BRPI0803331A2 - dispositivo para fluxo pulsátil em circulação extracorpórea - Google Patents

Abstract

Trata-se de um dispositivo cilíndrico rígido, compreendido por uma válvula interna bicúspide (2), aplicado junto ao sistema de circulação extracorpórca, responsável por manter um fluxo pulsátil externo semelhante ao fluxo natural do corpo humano. Além disso, o dispositivo também tem a função de impedir que o sangue retorne no sentido contrário ao da circulação normal, ou seja, impede o refluxo sanguíneo durante o procedimento da circulação extracorpórea. O dispositivo é compreendido por: tubo cilíndrico (1); válvula bicúspide (2), cavidade interna cónica (3); orificio de entrada (4); e orificio de saída (5).

Description

Relatório descritivo de invenção: "DISPOSITIVO PARA FLUXO PULSÁTILEM CIRCULAÇÃO EXTRACORPÓREA".

Trata-se de um dispositivo cilíndrico rígido, compreendido por uma válvula internabicúspide, aplicado junto ao sistema de circulação extracorpórea (CEC), responsável pormanter um fluxo pulsátil semelhante ao fluxo natural do corpo humano. Além disso, odispositivo também tem a função de impedir que o sangue retorne no sentido contrário aoda circulação normal, ou seja, impede o refluxo sangüíneo durante o procedimento daCEC, e melhora o volume ejetado, pois cria um vácuo pré válvula, facilitando oenchimento do tubo para próxima ejeção.

A circulação extracorpórea (CEC) é utilizada em mais de 80% das cirurgiascardíacas. É uma técnica aplicada mundialmente nos casos em que o coração precisa pararde bater para que a cirurgia seja realizada. Em um sentido mais amplo, compreende umconjunto de máquinas, aparelhos, circuitos e técnicas mediante as quais se substituemtemporariamente as funções do coração e dos pulmões, enquanto esses órgãos ficamexcluídos da circulação. As funções de bombeamento do coração são desempenhadas poruma bomba mecânica e as funções dos pulmões são substituídas por um aparelho capaz derealizar as trocas gases e de temperatura com o sangue. Um número de tubos plásticos uneos diversos componentes desse sistema entre si e ao paciente, constituindo a porçãoextracorpórea da circulação. A oxigenação do sangue, o seu bombeamento e circulação,fazem-se externamente ao organismo do indivíduo.

A Circulação Extracorpórea é largamente utilizada em cirurgias intracardíacas,cerebral e em tratamento de membros com câncer na utilização de quimioterapia isolada domembro acometido pela doença. Perfusão é o nome dado pelos que atuam na área. ACirculação Extracorpórea é uma especialidade da medicina e todos os cirurgiõescardiovasculares têm de conhecer a técnica, sendo necessária para isto, a realização de umcurso específico. Todo o profissional que atua na CEC deve ter curso superior dentro daárea de saúde (medicina, biologia, biomedicina, fisioterapia, enfermagem) e possuir títulode especialista em Circulação Extracorpórea emitido pela Sociedade Brasileira deCirculação Extracorpórea. O profissional que opera a máquina de circulação extracorpóreaé chamado de perfusionista.

Na circulação extracorpórea, o sangue venoso é desviado do coração e dos pulmõesao chegar ao átrio direito do paciente, através de cânulas colocadas no átrio direito ou veiascavas superior e inferior. Daí, por uma linha comum, o sangue venoso é levado aooxigenador, onde, através de um percurso por câmaras especiais, recebe oxigênio e eliminagás carbônico e, em seguida, é coletado para ser reinfundido ao paciente. Do oxigenador, ejá "arterializado", o sangue é bombeado para um ponto do sistema arterial do paciente,geralmente a aorta ascendente, de onde percorre o sistema arterial e é distribuído a todos osórgãos, cedendo oxigênio aos tecidos para a realização dos processos vitais, e recolhendo odióxido de carbono neles produzido. Após circular pelo sistema capilar dos tecidos osangue volta ao sistema das veias cavas superior e inferior, onde é continuamenterecolhido, para ser levado ao oxigenador. Este processo é mantido pelo tempo necessário àcorreção da lesão cardíaca e dele depende a preservação da integridade morfológica efuncional de todos os órgãos do paciente.

O bombeamento artificial do sangue e a sua circulação por superfícies plásticasrígidas ou pouco flexíveis e não biológicas, produzem traumatismo e injúria aos elementoscelulares e protéicos, diretamente proporcional ao tempo de duração do procedimento.

Embora este traumatismo seja bem tolerado pela maioria dos pacientes, em determinadascircunstâncias os seus efeitos adversos são mais pronunciados e podem tornar-seclinicamente aparentes, contribuindo substancialmente para o desenvolvimento decomplicações após a operação. A escolha adequada dos equipamentos e circuitos e acondução criteriosa dos procedimentos de circulação extracorpórea contribuemsignificativamente para minimizar a injúria ao sangue e demais tecidos do paciente,permitindo reduzir o número e a severidade das complicações.

No entanto, uma das características dos pacientes submetidos à cirurgia cardíacacom circulação extracorpórea é a facilidade com que os demais sistemas orgânicos podemser afetados, por alterações primárias da função do sistema cardiovascular. As funçõespulmonares, neurológicas, renais e hepáticas, principalmente, dependem da adequada econtínua nutrição e, rapidamente colapsam, diante de reduções do débito cardíaco. Ascomplicações mais freqüentes, relacionadas à circulação extracorpórea, são: hemorragias,baixo débito cardíaco, disfunção respiratória, disfunção renal, alterações neurológicas einfecções.

Os principais responsáveis pelas alterações nos padrões do fluxo sangüíneo arterial,durante o procedimento da CEC, são justamente as bombas arteriais, as quais se têm doistipos: a bomba de roletes, e a bomba centrífuga.As bombas de roletes são as mais utilizadas pela CEC e desfrutam de grandeconfiabilidade dentre as equipes cirúrgicas. A correta calibração da bomba de roletes éessencial para a redução do trauma ao sangue e deve ser feita, antes de cada perfusão.Porém, mesmo calibrado, a bomba de roletes não assegura um fluxo arterialfisiologicamente adequado, pois a forma como o sangue é impulsionado através do tuboelástico, por meio da ação dos roletes, facilita a ocorrência de refluxo do sangue entre asejeções e promove um fluxo contínuo, resultando em uma circulação sangüínea deficientee, também, acentuando a produção de hemólise.

Já a bomba centrífuga pulsátil é compreendida por um elemento cônico cuja rotaçãoproduz a força centrífuga que impulsiona o sangue. Admite-se que a bomba centrífugapulsátil é mais segura em relação ao não bombeamento de ar, se houver esvaziamento dooxigenador. Porém, apesar da bomba centrífuga pulsátil mimetizar o fluxo fisiológico,também permite um certo refluxo na linha arterial. Este fato promove uma má distribuiçãodos nutrientes e dificulta a troca dos gases entre as células, resultando em problemas como:aumento da resistência vascular periférica, maior agregação de hemácias e deficiência dofluxo sangüíneo renal, mesentérico, pulmonar, de microcirculação. Além disso, é umdispositivo não disponível para todos devido seu elevado custo.

Nos dias atuais, as administrações e as equipes têm a permanente preocupação comos custos sempre crescentes dos procedimentos terapêuticos, especialmente osprocedimentos cirúrgicos de grande porte. É essencial que os perfusionistas tenham apreocupação com a economia de custos e com o melhor aproveitamento possível dasverbas destinadas à prática da circulação extracorpórea. Um rígido protocolo de controlede custos e um sistema de controle de qualidade permitem a melhor avaliação da relaçãoentre os custos e os benefícios dos procedimentos.

Atendendo a estas exigências, o objeto da presente invenção, desenvolvido combase em pesquisas relacionadas à tecnologia cardiovascular, oferece solução simples,segura, de fácil uso, de industrialização econômica e passível de aplicação universal, ouseja, pode ser aplicado em todos os tipos de equipamentos de circulação extracorpóreaatualmente em uso, no entanto, quando utilizado em bomba de roletes, torna-se maiseficiente com um dos cabeçotes descalibrado; e, também traz bons resultados quandoaplicado na bomba centrifuga com fluxo pulsátil.A invenção refere-se a um aparato composto por tubo cilíndrico rígido, de volumevariado, com válvula bicúspide (dois folhetos) de material flexível em seu interior, e formacônica interna para diminuir o atrito e evitar a hemólise das células sangüíneas. A presençade entrada e saída de calibres variados (adulto - 3/8, pediátrico - 1/4) permite uma fáciladaptação, de acordo com a necessidade de cada paciente. Todos os componentes dodispositivo são fabricados com materiais atóxicos, a fim de minimizar a injúria aoselementos celulares e protéicos do sangue.

Os benefícios resultantes da aplicação do dispositivo para fluxo pulsátil emcirculação extracorpórea são: diminuição do trauma causado pelos roletes a partir domomento que apenas um cabeçote exerce contato com o tubo na caçapa; mimetismo dofluxo fisiológico, mesmo com bomba centrifuga com fluxo pulsátil, a partir do momentoque evita o refluxo de sangue através do tubo nos intervalos entre os períodos de ejeção,retirando o formato de insuficiência aórtica, da onda de pulso, característica da CECconvencional, mesmo com fluxo pulsátil; melhoria do volume ejetante, pois cria, após cadasístole, um vácuo pré válvula que proporciona um rápido e fácil enchimento do tubo parapróxima ejeção.

Para melhor compreensão do dispositivo para fluxo pulsátil em circulaçãoextracorpórea, faz-se referência às seguintes figuras anexas:

FIGURA 01: vista lateral do dispositivo para fluxo pulsátil em circulação extracorpórea;

FIGURA 02: vista frontal do dispositivo para fluxo pulsátil em circulação extracorpórea;

FIGURA 03: desenho esquemático do caminho percorrido pelo sangue durante oprocedimento da circulação extracorpórea, mostrando o posicionamento de cada aparelho,inclusive o do dispositivo para fluxo pulsátil;

FIGURA 04: desenho esquemático do funcionamento do dispositivo para fluxo pulsátildurante a ejeção do sangue promovida pela bomba arterial;

FIGURA 05: desenho esquemático do funcionamento do dispositivo para fluxo pulsátildurante o período de pós-ejeção do sangue.

De acordo com as figuras apresentadas, o dispositivo para fluxo pulsátil emcirculação extracorpórea é compreendido por: tubo cilíndrico (1); válvula bicúspide (2),cavidade interna cônica (3); orifício de entrada (4); e orifício de saída (5).

Os materiais usados na construção dos componentes do referido dispositivo sãocriteriosamente escolhidos e testados. Esses materiais são resistentes aos impactos paraevitar fraturas durante o uso, não reagem quimicamente com os componentes do sanguenem liberam resíduos químicos na corrente sangüínea. As superfícies com as quais osangue tem contato são devidamente polidas, extremamente lisas, apresentam potencial decargas elétricas negativas e têm um nível de absorção de água muito baixo. As peças sãoconstruídas de modo a apresentar bordas arredondadas ou boleadas, sem arestas vivas esem recessos onde bolhas gasosas, grumos celulares ou fibrina do sangue possam seracumulados.

Na circulação extracorpórea, o sangue venoso é desviado do coração (6) e dospulmões (7) ao chegar ao átrio direito (8) do paciente, através de cânulas colocadas nasveias cavas superior (9) e inferior (10). Daí, por uma linha comum, denominada de linhavenosa (11), o sangue venoso é levado ao oxigenador (12), onde, através de um percursopor câmaras especiais (12.1), recebe oxigênio e elimina gás carbônico e, em seguida, écoletado para ser reinfundido ao paciente. Do oxigenador (12), e já "arterializado", osangue é bombeado pela bomba arterial (13), através da linha arterial (14), para um pontodo sistema arterial do paciente, geralmente a aorta ascendente (15), de onde percorre osistema arterial e é distribuído a todos os órgãos (16), cedendo oxigênio aos tecidos para arealização dos processos vitais, e recolhendo o dióxido de carbono neles produzido. Apóscircular pelo sistema capilar dos tecidos o sangue volta ao sistema das veias cavas superior(9) e inferior (10), onde é continuamente recolhido, para ser levado ao oxigenador (12).

Este processo é mantido pelo tempo necessário à correção da lesão cardíaca e dele dependea preservação da integridade morfológica e funcional de todos os órgãos do paciente.

O dispositivo para fluxo pulsátil em circulação extracorpórea deve ser posicionadona linha arterial (14) do circuito extracorpóreo, próxima à cânula que é inserida na aorta(15), a fim de maximizar a ação anti-refluxo e mimetizar, de forma mais adequada, o fluxopulsátil do sistema circulatório humano.

O funcionamento do dispositivo para fluxo pulsátil é dividido em duas fases dacirculação extracorpórea, sendo, a primeira, a fase de ejeção, e a segunda, a fase de pós-ejeção, ou retração. Na fase de ejeção, o sangue é impulsionado através da linha arterial(14), percorrendo tanto a cânula da circulação extracorpórea quanto o sistema de vasossangüíneos interno do corpo do paciente, sendo, portanto, o período em que o sangue seencontra em fluxo positivo, ou, em movimento de ejeção. Já na fase de pós-ejeção, ou deretração, o sangue tende a retornar o caminho percorrido durante a fase de ejeção, ou seja,ocorre o refluxo do sangue através das cânulas da circulação extracorpórea e,conseqüentemente, do sistema de vasos sangüíneos do paciente, sendo este o fatorresponsável pelos traumas pós-cirúrgicos.

Durante a fase de ejeção, o sangue, já oxigenado e purificado pelo sistema da CEC,é injetado para dentro do dispositivo através do orifício de entrada (4), seguindo pelaválvula bicúspide (2), a qual é aberta devido à ação exercida pelo movimento ascendentedo sangue, atravessando a cavidade interna cônica (3) e o orifício de saída (5). Deste modo,percebe-se que o sangue percorre facilmente todos os componentes do dispositivo, nãoexistindo barreira ou cavidade que dificulte a passagem ascendente do líquido.

Na fase de pós-ejeção, a válvula bicúspide (2) é fechada devido ao movimento deretrocesso do sangue, fazendo com que o refluxo seja interrompido em toda circulaçãoextracorpórea, inclusive no corpo do paciente. Deste modo, todo sangue que se encontra nacavidade interna cônica (3), seguindo pelo orifício de saída (5) e pela linha arterial (14),permanece estático, enquanto que o sangue encontrado antes da válvula bicúspide (2)exerce uma força contrária ao movimento de ejeção. Este fato resulta em uma área devácuo dentro da válvula bicúspide (2), mantendo a força de empuxo necessária para que apróxima fase de ejeção ocorra de forma facilitada, o que aumenta o rendimento sangüíneo.Assim, o fluxo pulsátil da circulação extracorpórea é mimetizado de forma mais natural,como se fosse o pulso do próprio coração (6).

Claims (4)

1. - DISPOSITIVO PARA FLUXO PULSÁTIL EM CIRCUALAÇÃOEXTRACORPÓREA, caracterizado por ser um dispositivo cilíndrico rígido, compreendidopor uma válvula interna bicúspide (2), aplicada junto ao sistema de circulaçãoextracorpórea, responsável por manter um fluxo pulsátil externo semelhante ao fluxonatural do corpo humano;

2. - DISPOSITIVO PARA FLUXO PULSÁTIL EM CIRCUALAÇÃOEXTRACORPÓREA, de acordo com reivindicação 1, caracterizado por impedir que osangue retorne no sentido contrário ao da circulação normal, ou seja, impede o refluxosangüíneo durante o procedimento da circulação extracorpórea.

3. - DISPOSITIVO PARA FLUXO PULSÁTIL EM CIRCUALAÇÃOEXTRACORPÓREA, de acordo com reivindicação 1 e 2, caracterizado por apresentarválvula bicúspide (2), a qual se abre, durante a fase de ejeção, devido à ação exercida pelomovimento ascendente do sangue, atravessando a cavidade interna cônica (3) e o orifíciode saída (5);

4. - DISPOSITIVO PARA FLUXO PULSÁTIL EM CIRCUALAÇÃOEXTRACORPÓREA, de acordo com reivindicação 1 e 2, caracterizado por apresentarválvula bicúspide (2), a qual se fecha, durante a fase de pós-ejeção, devido ao movimentode retrocesso do sangue, fazendo com que o refluxo seja interrompido em toda circulaçãoextracorpórea, inclusive no corpo do paciente.