ES2298448T3 - Bomba de sangre con impulsor. - Google Patents

Abstract

Un sistema de acceso para una zona de seguridad, con una estación base (6) para la zona de seguridad y con una llave electrónica (4) para ejecutar un protocolo de comunicación con la estación base (6), para obtener acceso a la zona de seguridad, en donde la llave electrónica (4) está adaptada para comunicarse con la estación base (6), para activar y desactivar un sistema de acceso pasivo y en donde la estación base (6) es capaz de excitar la llave electrónica, para iniciar y activar el protocolo de comunicación, caracterizado porque el modo de acceso pasivo está desactivado cuando el sistema no se utiliza durante un periodo de tiempo predeterminado.

Description

Bomba de sangre con impulsor.

La presente invención se refiere a una bomba de sangre dotada de impulsor. Para refuerzo del corazón o incluso para sustitución del mismo se utilizan diferentes tipos de bombas. Estas bombas actúan como implante mecánico para refuerzo parcial o para recambio completo de la función de una de las cámaras del corazón o de ambas, o bien para el suministro de la corriente sanguínea a un vaso sanguíneo.

Como bomba se utilizan por una parte bombas de membrana con válvulas de trampilla integradas que son accionadas mecánicamente, hidráulicamente, o neumáticamente. Por otra parte, se utilizan bombas con impulsor de diferentes realizaciones con rotores radiales, semiaxiales o diagonales. Estos tipos de bombas se describen en los documentos WO 97/49439 y en US 4.994.078. Estas bombas se implantan con diferentes técnicas de conexión al circuito circulatorio. Se tienen básicamente los siguientes sistemas básicos:

1. Cambio completo del corazón por un sistema de bomba. En este caso el corazón lesionado es retirado y sustituido por un corazón sintético de tipo mecánico.

2. Sistemas de derivación o "bypass". En este caso, el corazón lesionado se deja en su lugar y la corriente sanguínea es guiada de manera completa o parcial mediante pequeños canales o "cánulas" en una o ambas cámaras del corazón mediante un sistema de bomba intra o extra corporal.

3. Sistemas de impulsores intrabasales. En este caso se introduce una pequeña bomba con impulsor, que está integrada en un pequeño conducto o cánula, con intermedio de la aorta principal, en retroceso a través de la válvula de la aorta, hacia adentro de la cámara cardiaca izquierda. La corriente sanguínea es guiada mediante la bomba con impulsor hacia fuera de la cámara cardiaca, hacia la arteria principal.

El tipo de construcción de las bombas y su utilización en la técnica médica conducen, no obstante, a distintos problemas.

Complicaciones tromboembólicas: Dadas las considerables superficies extrañas que presentan la mayor parte de sistemas existentes, en especial por los imprescindibles canales o cánulas necesarios, tiene lugar incluso con la medicación más elevada posible para intentar evitar la coagulación, la formación de coágulos de sangre.

Complicaciones por hemorragias: Con la medicación necesaria en la mayor parte de sistemas para evitar la formación de coágulos, aplicada con elevadas dosificaciones para evitar complicaciones tromboembólicas, se pueden producir graves eventos hemorrágicos con peligro para la vida.

Insuficiente seguridad en caso de fallo del sistema: En los sistemas de bombas conocidos en el estado de la técnica un fallo de la bomba, incluso durante un tiempo muy reducido, presenta un peligro agudo para la vida.

Riesgo de inflamación: Por las considerables superficies de las bombas utilizadas existe el peligro de implantación de bacterias sobre las superficies de material sintético.

Alteración de la función cardiaca por la acción del sistema de bomba: Los sistemas de bomba más conocidos conducen según el tipo constructivo a una influencia poco favorable sobre la función cardiaca. Por una parte, ello se debe atribuir a las cánulas de elevado volumen que toman la sangre de la aurícula o de la punta del ventrículo y altera en estos lugares el flujo sanguíneo o la función de las válvulas cardíacas. Por otra parte, son estas cánulas que deben ser desplazadas a través de las válvulas del corazón, las que dificultan en esta posición la función de las válvulas cardíacas y reducen la sección transversal libre de paso de las válvulas cardíacas.

Por el documento US 5.267.940 se conoce una bomba para sangre con impulsor en la que dos conexiones directas al cuerpo de la bomba están conectadas a dos vasos sanguíneos por el exterior del corazón. Las conexiones son dispositivos de unión en forma de apoyos. Dicha publicación describe una disposición de la bomba de sangre en la zona de la aorta descendente con dos piezas de conexión en forma de manguito que posibilitan la utilización de la bomba cerca del lugar de implantación propiamente dicha.

El documento WO 97/49439 A1 muestra una bomba de sangre con un cuerpo de la bomba de forma tubular, alargado, en el cual una rueda de bomba es accionada por un motor de manera que el cuerpo de la bomba presenta en un extremo una entrada y en el extremo contrario una salida. La entrada y la salida son de manera correspondiente dispositivos de conexión conformados en forma tubular.

El documento US 4.995.857 describe una bomba de sangre con un impulsor en la que de un cuerpo de la bomba se prolongan dos conductos que son apropiados para su conexión de manera correspondiente con un vaso sanguíneo periférico. Estas conducciones son tubos en forma de manguitos.

El documento EP 0 560 000 A2 da a conocer una bomba de sangre con un impulsor y dos dispositivos de conexión en forma de tubos flexibles. Uno de estos dispositivos de conexión en forma de tubo flexible debe ser conectado a la aorta mientras que el segundo está previsto de manera tal que puede ser conectado al corazón. Ambos tubos flexibles están construidos de manera similar.

El documento US 6.247.892 B1 da a conocer una bomba axial que alimenta de manera continua un fluido de manera que se han previsto dos motores y dos impulsores accionados en sentido contrario para eliminar cualquier esfuerzo de acción lateral de la bomba.

La presente invención se propone el objetivo de dar a conocer una bomba de sangre con impulsor de tipo tal que se puede conectar directamente en una sección de un vaso sin utilización de cánulas de conexión.

Este objetivo se consigue mediante una bomba de sangre con un impulsor que tiene, como mínimo, dos dispositivos de conexión en forma de una costura anular o una prótesis de vaso para su interposición en un vaso sanguíneo por fuera del corazón, la zona de la aorta ascendente ("Aorta ascendens") o del tronco pulmonar ("truncus pulmonalis") o bien entre el tronco pulmonar y las arterias pulmonares.

Estos dispositivos de conexión a los vasos posibilitan el unir la bomba con impulsor directamente en el vaso sin la necesidad de utilizar cánulas. Esto posibilita la utilización de la bomba de sangre entre dos extremos de un vaso tal como, por ejemplo, después de una sección de un segmento de aorta o en la zona de una bifurcación de un vaso.

El sistema de la bomba se encuentra en situación de sustituir la función de una o ambas cámaras cardiacas de manera completa o parcial. Además, se consigue una eficaz descarga de presión en una o ambas cámaras cardiacas de manera que se favorece de forma efectiva la constitución de una dilatación de la cámara o cámaras cardiacas. La posibilidad de disposición de la bomba fuera del corazón conduce a que la corriente sanguínea a través de las cámaras del corazón se puede mantener correctamente durante el refuerzo de la bomba y se puede evitar una estasis (interrupción) entre capilares. De esta manera se combatirá la formación de coágulos en las cámaras cardiacas. La constitución de la bomba posibilita incluso la utilización del sistema de bomba en prótesis de válvulas cardiacas mecánicas, implantadas en la aorta o en posición pulmonar. La colocación directa de dispositivos de conexión con los vasos en la bomba de sangre y la eliminación de las cánulas conduce a unas dimensiones constructivas muy reducida desde la bomba y mínimas superficies ajenas o extrañas. De esta manera se mantendrá lo más reducido posible el riesgo de formación de coágulos y el asentamiento bacteriano sobre las superficies extrañas. Por la reducción de las superficies en relación con la sangre o tejidos también se mantendrán en el mínimo los costes para los materiales necesarios con alta biocompatibilidad.

Además, la bomba objeto de la invención puede ser implantada de manera tal que en caso de una recuperación suficiente de la función cardiaca puede ser retirada de forma simple y rápida según técnica operatoria.

La bomba está construida de forma tal que puede ser implantada para el refuerzo de la cámara cardiaca izquierda en forma de un conducto de bomba en la aorta ascendens, para el refuerzo de la cámara cardiaca derecha en forma de una bomba de conducto en el tronco pulmonar o bien en la bifurcación pulmonar y para el refuerzo de la corriente sanguínea o para el aumento de presión en una sección determinada de un vaso en el vaso de alimentación. En caso de enfermedades de taponamiento arterial periférico, en diálisis o para oxigenación por membranas extracorporales (ECMO) la bomba se implantará en forma de una bomba de conducto en el vaso principal que alimente la sección de vaso considerada. En el caso de descarga de una o ambas cámaras cardiacas la bomba se implantará de modo preferente de forma que no se perjudique la función de las válvulas cardiacas naturales (válvulas de la aorta o pulmón) o bien la función de una prótesis de válvula cardiaca implementada de modo correspondiente en su lugar por la acción de la bomba de conducto implantada.

Es ventajoso que los dispositivos de conexión a los vasos estén dispuestos directamente en el cuerpo de la bomba. Esta disposición de los dispositivos de conexión de los vasos directamente en el cuerpo de la bomba conduce a una bomba con un cuerpo de bomba y un impulsor accionado electromecánicamente dispuesto en el interior del mismo, de manera que la bomba de sangre presenta, como mínimo, dos dispositivos de conexión para la unión a un vaso sanguíneo por fuera del corazón tal como, por ejemplo un anillo de costura o una prótesis de vaso que están dispuestas de forma tal que se posibilita la conexión del vaso sanguíneo directamente en el cuerpo de la bomba. De esta manera se consigue una construcción compacta de la bomba y la reducción del número de piezas necesarias.

Una construcción especialmente compacta se conseguirá de forma que la longitud del cuerpo de la bomba es más corto que el doble y preferentemente 1,5 veces su diámetro. Esto conduce a que en la implantación de la bomba de sangre solamente se debe quitar un corto segmento de arteria que es cambiado por la bomba de sangre en el sentido de un conducto.

Es también ventajoso que se constituya la longitud del dispositivo de conexión de los vasos especialmente reducida para que solamente se deba retirar o lesionar una corta zona de la arteria en la implantación. El dispositivo de conexión del vaso debe ser preferentemente más corto que el diámetro de la pieza intermedia.

Una construcción simple de la bomba se consigue de manera que presente un motor y u cuerpo de bomba con puentes o brazos constituidos preferentemente en forma de paletas directrices de manera que los puentes constituidos preferentemente en forma de paletas directrices estén dispuestos entre el motor y la envolvente externa del cuerpo de la bomba. Las paletas directrices pueden, por lo tanto, mantener al motor preferentemente coaxial con respecto al cuerpo de la bomba y simultáneamente posibilitar una función de guiado a la corriente sanguínea que circula.

Las paletas directrices están construidas preferentemente de forma tal que mantienen de manera segura el motor y el cuerpo de la bomba incluso en la aparición de variaciones en la torsión.

Para la alimentación de corriente eléctrica al motor se recomienda que los cables o clavijas metálicas necesarios hasta el momento discurran por dentro de los puentes constituidos preferentemente como paletas directrices. De esta manera, los conductos de alimentación de corriente no establecen contacto con la sangre.

Es ventajoso que la bomba de sangre esté constituida de manera tal que en caso de avería del sistema, aparte del fallo en el refuerzo de la función cardiaca, no existen influencias negativas del sistema sobre la circulación y la función pulmonar. Para conseguir este objetivo se recomienda que la sección transversal libre entre el motor y la envolvente externa del cuerpo de la bomba sea, como mínimo, el 50%, preferentemente, como mínimo, 80% de la sección transversal libre en un extremo de la pieza intermedia. También en el caso de fallo de la bomba la sangre puede circular casi sin alteraciones por la bomba de sangre construida en forma de un conducto, de manera que se puede mantener la función de circuito de circulación.

Un ejemplo de realización específico de la bomba objeto de la presente invención prevé que esté dotada de dos motores, dos cuerpos de bomba y una conexión a un cuerpo de bomba. Un dispositivo de conexión de este tipo, preferiblemente adaptable, puede llevar, para una disposición óptima de las bombas, a que se produzcan solamente muy pequeños momentos de fuerza de giro externos.

En este caso se prevé que los impulsores sean accionados en sentido contrario. Esto se puede conseguir, por ejemplo mediante motores controlados en sentido contrario. En este caso, los momentos de inercia de las piezas rotatorias se disponen preferentemente de manera tal que para un accionamiento dinámico o bien pulsante, no resultan, en lo posible, momentos de giro externos.

Otro ejemplo de realización prevé que la bomba de sangre presente un cuerpo de la bomba con un motor adicional el cual acciona una masa en sentido contrario al impulsor rotativo. También de esta manera se pueden mantener en valores reducidos los momentos de fuerza externos. Un ejemplo de realización de ese tipo prevé que un accionamiento electromecánico adicional esté conectado accionando una masa rotativa en sentido de giro contrario y de forma sincrónica con respecto a la dirección de giro del eje del rotor de la bomba de sangre y su momento de inercia está previsto de forma tal que para una variación de la torsión no resultan esfuerzos externos o solamente de pequeño valor.

Es ventajoso que la bomba de sangre presente un cuerpo de bomba con un dispositivo de suspensión que posibilita la fijación de la bomba de sangre en el tejido, preferentemente en el hueso de la caja torácica óseo. Para ello se prevé que al cuerpo de la bomba esté conectado preferentemente un dispositivo de suspensión adaptable, el cual posibilita el ajuste de la conexión a las estructuras de tejidos circundantes que están en situación de absorber los momentos que aparecen por el accionamiento dinámico o pulsante.

A continuación se explicarán tres ejemplos de realización distintos de una bomba de sangre en relación con los dibujos y con la descripción siguiente.

En las figuras:

La figura 1 muestra una sección de una bomba de sangre implantada en la aorta ascendente.

La figura 2 muestra una vista parcialmente en sección de una bomba de sangre con dos cuerpos de bomba para la descarga de ambas cámaras cardiacas, y

La figura 3 muestra una vista parcialmente en sección de una bomba de sangre para implantación en la bifurcación del tronco pulmonar.

La bomba de sangre mostrada en la figura 1 está implantada entre la válvula (2) de la aorta y la aorta ascendente (3). Las zonas del corazón y de la aorta ascendente (3) se han mostrado con líneas discontinuas. Se han mostrado del corazón su cámara izquierda (4), la válvula mitral (5) y la válvula (2) de la aorta.

Con un anillo de sutura (6) está fijado en disposición segura el conducto que actúa como cuerpo de la bomba (7) en separación con respecto a la válvula (2) de la aorta. El extremo opuesto del cuerpo envolvente (7) está unido mediante un anillo de sutura (8) con la aorta ascendente (3). Para la implantación de la bomba de sangre (1) se ha realizado la resección de un segmento de la aorta ascendente de las dimensiones correspondientes al conducto de la bomba. Los anillos de sutura (6, 8) actúan por lo tanto como dispositivo de conexión de los vasos en la implantación de la bomba de sangre (1). La bomba de sangre (1) presenta esencialmente un cuerpo de bomba (7), un impulsor (10) dispuesto dentro de aquél con guiado de la corriente semiaxial o bien diagonal y un dispositivo de motor (11) completamente encapsulado. El cuerpo de motor (12) está unido con la envolvente externa (9) del cuerpo de bomba (7) mediante puentes (13, 14). Estos puentes (13, 14) están construidos como paletas directrices del flujo en las que se efectúa el guiado de la corriente hacia el motor de accionamiento (11). Para ello se han previsto cables (no mostrados) o clavijas metálicas (no mostradas) que discurren por dentro de los puentes (13, 14) conformados como paletas directrices del flujo.

Básicamente se puede utilizar cualquier forma conocida por la mecánica de fluidos para una bomba impulsora con guiado de la corriente radial, semiaxial o axial y una conformación adecuada y correspondiente del impulsor de la bomba de sangre (1). Igualmente pueden ser utilizados todos los cojinetes de eje, juntas de estanqueidad a los ejes, estanqueidad de los cuerpos envolventes del motor y elementos de transferencia de potencia conocidos para cualquier tipo de bombas de sangre, en especial asimismo transferencia magnética para accionamiento sin contacto del impulso. Es especialmente ventajoso que el accionamiento de la bomba de sangre (1) sea controlada mediante un sistema inteligente. Éste debe presentar un control o regulación de la presión de sangre arterial y de la presión en el ventrículo.

Además, es especialmente ventajoso que el control posibilita también un accionamiento pulsante de la bomba con impulsor de manera que la pulsación de la bomba con impulsor (1) está adaptada preferiblemente al ritmo cardiaco natural del corazón mediante accionamientos por presión o EKG.

En el ejemplo de realización que se ha mostrado, la forma de la envolvente externa (9) del cuerpo de bomba (7) está realizada de forma tal que con intermedio del cuerpo del motor (12), dispuesto de forma central, no resulta ninguna disminución sensible de la sección transversal libre para el paso del flujo (15) en el sentido de una estenosis hemodinámica relevante.

En el caso de un defecto o dentro del marco de una fase programada de desactivación en caso de curación del corazón, la bomba con impulsor (1) puede ser desconectada total o parcialmente. Por ello, no se produce inconveniente alguna para la función circulatoria a parte de la desaparición o reducción del refuerzo de la función cardiaca. En caso de una extracción de la bomba (1) ésta será sustituida mediante una interposición en los vasos de tipo conocido hasta el momento con utilización de una máquina de corazón-pulmón.

La figura 2 muestra la utilización de una bomba de sangre con dos cuerpos (20, 21) para la descarga de ambas cámaras cardiacas. De manera correspondiente en el tronco pulmonar (22) y en la aorta ascendente (23) se encuentra un conducto bomba (24, 25) implantado con separación suficiente con respecto a las válvulas del corazón. De esta manera es posible conseguir una descarga parcial y también una descarga completa del corazón. Para disponer un riego sanguíneo suficiente de los vasos coronarios, es ventajoso conectar el lado de baja presión del conducto bomba (25) en los troncos que salen del bulbo de la aorta de los vasos coronarios, en los puntos (26, 27) centralmente y para el riego sanguíneo de los vasos coronarios disponer "bypases" venosos (28, 29) o anastomosis con una o ambas arterias mamarias.

Los conductos bomba (24, 25) son preferentemente accionados de forma pulsante. Para evitar momentos de fuerza externos, los conductos bomba (24, 25) están unidos mediante una varilla ajustada (no mostrada) de manera fija entre si. Los impulsores son accionados con rotación en sentido contrario y los momentos de inercia de todas las partes rotativas están dispuestos de forma tal que las variaciones de torsión o de par externo en la dinámica de la bomba no resultan en momentos de fuerzas externas o solamente en muy pequeña medida.

Este principio del equilibrado de masas de tipo activo es utilizable también en bombas tal como la mostrada en la figura 1, básicamente con un cuerpo de bomba (7). Para ello se conectará al cuerpo de bomba (7) una masa rotativa (no mostrada) accionada por un motor eléctrico (no mostrado), la cual gira de forma sincronizada con respecto al motor de accionamiento (11) de la bomba de sangre (1) en sentido contrario y cuyo momento de inercia está dispuesto de forma tal que en la variación de par de torsión durante la dinámica de la bomba no se produce ningún momento de fuerzas externo o solamente en muy pequeña medida.

Además, es ventajoso para la bomba mostrada en la figura 1 y también para la mostrada en la figura 2 que las bombas de sangre (1, 20, 21) estén fijadas preferentemente mediante un dispositivo de suspensión adaptable (no mostrado) a estructuras de tejido circundantes, tal como por ejemplo el hueso del hueso de la caja torácica.

La bomba de sangre (30) mostrada en la figura 3 muestra una variante constructiva de un conducto bomba (31) que, especialmente en caso de tronco pulmonar muy corto es apropiado para el refuerzo de la cámara cardiaca derecha. En ese tipo de disposición, el conducto bomba (31) tiene forma de Y. En el lado de entrada de la corriente se encuentra un anillo de sutura (32), el cual análogamente a la figura 2 está suturado al tronco de la arteria pulmonar (33) directamente por detrás de la válvula pulmonar (34). En el lado de salida de la corriente, las arterias pulmonares derecha e izquierda (35, 36) están conectadas directamente con anillos de sutura (37, 38) a los tubos de salida (39, 40) del conducto bomba (31). Los conductos de salida (39, 40) desembocan de manera correspondiente a la dirección de rotación de la bomba (30) preferentemente de forma céntrica en el cuerpo de bomba (41). La suspensión del motor de accionamiento (42) en el cuerpo de la bomba (41) y el guiado de la corriente (no mostrado) para el motor de accionamiento (42) pueden tener lugar centralmente, por ejemplo en el punto (43). Sobre los puentes (13, 14) constituidos como paletas directrices, mostrados en la figura 1, se puede prescindir en este tipo de estructura de la bomba de sangre (30).

Un conducto bomba construido de forma similar (no mostrado) con un ángulo adaptado a las características anatómicas entre los tubos de salida y el cuerpo de la bomba es apropiado también para su implantación en la bifurcación de la aorta a ambas arterias salientes para el refuerzo del flujo sanguíneo en enfermedades de obstrucción arterial en la zona de la espalda y de las piernas cuando las medidas quirúrgicas de reconstrucción de los vasos no conducen por si solas a un éxito suficiente.

Claims (12)

1. Bomba de sangre (1) dotada de un impulsor (10), que tiene como mínimo dos dispositivos de conexión en forma de anillo de sutura o prótesis vascular (6, 8) para su interposición dentro de un vaso sanguíneo por fuera del corazón, en el área de la aorta ascendente o del tronco pulmonar o entre el tronco pulmonar y las arterias pulmonares.

2. Bomba de sangre según la reivindicación 1, caracterizada porque el impulsor (10) está dispuesto en un cuerpo de la bomba (7) y los dispositivos de conexión vascular (6, 8) están dispuestos en el cuerpo (7) envolvente de la bomba.

3. Bomba de sangre según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la longitud del cuerpo de la bomba (7) es menor de 2 veces y preferentemente de 1,5 veces su diámetro.

4. Bomba de sangre según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la longitud de los dispositivos de conexión vascular (6, 8) es respectivamente más corta que el diámetro del cuerpo de la bomba (7).

5. Bomba de sangre según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque tiene un motor (11) para el accionamiento del impulsor (10) y porque el cuerpo (7) de la bomba tiene una envolvente externa (9), puentes (13, 14) preferentemente configurados en forma de paletas de guía, dispuestos entre el motor (11) y la envolvente externa (9) del cuerpo de bomba (7).

6. Bomba de sangre según la reivindicación 5, caracterizada porque los puentes (13, 14), preferentemente diseñados en forma de paletas de guía, soportan el motor (11) en la envolvente externa (9) del cuerpo de bomba (7).

7. Bomba de sangre según la reivindicación 5 ó 6, caracterizada porque cables metálicos o clavijas metálicas para transmitir corriente eléctrica están dispuestos en los puentes (13, 14) diseñados preferentemente en forma de paletas de guía.

8. Bomba de sangre según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizada porque la sección transversal para flujo (15) entre el motor (11) y la envolvente externa del cuerpo de bomba (15) asciende a 50% como mínimo, preferentemente 80% del área transversal de flujo libre en un extremo del cuerpo de bomba (7).

9. Bomba de sangre según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque presenta dos motores, dos cuerpos de bomba (24, 25) y un dispositivo de conexión preferentemente adaptable entre los cuerpos de bomba.

10. Bomba de sangre según la reivindicación 9, caracterizada porque los impulsores están adaptados para su accionamiento en sentido contrario.

11. Bomba de sangre según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque tiene un cuerpo de bomba (7) con un motor adicional que acciona en rotación una masa en dirección opuesta al impulsor.

12. Bomba de sangre según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque tiene un cuerpo de bomba (7) con un dispositivo de suspensión para la fijación de la bomba (1, 20, 21, 30) a tejidos, preferentemente a los huesos de la caja torácica.