BR112019016608A2

BR112019016608A2 - Bomba de cateter com unidade de acionamento e cateter

Info

Publication number: BR112019016608A2
Application number: BR112019016608-4A
Authority: BR
Inventors: Epple Klaus; Fritz Andreas
Original assignee: Cardiobridge Gmbh
Priority date: 2017-02-13
Filing date: 2018-02-08
Publication date: 2020-03-31
Also published as: RU2745135C2; CN110325228A; WO2018146176A1; EP3579894A1; JP2020507393A; RU2019128557A; CN110325228B; ES2847384T3; DE102017102825A1; RU2019128557A3; US11123538B2; EP3579894B8; EP3579894B1; US20200023113A1; JP6803479B2

Abstract

a invenção refere-se a uma bomba de cateter que tem uma unidade de acionamento e um cateter, tendo o cateter um cabeçote de bomba para inserção na aorta e tem um eixo de rotor disposto de forma rotativa para acionar um elemento de transporte expansível provido no cabeçote da bomba, o cateter tendo, na sua extremidade proximal, uma seção de acoplamento, que está conectada ao eixo do rotor para rotação conjunta e que pode ser girado em torno de um eixo de acoplamento, e a unidade de acionamento tendo um acionamento e uma seção de acionamento, que pode ser acionada em rotação em torno de um eixo de acionamento pelo acionamento, a seção de acoplamento e / ou a seção de acionamento tendo elementos magnéticos para acoplamento rotacional mútuo sem contato, e o eixo de acoplamento e o eixo de acionamento sendo espaçados um do outro por uma distância a na direção perpendicular de tal forma que o campo magnético dos elementos magnéticos empurra a seção de acoplamento em uma direção que se estende perpendicularmente ao eixo de acoplamento.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “BOMBA DE CATETER

COM UNIDADE DE ACIONAMENTO E CATETER” [0001] DESCRIÇÃO [0002] A inveno refere-se a uma bomba de cateter com uma unidade de acionamento e um cateter, em que o cateter tem um cabeçote de bomba para inserção no sistema vascular arterial tal como a aorta ou o coração, um eixo de rotor montado rotativamente para acionar um elemento de bombeamento expansível provido no cabeçote de bomba, e na sua extremidade livre, uma seção de acoplamento que gira em tomo de um eixo de acoplamento e tem uma conexão rotacionalmente fixa ao eixo do rotor e em que a unidade de acionamento tem um acionamento e uma seção de acionamento, que é acionável em um movimento giratório em tomo de um eixo de acionamento. [0003] Estes tipos de bomba de cateter são conhecidos do documento EP 2 288 392 B1, por exemplo, e mostrados na figura 1 a. Como um elemento de bombeamento rotativo, por exemplo, como descrito em EP 2 288 392 B1, um rotor com hélices dobráveis pode ser usado, que é provido na extremidade distal do cateter. Também é concebível que elementos de bombeamento com formas diferentes possam ser usados, como uma espiral moldada na forma de uma hélice.

[0004] Uma bomba de cateter com características do preâmbulo da reivindicação de patente 1 é conhecida a partir do documento WO 2010/127871 A1. Outras bombas semelhantes são divulgadas nos documentos WO 2016/118781 A1 e WO 2009/046790 A2. Uma bomba de sangue com um acoplamento magnético é conhecida a partir do documento DE 10 2006 036 948 A1.

[0005] Bombas de cateteres são inseridas na aorta dos pacientes como um sistema de suporte circulatório temporário, especialmente quando o coração natural é incapaz de fornecerão corpo sangue oxigenado suficiente.

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2/9

O elemento de bombeamento e o eixo do rotor são operados em velocidades comparativamente altas na faixa de 7.000 a 15.000 rotações por minuto e, em particular, na faixa de 10.000 a 13.000 rotações. Verificou-se que um ruído é problemático, particularmente em tomo do acoplamento da seção de acoplamento e da seção de acionamento. Especialmente a essas altas velocidades, ocorrem vibrações perturbadoras e ruídos de assobio. O cabeçote da bomba do cateter pode permanecer na aorta por vários dias, especialmente após a cirurgia.

[0006] Portanto, o objeto da presente invenção é fornecer uma bomba de cateter, como descrito acima, que tenha um acoplamento confiável da seção de acoplamento com a seção de acionamento e que ainda possa ser operado silenciosamente.

[0007] Este objeto é alcançado com uma bomba de cateter que tem as características da reivindicação 1. A invenção prevê portanto que a seção de acoplamento e / ou a seção de acionamento apresente elementos magnéticos para o engate rotacional mútuo sem contato e que o eixo de acoplamento e o eixo de acionamento estão afastados um do outro na direção transversal por uma distância a, de tal modo que o campo magnético dos elementos magnéticos impele a seção de acoplamento oara uma direção que se estende transversalmente em relação ao eixo de acoplamento. Isto faz com que a seção de acoplamento seja impelida a uma direção definida devido aos magnetos e ocupe uma posição estável quando dentro da faixa de velocidade nominal, isto é, em particular uma velocidade de 8000 a 13000 rpm. Como resultado, por um lado, um acoplamento magnético seguro é assegurado e, por outro lado, uma operação muito silenciosa da bomba do cateter é tomada possível. Verificou-se que quando o eixo de acoplamento não tem deslocamento para o eixo de acionamento, devido ao campo magnético rotativo dos elementos magnéticos, a seção de acoplamento não ocupa uma posição radial definida durante a rotação e se move entre

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3/9 diferentes posições indefinidas, que em geral produz vibrações e ruídos perturbadores. É previsto que a distância a esteja na faixa de 0,7 mm a 3,5 mm, de preferência na faixa de 1 mm a 3 mm, e mais preferivelmente na faixa de 2 mm. Essa distância central comparativamente pequena é suficiente para garantir que a bomba do cateter funcione com pouco ruído.

[0008] Também é vantajoso se a seção de acoplamento em relação à seção de acionamento na direção axial apresentar uma distância m, em que a distância m se situa na faixa de 1 mm a 6 mm, de preferência na faixa de 3 mm a 5 mm, e, de um modo mais preferido, na faixa de 3,5 mm. Uma distância m, em particular, permite um arranjo estanque a fluido da seção de acoplamento em relação à seção de acionamento a ser provida, enquanto torques suficientes podem ainda ser transmitidos.

[0009] Além disso, verificou-se ser vantajoso se o eixo do rotor tiver um diâmetro d, em que a distância a se encontra na faixa de 0,25 a 1,5 vezes, e de preferência na faixa de 0,5 a 1,2 vezes o diâmetro d. Esta combinação também resultou em operação comparativamente silenciosa da bomba do cateter.

[0010] O diâmetro d pode preferivelmente se situar na faixa de 0,7 mm a 4,5 mm, preferivelmente na faixa de 1,5 mm a 3 mm, e mais preferivelmente na faixa de 2 mm. Isso também resulta em operação silenciosa.

[0011] Para garantir um acoplamento seguro da seção de acoplamento com a seção de acionamento, é vantajoso se a unidade de acionamento tiver um receptáculo para a seção de acoplamento, onde a seção de acoplamento ocupa uma posição de operação que é deslocada em relação à seção de acionamento na direção transversal pela distância a. Ao prover o receptáculo, pode-se assegurar um arranjo definido da seção de acoplamento em relação à seção de acionamento pode conseqüentemente. [0012] De acordo com a invenção, também pode ser previsto que o receptáculo ou uma parede que delimita o receptáculo, fornece um ou mais

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4/9 elementos de amortecimento, que atuam como amortecedores de vibração contra a seção de acoplamento. Como resultado, as vibrações residuais indesejadas da seção de acoplamento podem ser evitadas com segurança.

[0013] Neste caso, a seção de acoplamento pode ter um suporte magnético tendo elementos magnéticos dispostos sobre ele, disposto na extremidade livre do eixo do rotor. Os elementos magnéticos podem ser dispostos para se estenderem em anel em tomo do eixo de acoplamento. Além dos elementos magnéticos, elementos metálicos ou anéis metálicos também podem ser usados para a expansão definida do campo magnético.

[0014] Além disso, é vantajoso se a seção de acoplamento for fechada por uma tampa estanque a fluidos. A tampa pode ser disposta como uma extensão de um cateter externo que envolve o eixo do rotor ou uma luva correspondente, de modo que todo o eixo da bomba fique disposto dentro do cateter e a seção de acoplamento também esteja disposta à prova de fluido na tampa.

[0015] De acordo com a invenção, é também concebível que a tampa tenha chanfros de centragem no lado voltado para a seção de acionamento e / ou o receptáculo no lado voltado para a seção de acoplamento para centralizar a tampa e assim a seção de acoplamento na posição de operação . Desta forma, pode-se assegurar que a tampa e, portanto, a seção de acoplamento deslocada pela distância a até o eixo do acionamento possam ser inseridas no receptáculo.

[0016] O cateter pode fornecer um cateter externo e um cateter interno, em que o eixo do rotor é rotativamente disposto dentro do cateter interno. Além disso, pode ser fornecido líquido de lubrificação e lavagem, que é provido no cabeçote da bomba durante o funcionamento, de modo a lubrificar e irrigar os rolamentos ali providos. Em particular, o líquido de lubrificação e lavagem pode ser conduzido para o cabeçote da bomba através de um lúmen proporcionado entre o cateter externo e o cateter interno. O líquido de

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5/9 lubrificação e lavagem recirculado pode ser recirculado através de um lúmen fornecido entre o eixo do rotor e o cateter interno. Isso pode impedir a mistura do líquido de lavagem, que está sendo transportado para o cabeçote da bomba, com o líquido de lavagem que está sendo recirculado.

[0017] A tampa pode ter uma saída e o cateter pode ser projetado de tal modo que o líquido de lubrificação e de lavagem, que flui ao redor do eixo do rotor durante a operação, seja descarregado através da tampa e através da saída da tampa e, portanto, do cateter. Tal lavagem do eixo do rotor no cateter serve, em particular, para lubrificar e remover os detritos, permitindo assim que o eixo do rotor gire suavemente no cateter.

[0018] A fim de evitar que contaminantes cheguem na seção de acionamento, é vantajoso se a unidade de acionamento tiver uma seção de parede estanque a fluido entre o receptáculo e a seção de acionamento. De acordo com esta forma de concretização, a seção de parede e a tampa podem ambas ser proporcionadas entre a seção de acoplamento e a seção de transmissão. No entanto, devido à distância ainda pequena entre a seção de acionamento e a seção de acoplamento e a seleção apropriada dos magnetos, é possível um acoplamento rotational seguro da seção de acionamento à seção de acoplamento.

[0019] Além disso, pode ser previsto que os elementos magnéticos na seção de acoplamento e / ou na seção de acionamento para acoplamento rotational sejam projetados de tal forma que o acoplamento magnético arranca em um torque limite. Como resultado, é possível proporcionar uma proteção contra sobrecarga.

[0020] Outras formas de concretização e formas de concretização vantajosas da invenção se tornarão evidentes a partir da seguinte descrição, com referência à qual uma forma de concretização da invenção será descrita e explicada em maior detalhe.

[0021] Nos desenhos:

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6/9 [0022] A Figura 1 mostra uma bomba de cateter com uma unidade de acionamento e um cateter;

[0023] A Figura 2 mostra uma unidade de acionamento de uma bomba de cateter de acordo com a invenção na posição de operação e [0024] A Figura 3 mostra um detalhe ampliado de uma seção longitudinal através da seção de acoplamento e seção de acionamento da unidade de acionamento de acordo com a Figura 2.

[0025] A Figura 1 mostra uma bomba de cateter 10 com uma unidade de acionamento 12 e um cateter 18 que é acoplável à unidade de acionamento 12. O cateter 18 tem em sua extremidade distai um cabeçote de bomba 15 para inserção na vasculatura arterial, tal como a aorta ou o coração. No cateter 18, é proporcionado um eixo de rotor 32, por meio do qual um elemento de bombeamento provido no cabeçote da bomba 15, tal como um rotor com hélices dobráveis, está adaptado para ser ajustado em rotação. Na sua extremidade proximal 16, o cateter 18 proporciona uma seção de acoplamento 30, que pode ser inserida na unidade de acionamento 12, por meio da qual, em última análise, o eixo do rotor 32, e portanto, o elemento de bombeamento, é operável para ser colocado em rotação.

[0026] A Figura 2 mostra uma unidade de acionamento 12 de uma bomba de cateter 10 de acordo com a invenção. A unidade de acionamento 12 tem um receptáculo 14. Além disso, a extremidade proximal 16 de um cateter 18 é mostrada, que tem na sua extremidade distai (não mostrada) o elemento de bombeamento que gira durante o funcionamento.

[0027] A extremidade proximal 16 do cateter 18 está disposta no receptáculo 14 e é mantida de forma segura por meio de um elemento de retenção 20.

[0028] Na extremidade proximal 16, dois tubos 22, 24 são providos. O líquido de lavagem e de lubrificação pode ser introduzido no cateter 18 através da mangueira 22 através de uma entrada 26. Este líquido de lavagem

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7/9 e lubrificação é conduzido através do cateter 18 ao cabeçote da bomba 15. No cabeçote da bomba 15, uma parte deste líquido de lubrificação e lavagem é devolvido de novo através do cateter 18 e descarregado através de uma saída 28 e da mangueira 24. O líquido recirculado de lubrificação e lavagem é assim devolvido entre o eixo do rotor 32, que gira durante a operação, e um cateter interno 33. O cateter interno 33 é envolvido por um cateter externo 35, em que o líquido de lubrificação e lavagem é transportado através do lúmen entre o cateter interno 33 e o cateter externo 35 na direção do cabeçote da bomba 15.

[0029] No detalhe mostrado na Figura 3, é mostrada a extremidade proximal 16 com a saída 28 no receptáculo 14.

[0030] È possível ver claramente que a extremidade proximal 16 do cateter 18 tem uma seção de acoplamento 30, a qual é fixada rotacionalmente ao eixo do rotor 32. Para este propósito, a seção de acoplamento 30 fornece um suporte magnético 34 no qual tanto um anel magnético 36 com elementos magnéticos como um anel de ferro doce 38 estão dispostos para influenciar o campo magnético. Durante o funcionamento, a seção de acoplamento 30 ou o anel magnético 36 pode rodar em tomo do eixo de acoplamento 40, o qual está localizado no eixo do rotor. Como tal, o eixo do rotor 32 é suportado rotativamente por um eixo 42 e por um rolamento 44 em uma luva de rolamento 46 na extremidade proximal 16 do cateter 18.

[0031] Como também fica claro a partir da Figura 3, uma tampa 48 que envolve a seção de acoplamento 30 é provida na extremidade livre do cateter, tampa essa que é disposta de uma maneira estanque a fluido em um alojamento de luva 50, que acomoda a luva 46. A tampa 48 proporciona a saída 28 e um bocal de recepção 52 para o tubo 24. De um modo geral, durante a operação da bomba de cateter 10, o líquido de lubrificação e lavagem pode fluir entre a luva de rolamento 46 e o eixo de rotor rotativo 32

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8/9 na direção axial, como indicado pelas setas 54, através do rolamento 44 para a porção de acoplamento 32 e drenar através da saída 28 para dentro do tubo 24.

[0032] Como fica também claro na Figura 3, um acionamento 56 na forma de um motor elétrico é provido na unidade de acionamento 12. O acionamento 56 pode compreender uma unidade de transmissão adequada. O acionamento 56 aciona uma seção de acionamento 59, que fornece um eixo de acionamento 58, que é acionável em tomo de um eixo de acionamento 60 e um suporte de magneto 62 no qual estão colocados um anel magnético 64 e um anel de ferro doce 66.

[0033] Os anéis magnéticos 36 e 64 são formados complementares uns aos outros, de tal modo que, em um giro rotational da seção de acionamento 59, a seção de acoplamento 30 é deslocada para acoplamento rotational mútuo quando ele gira. O diâmetro do anel magnético 64 corresponde, de preferência, ao diâmetro do anel magnético 36.

[0034] Como também fica claro a partir da Figura 3, o eixo de acoplamento 40 e o eixo de acionamento 60 estão espaçados um do outro por uma distância a na direção transversal ou deslocamento em relação um ao outro. A distância a é escolhida de tal modo que o campo magnético gerado nos magnetos de anel 36 e 64 fornece uma força que impele a seção de acoplamento 36 em uma direção transversal ao eixo de acoplamento 40. Ao prover a força transversal ao eixo de acoplamento, é possível proporcionar uma operação da bomba de cateter com relativamente pouco ruído, mesmo quando o eixo do rotor está funcionando em velocidades mais altas.

[0035] A distância axial m dos anéis magnéticos 36 e 64 entre si situa-se preferivelmente na faixa de 3 mm a 4 mm. A distância a dos dois eixos 40 e 60 situa-se de preferência na faixa de 1,5 mm a 2,5 mm. A distância a é ligeiramente menor do que o diâmetro do eixo do rotor 32. No entanto, as

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9/9 distâncias a e m também podem variar de acordo com a invenção e dependem da força magnética, do projeto e do número de elementos magnéticos ou do torque a ser transmitido.

[0036] A fim de evitar que líquido ou meios penetrem na seção de acionamento 59 ou no acionamento 56, uma parede 68 estanque a fluidos é provida entre o receptáculo 14 e a seção de acionamento 59.

[0037] De modo a assegurar uma inserção posicionalmente precisa da extremidade proximal 16 do cateter 18 no receptáculo 14, a tampa 48 nos lados voltados para a seção de acionamento 59 apresenta chanfros de centragem 70, que correspondem aos chanfros de centragem 72 previstos na parede 68.

[0038] A fim de amortecer possíveis vibrações residuais, ou para tirar o seu corpo ressonante, o receptáculo 14 e uma parede 14, que limita o receptáculo, apresentam um ou mais elementos amortecedores 74 que atuam contra a seção de acoplamento 30 e a sua tampa 48.

[0039] Os elementos magnéticos dos anéis magnéticos 36 e 64 são projetados de tal forma que é possível um acoplamento rotacional através da seção de parede 68 e da seção de parede voltada para a seção da tampa 48.

[0040] Ao projetar o acoplamento rotativo, a propriedade de desacoplamento pode ser utilizada com um torque que é muito alto ou uma velocidade que é muito alta. À medida que a carga aumenta, os dois anéis magnéticos correspondentes 36 e 64 giram mais e mais uns contra os outros, em que acima de um limite de torque ou quando uma velocidade limite é excedida, o ângulo de rotação torna-se muito grande e assim ocorre o desacoplamento. Esta propriedade pode ser usada como proteção contra sobrecarga.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Bomba de cateter (10) tendo uma unidade de acionamento (12) e um cateter (18), em que o cateter (18) tem um cabeçote de bomba (15) para inserção no sistema vascular arterial, um eixo de rotor disposto rotativamente (32) para acionar um elemento de bombeamento expansível provido em um cabeçote de bomba (10) e em sua extremidade proximal (16) uma seção de acoplamento (30) operável para girar em tomo de um eixo de acoplamento (40) fixado rotacionalmente ao eixo do rotor (32), e em que a unidade de acionamento (12) tem um acionamento (56) e uma seção de acionamento (59) operável para ser acionada rotativamente em tomo de um eixo de acionamento (60) pelo motor (56), em que a seção de acoplamento (30) e / ou a seção de acionamento (59) tem elementos magnéticos para engate rotational mútuo sem contato, caracterizada pelo fato de que o eixo de acoplamento (40) e o eixo de acionamento (56) ficam afastados um do outro na direção transversal por uma distância a que se situa na faixa de 0,7 mm a 6,5 mm, de preferência na faixa de 1 mm a 3 mm, e mais preferivelmente na faixa de 2 mm, de modo que o campo magnético dos elementos magnéticos impulsione a seção de acoplamento (30) em uma direção que se estende transversalmente ao eixo de acoplamento (40).
2. Bomba de cateter (10) de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a seção de acoplamento (30) apresenta uma distância m em relação à seção de acionamento (59) na direção axial, em que a distância m situa-se na faixa de 2 mm a 6 mm, preferivelmente na faixa de 3 mm a 5 mm, e mais preferivelmente na faixa de 3,5 mm.
3. Bomba de cateter (10) de acordo com uma das reivindicações 1,2 ou 3, caracterizada pelo fato de que o eixo do rotor (32) apresenta um diâmetro d, em que a distância a situa-se na faixa de 0,5 a 1,5 vezes, e preferivelmente na faixa de 0,8 a 1,2 vezes o diâmetro d.

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4. Bomba de cateter (10) de acordo com a reivindicação 3 4, caracterizada pelo fato de que o diâmetro d situa-se na faixa de 0,7 mm a 4,5 mm, de preferência na faixa de 1,5 mm a 3 mm, e mais preferivelmente na faixa de 2 mm.
5. Bomba de cateter (10) de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a unidade de acionamento (12) apresenta um receptáculo (14) para a seção de acoplamento (30), onde a seção de acoplamento (30) no receptáculo (14). ocupa uma posição de operação deslocada em relação à seção de acionamento (59) na direção transversal pela distância a.
6. Bomba de cateter (10) de acordo com a reivindicação 5 6, caracterizada pelo fato de que o receptáculo (14) ou uma parede que limita o receptáculo (14) fornece um ou mais elementos de amortecimento (74) que atuam contra a seção de acoplamento (30) para amortecimento de vibrações.
7. Bomba de cateter (10) de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a seção de acoplamento (30) possui um suporte magnético (34) disposto na extremidade livre do eixo do rotor (32) e tendo elementos magnéticos (36) dispostos nele.
8. Bomba de cateter (10) de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fatoi de que a seção de acoplamento (30) é envolvida por uma tampa estanque a fluido (48).
9. Bomba de cateter (10) de acordo com a reivindicação 8 9, caracterizada pelo fato de que a tampa (48) no lado voltado para a seção de acionamento (59) e /ou o receptáculo (14) no lado voltado para a seção de acoplamento (30) apresenta chanfros (70) para centralizar a tampa (48) na posição de operação.
10. Bomba de cateter (10) de acordo com a reivindicação 8 9 ou 9 10, caracterizada pelo fato de que a tampa (48) apresenta uma saída (28) e que o cateter (18) é projetado de tal forma que o eixo do rotor (32) é lavado

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3/3 um líquido de lavagem, em que o líquido de lavagem é descarregado através da saída (28).
11. Bomba de cateter (10) de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a unidade de acionamento (12) apresenta uma seção de parede estanque a fluidos (68) entre o receptáculo (14) e a seção de acionamento (59).
12. Bomba de cateter (10) de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que os elementos magnéticos na seção de acoplamento (30) e / ou na seção de acionamento (59) são projetados para acoplamento rotational de tal forma que a um torque limite, o acoplamento magnético arranca.