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ES2939818T3 - Device to reduce the effects of energy absorption by shaking by reducing blood flow from the skull - Google Patents

Device to reduce the effects of energy absorption by shaking by reducing blood flow from the skull Download PDF

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Publication number
ES2939818T3
ES2939818T3 ES17208282T ES17208282T ES2939818T3 ES 2939818 T3 ES2939818 T3 ES 2939818T3 ES 17208282 T ES17208282 T ES 17208282T ES 17208282 T ES17208282 T ES 17208282T ES 2939818 T3 ES2939818 T3 ES 2939818T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
neck
collar
pressure
skull
blood
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES17208282T
Other languages
Spanish (es)
Inventor
David Smith
Joseph Fisher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thornhill Research Inc
TBI Innovations LLC
Original Assignee
Thornhill Research Inc
TBI Innovations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Thornhill Research Inc, TBI Innovations LLC filed Critical Thornhill Research Inc
Application granted granted Critical
Publication of ES2939818T3 publication Critical patent/ES2939818T3/en
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Abstract

La compresión venosa en el cuello redujo la extensión de la lesión axonal en un modelo estandarizado de TBI leve en roedores. El mecanismo restringió el drenaje venoso del cerebro e incrementó el volumen y la presión de la sangre en el sistema nervioso central, cambiando así la fisiología intracraneal a la parte empinada de la curva de cumplimiento del volumen. La falta de cumplimiento dentro de los confines del cráneo y el canal espinal impidió la absorción de energía y la lesión axonal resultante al hacer que se acercaran a una colisión más elástica cuando se golpeó el cráneo durante el método de caída de peso. Una primera realización puede ser un dispositivo que comprenda un medio para reducir la absorción de energía SLOSH en un organismo que contiene fluido reduciendo el flujo de uno o más vasos de salida del cráneo comprimiendo dichos vasos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)Venous compression in the neck reduced the extent of axonal injury in a standardized rodent model of mild TBI. The mechanism restricted venous drainage from the brain and increased blood volume and pressure in the central nervous system, thus shifting intracranial physiology to the steep end of the volume compliance curve. Lack of compliance within the confines of the skull and spinal canal prevented energy absorption and resultant axonal injury by causing them to approach a more elastic collision when the skull was struck during the drop weight method. A first embodiment may be a device comprising a means for reducing the absorption of SLOSH energy in a fluid-containing organism by reducing the flow of one or more outflow vessels from the skull by compressing said vessels. (Automatic translation with Google Translate, without legal value)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Dispositivo para reducir los efectos de absorción de energía por agitación reduciendo el flujo sanguíneo procedente del cráneoDevice to reduce the effects of energy absorption by shaking by reducing blood flow from the skull

REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADASCROSS REFERENCE TO RELATED REQUESTS

Esta solicitud de patente reivindica prioridad a la solicitud estadounidense con número de serie: 12/931.415 presentada el 1 de febrero de 2011, que es una continuación en parte de la solicitud estadounidense con número de serie: 12/807.677 presentada el 10 de septiembre de 2010 y titulada “Method to reduce SLOSH energy absorption and its damaging effects through the reduction of inelastic collisions in an organism”, que reivindicaba prioridad a la solicitud provisional estadounidense con número de serie: 61/241.625 presentada el 11 de septiembre de 2009 y a la solicitud provisional estadounidense con número de serie: 61/260.313 presentada el 11 de noviembre de 2009. Esta solicitud de patente también reivindica el beneficio de la prioridad de la solicitud provisional estadounidense con número de serie: 61/518.117 presentada el 28 de abril de 2011.This patent application claims priority to US Application Serial Number: 12/931,415 filed February 1, 2011, which is a continuation-in-part of US Application Serial Number: 12/807,677 filed September 10, 2010 and entitled “Method to reduce SLOSH energy absorption and its damaging effects through the reduction of inelastic collisions in an organism”, which claimed priority to US Provisional Application Serial Number: 61/241,625 filed on September 11, 2009 and to the US Provisional Application Serial Number: 61/260,313 filed November 11, 2009. This patent application also claims the benefit of priority to US Provisional Application Serial Number: 61/518,117 filed April 28, 2011 .

CAMPO TÉCNICOTECHNICAL FIELD

La presente divulgación se refiere en general a procedimientos y dispositivos para restringir el flujo sanguíneo desde la cabeza, reduciendo así la absorción de la energía por agitación (“SLOSH”) y el daño del tejido nervioso.The present disclosure relates generally to methods and devices for restricting blood flow from the head, thereby reducing shaking energy absorption ("SLOSH") and nerve tissue damage.

ANTECEDENTESBACKGROUND

La lesión cerebral traumática (LCT) sigue siendo una de las causas más comunes de muerte y morbilidad en personas de menos de 45 años, incluso en las sociedades occidentales. Solamente en los Estados Unidos 1,7 millones de personas sufren una LCT cada año, dando como resultado un coste total anual estimado de más de 60 mil millones de dólares. Históricamente, la prevención de la lesión craneal y cerebral se ha centrado en el uso de cascos como protección craneal externa. Este enfoque es fundamentalmente erróneo en el sentido de que, independientemente de los beneficios, los cascos han proporcionado beneficios solo para lesiones cerebrales penetrantes y fracturas craneales importantes. Éstas se producen en una fracción muy pequeña de lesiones en la cabeza en el ámbito civil. Las estadísticas militares han mostrado que incluso en el campo de batalla, menos del 0,5 % de las LCT se produce por un objeto penetrante. Sin embargo, tanto el personal militar como los atletas están sometidos a mecanismos de aceleración-desaceleración a alta velocidad que no se mitigan con cascos y llevan a lesión cerebral por conmoción. En gran parte, la libertad de movimiento relativa del cerebro humano dentro de la cavidad craneal predispone a vectores de fuerza lineal y de rotación, con la absorción de energía resultante dando como resultado una disfunción y alteración celular, a veces con muerte celular retardada.Traumatic brain injury (TBI) remains one of the most common causes of death and morbidity in people under the age of 45, even in Western societies. In the United States alone, 1.7 million people experience a TBI each year, resulting in an estimated total annual cost of more than $60 billion. Historically, head and brain injury prevention has focused on the use of helmets for external cranial protection. This approach is fundamentally flawed in that, regardless of benefit, helmets have provided benefits only for penetrating brain injuries and major skull fractures. These occur in a very small fraction of head injuries in the civilian setting. Military statistics have shown that even on the battlefield, less than 0.5% of LCTs are caused by a penetrating object. However, both military personnel and athletes are subjected to high speed acceleration-deceleration mechanisms that are not mitigated by helmets and lead to concussive brain injury. In large part, the relative freedom of movement of the human brain within the cranial cavity predisposes to linear and rotational force vectors, with the resulting energy absorption resulting in cellular dysfunction and disruption, sometimes with delayed cell death.

El cráneo y el conducto raquídeo contienen solo tejido nervioso, tejido conjuntivo y células adiposas y su intersticio, sangre y líquido cefalorraquídeo (LCR). Este contenido fluido no llena por completo el contenedor rígido delimitado por el cráneo y el conducto raquídeo óseo, dejando un “volumen de reserva”. El cambio en el volumen dentro de un contenedor con un cambio dado de presión se denomina “distensibilidad”. Los aumentos en el volumen del contenido del cráneo y el conducto raquídeo óseo, dentro del margen del volumen de reserva, se producen a bajas presiones del contenedor (debido a la elevada distensibilidad del sistema). En presencia del volumen de reserva, como se observa en un estado fisiológico normal, la aceleración en el cráneo puede dar como resultado una aceleración diferencial entre el cráneo y su contenido. Como consecuencia, el cerebro y los fluidos colisionan entre sí y con el interior del cráneo. Considerando las propiedades semisólidas del cerebro de un mamífero, este efecto se denomina “agitación”.The skull and spinal canal contain only nervous tissue, connective tissue, and fat cells, and its interstitium contains blood and cerebrospinal fluid (CSF). This fluid content does not completely fill the rigid container bounded by the skull and bony spinal canal, leaving a "reserve volume." The change in volume within a container with a given change in pressure is called "compliance." Increases in the volume of the contents of the skull and bony spinal canal, within the range of the reserve volume, occur at low container pressures (due to the high compliance of the system). In the presence of the reserve volume, as seen in a normal physiological state, acceleration in the skull can result in a differential acceleration between the skull and its contents. As a consequence, the brain and fluids collide with each other and with the interior of the skull. Considering the semi-solid properties of a mammalian brain, this effect is called "shaking."

Aunque los cascos son eficaces para prevenir la penetración poco frecuente o fractura del cráneo, tienen poca capacidad para limitar los efectos por agitación. Por lo tanto, mitigar la agitación llenando el volumen de reserva (disminuir la distensibilidad) puede reducir significativamente la tendencia a un movimiento diferencial entre el cráneo y su contenido, y entre los diversos contenidos del cráneo. Al mitigar la agitación, una fuerza de aceleración en el cráneo tendería a mover el cráneo y su contenido al unísono, evitando colisiones entre el contenido intracraneal y, por lo tanto, evitando la absorción de la energía cinética, acústica, térmica y vibratoria del cerebro.Although hard hats are effective in preventing infrequent penetration or skull fracture, they have little ability to limit the effects of agitation. Thus, mitigating agitation by filling the reserve volume (decreasing compliance) can significantly reduce the tendency for differential movement between the skull and its contents, and between the various contents of the skull. By mitigating the agitation, an accelerating force on the skull would tend to move the skull and its contents in unison, avoiding collisions between the intracranial contents and thus preventing the absorption of kinetic, acoustic, thermal, and vibrational energy from the brain. .

En un intento por mitigar la agitación intracraneal se reconoce que el único compartimento intracraneal que es más susceptible de un cambio rápido y reversible del volumen y la presión es el espacio sanguíneo. El modo más sencillo y más rápido de aumentar el compartimento sanguíneo es evitar su vaciado obstruyendo mecánicamente las venas de drenaje en el cuello.In an attempt to mitigate intracranial agitation it is recognized that the only intracranial compartment that is most susceptible to rapid and reversible change in volume and pressure is the blood space. The easiest and fastest way to increase the blood compartment is to prevent its emptying by mechanically occluding the draining veins in the neck.

Las medidas profilácticas convencionales diseñadas para proteger el cerebro frente a lesiones en el caso de un traumatismo en la cabeza han incluido hasta ahora solo diversos cascos. Los cascos están diseñados principalmente para proteger el cráneo de fracturas y lesiones por penetración, pero en menor medida de movimientos patológicos del cerebro, por ejemplo la conmoción cerebral clásica. Se ha demostrado que inmovilizar el cerebro dentro del cráneo aumentando el volumen sanguíneo intracraneal y así el margen de distensibilidad, reducía el daño neuronal producido por un impacto craneal convencional. La analogía con los automóviles sería la diferencia entre colocar una armadura adicional en el exterior del coche y ponerse un cinturón de seguridad. La armadura externa adicional del vehículo mejora la integridad externa del vehículo pero ignora por completo el compartimento interior en el que los pasajeros todavía estarían sometidos a fuerzas extremas debidas a una aceleración diferencial rápida. El cinturón de seguridad disminuye en gran medida estas fuerzas puesto que ahora el vehículo y sus pasajeros se mueven en la misma dirección.Conventional prophylactic measures designed to protect the brain from injury in the event of head trauma have heretofore included only various helmets. Helmets are primarily designed to protect the skull from fractures and penetration injuries, but to a lesser extent from pathological movements of the brain, eg classic concussion. It has been shown that immobilizing the brain within the skull, increasing intracranial blood volume and thus the compliance margin, reduced the neuronal damage produced by a conventional head impact. The automobile analogy would be the difference between putting extra armor on the outside of the car and putting on a seat belt. The additional external armor of the vehicle improves the external integrity of the vehicle but completely ignores the interior compartment in which the passengers they would still be subjected to extreme forces due to rapid differential acceleration. The seat belt greatly reduces these forces since the vehicle and its passengers are now moving in the same direction.

La patente estadounidense 2.676.586 divulga un dispositivo para evitar la pérdida del conocimiento de pilotos durante cambios repentinos en la dirección de un avión que se desplaza a gran velocidad. El dispositivo incluye un collarín que lleva almohadillas inflables que están situadas de tal modo que están adaptadas para aplicar presión a las venas que llevan sangre desde la cabeza.US Patent 2,676,586 discloses a device for preventing pilot unconsciousness during sudden changes in direction of a fast-moving aircraft. The device includes a collar that carries inflatable pads that are positioned such that they are adapted to apply pressure to the veins that carry blood from the head.

El documento US 2010/000548 A1 divulga un par de almohadillas sujetas contra la rama mandibular de un paciente para evitar que la mandíbula se deslice hacia atrás y provoque una obstrucción de las vías respiratorias, mientras que el cuello del paciente está hiperextendido para hacer también que las vías respiratorias del paciente permanezcan abiertas.US 2010/000548 A1 discloses a pair of pads held against the ramus of a patient to prevent the mandible from slipping back and causing airway obstruction while the patient's neck is hyperextended to also cause the patient's airway remains open.

Hasta la fecha no se ha descubierto ningún tratamiento farmacológico eficaz para la LCT.To date no effective pharmacological treatment for TBI has been discovered.

Aunque se está sometiendo nuevos compuestos, tales como la progesterona, a ensayos clínicos, la capacidad para intervenir en y mitigar la cascada de lesiones secundarias de la LCT es poco precisa. Las medidas preventivas frente a la LCT algún día podrán proporcionar cierto grado de protección, pero hasta ahora conceptualmente solo se han centrado en fuerzas y factores externos. Existe potencial de reducir el daño neuronal mediante la administración de ácidos grasos omega-3, incluyendo el ácido docosahexaenoico (DHA) tanto de manera profiláctica como tras la LCT.Although new compounds, such as progesterone, are undergoing clinical trials, the ability to intervene in and mitigate the cascade of secondary TBI injuries is imprecise. Preventive measures against TBI may one day provide some degree of protection, but conceptually so far they have only focused on external forces and factors. There is potential to reduce neuronal damage by administering omega-3 fatty acids, including docosahexaenoic acid (DHA) both prophylactically and after TBI.

RESUMENSUMMARY

La presente invención se define por las características de la reivindicación independiente. Cualquier procedimiento divulgado a continuación no forma parte de la invención reivindicada.The present invention is defined by the features of the independent claim. Any procedures disclosed below do not form part of the claimed invention.

La lesión cerebral traumática (LCT) sigue siendo una afección devastadora para la que tradicionalmente se ha utilizado protección extracraneal en forma de cascos. Aunque los cascos son eficaces para evitar la mayoría de las lesiones intracraneales devastadoras, lesiones por penetración y fracturas craneales, están limitados en su capacidad para evitar conmociones. En este procedimiento, se ocluye ligeramente la vena yugular interna (VYI) para aumentar el volumen de sangre cerebral y disminuir la distensibilidad intracraneal. Esto da como resultado una reducción de la aceleración diferencial entre el cráneo y su contenido, una menor tendencia al movimiento del cerebro y el fluido dentro del cráneo, dando como resultado menos fuerzas de cizallamiento y desgarro y menos absorción de energía por el contenido, dando como resultado todo ello menos lesión traumática axonal y glial.Traumatic brain injury (TBI) remains a devastating condition for which extracranial protection in the form of helmets has traditionally been used. Although helmets are effective in preventing most devastating intracranial injuries, penetration injuries, and skull fractures, they are limited in their ability to prevent concussion. In this procedure, the internal jugular vein (IJV) is slightly occluded to increase cerebral blood volume and decrease intracranial compliance. This results in reduced differential acceleration between the skull and its contents, a reduced tendency for movement of the brain and fluid within the skull, resulting in less shear and tear forces, and less energy absorption by the contents, giving as a result all this except traumatic axonal and glial injury.

La invención, por lo tanto, engloba realizaciones de un dispositivo para reducir la absorción de energía por agitación en un sujeto humano o animal reduciendo el flujo de una o varias venas del cuello comprimiendo al menos uno de dichos vasos, en donde el dispositivo comprende un collarín configurado para rodear solo parcialmente el cuello de un sujeto humano o animal, y al menos una zona dirigida hacia dentro para entrar en contacto con el cuello cuando está rodeado por el collarín, aplicando así una presión localizada a una vena del cuello.The invention therefore encompasses embodiments of a device for reducing energy absorption by agitation in a human or animal subject by reducing the flow of one or more neck veins by compressing at least one of said vessels, wherein the device comprises a collar configured to only partially encircle the neck of a human or animal subject, and at least one inwardly directed region to contact the neck when encircled by the collar, thereby applying localized pressure to a neck vein.

En algunas realizaciones de este aspecto de la divulgación, la al menos una zona dirigida hacia dentro para entrar en contacto con el cuello puede seleccionarse del grupo que consiste en: un saliente, un resalto y una zona engrosada del collarín, y en donde el saliente, el resalto y la zona engrosada del collarín pueden ser rígidos o semirrígidos. In some embodiments of this aspect of the disclosure, the at least one inwardly directed region for contacting the neck may be selected from the group consisting of: a protrusion, a shoulder, and a thickened region of the collar, and wherein the protrusion , the shoulder and the thickened area of the collar can be rigid or semi-rigid.

En algunas realizaciones de este aspecto de la divulgación, la al menos una zona dirigida hacia dentro para entrar en contacto con el cuello puede estar dispuesta en dicho collarín para ejercer presión en el área de una vena yugular interna cuando el cuello de un sujeto humano o animal se inserta en dicho collarín.In some embodiments of this aspect of the disclosure, the at least one inwardly directed area for contacting the neck may be arranged in said collar to exert pressure on the area of an internal jugular vein when the neck of a human subject or animal is inserted into said collar.

En algunas realizaciones de este aspecto de la divulgación, el collarín puede ser elástico.In some embodiments of this aspect of the disclosure, the collar may be elastic.

En algunas realizaciones de este aspecto de la divulgación, el tamaño del collarín y su tensión pueden ser ajustables. In some embodiments of this aspect of the disclosure, the size of the collar and its tension may be adjustable.

En algunas realizaciones de este aspecto de la divulgación, el dispositivo puede comprender además uno o más mecanismos de liberación por separación.In some embodiments of this aspect of the disclosure, the device may further comprise one or more pull-release mechanisms.

En algunas realizaciones de este aspecto de la divulgación, el dispositivo puede comprender además un dispositivo de monitorización, un dispositivo de registro, un dispositivo de comunicación, o cualquier combinación de los mismos. In some embodiments of this aspect of the disclosure, the device may further comprise a monitoring device, a recording device, a communication device, or any combination thereof.

Otro aspecto de la divulgación engloba realizaciones de un procedimiento para aumentar la presión intracraneal de un sujeto humano o animal que comprende: (i) rodear el cuello de un sujeto humano o animal con un collarín, en donde dicho collarín tiene al menos una zona dirigida hacia dentro para entrar en contacto con el cuello de un sujeto humano o animal; (ii) situar la al menos una zona dirigida hacia dentro para entrar en contacto con el cuello en una zona del cuello situada sobre una vena del cuello que lleva sangre desde la cavidad intracraneal del sujeto; y (iii) aplicar presión a la vena del cuello presionando la al menos una zona dirigida hacia dentro para entrar en contacto con el cuello sobre la superficie del cuello, restringiendo así el flujo sanguíneo que sale de la cavidad intracraneal del sujeto, aumentando así la presión y/o el volumen intracraneal del sujeto. Another aspect of the disclosure encompasses embodiments of a method for increasing the intracranial pressure of a human or animal subject comprising: (i) encircling the neck of a human or animal subject with a collar, wherein said collar has at least one directed area inward to come into contact with the neck of a human or animal subject; (ii) locating the at least one inwardly directed area for contact with the neck in a neck area located over a neck vein carrying blood from the subject's intracranial cavity; and (iii) applying pressure to the neck vein by pressing the at least one inwardly directed area to contact the neck on the neck surface, thereby restricting blood flow out of the subject's intracranial cavity, thereby increasing the subject's intracranial pressure and/or volume.

En algunas realizaciones de este aspecto de la divulgación, el procedimiento puede comprender además la etapa de aumentar la pCO2 de la cavidad intracraneal, reduciendo así el efecto de la agitación intracraneal sobre la sangre del sujeto humano o animal.In some embodiments of this aspect of the disclosure, the method may further comprise the step of increasing the pCO2 of the intracranial cavity, thereby reducing the effect of intracranial agitation on the blood of the human or animal subject.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Resultarán evidentes más fácilmente aspectos adicionales de la presente divulgación tras la revisión de la descripción detallada de sus diversas realizaciones, descritas a continuación, tomadas junto con los dibujos adjuntos.Additional aspects of the present disclosure will become more readily apparent upon review of the detailed description of its various embodiments, described below, taken in conjunction with the accompanying drawings.

La figura 1 es un gráfico que ilustra el cambio en la presión intracraneal (PIC) como consecuencia de la compresión de la VYI, valor p <0,01.Figure 1 is a graph illustrating the change in intracranial pressure (ICP) as a consequence of IVJ compression, p-value < 0.01.

La figura 2 es un gráfico que ilustra el cambio en la presión intraocular (PIO) como consecuencia de la compresión de la VYI, valor p 0,01.Figure 2 is a graph illustrating the change in intraocular pressure (IOP) as a consequence of IVY compression, p-value 0.01.

La figura 3 es un gráfico que muestra un seguimiento representativo del cambio fisiológico observado en la presión intracraneal (PIC) y la presión intraocular (PIO) durante un periodo de quince minutos provocado por la aplicación (flecha a la izquierda) y la retirada de la compresión de la VYI (flecha a la derecha). Cabe destacar la rápida respuesta observada tanto en la PIC como la PIO tras la compresión de la VYI así como la duración en la que se mantienen estos cambios.Figure 3 is a graph showing a representative follow-up of the observed physiological change in intracranial pressure (ICP) and intraocular pressure (IOP) over a fifteen minute period caused by application (left arrow) and withdrawal of the compression of the IJV (arrow on the right). It is worth noting the rapid response observed in both ICP and IOP after compression of the IJV, as well as the duration in which these changes are maintained.

La figura 4A es una imagen digital de tractos corticoespinales teñidos para detectar la PPA tras una lesión sin aplicación del dispositivo de compresión de la VYI según la divulgación.Figure 4A is a digital image of corticospinal tracts stained for PPA after injury without application of the IJV compression device in accordance with the disclosure.

La figura 4B es una imagen digital de tractos corticoespinales teñidos para detectar la PPA tras una lesión con aplicación del dispositivo de compresión de la VYI según la divulgación.Figure 4B is a digital image of corticospinal tracts stained for PPA following injury with application of the IJV compression device in accordance with the disclosure.

La figura 5 es un gráfico que ilustra el efecto de compresión de la VYI sobre la lesión axonal como se indica mediante tinción de PPA, valor p <001.Figure 5 is a graph illustrating the effect of IJV compression on axonal injury as indicated by PPA staining, p-value < 001.

La figura 6 es un gráfico que ilustra los niveles de LDH en sangre en muestras de sangre 0, 1, 12, 24 y 48 horas tras la exposición a un chorro de gas. Se sometieron viales que contenían 8 ml (control, medio llenos) y 16 ml (llenos) de sangre heparinizada a un único chorro de CO2 de 15 ml y se sometió un vial medio lleno que contenía 8 ml de sangre heparinizada a un chorro de CO2 de 15 ml doble.Figure 6 is a graph illustrating blood LDH levels in blood samples 0, 1, 12, 24 and 48 hours after exposure to a gas jet. Vials containing 8 mL (control, half-filled) and 16 mL (full) of heparinized blood were subjected to a single 15-mL CO 2 stream and one half-filled vial containing 8 mL of heparinized blood was subjected to a single 15-mL stream of CO 2 . CO 2 of 15 ml double.

La figura 7 es un gráfico que ilustra los niveles de potasio en sangre en muestras de sangre 0, 1, 12, 24 y 48 horas tras la exposición a un chorro de gas. Se sometieron viales que contenían 8 ml (control, medio llenos) y 16 ml (llenos) de sangre heparinizada a un único chorro de CO2 de 15 ml y se sometió un vial medio lleno que contenía 8 ml de sangre heparinizada a un chorro de CO2 de 15 ml doble.Figure 7 is a graph illustrating blood potassium levels in blood samples 0, 1, 12, 24 and 48 hours after exposure to a gas jet. Vials containing 8 mL (control, half-filled) and 16 mL (full) of heparinized blood were subjected to a single 15-mL CO 2 stream and one half-filled vial containing 8 mL of heparinized blood was subjected to a single 15-mL stream of CO 2 . CO 2 of 15 ml double.

La figura 8 es un gráfico que ilustra los niveles de metahemoglobina en sangre en muestras de sangre 0, 1, 12, 24 y 48 horas tras la exposición al chorro de gas. Se sometieron viales que contenían 8 ml (control, medio lleno) y 16 ml (llenos) de sangre heparinizada a un único chorro de CO2 de 15 ml y se sometió un vial medio lleno que contenía 8 ml de sangre heparinizada a un chorro de CO2 de 15 ml doble.Figure 8 is a graph illustrating blood methemoglobin levels in blood samples 0, 1, 12, 24 and 48 hours after exposure to the gas jet. Vials containing 8 mL (control, half-filled) and 16 mL (full) of heparinized blood were subjected to a single 15-mL CO 2 stream and one half-filled vial containing 8 mL of heparinized blood was subjected to a single 15-mL stream of CO 2 . CO 2 of 15 ml double.

Los dibujos se describen con más detalle en la descripción y los ejemplos a continuación.The drawings are described in more detail in the description and examples below.

En la descripción a continuación se exponen los detalles de algunas realizaciones a modo de ejemplo de los procedimientos y sistemas de la presente divulgación. Otras características, objetos y ventajas de la divulgación serán evidentes para un experto en la técnica tras el examen de la siguiente descripción, dibujos, ejemplos y reivindicaciones.Details of some exemplary embodiments of the methods and systems of the present disclosure are set forth in the description below. Other features, objects, and advantages of the disclosure will be apparent to one skilled in the art upon examination of the following description, drawings, examples, and claims.

DESCRIPCIÓN DETALLADADETAILED DESCRIPTION

Antes de que la presente divulgación se describa con mayor detalle, debe entenderse que esta divulgación no está limitada a realizaciones particulares descritas y, como tal, puede, por supuesto, variar. También debe entenderse que la terminología usada en el presente documento tiene el propósito de describir realizaciones particulares únicamente, y no pretende ser limitativa, ya que el alcance de la presente divulgación estará limitado únicamente por las reivindicaciones adjuntas.Before the present disclosure is described in further detail, it should be understood that this disclosure is not limited to the particular embodiments described and, as such, may, of course, vary. It is also to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only, and is not intended to be limiting, as the scope of the present disclosure shall be limited only by the appended claims.

Cuando se proporciona un intervalo de valores, se entiende que cada valor intermedio, hasta la décima de la unidad del límite inferior a menos que el contexto indique claramente lo contrario, entre el límite superior y el inferior de ese intervalo y cualquier otro valor indicado o intermedio en ese intervalo indicado, está englobado dentro de la divulgación. Los límites superior e inferior de estos intervalos más pequeños pueden incluirse independientemente en los intervalos más pequeños y también se engloban dentro de la divulgación, sujetos a cualquier límite excluido específicamente en el intervalo indicado. Cuando el intervalo indicado incluye uno o ambos de los límites, los intervalos que excluyen cualquiera o ambos de estos límites incluidos también se incluyen en la divulgación.When an interval of values is given, it is understood that each intermediate value, up to one tenth of a unit of the lower limit unless the context clearly indicates otherwise, between the upper and lower limit of that interval and any other value indicated or intermediate in that stated range, is encompassed within the disclosure. The upper and lower limits of these smaller intervals may be independently included in the smaller intervals and are also encompassed within the disclosure, subject to any limits specifically excluded in the indicated interval. When the stated range includes one or both of the limits, ranges that exclude either or both of these included limits are also included in the disclosure.

A menos que se definan de otro modo, todos los términos técnicos y científicos usados en el presente documento tienen el mismo significado que el que entenderá comúnmente un experto en la técnica a la que pertenece esta divulgación. Aunque en la puesta en práctica o el ensayo de la presente divulgación también puede usarse cualquier procedimiento y material similar o equivalente a los descritos en el presente documento, a continuación se describirán los procedimientos y materiales preferidos.Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as would be commonly understood by one skilled in the art to which this item pertains. divulgation. Although any procedures and materials similar or equivalent to those described herein may also be used in the practice or testing of the present disclosure, preferred procedures and materials will be described below.

La cita de cualquier publicación es para su divulgación antes de la fecha de presentación y no debe interpretarse como una admisión de que la presente divulgación no tiene derecho a anticiparse a la fecha de dicha publicación en virtud de la divulgación anterior. Además, las fechas de publicación proporcionadas pueden ser diferentes de las fechas de publicación reales que pueden necesitar ser confirmadas independientemente.Citation of any publication is for disclosure prior to the filing date and should not be construed as an admission that the present disclosure is not entitled to anticipate the date of such publication by virtue of prior disclosure. In addition, the publication dates provided may be different from the actual publication dates which may need to be independently confirmed.

Como resultará evidente para los expertos en la técnica tras la lectura de esta divulgación, cada una de las realizaciones individuales descritas e ilustradas en el presente documento tiene componentes y características discretos que pueden separarse fácilmente de o combinarse con las características de cualquiera de las otras diversas realizaciones sin apartarse del alcance de la presente divulgación. Cualquier procedimiento indicado puede llevarse a cabo en el orden de eventos indicado o en cualquier otro orden lógicamente posible.As will become apparent to those skilled in the art upon reading this disclosure, each of the individual embodiments described and illustrated herein has discrete components and features that can be readily separated from or combined with features of any of the various other embodiments. embodiments without departing from the scope of the present disclosure. Any indicated procedure may be carried out in the indicated order of events or in any other logically possible order.

Las realizaciones de la presente divulgación emplearán, a menos que se indique lo contrario, técnicas de medicina, química orgánica, bioquímica, biología molecular, farmacología, y similares, que se encuentran dentro de los conocimientos de la técnica. Estas técnicas se explican por completo en la bibliografía.Embodiments of the present disclosure will employ, unless otherwise indicated, techniques of medicine, organic chemistry, biochemistry, molecular biology, pharmacology, and the like, which are within the skill of the art. These techniques are fully explained in the literature.

Cabe destacar que, tal como se usan en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas, las formas singulares “un”, “una” y “el/la” incluyen referentes en plural a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Por tanto, por ejemplo, la referencia a “un soporte” incluye una pluralidad de soportes. En esta memoria descriptiva y en las reivindicaciones siguientes, se hará referencia a una serie de términos que se definirán para tener los siguientes significados salvo que sea evidente una intención contraria.It should be noted that, as used in the specification and appended claims, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly indicates otherwise. Thus, for example, reference to "a support" includes a plurality of supports. In this specification and in the claims that follow, reference will be made to a number of terms which will be defined to have the following meanings unless otherwise evident.

Tal como se usan en el presente documento, los siguientes términos tienen los significados asignados a los mismos a menos que se especifique lo contrario. En esta divulgación, “comprende”, “que comprende”, “que contiene” y “que tiene” y similares pueden tener el significado asignado a los mismos en la ley de patentes de los Estados Unidos y pueden significar “incluye”, “que incluye”, y similares; “que consiste esencialmente en” o “consiste esencialmente” o similar, cuando se aplican a los procedimientos y las composiciones englobados por la presente divulgación, se refieren a composiciones como las divulgadas en el presente documento, pero que pueden contener grupos estructurales, componentes de composición o etapas de procedimiento adicionales (o análogos o derivados de los mismos como se comentó anteriormente). Sin embargo, dichos grupos estructurales, componentes de composición o etapas de procedimiento adicionales, etc., no afectan materialmente a la o las características básicas y novedosas de las composiciones o los procedimientos, en comparación con las de las composiciones o procedimientos correspondientes divulgados en el presente documento. “Que consiste esencialmente en” o “consiste esencialmente” o similar, cuando se aplican a los procedimientos y composiciones englobados por la presente divulgación tienen el significado asignado en la ley de patentes de los Estados Unidos y el término es abierto, permitiendo la presencia de más de lo que se indica siempre que no se cambien las características básicas o novedosas de lo indicado por la presencia de más de lo que se indica, aunque excluye realizaciones de la técnica anterior.As used herein, the following terms have the meanings assigned to them unless otherwise specified. In this disclosure, "comprising", "comprising", "containing", and "having" and the like may have the meaning assigned to them in United States patent law and may mean "includes", "having includes”, and the like; "consisting essentially of" or "consisting essentially of" or the like, when applied to the methods and compositions encompassed by the present disclosure, refer to compositions such as those disclosed herein, but which may contain structural groups, components of composition or additional process steps (or analogues or derivatives thereof as discussed above). However, such additional structural groups, compositional components or process steps, etc., do not materially affect the basic and novel characteristic(s) of the compositions or processes, as compared to those of the corresponding compositions or processes disclosed in the present document. "Consisting essentially of" or "consisting essentially of" or the like, when applied to the processes and compositions encompassed by this disclosure have the meaning assigned under United States patent law and the term is open-ended, allowing for the presence of more than indicated provided that the basic or novel features of that indicated are not changed by the presence of more than indicated, but excludes prior art embodiments.

DescripciónDescription

Cuando un líquido en un depósito o recipiente experimenta una aceleración o desaceleración dinámica, se desarrollarán una variedad de movimientos de onda en el líquido. La oscilación de un fluido provocada por una fuerza externa, denominada “agitación”, se produce en los recipientes en movimiento que contienen masas líquidas, tales como camiones, aviones y cohetes de combustible líquido. Este efecto de agitación puede ser un problema grave en la absorción de energía, y la estabilidad y el control del vehículo. La presente divulgación engloba procedimientos y aparatos para reducir los efectos de agitación en seres vivos, y en particular en las zonas intracraneales del sujeto humano o animal.When a liquid in a reservoir or vessel experiences dynamic acceleration or deceleration, a variety of wave motions will develop in the liquid. The oscillation of a fluid caused by an external force, called “agitation”, occurs in moving containers that contain liquid masses, such as trucks, airplanes and liquid fuel rockets. This shaking effect can be a serious problem in energy absorption, and vehicle stability and control. The present disclosure encompasses methods and apparatus for reducing the effects of agitation in living beings, and in particular in the intracranial areas of the human or animal subject.

La mitigación del daño por colisión y ondas expansivas se basa en su mayor parte en el principio de la absorción de energía de contenedores llenos de fluido. A medida que hay más espacio para el movimiento del fluido dentro de un recipiente, puede absorberse más energía (agitación) en lugar de transmitirse a través del recipiente. Para reducir esta absorción de energía, hay que intentar aproximarse lo más posible a las colisiones elásticas. Las colisiones elásticas son aquéllas que dan como resultado ninguna transferencia neta de energía, principalmente acústica, cinética, vibratoria o térmica (también indicado como coeficiente de restitución (r) que se aproxima a 1,0). Diversas realizaciones descritas a continuación pueden modificar localmente, elevar o mantener temporalmente una fisiología alterada de un organismo para reducir la probabilidad de absorción de energía mediante agitación, con lo que se aumenta el coeficiente de restitución (r). El coeficiente de restitución (r) indica la varianza de un objeto de impacto que se aleja de una colisión elástica total completa (un (r) de 1,0 = no hay transferencia de energía). La absorción de energía u onda expansiva en un organismo puede considerarse como una colisión de cuerpos y por tanto definirse por una transferencia de energías mediante colisiones elásticas o inelásticas. Por tanto, pueden identificarse los mecanismos para que las moléculas y los fluidos biológicos absorban energía y los medios resultantes para mitigar esa absorción pueden conseguirse mediante diversas técnicas de reducción de la agitación. La disipación de energías tras la onda expansiva también se potencia con estas técnicas.The mitigation of damage from collision and shock waves is based for the most part on the principle of energy absorption of containers filled with fluid. As there is more room for fluid movement within a container, more energy can be absorbed (agitation) rather than transmitted through the container. To reduce this energy absorption, we must try to get as close as possible to elastic collisions. Elastic collisions are those that result in no net transfer of energy, primarily acoustic, kinetic, vibrational, or thermal (also denoted as coefficient of restitution (r) which approaches 1.0). Various embodiments described below can locally modify, elevate, or temporarily maintain an altered physiology of an organism to reduce the likelihood of energy absorption by agitation, thereby increasing the coefficient of restitution (r). The coefficient of restitution (r) indicates the variance of an impact object moving away from a full elastic collision (an (r) of 1.0 = no energy transfer). The absorption of energy or shock wave in an organism can be considered as a collision of bodies and therefore be defined by a transfer of energy through elastic or inelastic collisions. Thus, the mechanisms for energy absorption by molecules and biological fluids can be identified and the resulting means of mitigating that absorption can be achieved through various agitation reduction techniques. The dissipation of energy after the shock wave is also enhanced with these techniques.

El esfuerzo por reducir el espacio disponible para el movimiento del cerebro aumentando el volumen de sangre cerebral puede servir para mitigar la lesión cerebral traumática (LCT), la afectación de los glóbulos rojos o aumentar la tolerancia ortostática o gravitacional mediante la mitigación de la agitación a nivel celular (microagitación) o a nivel de los órganos (macroagitación). Los glóbulos rojos (GR) o eritrocitos son muy distensibles y tienen un volumen que “puede sufrir agitación” con respecto al área de superficie de solo el 60 por ciento. La distensión o el endurecimiento de estos eritrocitos pueden reducir la agitación dentro de las células individuales a un nivel celular (microagitación) y, por tanto, reducir la absorción de energía tras la colisión. Las moléculas en sí mismas tienen una tridimensionalidad y pueden carecer de puentes transversales proporcionando cambios de conformación flexibles que pueden favorecer la agitación. Diversos mecanismos divulgados pueden modificar de manera segura y reversible el estado de conformación de determinadas estructuras, células y moléculas en el sistema circulatorio que entonces reducirán la absorción de energía mediante agitación a nivel molecular (agitación molecular).The effort to reduce the space available for movement of the brain by increasing the volume of blood Cerebral agitation may serve to mitigate traumatic brain injury (TBI), affect red blood cells, or increase orthostatic or gravitational tolerance by mitigating agitation at the cellular level (micro agitation) or at the organ level (macro agitation). Red blood cells (RBCs) or erythrocytes are highly distensible and have a “stirringable” volume to surface area of only 60 percent. Distension or stiffening of these erythrocytes can reduce agitation within individual cells at a cellular level (micro agitation) and thus reduce energy absorption upon collision. The molecules themselves have a three-dimensionality and may lack cross-bridges providing flexible conformational changes that can promote agitation. Various disclosed mechanisms can safely and reversibly modify the conformational state of certain structures, cells and molecules in the circulatory system which will then reduce energy absorption by agitation at the molecular level (molecular agitation).

La elevación conjunta del CO2 local y por tanto, la reducción del entorno de pH de un organismo también puede servir para mitigar la agitación. La elevación del CO2 inspirado (hipercapnia) puede mitigar la LCT mediante la reducción de la macroagitación dentro del cráneo, aunque también tiene la capacidad de reducir la microagitación dentro de cada GR individual y reducir la agitación molecular de cada molécula de hemoglobina individual. Cada uno de estos cambios fisiológicos permite un mejor paso de las fuerzas transmitidas a través de la sangre y los tejidos cerebrales con menos energía siendo absorbida. En los más de 150 cc de sangre cerebral dentro del cerebro hay más de 1012 eritrocitos (1 billón de células) que la hipercapnia puede potenciar que se aproximen más a las colisiones elásticas de las células y reducir así la absorción de energía de colisión u onda expansiva. Además, un estado de hipercapnia también puede potenciar las colisiones de todas las moléculas de hemoglobina presentes en el cráneo y el cuerpo para una mayor elasticidad, reduciendo así la absorción de energía de colisión u onda expansiva. Hay 8 x 1012 GR en el cuerpo humano, más de un billón en el espacio cerebral en cualquier momento. Todas estas células son susceptibles de sufrir una absorción de energía por agitación y esta absorción se reduciría al producirse hipercapnia. Además, hay aproximadamente 2,4 x 108 moléculas de hemoglobina dentro de cada GR. En consecuencia, hay 1,9 x 1022 moléculas de hemoglobina que son capaces de absorber las energías de una onda expansiva. La absorción de energía por agitación de estas moléculas puede reducirse significativamente mediante hipercapnia modificando las moléculas para que se aproximen más a las colisiones elásticas.The concomitant elevation of local CO 2 and thus lowering of an organism's pH environment may also serve to mitigate agitation. Elevated inspired CO 2 (hypercapnia) can mitigate TBI by reducing macro-stirring within the skull, although it also has the ability to reduce micro-stirring within each individual RBC and to reduce molecular agitation of each individual hemoglobin molecule. Each of these physiological changes allows for better passage of the forces transmitted through the blood and brain tissues with less energy being absorbed. In the more than 150 cc of cerebral blood within the brain there are more than 1012 erythrocytes (1 trillion cells) that hypercapnia can potentiate to more closely approximate the elastic collisions of cells and thus reduce the absorption of collision or wave energy expansive In addition, a state of hypercapnia can also potentiate the collisions of all hemoglobin molecules present in the skull and body for greater elasticity, thus reducing the absorption of shock or collision energy. There are 8 x 1012 GR in the human body, more than a trillion in brain space at any one time. All these cells are susceptible to energy absorption by agitation and this absorption would be reduced when hypercapnia occurs. Furthermore, there are approximately 2.4 x 108 hemoglobin molecules within each RBC. Consequently, there are 1.9 x 1022 hemoglobin molecules that are capable of absorbing the energies of a shock wave. The shaking energy absorption of these molecules can be significantly reduced by hypercapnia by modifying the molecules to more closely approximate elastic collisions.

La hemoglobina está constituida por cuatro componentes hemo que contienen hierro y cuatro globinas que rodean (envuelven) cada hemo, y esencialmente los hacen impermeables. Si las energías de onda expansiva son absorbidas por los fluidos y las células sanguíneas, preferentemente son absorbidas por la hemoglobina que a continuación modifica su conformación para permitir la entrada de agua en la envoltura formada por los componentes hemo lo que lleva a una oxidación catalítica rápida para dar metahemoglobina y superóxido. El superóxido es oxígeno con un electrón adicional; la metahemoglobina es meramente una oxihemoglobina desprovista de un superóxido. Sin este electrón adicional, la metahemoglobina no tiene capacidad de llevar o transferir oxígeno (por tanto, el cerebro sufre una falta de oxígeno), y en el caso de lesión pulmonar por onda expansiva, se han registrado niveles muy grandes de metahemoglobina. Los eritrocitos pueden reducir muy lentamente la metahemoglobina para dar hemoglobina funcional aunque si esta reacción de la metahemoglobina reductasa no puede desviar los electrones adecuados para oponerse a esta reacción química de tipo redox, se produce el efecto secundario de la formación dañina oxidativa de superóxido, óxido nítrico, peroxinitrito, etc. Por tanto, cuando un electrón se mueve de una molécula a otra, la molécula donante se oxida mientras que la molécula receptora sufre una reducción (de ahí el término “redox”). Durante décadas se ha usado azul de metileno como antídoto seguro y bien tolerado para la intoxicación por cianuro (y las metahemoglobinemias). Facilita de manera segura y drástica las rutas reductoras de metahemoglobina de vuelta a hemoglobina.Hemoglobin is made up of four iron-containing heme components and four globins that surround (envelop) each heme, essentially making it waterproof. If shock wave energies are absorbed by fluids and blood cells, they are preferentially absorbed by hemoglobin which then modifies its conformation to allow water to enter the envelope formed by heme components leading to rapid catalytic oxidation to give methemoglobin and superoxide. Superoxide is oxygen with one extra electron; methemoglobin is merely oxyhemoglobin devoid of a superoxide. Without this extra electron, methemoglobin has no ability to carry or transfer oxygen (thus the brain is starved of oxygen), and in the case of blast injury to the lungs, very large levels of methemoglobin have been reported. Red blood cells can very slowly reduce methemoglobin to functional hemoglobin although if this methemoglobin reductase reaction is unable to divert the proper electrons to oppose this redox-type chemical reaction, the side effect of harmful oxidative superoxide formation, oxide, occurs. nitric, peroxynitrite, etc. Thus, when an electron moves from one molecule to another, the donor molecule is oxidized while the acceptor molecule is reduced (hence the term "redox"). Methylene blue has been used for decades as a safe and well-tolerated antidote for cyanide poisoning (and methemoglobinemias). Safely and dramatically facilitates the reducing pathways of methemoglobin back to hemoglobin.

La hipercapnia no solo empuja el azul de metileno al interior de los eritrocitos donde puede ser funcional, sino que también parece que realmente hace que la metahemoglobina reductasa convierta más rápidamente la metahemoglobina de vuelta en hemoglobina. Además, los antioxidantes (donantes de electrones) ácido ascórbico (vitamina C) y riboflavina también se llevan al eritrocito mediante hipercapnia; estos antioxidantes no son útiles para la absorción de energía o posterior a una onda expansiva fuera de los eritrocitos. Un soldado o atleta puede recibir dosis diarias fisiológicas de vitamina C, riboflavina y azul de metileno (no es una vitamina) y cuando sea necesario, la hipercapnia llevará a estos cofactores al interior del eritrocito donde pueden mitigar los efectos de la absorción de energía de la onda expansiva.Hypercapnia not only pushes methylene blue into red blood cells where it can be functional, but also appears to actually cause methemoglobin reductase to more rapidly convert methemoglobin back to hemoglobin. In addition, the antioxidants (electron donors) ascorbic acid (vitamin C) and riboflavin are also delivered to the erythrocyte by hypercapnia; these antioxidants are not useful for energy absorption or subsequent blasting out of erythrocytes. A soldier or athlete can be given physiologic daily doses of vitamin C, riboflavin, and methylene blue (not a vitamin) and when necessary, hypercapnia will drive these cofactors into the erythrocyte where they can blunt the effects of energy absorption from the shock wave.

La presente divulgación engloba realizaciones de un procedimiento para reducir la absorción de energía por agitación mediante la reducción de las colisiones inelásticas en un organismo que contiene fluido, en donde el procedimiento es uno o varios de aumentar de manera reversible la presión o el volumen dentro de los órganos o células, o modificar de manera reversible la configuración o rigidez de la pared celular, molecular o vascular dentro de dicho organismo. Una realización de un procedimiento para aumentar el volumen y/o la presión dentro del cráneo puede ser aumentando temporalmente la pCO2 en el cuerpo del organismo modificando el porcentaje fraccional del CO2 inspirado por el organismo o reduciendo su eliminación de CO2 por debajo de la producción de CO2 por el cuerpo. Dicho procedimiento puede mantener los niveles de CO2 inspirado por la hipercapnia anterior hasta superar los niveles de referencia. El CO2 se bombea de manera activa e instantánea al interior de los eritrocitos y después de que pare el suministro de CO2 externo, los niveles de CO2 intracelular pueden necesitar horas para volver a su estado normal. Estos niveles pueden alcanzarse y mantenerse con un circuito respiratorio aplicado externamente que puede modular el porcentaje fraccional del CO2 inspirado por el organismo o reducir la tasa de eliminación de CO2 por debajo de la producción de CO2 por el cuerpo. El circuito podría ser uno o varios de un circuito no respiratorio, una máscara de circuito respiratorio o un circuito respiratorio capaz de organizar el gas exhalado para modular el porcentaje fraccional del CO2 inspirado por el organismo (podría utilizarse un intervalo de desde el 0,05 hasta el 100 %) o una reducción neta de la eliminación de CO2 por debajo de la producción de CO2 por el cuerpo. El circuito puede incluir un circuito de reinspiración adaptable cuyo espacio muerto puede ajustarse basándose en el peso de un individuo y un volumen corriente estimado, y un nivel deseado u optimizado de hipercapnia (sería óptimo un aumento de la pCO2 de al menos 2 mmHg por encima de los niveles de referencia). La máscara o el recipiente pueden incorporar uno o varios tubos o canales de espacio muerto que proporcionan una vía de inhalación y exhalación que se superponen entre sí y de este modo crean una mezcla de gases inspirados y espirados. De manera alternativa, puede añadirse una fuente de gas nuevo, que potencialmente contiene CO2 cuando lo indique la capnografía (medición del CO2 espiratorio final), si se utiliza. Un circuito respiratorio de reinspiración puede tener uno o varios de los siguientes: una máscara o recipiente colector que actúa como interfaz entre el circuito respiratorio y los pasos respiratorios que tiene uno o múltiples canales o tubos cuya longitud o cuyo volumen puede ajustarse rápidamente para regular la cantidad de espacio muerto que contiene el gas exhalado previamente que volverá a respirar un individuo con el fin expreso de elevar o modular su nivel de CO2 local dentro de su torrente sanguíneo. El circuito también puede contener una cantidad fisiológicamente insignificante de CO2 en comunicación con una válvula para su suministro al paciente, un depósito de gas nuevo en comunicación con la fuente de flujo de gas nuevo para recibir gas nuevo durante la exhalación y un suministro de gas de reserva que contiene CO2 en comunicación con el orificio de salida a través de la válvula. De manera alternativa, un circuito de no reinspiración puede estar constituido por uno o varios de los siguientes: una válvula de no reinspiración que evita que el gas exhalado desde el sujeto fluya al interior del circuito, una fuente de gas nuevo operativa para suministrar un gas nuevo que contiene una cantidad fisiológicamente poco significativa de dióxido de carbono al sujeto a través de la válvula de no reinspiración y una fuente de gas reservado operativa para suministrar un gas reservado que tiene una presión parcial predeterminada de dióxido de carbono al sujeto, también a través del orificio de inspiración de la válvula de no reinspiración.The present disclosure encompasses embodiments of a process for reducing energy absorption by agitation by reducing inelastic collisions in a fluid-containing organism, wherein the process is one or more of reversibly increasing the pressure or volume within the fluid. organs or cells, or reversibly modify the configuration or rigidity of the cell, molecular or vascular wall within said organism. One embodiment of a procedure to increase the volume and/or pressure within the skull may be temporarily increasing the pCO 2 in the body of the organism by changing the fractional percentage of CO 2 inspired by the organism or by reducing its CO 2 clearance below the production of CO 2 by the body. This procedure can maintain the CO2 levels inspired by the previous hypercapnia until they exceed the reference levels. CO 2 is actively and instantaneously pumped into erythrocytes, and after the external CO 2 supply stops, intracellular CO 2 levels may require hours to return to normal. These levels can be achieved and maintained with an externally applied breathing circuit that can modulate the fractional percentage of CO 2 inspired by the body or reduce the rate of CO 2 elimination below that of CO 2 production by the body. The circuit could be one or more of a non-breathing circuit, a breathing circuit mask o A breathing circuit capable of organizing exhaled gas to modulate the fractional percentage of CO 2 inspired by the body (a range from 0.05 to 100% could be used) o A net reduction in CO 2 elimination below of CO 2 production by the body. The circuit may include an adaptive rebreathing circuit whose dead space can be adjusted based on an individual's weight and an estimated tidal volume, and a desired or optimized level of hypercapnia (an increase in pCO 2 of at least 2 mmHg per breath would be optimal). above reference levels). The mask or canister may incorporate one or more dead space tubes or channels that provide an overlapping inhalation and exhalation path and thus create a mixture of inspired and expired gases. Alternatively, a fresh gas source, potentially containing CO2, can be added when indicated by capnography (end-tidal CO2 measurement), if used. A rebreathing breathing circuit may have one or more of the following: a mask or collection container that acts as the interface between the breathing circuit and the breathing passages that has one or multiple channels or tubes whose length or volume can be rapidly adjusted to regulate the amount of dead space containing previously exhaled gas that will be rebreathed by an individual for the express purpose of raising or modulating their local CO 2 level within their bloodstream. The circuit may also contain a physiologically insignificant amount of CO 2 in communication with a valve for delivery to the patient, a fresh gas reservoir in communication with the fresh gas flow source for receiving fresh gas during exhalation, and a supply of fresh gas. reserve containing CO 2 in communication with the outlet through the valve. Alternatively, a non-rebreathing circuit may consist of one or more of the following: a non-rebreathing valve that prevents exhaled gas from the subject from flowing into the circuit, a fresh gas source operative to deliver a fresh gas containing a physiologically insignificant amount of carbon dioxide to the subject via the non-rebreathing valve and a reserved gas source operative to deliver a reserved gas having a predetermined partial pressure of carbon dioxide to the subject, also via from the inspiration port of the non-rebreathing valve.

La sangre venosa vuelve al corazón desde los músculos y los órganos parcialmente sin oxígeno y conteniendo una cantidad total de dióxido de carbono. La sangre procedente de diversas partes del cuerpo se mezcla en el corazón (sangre venosa mezclada) y se bombea a los pulmones a través de la arteria pulmonar. En los pulmones, los vasos sanguíneos se dividen en una red de pequeños vasos capilares que rodean sacos pulmonares diminutos (alveolos). Los vasos que rodean los alveolos proporcionan un área de superficie grande para el intercambio de gases mediante difusión por sus gradientes de concentración. Después de inhalar una bocanada de aire a los pulmones, diluye el CO2 que queda en los alveolos al final de la exhalación. Entonces se establece un gradiente de concentración entre la presión parcial de CO2 (pCO2) en la sangre venosa mezclada (pvCO2) que llega a los alveolos y la pCO2 alveolar. El CO2 difunde en el interior de los alveolos desde la sangre venosa mezclada desde el principio de la inspiración (momento en el cual se establece el gradiente de concentración para el CO2) hasta que se alcanza un equilibrio entre la pCO2 en sangre procedente de la arteria pulmonar y la pCO2 en los alveolos en algún momento durante la respiración. Entonces la sangre vuelve al corazón a través de las venas pulmonares y es bombeada al sistema arterial por el ventrículo izquierdo del corazón. La pCO2 en la sangre arterial, denominada pCO2 arterial (paCO2), es entonces igual que en equilibrio con los alveolos. Cuando el sujeto exhala, se considera que el final de su exhalación procede de los alveolos y, por tanto, refleja la concentración de CO2 en equilibrio entre los capilares y los alveolos. La pCO2 en este gas es la pCO2 al final de la exhalación (petCO2). La sangre arterial también tiene una pCO2 igual a la pCO2 en equilibrio entre los capilares y alveolos.Venous blood returns to the heart from the muscles and organs partially devoid of oxygen and containing a full amount of carbon dioxide. Blood from various parts of the body is mixed in the heart (mixed venous blood) and pumped to the lungs through the pulmonary artery. In the lungs, blood vessels divide into a network of tiny capillaries that surround tiny lung sacs (alveoli). The vessels surrounding the alveoli provide a large surface area for diffusional gas exchange down their concentration gradients. After inhaling a breath of air into the lungs, it dilutes the CO 2 remaining in the alveoli at the end of the exhalation. A concentration gradient is then established between the partial pressure of CO 2 (pCO 2 ) in the mixed venous blood (pvCO 2 ) reaching the alveoli and the alveolar pCO 2 . CO 2 diffuses into the alveoli from the mixed venous blood from the beginning of inspiration (at which time the concentration gradient for CO 2 is established) until an equilibrium is reached between the pCO 2 in coming blood of the pulmonary artery and the pCO 2 in the alveoli at some point during respiration. The blood then returns to the heart through the pulmonary veins and is pumped to the arterial system by the left ventricle of the heart. The pCO 2 in arterial blood, called arterial pCO 2 ( pa CO 2 ), is then the same as in equilibrium with the alveoli. When the subject exhales, the end of their exhalation is considered to come from the alveoli and therefore reflects the equilibrium CO 2 concentration between the capillaries and alveoli. The pCO 2 in this gas is the pCO 2 at the end of exhalation (p et CO 2 ). Arterial blood also has a pCO 2 equal to the pCO 2 in equilibrium between the capillaries and alveoli.

Con cada bocanada de aire exhalada se elimina algo de CO2 y con cada inhalación, se inhala aire nuevo que contiene muy poco CO2 (actualmente un 0,04 %) y diluye la pCO2 alveolar equilibrada residual, estableciendo un nuevo gradiente para que el CO2 difunda fuera de la sangre venosa mezclada al interior de los alveolos. La frecuencia respiratoria, o ventilación (Ve), habitualmente expresada en l/min, es exactamente la requerida para eliminar el CO2 llevado a los pulmones y establecer un equilibrio entre la PCO2 alveolar (paCO2) y la de la sangre arterial (PaCO2) de aproximadamente 40 mmHg (en humanos normales). Cuando se produce más CO2 (por ejemplo como resultado de fiebre o ejercicio), se lleva más CO2 a los pulmones y entonces ha de respirarse más profundamente para eliminar el CO2 adicional de los alveolos, y así mantener la misma paCO2 de equilibrio, pero si la producción de CO2 permanece normal, y se hiperventila, entonces se elimina el CO2 en exceso de los alveolos y disminuye la paCO2. Existen muchas situaciones en las que se desea que el CO2 inspirado sea mayor de lo que sería normalmente de forma fisiológica. Este estado de CO2 aumentado en el sistema tiene muchos beneficios protectores. A menudo da como resultado una incomodidad proporcional al aumento en la PaCO2 , sin embargo, existe un intervalo de seguridad muy grande con lo que la PaCO2 en el cuerpo puede duplicarse sin producir un daño conocido. Cuando la PaCO2 aumenta intensamente hasta más de aproximadamente 80 mmHg, puede afectar a la consciencia aunque este efecto es reversible al disminuir la PaCO2. Se reconocen algunos otros efectos nocivos.With each breath exhaled some CO 2 is removed and with each inhalation new air is inhaled which contains very little CO 2 (currently 0.04%) and dilutes the residual equilibrated alveolar pCO 2 , establishing a new gradient so that CO 2 diffuses out of the mixed venous blood into the alveoli. The respiratory rate, or ventilation (V e ), usually expressed in l/min, is exactly that required to eliminate the CO 2 carried to the lungs and establish a balance between the alveolar PCO 2 (p a CO 2 ) and that of the lungs. arterial blood (PaCO 2 ) of approximately 40 mmHg (in normal humans). When more CO 2 is produced (for example as a result of fever or exercise), more CO 2 is carried into the lungs and more deeply must be breathed in to remove the additional CO 2 from the alveoli, thus maintaining the same p a CO 2 balance, but if CO 2 production remains normal, and hyperventilation occurs, then excess CO 2 is removed from the alveoli and CO 2 pa decreases. There are many situations in which you want the inspired CO 2 to be higher than it would normally be physiologically. This increased CO 2 state in the system has many protective benefits. It often results in discomfort proportional to the increase in PaCO 2 , however there is a very large safety interval whereby the PaCO 2 in the body can be doubled without known harm. When PaCO 2 rises sharply to more than approximately 80 mmHg, consciousness may be affected, although this effect is reversible by lowering PaCO 2 . Some other deleterious effects are recognized.

Una manera de contribuir a los niveles de pCO2 del organismo puede ser mediante la administración de uno o varios medicamentos que se sabe que modifican el pH del organismo, tales como los inhibidores de la anhidrasa carbónica. Algunos ejemplos de inhibidores de la anhidrasa carbónica son topiramato, metazolamida, dorzolamida o acetazolamida. Los inhibidores de la anhidrasa carbónica pueden actuar como diuréticos suaves reduciendo la reabsorción de bicarbonato y NaCl en el túbulo proximal del riñón. Por tanto, la bicarbonaturia producirá acidosis metabólica. Esta ligera acidosis tiene muchos beneficios potenciales para mitigar la agitación tal como se describe. Cambios anticipados del pH ácido que demostrarían un beneficio se encontrarían entre aproximadamente 7,30 y 7,40. One way to contribute to the body's pCO 2 levels may be through the administration of one or more drugs known to change the body's pH, such as carbonic anhydrase inhibitors. Some examples of carbonic anhydrase inhibitors are topiramate, methazolamide, dorzolamide, or acetazolamide. Carbonic anhydrase inhibitors can act as mild diuretics by reducing the reabsorption of bicarbonate and NaCl in the proximal tubule of the kidney. Therefore, bicarbonaturia will produce metabolic acidosis. This slight acidosis has many potential benefits in mitigating agitation as described. Anticipated changes in acidic pH that would demonstrate benefit would be between about 7.30 and 7.40.

Otra realización para elevar la pCO2 en el cuerpo de un organismo puede ser un circuito respiratorio que mantiene una pCÜ2 elevada. Un circuito puede mantener una pCÜ2 al final de la exhalación estimada y ya elevada interponiendo uno o varios canales o tubos a través de los cuales respira el individuo produciendo una reinspiración de su bocanada de aire exhalada previamente. Estos canales permiten que se mezcle el gas ambiente inhalado y el gas alveolar exhalado. La cantidad óptima de gas que vuelve a inspirarse puede determinarse estimando el peso del individuo en kilogramos y multiplicándolo por un factor, tal como 7, para llegar a un volumen corriente estimado en cm3. En una realización puede añadirse una tercera parte de este volumen al circuito respiratorio como espacio muerto. Este volumen determina el nivel previsto de CO2 al final de la exhalación con el que se equilibrará el dispositivo. De manera alternativa, podría interponerse una fuente externa de CO2 para aumentar rápidamente, y a demanda, el porcentaje de CO2 inspirado.Another embodiment to raise the pCO 2 in the body of an organism can be a respiratory circuit that maintains a high pCÜ 2 . A circuit can maintain a pCÜ 2 at the end of the estimated and already elevated exhalation by interposing one or several channels or tubes through which the individual breathes, producing a rebreathing of his previously exhaled puff of air. These channels allow inhaled ambient gas and exhaled alveolar gas to mix. The optimal amount of gas to be re-inspired can be determined by estimating the individual's weight in kilograms and multiplying it by a factor, such as 7, to arrive at an estimated tidal volume in cm3. In one embodiment, one third of this volume may be added to the breathing circuit as dead space. This volume determines the expected level of CO 2 at the end of exhalation that the device will equilibrate to. Alternatively, an external source of CO 2 could be interposed to rapidly increase, and on demand, the percentage of inspired CO 2 .

Con respecto a añadir un espacio muerto para aumentar la reinspiración del gas exhalado previamente, varios canales o tubos de pared delgada o de papel pueden extenderse desde la parte de la nariz y boca cerrada del dispositivo y/o pueden colocarse varias zonas de manera secuencial a lo largo de los canales o tubos como perforaciones o puntos de debilitamiento de modo que el individuo será capaz de rasgar, cortar o romper una cantidad predeterminada del tubo y así modificar con precisión el espacio muerto restante del circuito. Unas marcas e identificadores colocados a lo largo de los canales/tubos pueden ayudar al individuo a decidir en qué perforación o zona debilitada realizar el rasgado, corte o retirada. De nuevo, pueden determinarse de la siguiente manera: el volumen corriente puede estimarse midiendo el peso en kilogramos y multiplicándolo por 7, el resultado sería en cm3 del volumen corriente. Para determinar la cantidad de espacio muerto que va a añadirse al tramo de salida de la máscara, solo es necesario tomar el volumen corriente resultante y añadir un porcentaje correspondiente del volumen corriente (por ejemplo el 33 %) al tramo de salida de la máscara. Cada aumento incremental en el espacio muerto añadido al tramo de salida provocaría un aumento incremental en la pCO2 final. Por ejemplo, si el peso del individuo es de 120 kg, entonces el volumen corriente estimado sería de 840 cm3. Sería deseable que el individuo volviera a inspirar una parte de ese volumen corriente igual al 33 % de éste, que es igual a 277 cm3. Se espera que este volumen añadido de espacio muerto aumente la pCO2 en aproximadamente 7-8 mmHg.With respect to adding a dead space to increase rebreathing of previously exhaled gas, several thin-walled or paper channels or tubes may extend from the closed nose and mouth portion of the device and/or several zones may be placed sequentially along along the channels or tubes as perforations or points of weakness so that the individual will be able to rip, cut, or break a predetermined amount of the tube and thereby precisely modify the remaining dead space of the circuit. Markings and identifiers placed along the channels/tubes can help the individual decide which perforation or weak area to tear, cut, or remove. Again, they can be determined in the following way: the tidal volume can be estimated by measuring the weight in kilograms and multiplying it by 7, the result would be in cm3 of the tidal volume. To determine the amount of dead space to add to the mask outlet leg, it is only necessary to take the resulting tidal volume and add a corresponding percentage of the tidal volume (eg 33%) to the mask outlet leg. Each incremental increase in dead space added to the exit leg would cause an incremental increase in final pCO 2 . For example, if the individual's weight is 120 kg, then the estimated tidal volume would be 840 cm3. It would be desirable for the individual to re-inspire a part of that tidal volume equal to 33% of it, which is equal to 277 cm3. This added volume of dead space is expected to increase pCO 2 by approximately 7-8 mmHg.

Además del espacio muerto ajustable, puede utilizarse la monitorización del CO2 al final de la exhalación y hacer que la válvula de exportación se abra o cierre para modificar la fuente de la siguiente bocanada inspirada en situaciones en las que puede ser necesario conocer con precisión el CO2 al final de la exhalación. Por ejemplo, si un intervalo deseado de CO2 al final de la exhalación es de 45 mmHg, entonces tras observar que el CO2 al final de la exhalación es solo de 35 mmHg, la válvula se cerraría para lo cual sería necesario que el individuo tomara la siguiente bocanada del tubo/depósito de espacio muerto ajustable donde previamente se había introducido una bocanada. Esta espiración tiene típicamente un 4-5 % de CO2, lo que permite un CO2 inspirado mayor en la siguiente bocanada. Un depósito puede actuar como depósito intermedio para almacenar gas CO2 adicional. Aunque aumente la ventilación, el sujeto respira el gas acumulado con un CO2 elevado lo que permite que aumente la pCO2 hasta el nivel deseado.In addition to adjustable dead space, end-exhalation CO 2 monitoring and having the export valve open or closed can be used to modify the source of the next inspired puff in situations where it may be necessary to know precisely the CO 2 at the end of the exhalation. For example, if a target end-exhalation CO 2 range is 45 mmHg, then after observing that end-exhalation CO 2 is only 35 mmHg, the valve would close, requiring the individual to take the next puff from the adjustable dead space tube/reservoir where a puff had previously been inserted. This expiration is typically 4-5% CO 2 , allowing for a higher inspired CO 2 on the next puff. A tank can act as an intermediate tank to store additional CO 2 gas. Although ventilation is increased, the subject breathes accumulated gas with elevated CO 2 , allowing pCO 2 to rise to the desired level.

Un circuito para mantener el CO2 normal puede incluir una válvula de no reinspiración, una fuente de gas nuevo, un depósito de gas nuevo y una fuente de gas para su inhalación, tal como desde la zona de espacio muerto aumentado o un depósito de mayor concentración de CO2. El procedimiento para controlar la pCO2 en un paciente a un nivel deseado predeterminado puede proporcionarse de modo que comprenda una máscara/circuito respiratorio que pueda aumentar el CO2 para permitir un aumento en el flujo sanguíneo cerebral y el volumen y la presión sanguínea cerebral resultante. Con un aumento del flujo sanguíneo cerebral, la velocidad sanguínea cerebral y la presión y el volumen intracraneal queda menos espacio para que los tejidos intracraneales se muevan uno en relación con otro, así disminuye la agitación y la pulsatilidad del cerebro. Esto requeriría minimizar el volumen intracraneal de las estructuras de tejido/fluido/aire desplazables o compresibles. Aunque se piensa que el tejido cerebral es incompresible y que el fluido/sangre también es relativamente incompresible, los fluidos pueden desplazarse a través de los vasos y entre el cráneo y el conducto raquídeo, permitiendo el movimiento de un lado a otro del contenido dentro del cráneo y así fuerzas de cizallamiento entre células, fuerzas de conmoción aplicadas a estructuras y la absorción de energías de onda expansiva. Si se ha implementado el CO2 elevado con un aumento resultante del volumen de sangre cerebral y/o se ha aumentado la presión intracraneal con cualquier medio antes de un evento traumático, el cerebro y sus componentes son menos propensos a la agitación dentro del cráneo y en relación con cada componente individual (aproximándose así mejor a las colisiones elásticas). Además, si fuera a producirse una LCT a pesar de los efectos de restricción anteriores del flujo sanguíneo cerebral aumentado, incluso serviría un CO2 elevado para optimizar el entorno de curación del propio tejido cerebral reduciendo la respuesta inflamatoria sistémica y maximizando el flujo de hemoglobina rica en oxígeno que es más capaz de suministrar su oxígeno debido a los altos niveles de CO2 mediante la reducción de la afinidad por el oxígeno de la hemoglobina.A circuit to maintain normal CO 2 may include a no-rebreath valve, a fresh gas source, a fresh gas reservoir, and a source of gas for inhalation, such as from the increased dead space zone or a larger reservoir. CO 2 concentration. The method of controlling pCO 2 in a patient to a predetermined desired level may be provided to comprise a breathing circuit/mask that can increase CO 2 to allow an increase in cerebral blood flow and resulting cerebral blood pressure and volume. . With an increase in cerebral blood flow, cerebral blood velocity, and intracranial pressure and volume, there is less space for intracranial tissues to move relative to one another, thereby decreasing brain agitation and pulsatility. This would require minimizing the intracranial volume of the displaceable or compressible tissue/fluid/air structures. Although brain tissue is thought to be incompressible and fluid/blood is also thought to be relatively incompressible, fluids can travel through the vessels and between the skull and spinal canal, allowing back and forth movement of contents within the brain. skull and thus shearing forces between cells, shock forces applied to structures and the absorption of blast wave energies. If elevated CO 2 with a resultant increase in cerebral blood volume and/or increased intracranial pressure has been implemented by any means prior to a traumatic event, the brain and its components are less prone to agitation within the skull and relative to each individual component (thus approximating elastic collisions better). Furthermore, if TBI were to occur despite the above restrictive effects of increased cerebral blood flow, even elevated CO 2 would serve to optimize the healing environment of the brain tissue itself by reducing the systemic inflammatory response and maximizing the flow of rich hemoglobin. in oxygen which is better able to supply its oxygen due to high CO 2 levels by reducing the oxygen affinity of hemoglobin.

El eritrocito humano es muy distensible y, como tal, es particularmente capaz de absorber energías transmitidas al mismo sufriendo colisiones inelásticas. El análisis matemático del péndulo de Newton muestra que las colisiones inelásticas absorben la energía como energía acústica, vibratoria, térmica y cinética, mientras que las colisiones elásticas sirven para permitir que las fuerzas pasen a través sin transmitir tanta energía. Sin embargo, el provocar un aumento de la pCO2 en la sangre y el suero (lo que da como resultado que los eritrocitos bombeen el CO2 al citoplasma), puede servir para producir casi un aumento inmediato del bicarbonato creado dentro del eritrocito creando un hinchamiento osmótico de fluido en la célula y reduciendo la absorción por agitación. Además, se ha demostrado que las paredes de los eritrocitos que se han expuesto a mayores niveles de CO2 son menos distensibles; y aun en caso de hinchamiento, facilitarán las colisiones más elásticas cuando se les transmitan fuerzas. Sin querer estar limitado por ninguna teoría, es probable que los cambios del cloruro en respuesta al movimiento del bicarbonato y el CO2 también sirvan para reforzar la conformación de la molécula de hemoglobina, reduciendo la absorción de energía, y mitigando así mejor el daño producido por la agitación en los glóbulos rojos y los tejidos. Incluso después de que se haya retirado el mecanismo que suministra CO2 adicional, serán necesarias horas para que las células se equilibren de nuevo hasta los niveles previos a la hipercapnia. Esto serviría además para reducir la transmisión de fuerzas al cerebro o cualquier estructura con perfusión de eritrocitos. El hinchamiento reversible de las células y la distensibilidad alterada de la membrana de los glóbulos rojos también servirían para reducir la capacidad de adelgazamiento por cizallamiento que típicamente muestra la sangre y de nuevo, esto serviría para aproximarse mejor a las colisiones elásticas cuando se transmiten las fuerzas.The human erythrocyte is highly compliant and, as such, is particularly capable of absorbing energies transmitted to it by undergoing inelastic collisions. Mathematical analysis of Newton's pendulum shows that inelastic collisions absorb energy as acoustic, vibrational, thermal, and kinetic energy, while elastic collisions serve to allow forces to pass through without transmitting as much energy. However, causing an increase in pCO 2 in blood and serum (resulting in the erythrocytes pumping CO 2 into the cytoplasm), can serve to produce an almost immediate increase in bicarbonate created within the erythrocyte creating a osmotic swelling of fluid in the cell and reducing absorption by agitation. In addition, it has been shown that the walls of erythrocytes that have been exposed to higher levels of CO 2 are less compliant; and even in case of swelling, they will facilitate more elastic collisions when forces are transmitted to them. Without wishing to be bound by any theory, it is likely that chloride changes in response to movement of bicarbonate and CO 2 also serve to reinforce the conformation of the hemoglobin molecule, reducing the absorption of energy, and thus better mitigating the damage produced by agitation in red blood cells and tissues. Even after the mechanism supplying additional CO 2 has been removed, it will take hours for the cells to equilibrate back to pre-hypercapnic levels. This would also serve to reduce the transmission of forces to the brain or any structure with erythrocyte perfusion. The reversible swelling of the cells and the altered compliance of the red blood cell membrane would also serve to reduce the shear thinning capacity that blood typically exhibits and again, this would serve to better approximate elastic collisions when forces are transmitted. .

Además de aumentar el volumen dentro de la célula también es posible modificar de manera reversible la configuración vascular, molecular o de pared celular dentro del organismo para reducir la absorción de energía por agitación. La configuración de la pared celular puede modificarse de manera reversible para aumentar la estabilidad de la membrana y disminuir la fluidez de la membrana. Puede usarse la adición de uno o varios de DHA y óxido de magnesio para modificar la configuración de la pared celular de los eritrocitos. Los suplementos de DHA típicos estarían en el orden de 50-3000 mg por vía oral al día y MgO de 50-1000 mg por vía oral al día. La configuración de la hemoglobina también puede modificarse de manera reversible modificando uno o varios del pH (hasta un pH de aproximadamente 7,0 a 7,5), la pCO2 (hasta una pCO2 de aproximadamente 25 a 80 mmHg) o los niveles en sangre de 2,3-difosfoglicerato (hasta aproximadamente 6,0 a 1000 pmol/ml) dentro del organismo para disminuir la elasticidad y fluidez de la hemoglobina. Los niveles de 2,3-difosfoglicerato pueden aumentarse mediante procedimientos tales como la ingesta de fosfato.In addition to increasing the volume within the cell, it is also possible to reversibly modify the vascular, molecular, or cell wall configuration within the organism to reduce energy absorption by agitation. Cell wall configuration can be reversibly modified to increase membrane stability and decrease membrane fluidity. The addition of one or more of DHA and magnesium oxide can be used to modify the configuration of the erythrocyte cell wall. Typical DHA supplements would be on the order of 50-3000 mg orally per day and MgO 50-1000 mg orally per day. The configuration of hemoglobin can also be changed reversibly by changing one or more of the pH (to a pH of approximately 7.0 to 7.5), pCO 2 (to a pCO 2 of approximately 25 to 80 mmHg), or levels in blood of 2,3-diphosphoglycerate (up to approximately 6.0 to 1000 pmol/ml) within the body to decrease the elasticity and fluidity of hemoglobin. 2,3-Diphosphoglycerate levels can be increased by procedures such as taking phosphate.

La absorción por agitación también puede reducirse aumentando de manera reversible la presión o el volumen dentro de los órganos o células del organismo. El volumen y la presión intracraneal pueden aumentarse de manera reversible mediante un dispositivo que reduce el flujo de uno o varios vasos de salida del cráneo de dicho organismo. Una realización de dicho dispositivo comprimiría lo suficiente los vasos de salida para producir un aumento de la resistencia venosa, pero sin sobrepasar la presión arterial de aproximadamente 80 mmHg. También es posible aumentar de manera reversible el volumen intracraneal aumentando la pCO2 en la sangre arterial o mediante la administración de uno o varios medicamentos para facilitar un aumento del volumen o la presión intracraneal incluyendo, pero sin limitarse a, minociclina, factor 1 de crecimiento similar a la insulina, Provera y vitamina A.Agitation absorption can also be reduced by reversibly increasing the pressure or volume within organs or cells of the body. Intracranial volume and pressure can be reversibly increased by means of a device that reduces the flow of one or several outflow vessels from the skull of said organism. One embodiment of such a device would compress the outflow vessels enough to produce an increase in venous resistance, but not exceed an arterial pressure of approximately 80 mmHg. It is also possible to reversibly increase intracranial volume by increasing arterial blood pCO2 or by administration of one or more medications to facilitate an increase in intracranial volume or pressure including, but not limited to, minocycline, growth factor 1-like to insulin, Provera and vitamin A.

Por lo tanto, un aspecto de la divulgación engloba realizaciones de un dispositivo de compresión que cuando se aplica al cuello de un sujeto humano o animal reduce la probabilidad de absorción de energía del cerebro aumentando el volumen y la presión intracraneal e intraocular aplicando presión a la vasculatura de salida y/o el líquido cefalorraquídeo del cerebro. El resultado sería un aumento en el coeficiente de restitución (r) de la estructura fijando una cincha o collarín alrededor del cuello del individuo u organismo. El dispositivo de compresión puede tener cualquier diseño incluyendo, pero sin limitarse a, una cinta o cordón. Dicho dispositivo de compresión podría llevarse preferentemente antes, anticipándose a y durante eventos con riesgo de lesión cerebral traumática y agitación. El dispositivo de compresión de la divulgación incluye además al menos un saliente o zona engrosada del dispositivo que puede situarse sobre una vena del cuello subyacente para aplicar una presión localizada a la misma.Therefore, one aspect of the disclosure encompasses embodiments of a compression device that when applied to the neck of a human or animal subject reduces the likelihood of energy absorption from the brain by increasing volume and intracranial and intraocular pressure by applying pressure to the outflow vasculature and/or cerebrospinal fluid from the brain. The result would be an increase in the coefficient of restitution (r) of the structure by fixing a strap or collar around the neck of the individual or organism. The compression device can be of any design including, but not limited to, a strap or cord. Such a compression device could preferably be worn before, in anticipation of, and during events with risk of traumatic brain injury and agitation. The compression device of the disclosure further includes at least one protrusion or thickened area of the device that can be positioned over an underlying neck vein to apply localized pressure thereto.

Por tanto, las realizaciones del collarín de la divulgación comprenden un collarín que rodea solo parcialmente el cuello de un sujeto humano o animal, y está dimensionado de modo que el collarín puede aplicar una presión externa sobre las zonas del cuello situadas sobre las venas yugulares internas. Se contempla que esta presión se deba a que la dimensión interna del collarín es menor que el diámetro del cuello resultante de la elasticidad del mismo. En ejemplos alternativos que no están dentro del alcance de la presente invención, la presión puede deberse a que la dimensión interna del collarín es menor que el diámetro del cuello que resulta solamente del tamaño del collarín, o el resultado de disminuir el diámetro interno del collarín mediante cualquier procedimiento tal como inflar el collarín, una zona del mismo, o al menos un saliente del mismo. La presión externa aplicada a la vena yugular interna dará como resultado una restricción del flujo sanguíneo a través de la vena.Thus, the collar embodiments of the disclosure comprise a collar that only partially encircles the neck of a human or animal subject, and is sized such that the collar can apply external pressure to areas of the neck located over the internal jugular veins. . It is contemplated that this pressure is due to the internal dimension of the collar being less than the diameter of the neck resulting from the elasticity of the collar. In alternate examples that are not within the scope of the present invention, pressure may be due to the internal dimension of the collar being less than the neck diameter resulting from the collar size alone, or the result of decreasing the internal diameter of the collar. by any procedure such as inflating the collar, an area thereof, or at least a protrusion thereof. External pressure applied to the internal jugular vein will result in a restriction of blood flow through the vein.

Por lo tanto, en particular, el collarín del dispositivo según la divulgación incluye al menos un saliente, resalto, zona engrosada o expandible que se dirige hacia dentro y se dispone sobre la superficie del collarín que es proximal a la piel cuando se aplica a un cuello, para colocarse directamente sobre una zona de una vena del cuello. Se contempla que el al menos un saliente, resalto, zona engrosada o expandible puede ser un saliente o resalto fijo resistente a la deformación cuando se aplica presión a un cuello, o puede agrandarse mediante inflado de un dispositivo de inflado conectado al mismo. Puede situarse un saliente inflable sobre una vena del cuello y a continuación inflarse para aplicar presión al vaso sanguíneo subyacente. De manera alternativa, el al menos un saliente puede no ser inflable pero estar dispuesto sobre un collarín inflable.Thus, in particular, the collar of the device according to the disclosure includes at least one inwardly directed projection, projection, thickened or expandable zone disposed on the surface of the collar that is proximal to the skin when applied to a neck, to be placed directly over an area of a neck vein. It is contemplated that the at least one protrusion, ridge, thickened or expandable zone may be a fixed ridge or ridge resistant to deformation when pressure is applied to a neck, or may be enlarged by inflation of an inflation device connected thereto. An inflatable protrusion can be placed over a neck vein and then inflated to apply pressure to the underlying blood vessel. Alternatively, the at least one protrusion may not be inflatable but be arranged on an inflatable collar.

Se contempla además que el collarín de la divulgación y/o el o los salientes inflables dispuestos sobre el mismo pueden estar conectados de manera operativa a medios de inflado tales como, pero sin limitarse a, una bomba alimentada, o una bomba compresible manual, con lo que puede aplicarse un líquido, aire o un gas al collarín. En determinadas realizaciones el collarín puede comprender además un sensor de presión unido de manera operativa a los medios de inflado, con lo que puede regularse el grado de inflado del collarín y/o su o sus salientes con respecto a la extensión y duración de la presión aplicada a una vena del cuello subyacente.It is further contemplated that the collar of the disclosure and/or the inflatable protrusion(s) disposed thereon may be operatively connected to inflation means such as, but not limited to, a powered pump, or a manual compressible pump, with so a liquid, air or a gas can be applied to the collar. In certain embodiments, the collar may further comprise a pressure sensor operatively linked to the inflation means, whereby the degree of inflation of the collar and/or its projection(s) can be regulated with respect to the extent and duration of the pressure. applied to an underlying neck vein.

También se contempla que el o los salientes del collarín de la divulgación puedan estar configurados para aplicar presión a un área de aproximadamente el diámetro de una vena yugular interna, mayor que dicho diámetro, y puedan ser de cualquier forma que pueda proporcionar una restricción parcial del flujo sanguíneo a través de la vena del cuello, incluyendo un saliente en punta, un resalto, una zona engrosada del collarín, y similares.It is also contemplated that the collar projection(s) of the disclosure may be configured to engage pressure to an area approximately the diameter of an internal jugular vein, greater than that diameter, and may be of any shape that may provide partial restriction of blood flow through the neck vein, including a pointed protrusion, ridge , a thickened area of the collar, and the like.

El dispositivo de compresión puede ser de cualquier material incluyendo, pero sin limitarse a, materiales elásticos. Materiales elásticos pueden ser cualquier material que cuando se estira intentará volver al estado natural y pueden incluir uno o varios de materiales textiles, películas (tejidas, no tejidas y redes), espumas y caucho (sintético y natural), policloropreno (por ejemplo Neopreno, marca registrada), elastano y otros copolímeros de poliuretano- poliurea (por ejemplo Spandex, marca registrada, Lycra, marca registrada), velo de fibra, tejidos de punto con urdimbre o materiales textiles elásticos estrechos, tejidos raschel, de punto, tejido de tipo milanesa, raso, sarga, nailon, tweed de algodón, hilo, rayón, poliéster, piel, lona, poliuretano, materiales de goma, elastómeros y vinilo. También existen varios materiales elásticos que son transpirables o absorben la humedad que pueden ser preferibles durante periodos de uso prolongados o cuando se utilizan durante periodos en los que se practica ejercicio. Además el dispositivo de compresión puede construirse parcialmente, recubrirse o construirse a partir de uno o varios materiales de protección tales como Kevlar (fibras sintéticas de para-aramida), Dyneema (polietileno de peso molecular ultraalto), cerámica o fluidos de engrosamiento por cizallamiento.The compression device can be made of any material including, but not limited to, elastic materials. Elastic materials can be any material that when stretched will attempt to return to the natural state and can include one or more of textile materials, films (woven, non-woven, and netting), foams and rubber (synthetic and natural), polychloroprene (for example Neoprene, trademark), elastane and other polyurethane-polyurea copolymers (for example Spandex, trademark, Lycra, trademark), fiber veil, warp knitted fabrics or narrow stretch textile materials, raschel fabrics, knits, woven type Milanese, satin, twill, nylon, cotton tweed, yarn, rayon, polyester, leather, canvas, polyurethane, rubber materials, elastomers, and vinyl. There are also various elastic materials that are breathable or moisture wicking that may be preferable during extended periods of wear or when worn during periods of exercise. Furthermore the compression device can be partially constructed, coated or constructed from one or more protective materials such as Kevlar (synthetic para-aramid fibers), Dyneema (ultra-high molecular weight polyethylene), ceramics or shear bulk fluids.

El dispositivo puede abarcar circunferencialmente todo el cuello o solo parcialmente el cuello, proporcionando todavía una oclusión parcial o total de uno o varios de los vasos de salida en el cuello, específicamente, pero sin limitarse a, las venas yugulares interna y externa, las venas vertebrales y la circulación cefalorraquídea. El dispositivo puede abarcar horizontalmente todo el cuello o solo parcialmente la parte superior e inferior del cuello.The device can circumferentially span the entire neck or only partially the neck, still providing partial or total occlusion of one or more of the outflow vessels in the neck, specifically, but not limited to, the internal and external jugular veins, the veins vertebral and cerebrospinal circulation. The device can horizontally span the entire neck or only part of the upper and lower neck.

Una realización del dispositivo de compresión puede estar preformada para el usuario con una construcción circular. Este estilo único puede tener una cincha con tipos que permite la adaptación del dispositivo a cualquier tamaño de cuello. De manera alternativa, el dispositivo de compresión puede tener un primer extremo y un segundo extremo conectados con un fijador. Un fijador puede ser una unión de tipo gancho y elemento escalonado, una unión de tipo gancho y bucle, un ajuste a presión, un botón o cualquiera de una serie de mecanismos de unión que serían conocidos para un experto en la técnica. Un dispositivo de compresión con un fijador podría tener un mecanismo de liberación por separación, con lo que el dispositivo puede abrirse o separarse con una fuerza predeterminada para evitar que el collarín se quede enganchado o aplique una compresión demasiado elevada de manera involuntaria. Una realización de liberación rápida o liberación automática sería la aplicación de pequeñas cantidades de uniones de tipo gancho y elemento escalonado dentro del anillo circunferencial que se separarían después de aplicar demasiada fuerza al dispositivo de compresión. Otra realización del dispositivo podría presentar una fijación de modo que el usuario podría tirar de un extremo del collarín (como un collar de ahorque para un perro) y la fuerza ejercida por el usuario disminuiría de manera eficaz la longitud o circunferencia del dispositivo. Cuando ya no es necesaria la compresión deseada del cuello (tal como entre partidos de fútbol), entonces el usuario podría liberar la compresión mediante una segunda tracción ligera o mediante un mecanismo de liberación independiente también situado en el dispositivo.One embodiment of the compression device may be preformed for the user with a circular construction. This unique style may have a typed cinch that allows the device to fit any neck size. Alternatively, the compression device may have a first end and a second end connected with a fastener. A fastener can be a hook and step fastener, a hook and loop fastener, a snap fit, a button, or any of a number of fastening mechanisms that would be known to one skilled in the art. A compression device with a fixator could have a pull-away mechanism, whereby the device can be opened or pulled apart with a predetermined force to prevent the collar from inadvertently snagging or applying excessive compression. A quick release or self release embodiment would be the application of small amounts of hook and step type attachments within the circumferential ring which would separate after excessive force was applied to the compression device. Another embodiment of the device could feature an attachment so that the user could pull on one end of the collar (such as a choke collar for a dog) and the force exerted by the user would effectively decrease the length or circumference of the device. When the desired neck compression is no longer needed (such as between football games), then the user could release the compression by a second light traction or by a separate release mechanism also located on the device.

En otra realización más del dispositivo de collarín de la divulgación, los salientes que pueden aplicar una presión compresiva a una vena yugular interna son almohadillas compresibles o formas sólidas dimensionadas para aplicar una presión sustancialmente solo a la vena yugular interna. Se contempla que al menos una almohadilla o forma rígida puede estar conectada a uno o ambos extremos opuestos de un conector arqueado resiliente que se adapta a una configuración predeterminada de modo que los extremos opuestos del conector puedan desplazarse para permitir que la o las almohadillas o formas rígidas sobre el mismo se dispongan sobre el cuello para aplicar presión a la vena yugular interna subyacente.In yet another embodiment of the collar device of the disclosure, the projections capable of applying compressive pressure to an internal jugular vein are compressible pads or solid shapes sized to apply pressure substantially only to the internal jugular vein. It is contemplated that at least one rigid pad or shape may be connected to one or both opposite ends of a resilient arcuate connector that conforms to a predetermined configuration such that the opposite ends of the connector can be displaced to allow the pad(s) or shapes to move. rigid on it are arranged over the neck to apply pressure to the underlying internal jugular vein.

El dispositivo de compresión puede tener uno o varios salientes, o de otro modo no ser de grosor o anchura constante. Una realización de este tipo puede tener zonas sobresalientes más gruesas para su alineación con las venas yugulares internas para aplicar preferentemente una presión compresiva a estas venas al apretar el collarín. Otra realización puede utilizar salientes inflables como se describirá adicionalmente a continuación.The compression device may have one or more protrusions, or otherwise not be of constant thickness or width. Such an embodiment may have thicker protrusions for alignment with the internal jugular veins to preferentially apply compressive pressure to these veins when tightening the collar. Another embodiment may use inflatable protrusions as will be further described below.

El dispositivo de compresión también puede tener uno o varios dispositivos de monitorización, registro y/o comunicación unidos o integrados. Una realización de este tipo de la invención sería integrar un transceptor y/o receptor para permitir las comunicaciones entre soldados en un campo de batalla o incluso entre entrenadores y jugadores. Además, los monitores cardiacos podrían incluir monitores de frecuencia cardiaca o pletismografía cardiaca que podrían proporcionar una evaluación en tiempo real de la fisiología cardiaca mientras el dispositivo de compresión está en su sitio.The compression device may also have one or more attached or integrated monitoring, recording and/or communication devices. One such embodiment of the invention would be to integrate a transceiver and/or receiver to allow communications between soldiers on a battlefield or even between coaches and players. In addition, cardiac monitors could include heart rate monitors or cardiac plethysmography that could provide real-time assessment of cardiac physiology while the compression device is in place.

El dispositivo de compresión también puede tener una cavidad o bolsa unida dependiendo de la altura del dispositivo de compresión utilizado. Evidentemente, sobre el dispositivo puede imprimirse publicidad o decorarse con la misma. Una realización de este tipo de la invención tendría un segmento más amplio del collarín sobre el que imprimir un diseño comercial o marca.The compression device may also have a cavity or bag attached depending on the height of the compression device used. Obviously, advertising can be printed on the device or decorated therewith. Such an embodiment of the invention would have a larger segment of the collar on which to imprint a trade design or mark.

Otro medio para restringir el flujo sanguíneo dentro de la vasculatura del cuello sería incorporar uno o varios segmentos de cámaras inflables dentro del collarín para modificar la circunferencia o presión que ejerce el collarín. Una realización de este tipo podría utilizar una bomba de bulbo en conexión con las cámaras, con lo que el usuario comprimiría el bulbo una o varias veces hasta que la presión deseada de aire o fluido se retenga dentro de la cámara del collarín. Another means of restricting blood flow within the neck vasculature would be to incorporate one or more inflatable chamber segments within the collar to modify the circumference or pressure exerted by the collar. One such embodiment could utilize a bulb pump in connection with the chambers, whereby the user would compress the bulb one or more times until the desired air or fluid pressure is retained within the collar chamber.

Otra realización puede utilizar gas o fluido a presión conectado a las cámaras. Otra realización tendría una válvula de descarga de presión en comunicación con las cámaras de modo que una vez alcanzada una presión predeterminada dentro de la cámara, cualquier acción de bombeo sucesiva simplemente desviaría la presión de aire o fluido al aire ambiente o la propia bomba simplemente ya no inflaría (un ejemplo correlacionado existente sería la histórica “bomba de Reebok”). Una realización con una válvula de descarga de presión podría evitar un inflado excesivo de las cámaras y permitir un grado muy preciso de suministro de presión a la vasculatura.Another embodiment may use gas or pressurized fluid connected to the chambers. Another embodiment would have a pressure relief valve in communication with the chambers so that once a predetermined pressure within the chamber is reached, any successive pumping action would simply divert the air or fluid pressure to ambient air or the pump itself would simply no longer exist. it would not inflate (an existing correlated example would be the historic “Reebok pump”). An embodiment with a pressure relief valve could prevent over-inflation of the chambers and allow a very precise degree of pressure delivery to the vasculature.

El aumento seguro y reversible del volumen de sangre cerebral en una cantidad de hasta 10 cm3 y de la presión en una cantidad de hasta 70 mmHg serviría para llenar la capacidad del árbol cerebrovascular y así reducir la capacidad para absorber energías externas mediante absorción de energía por agitación. Con la aplicación de una presión medida al cuello, el volumen de sangre craneal aumenta rápidamente y se estabiliza a un nivel superior nuevo. Moyer et al. ((1954) Applied Physiol. 7: 245) indicaron que el flujo sanguíneo arterial cerebral no se veía afectado por la obstrucción de la salida de sangre venosa del cerebro. La relación de presión venosa-volumen de sangre muestra un aumento decreciente del volumen a medida que aumenta la presión del cuello por el intervalo de 40 a 70 mmHg. El volumen de sangre craneal aumenta del 10 al 30 por ciento con esta presión en el cuello (Kitano et al., (1964) J. Nuc. Med. 5: 613-625). La presión de líquido cefalorraquídeo responde a la compresión de las venas yugulares individuales. La compresión yugular aumenta el flujo de sangre cerebral hasta un nivel nuevo en solo 0,5 segundos (Kitano et al., (1964) J. Nuc. Med. 5: 616; Gilland et al., (1969) Am. J. Roet. 106: 369).The safe and reversible increase in cerebral blood volume by an amount up to 10 cm3 and pressure by an amount up to 70 mmHg would serve to fill the capacity of the cerebrovascular tree and thus reduce the ability to absorb external energy through energy absorption by agitation. With the application of a measured pressure to the neck, the cranial blood volume increases rapidly and stabilizes at a new higher level. Moyer et al. ((1954) Applied Physiol. 7: 245) indicated that cerebral arterial blood flow was not affected by obstruction of venous blood outflow from the brain. The venous pressure-blood volume relationship shows a decreasing increase in volume as neck pressure increases over the range of 40 to 70 mmHg. Cranial blood volume increases 10 to 30 percent with this neck pressure (Kitano et al., (1964) J. Nuc. Med. 5: 613-625). Cerebrospinal fluid pressure responds to compression of the individual jugular veins. Jugular compression increases cerebral blood flow to a new level in just 0.5 seconds (Kitano et al., (1964) J. Nuc. Med. 5: 616; Gilland et al., (1969) Am. J. Roet. 106: 369).

Este grado de aumento del volumen y la presión de sangre craneal es ventajoso para mitigar la agitación. Aunque aumentos menores del volumen y la presión craneal pueden seguir teniendo efectos beneficiosos, un aumento de 3 cm3 del volumen y 5 mmHg es un objetivo de referencia. Sin embargo, si la presión se distribuye por la longitud de las venas, es suficiente mucha menos presión, por ejemplo, tan solo 1 -10 mmHg para aumentar la resistencia al flujo en las venas.This degree of increase in cranial blood volume and pressure is advantageous in mitigating agitation. Although minor increases in volume and cranial pressure may still have beneficial effects, an increase of 3 cm3 in volume and 5 mmHg is a gold standard. However, if the pressure is distributed over the length of the veins, much less pressure, eg as little as 1-10 mmHg, is sufficient to increase the resistance to flow in the veins.

La seguridad de dicho procedimiento de compresión venosa refleja la maniobra de Queckenstedt de más de 100 años. En esta maniobra “la compresión del cuello no interfiere en el flujo arterial al cráneo. Aunque el flujo yugular venoso bajo el esfigmomanómetro puede detenerse temporalmente, la salida venosa procedente del cráneo nunca se detiene por completo, particularmente por la anastomosis entre la vena espinal y el plexo basilar y los senos occipitales que son incompresibles. (Batson 0. V., (1944) Fed. Proc. 3: 139; Gregg & Andshipley (1944) Fed. Proc. 3: 144). De hecho, no había correlación entre los cambios del electroencefalograma (EEG) o cambios en la presión sanguínea arterial sistólica que se producen durante la compresión yugular. Por tanto, la compresión del cuello de hasta 70 mmHg no afecta al gasto cardiaco, la presión sanguínea arteriolar, la frecuencia del pulso o el flujo de orina.The safety of such a venous compression procedure reflects the Queckenstedt maneuver of over 100 years. In this maneuver “neck compression does not interfere with arterial flow to the skull. Although jugular venous flow under the sphygmomanometer may be temporarily stopped, venous outflow from the skull is never completely stopped, particularly because of the incompressible spinal vein–basilar plexus anastomosis and occipital sinuses. (Batson 0. V., (1944) Fed. Proc. 3: 139; Gregg & Andshipley (1944) Fed. Proc. 3: 144). In fact, there was no correlation between electroencephalogram (EEG) changes or changes in systolic arterial blood pressure that occur during jugular compression. Therefore, neck compression of up to 70 mmHg does not affect cardiac output, arteriolar blood pressure, pulse rate, or urine flow.

Por lo tanto, un aspecto de la divulgación engloba realizaciones de un dispositivo para reducir la absorción de energía por agitación en un sujeto humano o animal reduciendo el flujo de una o varias venas del cuello comprimiendo al menos uno de dichos vasos, en donde el dispositivo comprende un collarín configurado para rodear solo parcialmente el cuello de un sujeto humano o animal, y al menos una zona dirigida hacia dentro para entrar en contacto con el cuello cuando es rodeado por el collarín, aplicando así una presión localizada a una vena del cuello.Therefore, one aspect of the disclosure encompasses embodiments of a device for reducing energy absorption by agitation in a human or animal subject by reducing the flow of one or more neck veins by compressing at least one of said vessels, wherein the device it comprises a collar configured to only partially encircle the neck of a human or animal subject, and at least one inwardly directed area to contact the neck when encircled by the collar, thereby applying localized pressure to a neck vein.

En algunas realizaciones de este aspecto de la divulgación, la al menos una zona dirigida hacia dentro para entrar en contacto con el cuello puede seleccionarse del grupo que consiste en: un saliente, un resalto y una zona engrosada del collarín, y en donde el saliente, el resalto y la zona engrosada del collarín pueden ser rígidos o semirrígidos. In some embodiments of this aspect of the disclosure, the at least one inwardly directed region for contacting the neck may be selected from the group consisting of: a protrusion, a shoulder, and a thickened region of the collar, and wherein the protrusion , the shoulder and the thickened area of the collar can be rigid or semi-rigid.

En algunas realizaciones de este aspecto de la divulgación, la al menos una zona dirigida hacia dentro para entrar en contacto con el cuello puede estar dispuesta en dicho collarín para ejercer presión en el área de una vena yugular interna cuando el cuello de un sujeto humano o animal se inserta en dicho collarín.In some embodiments of this aspect of the disclosure, the at least one inwardly directed area for contacting the neck may be arranged in said collar to exert pressure on the area of an internal jugular vein when the neck of a human subject or animal is inserted into said collar.

En algunas realizaciones de este aspecto de la divulgación, el collarín puede ser elástico.In some embodiments of this aspect of the disclosure, the collar may be elastic.

En algunas realizaciones de este aspecto de la divulgación, el tamaño del collarín y su tensión pueden ser ajustables. In some embodiments of this aspect of the disclosure, the size of the collar and its tension may be adjustable.

En algunas realizaciones de este aspecto de la divulgación, el dispositivo puede comprender además uno o varios mecanismos de liberación por separación.In some embodiments of this aspect of the disclosure, the device may further comprise one or more pull-release mechanisms.

En algunas realizaciones de este aspecto de la divulgación, el dispositivo puede comprender además un dispositivo de monitorización, un dispositivo de registro, un dispositivo de comunicación, o cualquier combinación de los mismos. In some embodiments of this aspect of the disclosure, the device may further comprise a monitoring device, a recording device, a communication device, or any combination thereof.

En algunas realizaciones de este aspecto de la divulgación, el dispositivo puede comprender además una almohadilla compresible o forma rígida dimensionada para aplicar presión sustancialmente solo a una vena yugular interna cuando se dispone contra la superficie del cuello, en donde dicha almohadilla o forma se dispone en un extremo de un conector arqueado resiliente.In some embodiments of this aspect of the disclosure, the device may further comprise a compressible pad or rigid form sized to apply pressure substantially only to an internal jugular vein when disposed against the surface of the neck, said pad or form being disposed in one end of a resilient bow connector.

En algunas realizaciones de este aspecto de la divulgación, el dispositivo puede comprender además una pluralidad de almohadillas compresibles o formas rígidas dimensionadas para aplicar presión sustancialmente solo a una vena yugular interna, en donde al menos una almohadilla o forma se dispone en cada extremo opuesto del conector arqueado resiliente. In some embodiments of this aspect of the disclosure, the device may further comprise a plurality of compressible pads or rigid shapes sized to apply pressure to substantially only one internal jugular vein, wherein at least one pad or shape is disposed at each opposite end of the device. resilient bow connector.

Otro aspecto de la divulgación engloba realizaciones de un procedimiento para aumentar la presión intracraneal de un sujeto humano o animal que comprende: (i) rodear el cuello de un sujeto humano o animal con un collarín, en donde dicho collarín tiene al menos una zona dirigida hacia dentro para entrar en contacto con el cuello de un sujeto humano o animal; (ii) situar la al menos una zona dirigida hacia dentro para entrar en contacto con el cuello en una zona del cuello situada sobre una vena del cuello que lleva sangre desde la cavidad intracraneal del sujeto; y (iii) aplicar presión a la vena del cuello presionando la al menos una zona dirigida hacia dentro para entrar en contacto con el cuello sobre la superficie del cuello, restringiendo así el flujo sanguíneo que sale de la cavidad intracraneal del sujeto, aumentando así la presión intracraneal del sujeto.Another aspect of the disclosure encompasses embodiments of a method for increasing the intracranial pressure of a human or animal subject comprising: (i) encircling the neck of a human or animal subject with a collar, wherein said collar has at least one directed area inward to come into contact with the neck of a human or animal subject; (ii) locating the at least one inwardly directed area for contact with the neck in a neck area located over a neck vein carrying blood from the subject's intracranial cavity; and (iii) applying pressure to the neck vein by pressing the at least one inwardly directed area to contact the neck on the neck surface, thereby restricting blood flow out of the subject's intracranial cavity, thereby increasing the intracranial pressure of the subject.

En algunas realizaciones de este aspecto de la divulgación, el procedimiento puede comprender además la etapa de aumentar la pCO2 de la cavidad intracraneal, reduciendo así el efecto de la agitación intracraneal sobre la sangre del sujeto humano o animal.In some embodiments of this aspect of the disclosure, the method may further comprise the step of increasing the pCO 2 of the intracranial cavity, thereby reducing the effect of intracranial agitation on the blood of the human or animal subject.

En algunas realizaciones de este aspecto de la divulgación, el procedimiento puede comprender además aplicar al sujeto humano o animal un dispositivo configurado para recibir el aire exhalado del sujeto y para hacer recircular el aire exhalado de nuevo hacia el sujeto, aumentando así la pCO2 de la cavidad intracraneal.In some embodiments of this aspect of the disclosure, the method may further comprise applying to the human or animal subject a device configured to receive exhaled air from the subject and to recirculate the exhaled air back to the subject, thereby increasing the pCO 2 of the intracranial cavity.

En algunas realizaciones de este aspecto de la divulgación, el dispositivo configurado para recibir el aire exhalado del sujeto y para hacer recircular el aire exhalado de nuevo hacia el sujeto puede comprender una fuente de CO2 y un medio para suministrar el CO2 al aire inhalado del sujeto.In some embodiments of this aspect of the disclosure, the device configured to receive exhaled air from the subject and to recirculate the exhaled air back to the subject may comprise a CO 2 source and means for supplying the CO 2 to the inhaled air. of the subject.

En algunas realizaciones de este aspecto de la divulgación, el procedimiento puede comprender además aumentar la concentración de CO2 en el aire inhalado del sujeto proporcionando un suministro externo de CO2 al aire de recirculación del sujeto.In some embodiments of this aspect of the disclosure, the method may further comprise increasing the concentration of CO 2 in the subject's inhaled air by providing an external supply of CO 2 to the subject's recirculated air.

Los siguientes ejemplos se exponen para proporcionar a los expertos en la técnica una divulgación y descripción completa de cómo realizar los procedimientos y usar las composiciones y compuestos divulgados y reivindicados en el presente documento. Se han realizado esfuerzos para garantizar la precisión con respecto a los números (por ejemplo, cantidades, temperatura, etc.), aunque deberán considerarse algunos errores y desviaciones. A menos que se indique de otro modo, las partes son partes en peso, la temperatura es en °C y la presión es la presión atmosférica 0 está próxima a la misma. La temperatura y presión estándar se definen como 20 °C y 1 atmósfera (1 bar).The following examples are set forth to provide those skilled in the art with a complete disclosure and description of how to perform the procedures and use the compositions and compounds disclosed and claimed herein. Efforts have been made to ensure accuracy with respect to numbers (eg amounts, temperature, etc.), although some errors and deviations should be considered. Unless otherwise indicated, parts are parts by weight, temperature is in °C, and pressure is or near atmospheric pressure. Standard temperature and pressure are defined as 20 °C and 1 atmosphere (1 bar).

Cabe destacar que las razones, concentraciones, cantidades y otros datos numéricos pueden expresarse en el presente documento en forma de intervalo. Se entenderá que dicha forma de intervalo se usa por motivos de conveniencia y brevedad, y por tanto, se interpretará de una manera flexible incluyendo no solo los valores numéricos indicados explícitamente como los límites del intervalo, sino también incluyendo todos los valores numéricos individuales o subintervalos englobados dentro de ese intervalo como si cada valor numérico y subintervalo se indicara explícitamente. A modo de ilustración, se interpretará que un intervalo de concentración de “aproximadamente el 0,1 % a aproximadamente el 5 %” incluye no solo la concentración indicada explícitamente de aproximadamente el 0,1 % en peso a aproximadamente el 5 % en peso, sino que también incluye las concentraciones individuales (por ejemplo, 1 %, 2 %, 3 % y 4 %) y los subintervalos (por ejemplo, 0,5 %, 1,1 %, 2,2 %, 3,3 % y 4,4 %) dentro del intervalo indicado. El término “aproximadamente” puede incluir ±1 %, ±2 %, ±3 %, ±4 %, ±5 %, ±6 %, ±7 %, ±8 %, ±9 % o ±10 %, o más del o de los valores numéricos que se modifican.It should be noted that ratios, concentrations, amounts, and other numerical data may be expressed herein in range form. It will be understood that such an interval form is used for the sake of convenience and brevity, and therefore it will be interpreted in a flexible manner including not only the numerical values explicitly indicated as the limits of the interval, but also including all individual numerical values or subintervals. within that range as if each numeric value and subrange were explicitly stated. By way of illustration, a concentration range of "about 0.1% to about 5%" will be construed to include not only the explicitly stated concentration of about 0.1% by weight to about 5% by weight, but also includes individual concentrations (for example, 1%, 2%, 3%, and 4%) and subranges (for example, 0.5%, 1.1%, 2.2%, 3.3%, and 4.4%) within the indicated range. The term "approximately" may include ±1%, ±2%, ±3%, ±4%, ±5%, ±6%, ±7%, ±8%, ±9%, or ±10%, or more than or the numeric values being modified.

EJEMPLOSEXAMPLES

Ejemplo 1Example 1

Materiales y procedimientos: se usaron dos grupos de diez (total de 20) ratas Sprague-Dawley macho con un peso entre 350 y 400 gramos. Los animales estaban en condiciones de 12 horas de luz/12 horas de oscuridad con comida para ratas y agua disponibles a voluntad. Materials and procedures: Two groups of ten (total of 20) male Sprague-Dawley rats weighing between 350 and 400 grams were used. Animals were in 12-h light/12-h dark conditions with rat chow and water available ad libitum.

Modelo de lesión por aceleración por impacto de Marmarou en ratas: se indujo una anestesia y se mantuvo con isoflurano utilizando una máquina de anestesia médica modificada. Se controló la temperatura corporal durante los procedimientos de aproximadamente 10 min usando una manta eléctrica homeotérmica con sonda rectal, y se confirmó la sedación adecuada mediante evaluación de la respuesta al pinchazo en el tendón de Aquiles. Los animales se afeitaron y se prepararon de manera estéril para la cirugía, tras una inyección subcutánea de anestésico local de lidocaína al 1 % en el sitio de incisión planificado. Se practicó una incisión en la línea media del cuero cabelludo de 3 cm y se separaron las membranas del periostio dejando al descubierto los puntos bregma y lambda. Se fijó un disco de metal de 10 mm de diámetro y 3 mm de grosor al cráneo con cianoacrilato y se centró entre los puntos bregma y lambda. Rat model of Marmarou impact acceleration injury: anesthesia was induced and maintained with isoflurane using a modified medical anesthesia machine. Body temperature was monitored during the approximately 10-min procedures using a homeothermic electric blanket with rectal probe, and adequate sedation was confirmed by assessing the response to Achilles tendon puncture. Animals were shaved and sterilely prepared for surgery, following a subcutaneous injection of 1% lidocaine local anesthetic into the planned incision site. A 3 cm midline scalp incision was made and the periosteal membranes were separated exposing the bregma and lambda points. A 10 mm diameter, 3 mm thick metal disk was fixed to the skull with cyanoacrylate and centered between the bregma and lambda points.

Se colocó al animal en decúbito prono sobre una cama de espuma con el disco de metal directamente por debajo de un tubo de plexiglás. Se dejó caer un peso de latón de 450 g una sola vez a través del tubo desde una altura de 2 metros, golpeando el disco. A continuación se aplicó ventilación al animal con oxígeno al 100 % mientras se inspeccionaba el cráneo, se retiró el disco y se reparó la incisión. Cuando el animal recuperó las respiraciones espontáneas, se interrumpió la anestesia y se devolvió al animal a su jaula para la observación posquirúrgica. Se utilizó buprenorfina para la analgesia posquirúrgica. The animal was placed in the prone position on a foam bed with the metal disc directly below a plexiglass tube. A 450 g brass weight was dropped once through the tube from a height of 2 meters, striking the disk. The animal was then ventilated with 100% oxygen while the skull was inspected, the disc was removed, and the incision was repaired. When the animal regained spontaneous respirations, the anesthesia was discontinued and the animal returned to its cage for post-surgical observation. Buprenorphine was used for postoperative analgesia.

Ejemplo 2Example 2

Protocolo experimental: este trabajo implicó dos grupos, consistiendo cada uno en 10 animales para un total de 20 animales. Se utilizaron dos grupos, un grupo de lesión de control y un grupo de lesión experimental. En el grupo de lesión experimental se colocó a las ratas un collarín con un tamaño de 15 mm, estando diseñados dos cordones compresivos para situarse sobre las VYI y se apretó lo suficiente para proporcionar una ligera compresión de las venas sin comprometer la vía respiratoria. Entonces se fijó el collarín en la circunferencia con un fijador de velcro. Se dejó el collarín en su posición durante tres minutos antes de provocar la lesión cerebral experimental. Experimental protocol: This work involved two groups, each consisting of 10 animals for a total of 20 animals. Two groups were used, a control lesion group and an experimental lesion group. In the experimental lesion group, rats were fitted with a 15mm size collar, two compression cords being designed to sit over the IJVs and tightened enough to provide slight compression of the veins without compromising the airway. The collar was then fixed around the circumference with a Velcro fastener. The collar was left in place for three minutes before the experimental brain lesion was induced.

Evaluación de la medición de la presión intracraneal (PIC) en el volumen de reserva intracraneal: se midió la PIC en cinco animales utilizando el sensor de presión FOP-MIV (FISO Technologies, Quebec, Canadá) como describen Chavko, et al. Se afeitó la cabeza de la rata y se preparó de manera estéril para la cirugía. Se fijó a la rata en un aparato estereotáxico (modelo 962; instrumento estereotáxico para animales pequeños ultrapreciso dual, Kopf Instruments, Alemania) y se practicó una incisión en la línea media del cuero cabelludo de 3 cm. Se separaron las membranas del periostio dejando al descubierto los puntos bregma y lambda. Se taladró un orificio de 2 mm a 0,9 mm en sentido caudal del punto bregma y 1,5 mm de la línea media. A continuación se insertó la sonda de fibra óptica a una profundidad de 3 mm en el parénquima cerebral. Evaluation of intracranial pressure (ICP) measurement in intracranial reserve volume: ICP was measured in five animals using the FOP-MIV pressure sensor (FISO Technologies, Quebec, Canada) as described by Chavko, et al. The rat's head was shaved and sterilely prepared for surgery. The rat was fixed in a stereotaxic apparatus (Model 962; Dual Ultra-precision Small Animal Stereotaxic Instrument, Kopf Instruments, Germany) and a 3 cm midline scalp incision was made. The periosteal membranes were separated exposing the bregma and lambda points. A 2 mm hole was drilled 0.9 mm caudal from the bregma point and 1.5 mm from the midline. The fiberoptic probe was then inserted to a depth of 3 mm into the brain parenchyma.

Medición de la presión infraocular (PIO): se midió la PIO en todos los animales utilizando el tonómetro de rebote TonoLab (Colonial Medical Supply, Franconia, NH) como se describe en la bibliografía. Se tomaron mediciones de PIO tras la inducción de la anestesia en todos los animales y una segunda vez en el grupo experimental tras la aplicación del dispositivo novedoso de compresión de la VYI. Tras la aplicación del dispositivo de compresión de la VYI en el grupo de lesión experimental, se tomaron lecturas de PIO cada 30 s mientras el dispositivo de compresión estaba en su sitio. Preparación del tejido y marcado inmunohistoquímico: a los 7 días tras la lesión todos los animales (n=20) fueron anestesiados e inmediatamente se realizó una perfusión transcardiaca con 200 ml de solución salina fría al 0,9 % para eliminar toda la sangre. A continuación se realizó una infusión de paraformaldehído al 4 % en tampón de Millings durante 40 minutos. Se extirpó todo el cerebro, el tronco del encéfalo y la médula espinal rostral e inmediatamente se colocaron en paraformaldehído al 4 % durante 24 horas. Tras una fijación de 24 horas, se bloqueó el cerebro cortando el tronco del encéfalo por encima del puente, cortando los pedúnculos cerebelosos y realizando a continuación cortes sagitales en sentido lateral a las pirámides. El tejido resultante, que contenía los tractos corticoespinales y las áreas de los lemniscos mediales que mostraron anteriormente axones con lesión traumática, se cortó entonces de manera sagital sobre un vibratomo en secciones con un grosor de 50 micras. Infraocular pressure ( IOP) measurement: IOP was measured in all animals using the TonoLab rebound tonometer (Colonial Medical Supply, Franconia, NH) as described in the literature. IOP measurements were taken after induction of anesthesia in all animals and a second time in the experimental group after application of the novel VYI compression device. Following application of the IJV compression device in the experimental lesion group, IOP readings were taken every 30 s while the compression device was in place. Tissue preparation and immunohistochemical labeling: 7 days post-injury all animals (n=20) were anesthetized and immediately transcardiac perfused with 200 mL of cold 0.9% saline was performed to remove all blood. This was followed by an infusion of 4% paraformaldehyde in Millings buffer for 40 minutes. The entire brain, brainstem, and rostral spinal cord were removed and immediately placed in 4% paraformaldehyde for 24 hours. After 24-hour fixation, the brain was blocked by cutting the brainstem above the pons, cutting the cerebellar peduncles, and then making sagittal cuts lateral to the pyramids. The resulting tissue, containing the corticospinal tracts and areas of the medial lemnisci that previously showed traumatically injured axons, was then cut sagittally on a vibratome into sections 50 micron thick.

El tejido se sometió a recuperación de antígenos con microondas con control de la temperatura usando técnicas descritas anteriormente. Se preincubó el tejido en una disolución que contenía suero normal al 10 % y T ritón X al 0,2 % en solución salina tamponada con fosfato durante 40 minutos. Para el marcado de la proteína precursora amiloide (PPA), se incubó el tejido en anticuerpo polioclonal generado en conejo contra PPA beta (n.° 51-2700, Zymed, Inc., San Francisco, CA) a una dilución de 1:200 en suero normal de cabra al 1 % en solución salina tamponada con fosfato durante la noche. Tras la incubación en anticuerpo primario, se lavó el tejido 3 veces en suero normal de cabra al 1 % en solución salina tamponada con fosfato, a continuación se incubó en un anticuerpo anti-IgG de conejo secundario conjugado con fluoróforo Alexa 488 (Molecular Probes, Eugene, OR), diluido a 1:200 durante dos horas. El tejido se sometió a un lavado final en tampón de fosfato 0,1 M y a continuación se montó usando un agente que evita la disminución de la fluorescencia y se cubrió. Se sellaron las láminas con acrílico y se almacenaron en la oscuridad en un frigorífico de laboratorio.Tissue was subjected to temperature controlled microwave antigen retrieval using techniques described above. Tissue was preincubated in a solution containing 10% normal serum and 0.2% Triton X in phosphate-buffered saline for 40 minutes. For amyloid precursor protein (APP) labeling, tissue was incubated in rabbit-generated polyclonal antibody against ASF beta (#51-2700, Zymed, Inc., San Francisco, CA) at a dilution of 1:200. in 1% normal goat serum in phosphate buffered saline overnight. Following incubation in primary antibody, tissue was washed 3 times in 1% normal goat serum in phosphate-buffered saline, then incubated in Alexa 488 fluorophore-conjugated secondary anti-rabbit IgG antibody (Molecular Probes, Eugene, OR), diluted 1:200 for two hours. The tissue was subjected to a final wash in 0.1 M phosphate buffer and then mounted using a fluorescence decay preventer and covered. Slides were sealed with acrylic and stored in the dark in a laboratory refrigerator.

Microscopía fluorescente y análisis de imágenes: se examinó el tejido y se obtuvieron imágenes usando un sistema de microscopía de fluorescencia Olympus AX70 (Olympus; Tokio, Japón). Se obtuvieron diez imágenes digitales del tejido de cada animal y a continuación las imágenes se aleatorizaron. Los axones lesionados individuales se contaron de manera independiente y se almacenaron los datos en una hoja de cálculo (Microsoft Corp., Redmond, WA). Se determinaron las diferencias entre medias de grupo usando pruebas de la t por pares y se consideró significativo si el valor de probabilidad era inferior a 0,05. Cuantificación estereológica de lesión axonal: se utilizó un procedimiento estereológico para determinar una estimación imparcial del número de axones positivos para PPA por mm cúbico en el tracto corticoespinal y el lemnisco medial. Se realizó la técnica de fraccionador óptico utilizando un Stereoinvestigator 9.0 (MBF Bioscience, Inc., Williston, VT) y un microscopio Olympus AX70 con objetivos 4x y 40x. Se examinaron muestras teñidas con PPA sagitales con poco aumento y se dibujaron las regiones de interés incorporando el tracto corticoespinal y lemnisco medial. Entonces el software seleccionó aleatoriamente marcos de recuento de 50 micras con una profundidad de 15 micras y se marcaron los axones positivos para PPA. Se determinó el volumen de la región de interés (ROI) utilizando el procedimiento de Cavalieri, se calculó el volumen de la suma de los marcos de recuento, se calculó la suma total de axones lesionados dentro de los marcos de recuento y se calculó una estimación del número de axones positivos para PPA por mm cúbico. Fluorescent microscopy and image analysis: Tissue was examined and images were obtained using an Olympus AX70 fluorescence microscopy system (Olympus; Tokyo, Japan). Ten digital images of tissue from each animal were obtained and then the images were randomized. Individual injured axons were counted independently and the data stored in a spreadsheet (Microsoft Corp., Redmond, WA). Differences between group means were determined using pairwise t-tests and were considered significant if the probability value was less than 0.05. Stereological quantification of axonal injury: A stereological procedure was used to determine an unbiased estimate of the number of PPA-positive axons per cubic mm in the corticospinal tract and medial lemniscus. The optical fractionator technique was performed using a Stereoinvestigator 9.0 (MBF Bioscience, Inc., Williston, VT) and an Olympus AX70 microscope with 4x and 40x objectives. Sagittal PPA-stained specimens were examined at low magnification and regions of interest were drawn incorporating the corticospinal tract and medial lemniscus. The software then randomly selected 50 µm counting frames with a depth of 15 µm and PPA-positive axons were marked. The volume of the region of interest (ROI) was determined using the Cavalieri procedure, the volume of the sum of the counting frames was calculated, the total sum of injured axons within the counting frames was calculated, and an estimate was calculated. of the number of PPA-positive axons per cubic mm.

Ejemplo 3Example 3

Evaluación de reserva intracranealIntracranial reserve assessment

Medición del volumen presión intracraneal (PIC): se evaluó la PIC antes y después de la aplicación del dispositivo de compresión de la VYI. La PIC de referencia fue de 10,23 ± 1,68 mmHg y se aumentó hasta 16,63 ± 2,00 mmHg tras la compresión de la VYI (figura 1: p<0,01). Especialmente, este aumento de más del 30 % con respecto a la referencia se produjo en segundos tras la compresión de la VYI. Medición de la presión intraocular (PIO): se tomaron mediciones de la PIO antes y después de la aplicación del dispositivo de compresión de la VYI, de manera similar a los registros de la PIC. La PIO de referencia fue de 11,18 2,27 mmHg y se elevó hasta 16,27+ 3,20 mmHg tras la compresión de la VYI (figura 2: p<0,01). Intracranial pressure volume ( ICP) measurement: ICP was assessed before and after application of the IJV compression device. The reference ICP was 10.23 ± 1.68 mmHg and increased to 16.63 ± 2.00 mmHg after compression of the IVY (figure 1: p<0.01). Notably, this more than 30% increase from baseline occurred within seconds of VYI compression. Intraocular pressure (IOP) measurement: IOP measurements were taken before and after application of the IJV compression device, similar to ICP recordings. The baseline IOP was 11.18 ± 2.27 mmHg and rose to 16.27+ 3.20 mmHg after IVJ compression (figure 2: p<0.01).

El aumento del 31 % observado en la PIO tras la compresión de la VYI es sorprendentemente similar al observado en la PIC tras la compresión de la VYI, tanto en cuanto a magnitud como en rapidez de respuesta (figura 3).The observed 31% increase in IOP after IVY compression is strikingly similar to that observed in ICP after IVY compression, both in magnitude and in rapidity of response (Figure 3).

Modelo de aceleración porimpacto-LCT: ninguno de los animales murió por el traumatismo en la cabeza. Los animales toleraron la aplicación del collarín sin ningún efecto inapropiado observado durante el experimento. Específicamente, no hubo ningún signo manifiesto o visible de incomodidad, intolerancia o dificultad respiratoria. Todos se recuperaron sin ninguna complicación y mostraron un comportamiento normal y hábitos de alimentación normales hasta el día en que se sacrificaron. Al realizarse la autopsia, el aspecto de los cerebros era en su mayor parte normal. LCT-impact acceleration model: none of the animals died from head trauma. The animals tolerated the application of the collar without any inappropriate effects observed during the experiment. Specifically, there were no overt or visible signs of discomfort, intolerance, or respiratory distress. All recovered without any complications and displayed normal behavior and feeding habits until the day they were euthanized. At autopsy, the appearance of the brains was mostly normal.

Análisis estereológico de axones positivos para PPA: para determinar la densidad de los axones lesionados en los tractos corticoespinales y los lemniscos mediales, se usó el procedimiento de fraccionador óptico estereológico. En comparación con la anatomía normal encontrada en experimentos anteriores con animales de simulación, los animales de control sin el collarín mostraron un marcado focal de PPA en muchos segmentos de axones terminales y contiguos inflamados, coherente con un transporte axoplásmico dañado en lesión axonal traumática. Tras la adquisición de imágenes digitales por microscopio de múltiples áreas dentro del tracto corticoespinal y los lemniscos mediales de múltiples láminas de tejido, el recuento de axones positivos para PPA en animales que recibieron el collarín de compresión de la VYI demostró muchos menos axones positivos para PPA, a una frecuencia mucho más similar a los animales de simulación, en comparación con aquellos sometidos a lesión sin compresión de la VYI (figuras 4A y 4B). Estos axones anómalos mostraron características morfológicas típicas de lesión traumática, principalmente inflamación y desconexión. Mediante un análisis cualitativo, el grupo experimental mostró (m sd) 13.540 9808 frente a 77.474 25.325 (p<0,01) axones positivos para PPA/mm3 en el grupo de control (figura 5). Stereological analysis of PPA-positive axons: To determine the density of injured axons in the corticospinal tracts and medial lemnisci, the stereological optical fractionator procedure was used. Compared with the normal anatomy found in previous experiments with sham animals, control animals without the collar showed focal PPA labeling in many inflamed contiguous and terminal axon segments, consistent with impaired axoplasmic transport in traumatic axonal injury. Following acquisition of digital microscope images of multiple areas within the corticospinal tract and medial lemnisci of multiple sheets of tissue, PPA-positive axon counts in animals receiving the VYI compression collar demonstrated significantly fewer PPA-positive axons. , at a much more similar frequency to sham animals, compared to those subjected to injury without IJV compression (Figures 4A and 4B). These abnormal axons showed typical morphological characteristics of traumatic injury, mainly inflammation and disconnection. By qualitative analysis, the experimental group showed (m sd) 13,540 9808 versus 77,474 25,325 (p<0.01) PPA-positive axons/mm3 in the control group (Figure 5).

Ejemplo 4Example 4

Se sometió a dos grupos de 10 ratas Sprague-Dawley macho adultas a una lesión cerebral traumática de aceleración por impacto. Antes de la lesión, al grupo experimental se le aplicó un collarín cervical de 15 mm de tamaño, que tenía dos cordones compresivos sobre las venas yugulares internas (VYI). El grupo de control tenía solamente la lesión experimental. Se midieron la presión intracraneal (PIC) y la presión intraocular (PIO) antes y después de la compresión de la VYI para evaluar la eficacia del collarín. Todas las ratas se sacrificaron tras un periodo de recuperación de 7 días y se sometió a los tractos de la sustancia blanca del tronco del encéfalo a procesamiento de inmunohistoquímica fluorescente y marcado de proteína precursora beta-amiloide (PPA), un marcador de lesión axonal. Se usaron análisis estadísticos y formación de imágenes digitales para determinar si la compresión de la VYI daba como resultado una disminución en el número de axones lesionados.Two groups of 10 adult male Sprague-Dawley rats were subjected to impact acceleration traumatic brain injury. Before injury, the experimental group was fitted with a 15-mm size cervical collar, which had two compression cords over the internal jugular veins (IJVs). The control group had only the experimental lesion. Intracranial pressure (ICP) and intraocular pressure (IOP) were measured before and after IJV compression to assess the efficacy of the collar. All rats were sacrificed after a 7-day recovery period and brainstem white matter tracts were subjected to fluorescent immunohistochemical processing and labeling of beta-amyloid precursor protein (APP), a marker of axonal injury. Statistical analysis and digital imaging were used to determine if compression of the IVY resulted in a decrease in the number of injured axons.

Ejemplo 5Example 5

Todos los animales sobrevivieron al método experimental y no se observaron reacciones adversas tras la aplicación del collarín. En el grupo experimental, la compresión de la VYI dio como resultado una elevación inmediata y reversible de la PIC y la PIO, en aproximadamente un 30 %, demostrando cambios fisiológicos secundarios a la aplicación del collarín. En particular, el análisis cuantitativo mostró 13.540 axones positivos para PPA en el grupo experimental frente a 77.474 en el grupo de control (p<0,0), una reducción notable de más del 80 %.All the animals survived the experimental method and no adverse reactions were observed after the application of the collar. In the experimental group, compression of the IJV resulted in an immediate and reversible elevation of ICP and IOP, by approximately 30%, demonstrating physiological changes secondary to the application of the collar. In particular, the quantitative analysis showed 13,540 PPA-positive axons in the experimental group versus 77,474 in the control group (p<0.0), a remarkable reduction of more than 80%.

Al usar un modelo de laboratorio de impacto por aceleración-desaceleración estándar de LCT ligera se demostró una reducción de la lesión axonal tras la compresión de la VYI tal como indica la tinción inmunohistoquímica de PPA. La compresión de la VYI reduce la lesión cerebral producida por agitación aumentando el volumen de sangre intracraneal y reduciendo la distensibilidad y la posibilidad de movimiento del cerebro dentro de los límites del cráneo.Using a standard acceleration-deceleration impact laboratory model of mild TBI demonstrated a reduction in axonal injury following IJV compression as indicated by PPA immunohistochemical staining. Compression of the IJV reduces brain injury from agitation by increasing intracranial blood volume and reducing compliance and the potential for movement of the brain within the confines of the skull.

Ejemplo 6Example 6

Protección cerebral interna frente a externa: la compresión de la VYI durante 3 minutos antes de un traumatismo en la cabeza llevó a alteraciones fisiológicas en la distensibilidad intracraneal, como reflejan los aumentos moderados de la PIC y la PIO, mientras que al mismo tiempo y de manera notable se reduce el índice patológico de lesión neuronal primaria en el modelo en ratas normalizado de LCT. La reducción en la distensibilidad del volumen cerebral podría evitar los movimientos diferenciales entre el cráneo y el cerebro que llevan a la absorción de energía y a lesiones neuronales primarias y secundarias. Estos cambios patológicos incluyen desgarro axonal que interrumpen el transporte axoplásmico dando como resultado una inflamación axonal y la activación de las cascadas apoptóticas, como se refleja en este modelo mediante una reducción estadísticamente significativa de los recuentos de PPA de axones lesionados. Internal versus external brain protection: compression of the IJV for 3 minutes prior to head trauma led to physiologic alterations in intracranial compliance, as reflected by moderate increases in ICP and IOP, while at the same time and of The pathologic rate of primary neuronal injury is markedly reduced in the standardized rat model of TBI. The reduction in the distensibility of the brain volume could prevent the differential movements between the skull and the brain that lead to energy absorption and primary and secondary neuronal injuries. These pathological changes include axonal tears that disrupt axoplasmic transport resulting in axonal inflammation and activation of apoptotic cascades, as reflected in this model by a statistically significant reduction in PPP counts of injured axons.

En el modelo con animales de la presente divulgación, la aplicación del collarín aumentó la PIC y la PIO en un 30 % y un 31 %, respectivamente. El efecto de compresión de las venas yugulares sobre la PIC se conoce muy bien desde el punto de vista clínico. La prueba de Queckenstedt se usa para indicar la continuidad del LCR entre el cráneo y la médula espinal. En esta prueba, se aumenta la PIC mediante compresión de las VYI mientras se mide la presión del LCR en la médula a través de una punción lumbar. También se ha demostrado que se producen aumentos de la PIC con la colocación de collarines de estabilización del cuello muy ajustados que probablemente compriman las VYI. También se ha demostrado que la compresión de las VYI, que puede producirse cuando se utilizan camisetas con cuellos apretados o corbatas apretadas, aumenta la PIO. En particular, solo es necesaria una ligera presión compresiva para ocluir parcialmente las VYI puesto que se trata de un sistema de baja presión. A medida que continúa la entrada de sangre arteria cerebral tras la obstrucción de la salida venosa cerebral parcial, aumenta la presión intracerebral y venosa hasta que se supera la resistencia venosa yugular o se redirige el drenaje de sangre a otros canales venosos. En cualquier caso existe una reducción de la distensibilidad intracraneal y un aumento moderado de la PIC.In the animal model of the present disclosure, collar application increased ICP and IOP by 30% and 31%, respectively. The effect of compression of the jugular veins on ICP is well known from a clinical point of view. The Queckenstedt test is used to indicate the continuity of CSF between the skull and the head. spinal cord. In this test, ICP is increased by compression of the IJV while CSF pressure is measured in the spinal cord through a lumbar puncture. Increases in ICP have also been shown to occur with the placement of tightly fitting neck stabilization collars that are likely to compress the IJVs. Compression of the IVJ, which can occur when wearing shirts with tight collars or tight ties, has also been shown to increase IOP. In particular, only a slight compressive pressure is necessary to partially occlude the IJVs since it is a low-pressure system. As cerebral artery inflow continues after partial cerebral venous outflow obstruction, intracerebral and venous pressure increases until jugular venous resistance is overcome or blood drainage is redirected to other venous channels. In any case, there is a reduction in intracranial compliance and a moderate increase in ICP.

El ensayo inmunohistológico usado en los estudios de la presente divulgación es específico para el daño axonal y da como resultado un intervalo fiable de neuronas dañadas medibles. Además, el modelo de Marmarou de lesión por aceleración-desaceleración es una metodología aceptada y muy conocida con la que cuantificar la extensión de la LCT. La reducción de los axones dañados, como refleja una reducción marcada de los recuentos de PPA, en el grupo experimental con el dispositivo de compresión de la VYI es estadísticamente muy significativa (p<0,01). Adicionalmente, el cambio en la PIC se midió tras aplicar el collarín en cinco ratas. Los resultados mostraron que cada rata de estudio tenía una reducción de la lesión axonal mayor del 95 % en el intervalo de confianza del grupo de control. The immunohistological assay used in the studies of the present disclosure is specific for axonal damage and results in a reliable range of measurable damaged neurons. In addition, the Marmarou model of acceleration-deceleration injury is a well-known and accepted methodology with which to quantify the extent of TBI. The reduction in damaged axons, as reflected by a marked reduction in PPA counts, in the experimental group with the VYI compression device is highly statistically significant (p<0.01). Additionally, the change in ICP was measured after applying the collar in five rats. The results showed that each study rat had a greater than 95% reduction in axonal injury at the confidence interval of the control group.

Claims (7)

REIVINDICACIONES 1. Dispositivo de collarín para su uso en un procedimiento para mitigar una lesión cerebral traumática en un sujeto reduciendo el flujo sanguíneo a través de una o varias venas del cuello, en donde el dispositivo de collarín está configurado para ser usado por el sujeto para rodear solo parcialmente el cuello del sujeto, y tiene al menos una zona dirigida hacia dentro configurada para entrar en contacto con el cuello, aplicando así una presión localizada a las una o varias venas del cuello antes y durante eventos con riesgo de lesión cerebral traumática en donde la presión se debe a que la dimensión interna del dispositivo de collarín es menor que el diámetro del cuello como resultado de la elasticidad del dispositivo de collarín.1. Collar device for use in a procedure to mitigate traumatic brain injury in a subject by reducing blood flow through one or more veins in the neck, wherein the collar device is configured to be worn by the subject to encircle only partially the subject's neck, and has at least one inwardly directed area configured to contact the neck, thereby applying localized pressure to one or more neck veins prior to and during traumatic brain injury risk events where the pressure is due to the internal dimension of the collar device being less than the diameter of the neck as a result of the elasticity of the collar device. 2. Dispositivo de collarín para el uso de la reivindicación 1, en donde la al menos una zona dirigida hacia dentro se selecciona del grupo que consiste en un saliente, un resalto y una zona engrosada.The collar device for the use of claim 1, wherein the at least one inwardly directed area is selected from the group consisting of a projection, a shoulder and a thickened area. 3. Dispositivo de collarín para el uso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 -2, en donde las una o varias venas del cuello incluyen la vena yugular interna o la vena yugular externa.The collar device for the use of any one of claims 1-2, wherein the one or more neck veins include the internal jugular vein or the external jugular vein. 4. Dispositivo de collarín para el uso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 -3, en donde la al menos una zona dirigida hacia dentro es rígida.Collar device for the use of any one of claims 1-3, wherein the at least one inwardly directed area is rigid. 5. Dispositivo de collarín para el uso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 -3, en donde la al menos una zona dirigida hacia dentro es un saliente.Collar device for the use of any one of claims 1-3, wherein the at least one inwardly directed area is a projection. 6. Dispositivo de collarín para el uso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 -3, en donde el dispositivo de collarín es elástico.The collar device for the use of any one of claims 1-3, wherein the collar device is elastic. 7. Dispositivo de collarín para el uso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 -3, en donde el dispositivo de collarín tiene un tamaño de collarín y una tensión que son ajustables. The collar device for the use of any one of claims 1-3, wherein the collar device has a collar size and tension that are adjustable.
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