinado material en forma de disco. Sobre la cara del disco que queda expuesta al canal se forma la biocapa microbiana. Los tapones se pueden extraer independientemente a diferentes tiempos, y desencajar el disco para estudiar la biocapa formada sobre éste. Este dispositivo presenta una importante limitación, sólo permite el estudio de biocapas formadas sobre un material con forma y tamaño determinados por el hueco del tapón: forma de disco con un diámetro idéntico al del hueco. Los fabricantes de dispositivos de uso médico difícilmente suministran muestras de los materiales usados en su fabricación que tengan forma de disco y con esas dimensiones concretas. Además, se reservan el conocimiento de la composición química completa de los biomateriales. Al biomaterial base, plástico o metal, suelen añadirle una serie de compuestos químicos con distintos fines, entre ellos mejorar su biocompatibilidad. Se ha comprobado que estos aditivos pueden influir sobre la biocapa microbiana y por tanto deben estar presentes cuando el biomaterial se evalúa in vitro... En consecuencia, el dispositivo de Robbins tiene una limitación muy importante: no permite utilizar como sustrato sobre el que se forma la biocapa biomateriales de composición química idéntica a la de los que se utilizan en los dispositivos de uso médico.Another type of device for dynamically studying microbial biocaps, the Robbins device, is described by McCoy et al . in the Canadian Journal of Microbiology (1981), Volume 27, pages 910-92. This device contains a channel through which the liquid can circulate. The channel has several equidistant ports or holes where plugs are housed, which once located in the ports, are part of the canal wall. At the base of the plugs, in the area that is part of the canal walls, there is a gap where a sample of a certain disk-shaped material can be housed. The microbial biolayer is formed on the face of the disc that is exposed to the canal. The plugs can be extracted independently at different times, and disengage the disk to study the biolayer formed on it. This device has an important limitation, it only allows the study of biocaps formed on a material with a shape and size determined by the hole of the cap: disk shape with a diameter identical to that of the hole. The manufacturers of medical devices hardly supply samples of the materials used in their manufacture that have a disk shape and with those specific dimensions. In addition, knowledge of the complete chemical composition of biomaterials is reserved. To the base biomaterial, plastic or metal, they usually add a series of chemical compounds for different purposes, including improving their biocompatibility. It has been proven that these additives can influence the microbial biolayer and therefore must be present when the biomaterial is evaluated in vitro ... Consequently, the Robbins device has a very important limitation: it does not allow it to be used as a substrate on which it is used. It forms the biomaterial biolayer of chemical composition identical to those used in medical devices.
En el documento US6596505 de 22/07/2003 de Howard Ceri et al. se describe un método y aparato para estudiar dinámicamente el efecto de antimicrobianos sobre biocapas formadas en catéteres de uso clínico. El aparato consta de una bandeja con varios canales paralelos donde se aloja el líquido. La tapa de la bandeja posee parejas de insertos donde se sujetan los segmentos de catéteres. El modo de sujeción consiste en introducir un extremo del catéter en un inserto, y el otro extremo en el inserto adyacente, de modo que el segmento de catéter queda sujeto doblado en forma de U. Al colocarse la tapa sobre la bandeja se introducen los segmentos de catéteres en el líquido. Para permitir el flujo de líquido se dispone el conjunto sobre un dispositivo que lo balancea, moviéndose de un lado hacía el otro, permitiendo que el líquido fluya a través de los canales. Uno de los inconvenientes de este sistema reside en que no todo el catéter queda inundado por el líquido, de modo que se deben cortar los extremos por donde se sujetan cuando se realiza el recuento bacteriano. También se introducen perturbaciones en el ensayo cuando se extrae una única muestra, ya que se debe desmontar toda la tapa, exponiendo al ambiente todo el conjunto de catéteres. Por otro lado, el flujo de líquido circulante no recrea de modo adecuado el flujo real existente en los catéteres implantados en pacientes.In document US6596505 of 07/22/2003 by Howard Ceri et al . A method and apparatus for dynamically studying the effect of antimicrobials on biocaps formed in catheters for clinical use is described. The device consists of a tray with several parallel channels where the liquid is housed. The tray lid has pairs of inserts where the catheter segments are fastened. The fastening mode consists of inserting one end of the catheter into an insert, and the other end into the adjacent insert, so that the catheter segment is held folded in a U-shape. When the lid is placed on the tray the segments are introduced of catheters in the liquid. To allow the flow of liquid, the assembly is arranged on a device that balances it, moving from one side to the other, allowing the liquid to flow through the channels. One of the drawbacks of this system is that not all of the catheter is flooded with liquid, so the ends must be cut where they are held when the bacterial count is performed. Disturbances are also introduced into the test when a single sample is removed, since the entire lid must be disassembled, exposing the entire catheter assembly to the environment. On the other hand, the flow of circulating fluid does not adequately recreate the actual flow existing in catheters implanted in patients.
En la invención WO 2005/054820 A1 de 16/06/2005 de Cloete et al. se presenta un dispositivo y método para monitorizar el crecimiento de biopelículas de un modo dinámico. El dispositivo consta de una noria que aloja las muestras de material donde crece la biocapa. La noria se inunda parcialmente en el líquido. Al girar la noria, las muestras se sumergen y emergen sucesivamente. Además se dispone de un sensor que mide el crecimiento de la biocapa. Este dispositivo posee el inconveniente de no recrear claramente las condiciones exactas de flujo cuando se pretende estudiar la formación de biocapas en catéteres.In the invention WO 2005/054820 A1 of 06/16/2005 of Cloete et al . A device and method to monitor the growth of biofilms in a dynamic way is presented. The device consists of a ferris wheel that houses the samples of material where the biolayer grows. The ferris wheel is partially flooded in the liquid. When turning the ferris wheel, the samples submerge and emerge successively. There is also a sensor that measures the growth of the biolayer. This device has the disadvantage of not clearly recreating the exact flow conditions when it is intended to study the formation of biocaps in catheters.
Existen dispositivos que permiten simular las condiciones de flujo del fluido a través de la superficie de un biomaterial con una forma determinada, permitiendo estudiar la actividad de agentes biocidas (antimicrobianos, desinfectantes, etc) sobre biocapas desarrolladas en el mismo. El hecho de que la composición de los catéteres sea objeto de derechos que se reservan los fabricantes impide obtener muestras de los mismos con las formas adecuadas para ser adaptadas a los dispositivos existentes para estudios dinámicos. Por ello, la investigación actual se suele realizar utilizando segmentos de catéteres que se introducen en un líquido sin velocidad (análisis estáticos).There are devices that allow you to simulate the fluid flow conditions through the surface of a biomaterial with a certain form, allowing to study the activity of biocidal agents (antimicrobials, disinfectants, etc.) about biocaps developed in it. The fact that the composition of catheters is subject to rights reserved the manufacturers prevents obtaining samples of them with the forms suitable to be adapted to existing devices to dynamic studies Therefore, current research is usually perform using catheter segments that are inserted into a liquid without speed (static analysis).
El objeto de la presente invención es un dispositivo y un método que permite estudiar la actividad de agentes antimicrobianos en biocapas bacterianas formadas sobre segmentos de catéteres de uso médico de forma dinámica, recreando las condiciones de flujo a las que están expuestos los catéteres cuando son implantados. El dispositivo permite la introducción de múltiples muestras para ser evaluadas a la vez, por lo que se pueden analizar varios biomateriales. El flujo es paralelo al eje de todas las muestras (segmentos de catéter), recreando correctamente las condiciones reales. La extracción de cada muestra es individual, evitando la exposición de las restantes al ambiente, disminuyendo el riesgo de introducir perturbaciones en el análisis y de contaminaciones.The object of the present invention is a device and a method that allows to study the activity of agents antimicrobials in bacterial biocaps formed on segments of dynamically used medical catheters, recreating conditions of flow to which the catheters are exposed when they are implanted The device allows the introduction of multiple samples to be evaluated at the same time, so they can be analyzed Several biomaterials. The flow is parallel to the axis of all samples (catheter segments), correctly recreating the real conditions The extraction of each sample is individual, avoiding the exposure of the remaining ones to the environment, reducing the risk of introducing disturbances in the analysis and of contamination
Más concretamente, la presente invención constituye un dispositivo y método para el estudio dinámico de biocapas microbianas sobre la superficie de materiales tubulares expuestos a un fluido en movimiento.More specifically, the present invention It constitutes a device and method for the dynamic study of microbial biolayers on the surface of tubular materials exposed to a moving fluid.
Este es un dispositivo muy conveniente para realizar el análisis dinámico para el estudio de biocapas cuando éstas crecen sobre superficies de materiales u objetos con forma tubular, como catéteres intravasculares, sondas urinarias, conductos de un equipo intercambiador de calor, un tejido, etcétera, cuando el flujo al que están expuestas es normalmente tubular. Por lo tanto no es necesario disponer de una muestra del material con una forma determinada para ser adaptada al dispositivo, ya que se pueden emplear segmentos del mismo material u objeto como muestras.This is a very convenient device for perform dynamic analysis for the study of biocaps when they grow on surfaces of materials or shaped objects tubular, such as intravascular catheters, urinary catheters, ducts of a heat exchanger equipment, a fabric, etc., when the Flow to which they are exposed is normally tubular. For that reason, not it is necessary to have a sample of the material with a shape determined to be adapted to the device, since they can be use segments of the same material or object as samples.
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being performing and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to an example preferred practical implementation of it, is accompanied as integral part of that description, a set of drawings where with an illustrative and non-limiting nature, what has been represented next:
Figura 1.- Esta figura muestra un despiece en perspectiva del dispositivo.Figure 1.- This figure shows an exploded view in device perspective.
Figura 2.- Esta figura muestra una vista en perspectiva de los tapones, receptor y portador.Figure 2.- This figure shows a view in perspective of the caps, receiver and carrier.
Figura 3.- Esta figura muestra una vista superior del cuerpo.Figure 3.- This figure shows a view upper body
Figura 4.- Esta figura muestra una vista inferior del cuerpo.Figure 4.- This figure shows a view lower body.
Figura 5.- Esta figura muestra una sección transversal del cuerpo.Figure 5.- This figure shows a section transverse body.
Figura 6- Esta figura muestra una perspectiva de los componentes del dispositivo.Figure 6- This figure shows a perspective of The device components.
Figura 7.- Esta figura muestra una vista frontal del dispositivo completo cargado.Figure 7.- This figure shows a front view of the full device loaded.
Figura 8.- Esta figura muestra una sección del tapón receptor.Figure 8.- This figure shows a section of the receiver cap
Figura 9.- Esta figura muestra un esquema del funcionamiento del dispositivo.Figure 9.- This figure shows an outline of the device operation.
El dispositivo (1) objeto de esta invención está constituido por varios componentes que permiten su desacople facilitando las labores de limpieza y esterilización del mismo. El dispositivo se caracteriza por poseer un cuerpo (2) que define una pluralidad de cavidades (12) o compartimentos, destinadas a albergar muestras del material objeto de estudio. En un aspecto preferido de la presente invención, dicho cuerpo (2) es alargado con todas las cavidades (12) definidas sobre un mismo plano.The device (1) object of this invention is constituted by several components that allow its decoupling facilitating the cleaning and sterilization of the same. He device is characterized by having a body (2) that defines a plurality of cavities (12) or compartments, intended to house samples of the material under study. In a preferred aspect of the present invention, said body (2) is elongated with all the cavities (12) defined on the same plane.
Cada compartimiento o cavidad (12) alberga una muestra (9), a la que es posible acceder de modo independiente, sin implicar la exposición de las demás al ambiente exterior, disminuyendo el riesgo de contaminación de todo el sistema. Cada cavidad (12) es de una forma alargada y con una sección adecuada a la muestra que se desea estudiar y/o adecuada para recrear el medio o alojamiento real donde se encuentra el biomaterial. En un aspecto preferido de la presente invención, la forma de la cavidad (12) es cilíndrica, con un diámetro al menos mayor que el de la muestra (9) de segmento de catéter.Each compartment or cavity (12) houses a Sample (9), which can be accessed independently, without involve the exposure of others to the outside environment, reducing the risk of contamination of the entire system. Every cavity (12) is of an elongated shape and with a suitable section to the sample that you want to study and / or suitable to recreate the medium or real accommodation where the biomaterial is located. In one aspect Preferred of the present invention, the shape of the cavity (12) is cylindrical, with a diameter at least greater than that of the sample (9) of catheter segment.
Cada cavidad (12) esta abierta al exterior por dos entradas definidas en las bases de la cavidad tubular. En un aspecto preferido de la presente invención, todas las cavidades (12) se disponen paralelamente dentro del plano que las contiene, de modo que las entradas quedan alojadas en las dos bases del cuerpo (2) del dispositivo (1) Al cerrarse mediante un tapón receptor (7) y un tapón portador (8), ambos tapones (7, 8) quedan enfrentados el uno contra el otro. Los tapones (7, 8) definen un sistema que permite sujetar y posicionar adecuadamente la muestra (9) dentro de la cavidad (12). En un aspecto preferido de la presente invención, el sistema de sujeción consiste en que el tapón portador (8) posee una varilla (13) con un diámetro que permite la inserción de la muestra (9) de segmento de catéter portada por la varilla (13), mientras que el otro tapón receptor (7) posee un rebaje cónico (15) acabado en un orificio (16) cuyo diámetro es ligeramente superior al de la varilla (13). Así mismo, la varilla (13) del tapón portador (8) tiene una longitud ligeramente superior a la longitud de la cavidad (12), de modo que permite atravesar la cavidad (12) e insertarse en el orificio (16) del tapón receptor (7) del otro extremo.Each cavity (12) is open to the outside by two defined inputs in the bases of the tubular cavity. In a preferred aspect of the present invention, all cavities (12) they are arranged in parallel within the plane that contains them, so that the entrances are housed in the two bases of the body (2) of the device (1) When closed using a receiver cap (7) and a carrier cap (8), both caps (7, 8) face the one against the other. The plugs (7, 8) define a system that allows properly hold and position the sample (9) inside the cavity (12). In a preferred aspect of the present invention, the fastening system is that the carrier cap (8) has a rod (13) with a diameter that allows the insertion of the sample (9) of catheter segment carried by the rod (13), while the other receiver plug (7) has a conical recess (15) finished in a hole (16) whose diameter is slightly larger than the rod (13). Likewise, the rod (13) of the carrier cap (8) has a length slightly greater than the length of the cavity (12), of mode that allows to pass through the cavity (12) and insert into the hole (16) of the receiving cap (7) of the other end.
Las cavidades (12) se comunican hidráulicamente entre sí mediante unas ranuras (11) en forma de canales, definidos sobre las bases superior e inferior del cuerpo (2) donde se encuentran las aperturas de las cavidades (12). Cada ranura (11) comunica una o varias aberturas de las cavidades (12), de modo que se pueden definir circuitos hidráulicos con o sin bifurcaciones y/o ramificaciones, describiendo el flujo una trayectoria en forma de serpentín, zig-zag o costura a través de las cavidades (12) y las ranuras (11), de arriba a abajo o viceversa, por una cavidad (12), y tras rebasar las ranuras (11) de esa abertura, de abajo arriba o viceversa en las siguientes cavidades (12) y así sucesivamente. Según el número de ramificaciones, el dispositivo (1) posee los necesarios puertos de entrada o salida de líquido en la parte superior o inferior de la cavidad (12) primera o última. En un aspecto preferido de la presente invención, el sistema de ranuras define un único circuito sin bifurcaciones con dos orificios, uno para la entrada y otro para la salida, y con una única ranura (11) para cada abertura que se comunica con la siguiente abertura de la cavidad (12) adyacente, a no ser que sea la abertura de las cavidades (12) con los orificios de entrada o salida de líquido.The cavities (12) communicate hydraulically each other by means of grooves (11) in the form of channels, defined on the upper and lower bases of the body (2) where find the openings of the cavities (12). Each slot (11) communicates one or more openings of the cavities (12), so that hydraulic circuits can be defined with or without bifurcations and / or ramifications, the flow describing a trajectory in the form of coil, zigzag or seam through the cavities (12) and slots (11), from top to bottom or vice versa, through a cavity (12), and after passing the grooves (11) of that opening, from bottom to top or vice versa in the following cavities (12) and so on. According to the number of branches, the device (1) has the necessary input or output ports of liquid in the upper or lower part of the cavity (12) first or last. In a preferred aspect of the present invention, the system of grooves defines a single circuit without forks with two holes, one for the entrance and one for the exit, and with a single slot (11) for each opening that communicates with the next opening of the adjacent cavity (12), unless it is the opening of the cavities (12) with the entry or exit holes of liquid
El sistema de ranuras se sella mediante dos tapas (3) y dos juntas (4) ajustadas en las bases del cuerpo (2). Las tapas (3) y juntas (4) contienen orificios que coinciden con las aberturas de las cavidades (12) permitiendo encajar los tapones (7, 8) mediante roscado o apriete elástico. En un aspecto preferido de la presente invención, las tapas (3) se ajustan mediante unos medios de fijación (6) enroscados en el cuerpo (2), de modo que tapas (3), juntas (4) y cuerpo (2) poseen tanto orificios pasantes como roscados, que permiten realizar el apriete sin perturbar el sistema de canalización. Además los tapones (7 y 8) se ajustan mediante apriete elástico, empleando unas juntas tóricas (14) insertadas en unas ranuras practicadas sobre la pared lateral del tapón.The slot system is sealed by two covers (3) and two gaskets (4) adjusted on the bases of the body (2). The covers (3) and gaskets (4) contain holes that match the cavity openings (12) allowing the caps (7, 8) by threading or elastic tightening. In a preferred aspect of the present invention, the covers (3) are adjusted by means fixing (6) screwed into the body (2), so that covers (3), joints (4) and body (2) have both through holes and threads, which allow tightening without disturbing the system of channeling. In addition the plugs (7 and 8) are adjusted by elastic tightening, using o-rings (14) inserted in slots made on the side wall of the cap.
Para alimentar y regular la velocidad del líquido en el interior del dispositivo (1) se emplea un mecanismo externo de bombeo (10), o impulsión de líquido. Para ello se conecta la bomba mediante una tubería o manguera en uno de los puertos de entrada del líquido al dispositivo (1) mediante unos conectores roscados (5). Estos conectores roscados (5), tienen forma de espiga para permitir encajar el extremo del conducto o manguera utilizado. El mecanismo externo de bombeo (10), suministra líquido desde un depósito (17) hasta el dispositivo (1) objeto de la presente invención y desde éste a otro depósito de drenaje (18). El método descrito permite la introducción de modo controlado de microorganismos o agentes biocidas.To feed and regulate the speed of the liquid inside the device (1) a mechanism is used external pumping (10), or liquid drive. To do this it connects the pump through a pipe or hose in one of the ports of liquid inlet to the device (1) through connectors threaded (5). These threaded connectors (5), have a spike shape to allow fitting the end of the duct or hose used. The external pumping mechanism (10) supplies liquid from a deposit (17) to the device (1) object of the present invention and from this to another drain tank (18). The method described allows the introduction of controlled mode of microorganisms or biocidal agents.
Se ha realizado una prueba del prototipo llevándose a cabo un estudio de la actividad in vitro de daptomicina y vancomicina sobre biocapas de Staphylococcus epidermidis en catéteres de poliuretano. El objetivo ha sido evaluar comparativamente la actividad in vitro de daptomicina y vancomicina frente a biocapas de Staphylococcus epidermis sobre catéteres de poliuretano, utilizando un modelo estático y un nuevo modelo dinámico, empleando el dispositivo objeto de la presente invención:A prototype test has been performed, carrying out a study of the in vitro activity of daptomycin and vancomycin on biophylaxis of Staphylococcus epidermidis in polyurethane catheters. The objective has been to evaluate comparatively the in vitro activity of daptomycin and vancomycin against Staphylococcus epidermis biocaps on polyurethane catheters, using a static model and a new dynamic model, using the device object of the present invention:
Material y métodos: Se ha utilizado un sistema de flujo continuo asociado a una nueva multicámara con flujo laminar para formar biocapas de S. epidermis ATCC 35984 (slime +) sobre segmentos de 3 cm de longitud de poliuretano durante 24 horas a 37ºC (flujo: 40 ml/h). Una vez formada la biocapa (tiempo 0) y utilizando el mismo sistema dinámico, se ha evaluado la actividad de daptomicina y vancomicina a concentración de 20 mg/L durante 24 y 48 horas comparadas con un control sin antimicrobiano. Para ello en cada tiempo (0, 24 y 48 h) se retiraron 3 segmentos de catéteres que se lavaron y se sometieron a un tratamiento de ultrasonido con objeto de desprender las bacterias adheridas. El número de bacterias viables se determinó mediante recuento en agar. En el modelo estático, biocapas bacterianas de 24 horas formadas en condiciones estáticas mediante la incubación de segmentos de catéteres en presencia del microorganismo, se incubaron posteriormente con diferentes concentraciones de antimicrobiano de 1 x concentración mínima inhibitoria (CMI) a 40xCMI. La actividad antimicrobiana se determinó como se describe previamente.Material and methods: A continuous flow system associated with a new multi-chamber with laminar flow has been used to form S. epidermis ATCC 35984 biocaps (slime +) on 3 cm long segments of polyurethane for 24 hours at 37 ° C (flow: 40 ml / h). Once the biolayer was formed (time 0) and using the same dynamic system, the activity of daptomycin and vancomycin has been evaluated at a concentration of 20 mg / L for 24 and 48 hours compared to a control without antimicrobial. For this, at each time (0, 24 and 48 h), 3 segments of catheters were removed and washed and subjected to an ultrasound treatment in order to release the adhered bacteria. The number of viable bacteria was determined by agar count. In the static model, 24-hour bacterial biolayers formed under static conditions by incubating catheter segments in the presence of the microorganism, were subsequently incubated with different antimicrobial concentrations of 1 x minimum inhibitory concentration (MIC) at 40xCMI. The antimicrobial activity was determined as previously described.
Resultados: En el modelo dinámico, la exposición de la biocapa bacteriana a daptomicina durante 24 y 48 horas indujo una reducción en el nº de bacterias adheridas al biomaterial de 2 y 4 logaritmos respectivamente, comparadas con un control sin antimicrobiano (2.28 x 10^{6} y 2.11 x 10^{4} ufc/segmento respectivamente; control 1.37 x 10^{8} ufc/segmento). Tras 48 horas de exposición a vancomicina, ésta tan solo mostró una reducción de 1.5 logaritmos en el nº de bacterias adheridas (5.21 x 10^{6} ufc/segmento; control 1.37 x 10^{8} ufc/segmento). En el modelo estático, daptomicina mostró mayor actividad que en el modelo dinámico. A 20 mg/L (40 x CMI) la reducción de la viabilidad bacteriana comparada con el control fue de 5 logaritmos (2.92 x 10 ufc/segmento; control 5.30 x 10^{6} ufc/segmento). A las concentraciones evaluadas, vancomicina no mostró actividad frente a la biocapa bacteriana (2.66 x 10^{6} ufc/segmento a 20 mg/L; control 5.30 x 10^{6} ufc/segmento).Results: In the dynamic model, the exposure of the bacterial biolayer to daptomycin for 24 and 48 hours induced a reduction in the number of bacteria attached to the biomaterial of 2 and 4 logarithms respectively, compared to a control without antimicrobial (2.28 x 10 6 and 2.11 x 10 4 cfu / segment respectively; control 1.37 x 10 8 cfu / segment). After 48 hours of exposure to vancomycin, it only showed one 1.5 logarithm reduction in the number of bacteria attached (5.21 x 10 6 cfu / segment; control 1.37 x 10 8 cfu / segment). At static model, daptomycin showed more activity than in the model dynamic. At 20 mg / L (40 x MIC) reduction of viability Bacterial compared to the control was 5 logarithms (2.92 x 10 cfu / segment; control 5.30 x 10 6 cfu / segment). At concentrations evaluated, vancomycin showed no activity against the bacterial biolayer (2.66 x 10 6 cfu / segment at 20 mg / L; control 5.30 x 10 6 cfu / segment).
Conclusiones: Utilizando modelos in vitro dinámico/estático, daptomicina mostró mayor actividad frente a biocapas de S. epidermis sobre catéteres de poliuretano.Conclusions: Using dynamic / static in vitro models, daptomycin showed greater activity against S. epidermis biocaps on polyurethane catheters.
Claims (6)
- --
- un cuerpo alargado (2) realizado en material transparente, que dispone de:a elongated body (2) made of transparent material, which has from:
- i. i.
- al menos una cavidad (12) destinadas a alojar las muestra (9) de segmento de catéter,at least one cavity (12) intended to house the sample (9) of catheter segment,
- ii. ii.
- al menos una ranuras (11) que unen entre sí las cavidades (12) y que están dispuestas dos a dos generando un circuito en forma de serpentín.at least one grooves (11) that join the cavities (12) and that are arranged two to two generating a coil-shaped circuit
- --
- dos tapas (3) ubicadas en cada lateral del cuerpo (2),two caps (3) located on each side of the body (2),
- --
- dos juntas (4) ubicadas entre cada tapa (3) y el cuerpo (2) destinadas a evitar fugas,two gaskets (4) located between each cover (3) and the body (2) intended for prevent leaks,
- --
- medios de fijación (6) encargados de fijar las tapas (3) y las juntas (4) al cuerpo (2),media fixing (6) responsible for fixing the covers (3) and the gaskets (4) to the body (2),
- --
- dos conectores roscados (5) con forma de espiga para permitir encajar el extremo del conducto utilizado, situados a cada uno en los extremos del cuerpo (2), que permiten la entrada del líquido desde un mecanismo externo de bombeo (10) al dispositivo (1),two pin-shaped threaded connectors (5) to allow the end of the duct used, located at each end of the body (2), which allow liquid to enter from a external pumping mechanism (10) to the device (1),
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- al menos un tapón receptor (7), situado en una de las tapas (3) y encargado de alojar la varilla (13).to the minus a receiver plug (7), located in one of the covers (3) and responsible for housing the rod (13).
- --
- al menos un tapón portador (8) que se aloja en la otra tapa (3) ubicada en el lado opuesto del cuerpo (2) que comprende una varilla (13) portadora de una muestra (9) de segmento de catéter a estudiar.to the minus a carrier cap (8) that is housed in the other cover (3) located on the opposite side of the body (2) comprising a rod (13) carrier of a sample (9) of catheter segment a study.
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- --
- se ubica la muestra (9) de segmento de catéter donde crecerá la biocapa en la varilla (13) del tapón portador (8),be locate the sample (9) of the catheter segment where the biolayer will grow on the rod (13) of the carrier cap (8),
- --
- se coloca la muestra de segmento de catéter (9) en la cavidad (12) atravesando el cuerpo (2), las tapas (3) y las juntas (4) dirigiendo la punta de la varilla (13) hacia el tapón receptor (8) ubicado al otro lado del cuerpo (2),be place the catheter segment sample (9) in the cavity (12) crossing the body (2), the covers (3) and the joints (4) directing the tip of the rod (13) towards the receiver cap (8) located at other side of the body (2),
- --
- la punta de la varilla (13) es conducida al orificio (16) del tapón receptor (6) mediante el rebaje cónico (15), la junta tórica (14) sella el conjunto evitando fugas,the Tip of the rod (13) is led to the hole (16) of the plug receiver (6) by conical recess (15), the o-ring (14) seals the assembly avoiding leaks,
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- una vez colocada la muestra (9) de segmento de catéter se pone en funcionamiento el mecanismo externo de bombeo (10) que abastece de líquido al dispositivo (1), creando así las condiciones para el cultivo controlado de biocapas sobre la muestra de segmento de catéter (9).a once the sample (9) of the catheter segment is placed, it is placed in operation of the external pumping mechanism (10) that supplies liquid to the device (1), thus creating the conditions for the controlled culture of biolayers on the segment sample of catheter (9).
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