BR102016021508A2 - Método para obter um stent válvula cardíaca expansível, a partir de membrana de poliuretano e stent válvula de membrana de poliuretano, para implante por cateter, em pacientes adultos e pediátricos - Google Patents

Abstract

método para obter um stent válvula cardíaca expansível a partir de membrana de poliuretano e stent válvula de membrana depoliuretano, para implante por cateter, em pacientes adultos e pediátricos”. este pedido de patente, refere-se a um stent válvula cardíaca expansível de poliuretano, manufaturado com material de cromo-cobalto, com o formato de uma valva sigmoide humana, constituída por um anel e 3 hastes móveis. o stent acoplado a um suporte de aço inoxidável, com formato da valva sigmoide aórtica, é submetido a aplicação um filme de poliuretano, para a formação de 3 cúspides, que se fecham, num ponto central de contato, na base das hastes (modelo 1), para ser implantada na posição da valva pulmonar e tricúspide. quando o implante do stent válvula é indicado em câmeras de alta pressão, como é o caso da posição aórtica e mitral, o suporte utilizado, para aplicação do poliuretano, permite a formação de 3 cúspides coaptando no ápice das hastes e mantendo uma área de contato entre as cúspides de 3 a 4 mm, permitindo assim o fechamento hermético do stent válvula, em regime de alta pressão (modelo 2). um balão em forma de pera, permite a expansão do stent, projetando, com a parte de maior diâmetro do balão, a borda inferior do anel do stent, para fora da cavidade do mesmo. desta forma, há melhor fixação do stent válvula ao anel valvar, evitando movimentação ou embolização, durante o implante (modelo 3). o poliuretano utilizado, é preparado para a forma líquida, sendo aplicado ao stent válvula, mediante o procedimento denominado dipcoated, o seja mergulho do stent válvula, acoplado ao suporte, num tubo de ensaio contendo o poliuretano líquido. para evitar a formação de uma membrana acelular, denominada panus, em volta do stent, que pode comprometer a sua futura expansão, realizamos um tratamento do stent válvula, com o depósito de carbono, do tipo diamond likecarbon (dlc). a seguir, a aplicação do poliuretano ao stent com dlc, para a formação das cúspides, mostrando boa aderência, sem utilização de suturas

Description

(54) Título: MÉTODO PARA OBTER UM STENT VÁLVULA CARDÍACA EXPANSÍVEL, A PARTIR DE MEMBRANA DE POLIURETANO E STENT VÁLVULA DE MEMBRANA DE POLIURETANO, PARA IMPLANTE POR CATETER, EM PACIENTES ADULTOS E PEDIÁTRICOS (51) Int. Cl.: A61F 2/91; A61F 2/24 (52) CPC: A61F 2/91,A61F 2/2418,A61F 2/2412, A61F 2250/006 (73) Titular(es): MIGUEL ANGEL MALUF (72) Inventor(es): MIGUEL ANGEL MALUF (57) Resumo: MÉTODO PARA OBTER UM STENT VÁLVULA CARDÍACA EXPANSÍVEL A PARTIR DE MEMBRANA DE POLIURETANO E STENT VÁLVULA DE MEMBRANA DEPOLIURETANO, PARA IMPLANTE POR CATETER, EM PACIENTES ADULTOS E PEDIÁTRICOS. Este pedido de Patente, refere-se a um Stent Válvula Cardíaca Expansível de Poliuretano, manufaturado com material de cromo-cobalto, com o formato de uma valva sigmoide humana, constituída por um anel e 3 hastes móveis. O stent acoplado a um suporte de aço inoxidável, com formato da valva sigmoide aórtica, é submetido a aplicação um filme de poliuretano, para a formação de 3 cúspides, que se fecham, num ponto central de contato, na base das hastes (Modelo 1), para ser implantada na posição da valva pulmonar e tricúspide. Quando o implante do stent válvula é indicado em câmeras de alta pressão, como é o caso da posição aórtica e mitral, o suporte utilizado, para aplicação do poliuretano, permite a formação de 3 cúspides coaptando no ápice das hastes e mantendo uma área de contato entre as cúspides de 3 a 4 mm, permitindo assim o fechamento hermético do stent válvula, em regime de alta pressão (Modelo 2). Um balão em forma d(...)

de 19 “MÉTODO PARA OBTER UM STENT VÁLVULA CARDÍACA EXPANSÍVEL, A

PARTIR DE MEMBRANA DE POLIURETANO E STENT VÁLVULA DE

MEMBRANA DE POLIURETANO, PARA IMPLANTE POR CATETER EM

PACIENTES ADULTOS E PEDIÁTRICOS”.

[001] As próteses valvares iniciais, idealizadas entre 1957 e 1965, fabricadas com tecidos sintéticos ou com polímeros plásticos flexíveis e elásticos, tiveram por modelo as próprias valvas cardíacas, algumas possuindo até mesmo cordas tendinhas. São deste período as válvulas possuidoras de uma única cúspide moldada em plástico e fixada em um anel rígido de Mylar, silicone ou aço inoxidável. As válvulas que imitavam integralmente a valva mitral com folhetos flexíveis de Dacron recoberto por poliuretano e com cordas tendinhas de Teflon, as válvulas com folhetos construídos com tecido reticulado de Teflon ou de Dacron, recobertos por silicone, poliuretano ou impregnados de fibroblastos, bem como, uma válvula confeccionada com pericárdio autógeno, em tudo, semelhante a valva mitral normal. A eficiência funcional destas próteses valvares era limitada devido a baixa resistência de seus folhetos plásticos e sua elevada trombogenicidade.

[002] As primeiras válvulas implantadas em cães com resultados funcionais realmente eficientes eram válvulas de bola, idealizadas entre 1958 e 1962, caracterizadas por uma estrutura rígida de Teflon ou de lucite que aprisionava uma bola de lucite, de Ivalon ou de aço. Entre estas válvulas de bola estava à primeira válvula de bola testada por Starr em 1960 constituída por uma gaiola de lucite e uma bola de silicone, válvula esta que, possuindo a gaiola de Vitalliun e a bola de silicone, foi utilizada para a substituição mitral e aórtica de seus pacientes.

[003] Devido o grande tamanho da gaiola das válvulas de bola e seu elevado gradiente pressóricotransvalvares, diversos cirurgiões passaram a pesquisar válvulas que possuíssem uma gaiola mais baixa e, consequentemente, um elemento móvel achatado, discoide ou lenticular para substituir a bola.

Petição 870170099900, de 20/12/2017, pág. 4/39 de 19 [004] As válvulas de disco confeccionadas em Teflon, silicone ou aço foram testadas com resultados pouco animadores, embora permitissem fluxo sanguíneo menos turbilhonado e gradientes pressóricos transvalvar mais baixos que as válvulas de bola.

[005] O uso clínico inicial das próteses valvares se fez por absoluta necessidade a partir de 1960. Os testes experimentais com as próteses valvares eram pouco encorajadores e não permitiam inferências sobre seu comportamento a médio e longo prazo. Elas eram grandes, trombogênicas e seus anéis de fixação eram espessos, sempre produziam resistência ao fluxo sanguíneo e, por conseguinte, mantinham gradientes pressóricos transvalvar elevados. Mesmo assim, válvulas de folhetos plásticos, de bola e de disco foram implantadas em pacientes cuja gravidade de suas lesões valvares, aórticas ou mitrais, impunha a indicação da troca valvar como único meio para sua sobrevivência.

[006] Entre 1960 e 1965, algumas próteses valvares de folhetos plásticos, ainda em testes experimentais, foram usadas para a substituição de valva mitral de uns poucos pacientes.

[007] Nesta época 25 pacientes tiveram sua valva mitral substituída por uma válvula monocúspide. Uma válvula monocúspide de silicone foi implantada em três pacientes, enquanto uma válvula tricúspide foi usada para a troca da valva mitral de um paciente. Dez pacientes receberam uma válvula contendo dois folhetos flexíveis, de Dacron coberto por silicone, inseridos em uma estrutura de Exan 34. Válvulas constituídas por folhetos flexíveis de poliuretano e cordas tendinhas de Teflon foram implantadas em onze pacientes.

[008] Todas estas válvulas de folhetos, como já indicavam seus testes experimentais, mostravam-se trombogênicas, funcionalmente deficientes e pouco resistentes. Assim sendo, seu uso clínico foi logo abandonado.

[009] As primeiras próteses usadas para a substituição da valva aórtica

Petição 870170099900, de 20/12/2017, pág. 5/39 de 19 humana caracterizavam-se por folhetos de 'Teflon recoberto por borracha de silicone, semelhantes aos folhetos aórticos naturais, que eram suturados diretamente no anel valvar, (Harken e col, 1960). Estes folhetos plásticos, no decorrer de um ou dois anos, rompiam-se em decorrência da pressão exercida pelo fluxo sanguíneo.

[010] Antes que ocorresse, a partir de 1960, a utilização clínica da válvula de bola de Starr-Edwards, que representou o maior e o principal avanço do tratamento cirúrgico das doenças das valvas cardíacas, Hufnagel, em 1952, já havia implantado sua válvula de bola de lucite na aorta descendente de pacientes portadores de insuficiência valvar aórtica.

[011] A rápida aceitação da valva de bola de Starr resultou em sua progressiva e constante utilização, embora a mortalidade dos pacientes alcançasse, por vezes, índices de 10 a 20%.

[012] O surgimento dos primeiros inconvenientes inerentes a válvula de bola, seu alto perfil, sua trombogenicidade, as dificuldades de sua fixação e alguns fatores funcionais adversos, observados fundamentalmente nas substituições da valva mitral, fez com que algumas modificações de suas características originais fossem logo propostas. Surgiram, então, dentre outras, a válvula de bola dotada de gaiola dupla, a válvula de bola oca de silicone com gaiola de titânio aberta na junção apical de suas hastes e envolvida por tecido de “Teflon”.

[013] Os modelos iniciais das válvulas de disco ou seus modelos modificados foram utilizados para a troca das valvas aórtica e mitral de uns poucos pacientes a partir da metade dos anos sessenta. Estas valvas de disco contido em gaiolas de pequena altura, embora tenham permitido minimizar o caráter obstrutivo e os gradientes pressóricos transvalvar próprios das válvulas de bola, exibiam elevada trombogenicidade, o que impediu sua larga utilização clínica.

Petição 870170099900, de 20/12/2017, pág. 6/39 de 19 [014] Tais quais as válvulas de bola e de disco, homoenxertos e heteroenxertos frescos de valva aórtica foram testados e experimentados, desde o início dos anos 50, para a substituição das valvas aórtica e mitral.

[015] Alguns homoenxertos mantinham-se preservados durante meses ou anos após suas implantações, porém, seus folhetos tornavam-se espessados e infiltrados por fibroblastos enquanto seus anéis sofriam distensão e, além disto, eram altamente susceptíveis a infecção, mesmo que os pacientes fossem submetidos a antibioticoterapia.

[016] Os heteroenxertos frescos, quando de seus testes em animais de experimentação, sofriam rápida rejeição e degeneração, tornando-se inadequados ao uso clínico.

[017] A observação da qualidade própria dos homoenxertos e dos heteroenxertos aórticos prosseguiu durante os anos sessenta, dando-se maior ênfase a sua esterilização e a sua conservação com vistas a preservar sua funcionalidade e aumentar sua durabilidade. Assim, os homoenxertos e os heteroenxertos foram montados em anéis rígidos para permitir a correta disposição de seus folhetos e facilitar seu implante nos anéis valvares.Foram submetidos a imersões em soluções de antibióticos e fungicidas e em soluções conservadoras que os esterilizassem e os tornassem mais resistentes e passíveis de serem conservados por longo período de tempo. Uma vez esterilizados, eram conservados em soluções nutrientes a várias temperaturas, congelados em nitrogênio líquido ou curtidos e conservados em formaldeído ou glutaraldeído.

[018] A utilização do glutaraldeído, como agente curtidor e conservador dos hétero-enxertos valvares, permitiu que seu colágeno fosse estabilizado, que exibisse certa refratariedade as reações antigênicas e que sua resistência e durabilidade fossem aumentadas.

[019] O curtimento dos homoenxertos produzido pela formalina e pelo

Petição 870170099900, de 20/12/2017, pág. 7/39 de 19 glutaraldeído era eficiente por diminuir sua antigenicidade, embora a formalina produzisse certa retração de seus folhetos ocasionando insuficiência valvular em 5 a 10% deles.

[020] Cinco anos após terem sido implantados em pacientes, acompanhamento dos homoenxertos permitiram verificar que sua esterilização e sua preservação inadequadas causavam intensificação de sua degeneração, de sua calcificação e de suas roturas. Os homoenxertos aórticos usados na substituição da valva mitral tinham mais complicações que os usados na aorta. Só a metade dos homoenxertos se mantinham adequadamente funcionando dez anos após terem sido implantados.

[021] Ainda no final dos anos 60 e início dos anos 70, as degenerações e roturas observadas nos homoenxertos deram ensejo a proposições do uso de tecidos biológicos, eventualmente mais resistentes, que pudessem servir para a feitura de novos substitutos valvares. Surgiram então as válvulas de tecidos biológicos humanos ou de animais, nas quais um anel metálico ou de plástico flexível recoberto por tecido de Teflon ou Dacron suporta três folhetos, semelhantes aos folhetos aórticos humanos, feitos com fragmentos de tecidos autógenos, homólogos ou heterólogos, a fáscia-lata, a dura-máter e o pericárdio humano e bovino.

[022] Senning, em 1967, idealizou a válvula de fáscia-lata autógena fresca utilizando-a para a troca da valva aórtica, o mesmo sendo feito por outros cirurgiões para as trocas aórtica e mitral. Esta válvula, de difícil modelagem, geralmente feita logo antes de sua implantação, foi logo abandonada devido a rápida e acentuada retração fibroblástica de seus folhetos.

[023] A válvula de dura-máter homóloga, esterilizada e conservada em glicerol, foi proposta por Zerbini e Puig em 1971e por eles usada para substituições mitrais e aórticas durante vários anos. Esta válvula, resistente, de baixa trombogenicidade e antigenicidade mostrou-se durável ao longo de 10 anos, quando seu índice de rotura não excedia a 2,5%.

Petição 870170099900, de 20/12/2017, pág. 8/39 de 19 [024] Tanto as válvulas de fáscia-lata quanto as de dura-máter, embora adequadas as trocas valvares, tal qual os homoenxertos conservados, tiveram sua aceitação limitada em decorrência da dificuldade de obtenção dos tecidos biológicos e da dificuldade de suas montagens artesanais.

[025] As válvulas de pericárdio bovino ou suíno conservadas em glutaraldeído surgiram em 1974. Inicialmente produzidas artesanalmente, foram depois fabricadas industrialmente em condições adequadas de esterilização, curtimento e conservação, sendo largamente utilizadas até hoje.

[026] No final dos anos 60 e início dos anos 70, surgiu ainda um novo tipo de substituto valvar que, paulatinamente, modificado e melhorado, iria se constituir no modelo valvar dos anos 80. Eram as válvulas de disco pivotante, disco este preso a um anel rígido através presilhas laterais que permitiam, para abertura do estio valvular, sua báscula a ângulos variáveis, de 50 a 80 graus em relação ao plano do anel. São exemplos destas válvulas a de Bjork-Shiley, a de Lillehei-Kaster, a Omnicience, a Medtronic-Hall e a de Hall-Kaster, todas elas atualmente em uso clínico.

[027] Estas válvulas possibilitam um fluxo sangüíneo laminar com pouca turbulência e baixos gradientes pressóricos transvalvares. Elas são construídas em carbono ou metais, sendo resistentes, duráveis e pouco trombogênicas. Os ângulos de báscula do disco e a forma de sua fixação ao anel valvular são diferentes nos diversos modelos destas válvulas.

[028] A válvula original de Bjork-Shiley (1969), inicialmente possuía um disco de Delrin e depois de carvão pirolítico. Seu angulo de báscula era de 50° para a válvula mitral e 60° para a aórtica. Além de durável e resistente, o modelo atual desta válvula possui baixa trombogenicidade e exibe boas condições hemodinâmicas, permitindo que o fluxo sanguíneo tenha caráter laminar, pouca turbulência, embora possua ainda um pequeno gradiente pressórico transvalvar.

Petição 870170099900, de 20/12/2017, pág. 9/39 de 19 [029] A válvula de Lillehei-Kaster possuía, em 1974, um disco de carvão pirolítico e um anel de titânio e depois, em 1976, passou a ser produzida totalmente com carvão pirolítico. Seu modelo atual, denominado Omniscience, é resistente, exibe baixa trombogenicidadee possui um anel de paredes mais estreita. Seu disco tem uma báscula de 80° o que amplia a área efetiva do ostiumvalvular. Estes fatores permitem que se dê vazão a um fluxo sanguíneo laminar e pouco turbulento, evitando a hemólise, e que tenha melhores características hemodinâmicas e baixo gradiente pressórico transvalvar.

[030] A válvula Medtronic-Hall idealizada em 1976 e introduzida na clínica no ano seguinte, possui um disco de carvão pirolítico e um anel esculpido em uma peça homogênea de titânio.

[031] Esta válvula parece ser menos trombogênica e causadora de um menor gradiente pressóricotransvalvar que suas congêneres.

[032] Diferente dessas válvulas de disco, surgiu em 1977 uma nova válvula produzida pelo laboratório Saint Jude Medical Inc. (USA). Esta válvula é constituída por um anel de carvão pirolítico e dois hemi-discos semicirculares deste mesmo material. Os hemi-discos possuem duas profusões laterais que se encaixam em escavações existentes na parede interna do anel que lhes permite, durante a abertura da válvula, uma báscula de 85° em relação ao plano anelar provendo, assim, três espaços para passagem de um fluxo sanguíneo laminar pouco turbulento. Devido a grande área efetiva de seu orifício ela produz um discreto gradiente pressórico transvalvar e não ocasiona hemólise, porém, sua trombogenicidade parece ser semelhante a das demais válvulas.

[033] Os anos oitenta foram anos de muitas trocas valvares e de muita análise do desempenho clínico dos diversos substitutos valvares modernos. Algumas conclusões foram estabelecidas, umas definitivas, outras transitórias.

[034] Atualmente, iniciados os anos noventa, meio século após as primeiras

Petição 870170099900, de 20/12/2017, pág. 10/39 de 19 tentativas de tratar os refluxos valvares, 30 anos após o advento do uso clínico das próteses valvares, iniciado com a válvula de bola de Starr. e prosseguindo com os homoenxertos, com os hétero-enxertos e com as válvulas biológicas de pericárdio bovino, já foram resolvidas quase todas as dúvidas existentes sobre o tratamento cirúrgico das lesões das valvas cardíacas. No entanto, persistem ainda algumas incertezas sobre qual seja o substituto valvar mais conveniente para a substituição das valvas cardíacas.

[035] Sabe-se hoje que a decisão de trocar uma valva cardíaca ou submetê-la a uma reparação plástica depende, forçosamente, da análise das condições clínicas, radiológica e hemodinâmica de cada paciente e do estado evolutivo de sua doença e, particularmente, de sua disfunção valvar. Mesmo assim, a avaliação definitiva do aspecto morfológico e funcional da valva lesada implica em sua visão direta durante o ato cirúrgico.

[036] As técnicas destinadas a correção plástica das valvas insuficientes evoluíram e passaram a permitir que um grande número de valvas lesadas pudessem ser conservadas e recuperadas funcionalmente.

[037] Tem-se como certo que a insuficiência valvar e a dupla disfunção das valvas cardíacas, cujos folhetos possuam acentuadas calcificação e retração fibróticaou sejam afetados por endocardite, exigem quase sempre a troca valvar.

[038] Apesar de toda a evolução por que passaram as próteses valvares mecânicas e as válvulas biológicas, nenhuma delas está livre de problemas estruturais ou funcionais. Complicações maiores ou menores são inerentes a cada modelo de válvula, mecânica ou biológica, manifestam-se cedo ou tarde durante a evolução pós-operatória dos pacientes, ora de maneira abrupta, ora crônica.

[039] As próteses valvares mecânicas têm sobre as válvulas biológicas a vantagem de sua longa durabilidade, porém, os pacientes que as possuem

Petição 870170099900, de 20/12/2017, pág. 11/39 de 19 estão ainda sujeitos à trombose e ao tromboembolismo, mesmo que sejam convenientemente tratados com anticoagulantes e agentes antiagregantesplaquetários, que algumas vezes podem ocasionar sangramentos orgânicos ou teciduais de difícil controle.

[040] As válvulas biológicas dispensam o uso de anticoagulantes, mas sua durabilidade é limitada, embora, sua esterilização com antibióticos e fungicidas e seu tratamento com glutaraldeído, tenham permitido sua adequada esterilização e um promissor alongamento de sua durabilidade.

[041] Todas as válvulas acarretam estenose do orifício valvar, que decorre da espessura de seu anel, sempre inserido no interior do anel valvar, particularmente quando usadas para a troca de valvas de crianças.

[042] Um certo gradiente pressórico transvalvar ocorre em todas as válvulas e tem relação inversa com o fluxo sanguíneo que atravessa o ostium valvular, além de depender do tamanho, do tipo e do modelo da válvula. O crescimento de fibrose nos anéis valvulares são também responsáveis pela estenose do ostium das próteses e das válvulas biológicas e concorrem para o aumento dos gradientes pressóricos transvalvares.

[043] A endocardite pode ocorrer nos pacientes portadores de quaisquer próteses mecânicas ou valvulares biológicas, mesmo que sejam constantemente observados e seus eventuais focos infecciosos extra cardíacos sejam tratados convenientemente.

[044] A válvula de bola de Starr-Edwards ainda é utilizada em condições especiais, quando se faz necessário uma válvula durável, ainda que trombogênica.

[045] As válvulas de disco pivotante, Bjork-Shiley, Lillehei-Kaster, Omniscience, Medtronic-Hall ou St. Jude, construídas com materiais resistentes, o titânio e carvão pirolítico, têm longa duração sem erosões ou desgastes acentuados, no

Petição 870170099900, de 20/12/2017, pág. 12/39 de 19 entanto, são ainda susceptíveis a trombose e a fibrose anelar que, por vezes, nelas ocorrem, restringindo ou impedindo os movimentos do disco.

[046] Embora possuam anéis de pequena espessura que pouco reduzem a área do ostio valvar e de discos delgados que por ocasião da abertura valvular mantêm-se quase perpendiculares ao plano de seu anel, as próteses de disco pivotante oferecem alguma resistência ao fluxo sanguíneo, sempre gerando gradientes pressóricos transvalvares que nãosão de todo desprezíveis. O movimento do disco pivotante durante o fechamento valvular tem um discreto retardo inercial que permite um pequeno refluxo sanguíneo dinâmico além de um pequeno refluxo estático decorrente do ajuste imperfeito entre o disco e o anel. Estes refluxos sanguíneos, dinâmico e estático, embora discretos, promovem alguma perda energética que pode influir na eficiência ventricular.

[047] As válvulas biológicas de pericárdio bovino ou suíno curtidas e conservadas em glutaraldeído têm seus problemas funcionais, principalmente a rotura e a calcificação de seus folhetos que decorrem de lesões e degenerações de seus tecidos estruturais, de tensões mecânicas de estiramento e abrasões produzidas pelo fluxo sanguíneo. Elas mantém suas características trombogênicas e antigênicas a níveis baixos, porém, continuam com durabilidade limitada, devido a sua alta incidência de calcificação em pacientes pediátricos. Apenas 20% a 30% dos pacientes pediátricos permanecem com a sua prótese biológica, após 9 anos do seu implante.

[048] Os homoenxertos valvares aórticos curtidos e conservados em glutaraldeído têm sido usados para as trocas valvares dos pacientes jovens e das crianças porque parecem sofrer menos calcificação e dispensam o uso de anticoagulantes.

[049] Os heteroenxertos aórticos suínos conservados em glutaraldeído tem mostrado um comportamento hemodinâmico excelente, porém, sua durabilidade também é limitada.

Petição 870170099900, de 20/12/2017, pág. 13/39 de 19 [050] Todas as válvulas atualmente usadas, mecânicas ou biológicas, continuam a exibir suas boas qualidades, no entanto, seus inconvenientes específicos ainda esperam por soluções, soluções que ainda exigirão muitos esforços encontrarão insucessos, até que obtenhamos o substituto definitivo para as valvas cardíacas e nossas dúvidas e incertezas atuais tenham o final que esperamos e possa ser contado já no começo dos anos dois mil.

[051] Próteses biológica implantadas em pacientes pediátricos, tem mostrado curta durabilidade, devido a calcificação (mineralização) precoce e ao fenômeno de mismatch, (incompatibilidade entre o anel valvar/superfície corpórea), durante o desenvolvimento do paciente [052] Estudos experimentais comparando próteses biológicas e próteses de poliuretano, tem mostrado vantagens desta última: ausência de calcificação, trombose e resistência ao desgaste de suas cúspides.

[053] Nosúltimos 10 anos temos assistido ao crescimento das indicações de novas próteses cardíacas, ocupando um lugar de destaque, nas intervenções de substituição valvar. Trata-se de novos stents válvula, implantados por cateter, com abordagem minimamente invasivo, em pacientes adultos com doença valvular. Estes stents válvula, são ideais para pacientes adultos, devido ao diâmetro de seu ostium valvular, havendo poucos recursos para pacientes pediátricos, ou seja com diâmetros menores que possam ser expamdidos em forma programada.

[054] O emprego de um Stent Válvula Expansível de Poliuretano, implantado por cateter, em pacientes pediátricos, pode ser uma opção para as próteses biológicas, cuja calcificação ou incompatibilidade de diâmetro valvar (mismatch) no desenvolvimento da criança, apresentam gradientes de pressão transvalvular e encurtam sua durabilidade, expondo o paciente a múltiplas intervenções cirúrgicas.

[055] A presente patente de invenção tem como objetivos principais propor um

Petição 870170099900, de 20/12/2017, pág. 14/39 de 19 método indicado a servir de método de obtenção de modelo de stent válvula cardíaca feita a partir de membrana sintética, tipo poliuretano a ser empregada em procedimentos médicos (Cirúrgico convencional ou Hemodinâmico Intervencionista), tais como os que visam a resolução de problemas anatômicos e funcionais valvulares, relacionados as malformações cardíacas e doenças cardíacas adquiridas, em seres humanos, nas seguintes situações:

[056] Estenose com obstrução parcial das válvulas do coração, comprometendo a abertura da mesma ou obstrução total, caracterizado pela ausência da válvula cardíaca e interferindo na passagem do fluxo sanguíneo.

[057] Insuficiência ou ausência congênita de algumas válvulas do coração, com fechamento parcial, comprometendo o fechamento das válvulas cardíacas.

[058] Próteses Cardíacas biológicas ou com folhetos sintéticos já implantadas que evoluem com disfunção comprometendo a função cardíaca.

[059] É também um dos objetivos da presente invenção,e a proteção á prótese cardíaca: “STENT VÁLVULA CARDÍACA EXPANSÍVEL DE POLIURETANO” contida dentro de um dispositivo (stent) expansível. A prótese e obtida a partir de uma estrutura de poliuretano, a qual apresenta características desejáveis, tais como: bioestabilidade e biocompatibilidade com o organismo receptor, além de ser eficiente e resistente a fadiga, calcificação, trombose e infecção, no sentido de cumprira função biológica da estrutura anatômica natural a que se destina substituir.

POLIURETANOS

Origem e Utilização no mercado.

[060] Em 1848 o químico francês Charles Adolphe Wurtz, descobriu que os gruposIsocianatos reagiam quantitativamente com os grupos hidroxilas primários dando origem a grupos uretanos. Por quase um século essas reações se limitaram a simples experimentos de laboratório; até que em 1937 o

Petição 870170099900, de 20/12/2017, pág. 15/39 de 19 químico alemão Dr. Otto Bayer e colaboradores levaram o poliuretano à escala industrial.

[061] Atualmente o poliuretano tem sido usado em diversas áreas da indústria devido à possibilidade de obter esse polímero com uma grande diversidade de propriedades físicas, sendo possível obter infinitas variações de características pela combinação de matéria prima com diferentes propriedades químicas, como por exemplo, a escolha entre os diversos tipos de isocianatos aromáticos ealifáticos encontrados no mercado.

Matéria prima e preparação do poliuretano (PU) [062] Podemos definir o poliuretano como grupo de materiais compostos por macromoléculas contendo a ligação uretano repetidas vezes, geralmente resultado da reação de isocianatos com grupos hidroxilas, ambos di ou polifuncionais.

Veja a seguir a reação genética:

[063] Reação genética de obtenção de poliuretano.A configuração da cadeia de poliuretano pode variar entre regular ou aleatória, linear ou cruzada, o que determinara as propriedades físicas do material sintetizado. Por isso deve ficarse atento aos seguimentos de cadeia quando se deseja obter produtos com propriedades específicas, sendo fatores diretamente ligados ao tipo de matéria prima empregada.

Stent Expansível [064] O sistema do stent expansível para implante de prótese valvar cardíaca.

MODELO

STENT VÁLVULA CARDÍACA EXPANSÍVEL DE POLIURETANO [065] A presente invenção será descrita com referência as figuras abaixo

Petição 870170099900, de 20/12/2017, pág. 16/39 de 19 relacionadas e classificadas como modelo de “Stentválvula cardíaca expansível de poliuretano”.

[066] Os desenhos anexados mostram as diferentes etapas na construção do “Stent válvula cardíaca expansível de poliuretano”, baseado nas características anatômicas de um estudo de Angio Tomografia Computadorizada da valva aórtica humana.

[067] Figura 1: Desenho do stent: Constituído por uma malha de cromo cobalto, pré-moldado e cortado com laser. Forman parte do stent: anel (1-A) com 12,5 mm de altura e 3 hastes flexíveis (1-B) com 12,5 mm, sendo altura e altura total 25 mm.

[068] Diâmetro: Em posição “aberta”mantém o mesmo diâmetro uniforme com a sua base de implantação, na estrutura metálica: 22 mm e em posição “fechada”: 5 mm, após a crimpagem [069] O programa a ser utilizado para o desenho destestent válvula, será gerado através de Software Solid Work; este programa de computação gera uma malha paramétrica e sólida.

[070] O stent recebe polimento para reduzir a chance de formação de trombos e permitir a aderença do polímero; as hastes têm características físicas particulares: são flexíveis quando submetidas a passagem defluxo de fluidos a pressão, reduzindo o desgaste da membrana aplicada sobre o stent.

[071] Figura 2: Desenho do stent válvula: A-Stent válvula acoplado ao suporte de aço inoxidável, com o formato da valva sigmoide humana. B- Uma fina membrana de poliuretano (2-B1), de 0,2 a 0,3 mm foi aplicada sobre o stent formando três cúspides flexíveis, sem uso de suturas e com mecanismo de abertura máxima igual ao diâmetro maior do stent: 22 mm e fechamento hermético no nível da base das hastes, imitando as válvulas sigmóides aórtica e pulmonar humanas. A aplicação do poliuretano é ralizado no seu estado

Petição 870170099900, de 20/12/2017, pág. 17/39 de 19 líquido, utilizando o procedimento denominado: Dip Coated, o seja mediantea

Inmersão no poliuretano na forma líquida, do stent acoplado a um molde de aço inoxidável, com o formato das cúspides da valva sigmoidea humana.

[072] Existe um limite de aplicação do poliuretano (2-B2), há 6 mm da borda inferior do stent, mantendo este segmento da malha de cromo cobalto (2-B3) livre de poliuretano, expondo uma superfície apta para a fixação do stent no anel valvar do paciente. Esta prótese corresponde ao Modelo 1.

[073] Figura 3: Desenho do Cateter balão pera, contendo três partes: (3-A) Balão em forma de pera, (3-A1) com a sua proção mais distal de diâmetro uniforme, variando de 12 mm a 22 mm e (3-A2) com a sua porção proximal de formato ovoide, com diâmetro 4mm maior que a porção proximal do balão, obtendo-se diâmetros desde 16mm até 26 mm. (3-B) Cateter com comprimento de 100 cm até 120 cm, constituído por uma estrutura externa e interna de poliuretano euma estrutura entre estas duas camadas, formada por um espiral de malha fechada, de aço inoxidável, (3-B1) que impõe flexibilidade ao cateter, durante a sua manipulação. (3-C) O Cabo do Catéter Balão Pera e integrado por um tubo de três lumens: dois laterais: (3-C1) para insuflar o balão com pressão constante, expandindo o stent válvula de poliuretano, com diâmetros crescentes de 05 até 22 mm. (3-C2) para injeção de contraste localizando a posição do stent no anel valvar; e um distal (3-C3) que permite a introdução do fio guia, para avançar o guiar o stent válvula.

[074] O balão é posicionado dentro de uma bainha que cobre toda a extensasão do cateter, mantendo o balão pera livre, onde é posicionado o stent, e a seguir submetido a crimpagem, com redução do seu diâmetro de 22 mm para 5 mm, para ser condicionado no cateter; finalmente a bainha é avançada distalmente cobrindo o stent, para facilitar a progressão pelos vasos periféricos (artérias ou veias), até o coração, sem deslocamento do stent.

[075] O stent válvula será posiscionado no anel valvar do coração, o balão pera,permitira a expansão do stent com diâmetro uniforme da suas hastes e

Petição 870170099900, de 20/12/2017, pág. 18/39 de 19 expansão do seu anel, 2 a 3mm maior que o diâmetro do anel valvar do paciente, para sua adequada fixação, evitando mobilização ou embolização.

[076] O balão foi concebido paraproporcionar diâmetro exato de 12 a 22 mm, mantendo pressão estabelecida de acordo com o material do balão semideformável. A expansão do stent válvula, pode ser realizada com balões de diâmetro crescente, acompanhando o crescimento do paciente, sem a necessidade de substituição da prótese.

[077] O balão escolhido (12 até 22 mm) é posicionado dentro do stent válvula, enquanto o stent é submetido a redução do seu diâmetro, mediante o procedimento chamado de crimpagem, utilizando um equipamento denominado crimpador, que possui um mecanismo de fechamento tipo diafragma, para reduzir simetricamente o stent.

FUNCIONAMENTO DE MECANISMO

DO STENT VÁLVULA DE POLIURETANO [078] Figura 4: O desenho mostra: (4-A) Cateter balão pronto para ser implantado, com: (4-A1) fio guia, (4-A2) balão pera, (4-A3) stent crimpado, (4A4) Bainha cobrindo o Stent, (4-A5) Cabo do cateter balão com o espiral de aço inoxidável, (A6) mecanismo de retração da bainha para a liberação do stent. O desenho mostra o mecanismo de liberação do stent válvula de poliuretano, condicionado no cateter. (4-B) Mecanismo de liberação do stent: (4-B3) Acionado o mecanismo de retração da bainha (4-B4), liberando o stent(4-B5), que continua a sua progressão até seu posicionamento no anel valvar. . Marcas radiopacas nos extremos do stent e do balão permitem posicionar a prótese no anel da válvula cardíaca em tratamento.

[079] Figura 5: O desenho mostra o mecanismo de implante do stent, orientado pelo seu guia (5-A1), a fixação da prótese no anel valvar, começa com a insuflação do balão (5-A2), expandendo o stent (5-A3), e as cúspides de

Petição 870170099900, de 20/12/2017, pág. 19/39 de 19 poliuretano(5-A4). Utilizando injeção à pressão de soro fisiológico, associado a contraste de Bario, mediante o uso de seringa de pressão; ou insuflador, gera pressões de várias atmosferas, conforme a resistência imposta a expansão, entregando volumes variáveis, conforme o tamanho do balão. A insuflação do stent válvula é acompanhado com radioscopia e visusliada pela presença de bário dentro do balão; é começa imediatamente após o cateter de entrega da prótese é acionado, expandindo as hastes do stent e abrindo a válvula de poliuretano.

[080] Dois marcadores adicionais sobre a haste do cateter proximal foram colocados para ajudar a posicionar o cateter de dilatação, no anel valvar do paciente, em relação a ponta do cateter guia.

[081] Figura 6: O emprego do Cateter Balão em forma de Pêra (6-A1), permite expandir a partes proximal e dilatada do balão pera (6-A2), evertendo as bordas do anel do stent (6-A3), o que permite a uma fixação adequada no anel valvar. A fim de visualizar a posição da endoprótese e o balão no anel valvar por raios X, marcadores radiopacos de platina / irídio foram ligados de acordo com o comprimento do stent. Esta prótese corresponde ao Modelo 2 [082] Há possibilidade de expandir a prótese valvar, na evolução pós-operatória tardia do paciente, permitindo que esta prótese seja implantada em crianças, sem necessidade de substituição, até a idade adulta.

[083] O procedimento de expansão pode ser realizado mediante a abordagem percutânea, evitando a toracotomia clássica, nas reoperações para substituição valvar, desde que a prótese de poliuretano se mantenha funcional com o passar dos anos.

[084] Figura 7: Desenho mostrando o stent válvula, em 4 momentos diferentes para sua utilização clínica: 12 mm (7-A1), 15 mm (7-A2), 18 mm (7-A3) e 22 mm (7-A4) de diâmetro.

Petição 870170099900, de 20/12/2017, pág. 20/39 de 19 [085] Figura 8: Desenho mostrando o stent válvula de poliuretano, em 4 momentos diferentes para seu uso clínico: 12 mm (8-A1), 15 mm (8-A2), 18 mm (8-A3) e 22 mm (8-A4) de diâmetro.

[086] As próteses em contato com os elementos figurados do sangue, podem desenvolver a formação de uma membrana, denominada de panus, envolvendo externamente o stent válvula e comprometer a futura expansão programada. Para evitar a formação do panus, o stent foi submetido a deposição de uma película de DLC ( Diamond - Like Carbon) , que semelhante ao Carbono Pirolítico, utilizado em próteses mecânicas, evita o crescimento deste panus. Este procedimento é realizado em câmara submetida a fluxo de CO2 a temperatura controlada, formando-se uma uniforme e fina película, de cor do carbono, em toda a superfície do stent.

[087] Figura 9: Desenho de um stent válvula submetido a deposição de película de Diamond -Like Carbon (DLC), mudando a cor do stent para escuro, devido a presença da película de carbono. (9-A1) [088] O stent válvula, com a película de DLC, fou submetido a aplicação de película de poliuretano, para a formação das 3 cúspides, havendo uma boa aderência deste último ao stent.

[089] Figura 10: A- Desenho do molde de aço inoxidável acoplado ao stent válvula, com o formato de fechamento das cúspides no ápice das hastes. (10A1). B- Stent válvula sumetido a aplicação de Diamond -Like Carbon(DLC), para o tratamento anti - panus (10-B1) A aplicação do poliuretano, permitiu a formação de 3 finas cúspides(10-B2), que atingem o ápice das 3 hastes, obtendo-se assim uma área de contato entre as cúspides de 3 a 4 mm. As características de fechamento deste stent válvula, permitira ser implantado em regimes pressóricos sistêmicos, com boa competência valvar.

[090] Indicações: Paciente com implante de prótese valvar com disfunção, poderão ser submetidos a implante de stent válvula de poliuretano, sendo

Petição 870170099900, de 20/12/2017, pág. 21/39 de 19 posicionando por dentro da prótese antiga: Procedimento denominado Implante de valve in valve. O stent válvula de poliuretano pode ser implantado em qualquer posição das válvulas cardíacas que apresentem disfunção:Mitral,

Tricúspide, Aórtica e Pulmonar, ou posicionada dentro de próteses tubulares, com ou sem válvula. Esta prótese corresponde ao Modelo 3.

[091] Trata-se de um Projeto Sustentável: Beneficiando ao Paciente: Será oferecida ao paciente uma prótese confiável, duradoura, com menor risco de disfunção,para implante em adultos e crianças, mediante procedimento mais simples, com menor risco cirúrgico, seja por Cirurgia C onvencional em crianças menores de 9 anos e por procedimento Hemodinâmici Intervencionista, em pacientes maiores de 9 anos, com m90or tempo de permanência em UTI e Internação Hospitalar.

[092] Meio Ambiente: Não será necessária a manipulação de tecido animal, nem soluções químicas para a preservação da prótese, que será esterilizada com Radiação Gama.

[093] Produto Econômico: A fabricação pode realizar-se em grande escala, portanto de baixo custo e com grande valor agregado.

[094] Valor Científico: Poderão ser fabricados vários modelos diferentes, conforme as necessidades de cada paciente.

[095] Satisfação Social: trata-se de um produto nacional, avaliado pelo método científico, com testes Físicos, Hidrodinâmicos, Bioquímicos e Experimentaispara obter o certificação na ANVISA e colocá-la ao alcance de qualquer cidadão.

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Claims (2)

1. REIVINDICAÇÃO [001] Método para obter um stent válvula cardíaca expansível, caracterizado por, uma malha de cromo cobalto, pré-moldado, com a geometria semelhante a uma valva sigmóide aórtica ou pulmonar, constituída por um anel e 3 hastes móveis [002] Método para obter um stent válvula cardíaca expansível, caracterizado por, material de cromo-cobalto, submetido a tratamento para deposição de uma fina película de Diamond-LikeCarbon (DLC), este tratamento é considerado fundamental e necessário para evitar a formação de panus (membrana que recobre a parte externa do stent válvula cardíaca e que pode comprometer a futura expansão) Figura 9 [003] Método para obter um stent válvula cardíaca expansível, caracterizado por, fechamento das 3 cúspides de poliuretano ao nível da base das 3 hastes com 1 ponto central de contato, este modelo é indicado para substituir valvas cardíacas pulmonar e tricúspide, submetidas a regime de pressão sanguínea pulmonar, considerado como Modelo 1 Figura 2 [004] Método para obter um stent válvula cardíaca expansível, caracterizado por, fechamento das 3 cúspides de poliuretano ao nível do ápice das 3 hastes com 1 área de contato de 3mm das 3 cúspides, este modelo é indicado para substituir valvas cardíacas aórtica e mitral submetidas a regime de pressão sanguínea sistêmica e evitar a insuficiência valvar, considerado como Modelo 2 Figura 10 [005] Método para obter um stent válvula cardíaca expansível, caracterizado por, emprego de um Balão Pêra, para a expansão do stent, abrindo a borda inferior do anel, para a área externa do stent válvula, permitido assim a sua melhor fixação no anel valvular, evitando deslizamentos ou embolia; considerado como Modelo 3 Figuras 3, 4, 5 e 6 [006] Método para obter um stent válvula cardíaca expansível, caracterizado por, um modelo de stent válvula de cromo cobalto, com o formato de valva

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2. 2 de 2 sigmóide humana, constituída por anel e 3 hastes móveis, que pode expandir se em forma programada de 12 mm até 22 mm Figura 7 e 8

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   Ide 15