[发明专利]用于治疗中枢神经系统病理的装置和方法

说明书

相关申请

本专利申请主张2008年1月9日提交的美国临时专利申请61/019968和2008年7月18日提交的美国临时专利申请No.61/081997的优先权，其全部内容作为参考并入本文。

技术领域

本发明一般地涉及使用亚大气压(sub-atmospheric pressure)治疗中枢神经系统组织的装置和方法，更具体但不排它地，涉及使用亚大气压治疗脑组织的装置和方法。

背景技术

与中枢神经系统(CNS)有关的解剖学、生理学和病理学过程使CNS组织具有独特性。对三维结构解剖学和神经元显微解剖学关系(神经元功能特异地依赖于和其它神经元以及其它支持细胞之间的空间关系)的保存以及对适当含氧的血流以及其中存活了神经元的均匀基质的保持对中枢神经系统组织的存活和功能是至关重要的。此外，中枢神经系统细胞的不能再生性强调了最大程度使每个可能神经元存活的需要。出于这些原因，对中枢神经系统中开放和封闭空间病理的治疗是独特的。

在威胁CNS组织存活的临床问题中，对中枢神经系统水肿、感染和血液供给的控制是中心内容。通过收集大量间质性水肿，脑对外伤和创伤产生响应。由于脑封闭在封闭空间中(硬膜和颅骨)，因此水肿导致CNS的血流和营养表现受到压缩和损害，从而极大地损害了中枢神经系统的生理恢复并且其自身通常导致CNS主质损害和死亡的发展。用于减少水肿的当前可用治疗方法包括降低血管通透性的试剂(糖皮质激素：地塞米松、泼尼松、甲基脱氢皮质甾醇)、利尿药、机械性心室引流术、脑主质切除术和广泛颅骨切除术。然而，这些治疗方法的缺点包括不良结果、由药物引起的并发症和不一致的结果。

由于CNS中感染和水肿快速发展的严重后果以及高可能性，因此对快速和有效治疗的需求仍是至关重要的。目前，很少有成功的方法可用于治疗影响颅内和椎管内腔、CNS主质和周围结构的病理。在其它处组织可以通过改变敷料进行治疗的情况下，CNS由于其难以接近、结构不确定、易感染和创伤发展等原因而不适合采用这类治疗。有证据说明对中枢神经系统外伤和其它病理的炎症和免疫反应的长期后果与初发外伤或损伤的相当或更大。CNS对继发于水肿的血流降低的反应导致了缺氧和局部缺血/再灌注介导的创伤。这些创伤导致产生神经病理学后遗症，其极大地促进了颅脑损伤不良结果的产生。

此外，脑需要连续提供含氧血液以发挥功能和存活。在将流向脑的血流完全中断的三分钟内会造成不可逆的脑损伤，尽管脑仍然可以保持存活并且经过更长的时间可以从减少的血流中恢复。有证据说明脑的病灶区域可以在几天内保持局部缺血和相对无功能并且仍能够恢复。这一发现导致产生了称为半影区或晕区的缺血区概念，该区域围绕着不可逆创伤区。第二种现象是由受创伤的神经元所局部释放的兴奋毒素的释放、病灶血流中的变化和水肿。

脑血管疾病可以由以下情况造成：由于灌注压低、血管破裂导致的局部脑区域直接创伤和相邻组织的挤压所造成的流向脑细胞的血液不足。如动脉粥样硬化、动脉瘤、炎症等的脑血管固有疾病或从如心脏的其它处进入并固定在脑血管中的远血栓可以产生脑血管疾病。中风是定义由于所述一些病理过程而发生的神经学创伤的术语。65岁以上的人群中有5％的人患有脑血管疾病，该疾病是发达国家中第三主要的死亡原因。此外，经常会造成终生衰弱、无法在社会和家庭中工作并发挥作用以及频繁需要护理院治疗。患有中风的人通常在他们剩余的生命中经受严重的伤害。

发展中的中风或进行性中风是指初始事件后发展或变化的神经缺陷。据认为这是由于以下原因所引起的：相关动脉的进行性痉挛或狭窄、初发创伤周围脑水肿的发展、由于血流减少或受创伤脑细胞所释放的局部细胞因子所引起的血栓蔓延。幸运地是，脑中血管之间存在称作侧支循环的一些连通。从这些侧副管供给血液可以防止缺血区中脑细胞的死亡。

在颅内出血的情况下，出血通常是从小块开始并通过压力剥离使体积增加，并导致相邻脑组织的移位和挤压。出血周围相邻挤压组织中的水肿可能导致质块效应，并通过损伤更大面积脑组织使临床状况恶化。相邻脑中的水肿可能造成进行性恶化，这通常在12至72小时内可以观察到。脑内出血后一周内发生的水肿通常使预后恶化，特别是在中老年人中。血肿周围的组织被移位和挤压，但并不一定会受到致命的损害。由于血肿的再吸收和相关组织重新恢复功能从而可以得到改善。

这些病况的治疗一直令人失望。在一些情况下，对出血的手术减压可以有助于防止不可逆挤压。如甘露醇和一些其它渗透剂的试剂可以降低由水肿所引起的颅内压。在这些情况下，类固醇的价值还不确定，并且最近已提议使用高压氧。