ES2248477T3 - Guia endovascular de material compuesto. - Google Patents

Abstract

Una guía (160, 170, 190) para dirigir un catéter dentro de un lumen corporal, que comprende un núcleo de alambre alargado, flexible y metálico que tiene al menos una sección distal de aleación superelástica más distal (164, 174, 192) y una sección más inmediata, tubular y metálica, (162; 172, 178; 196, 194), caracterizada porque al menos la parte distal de la sección más inmediata (162; 172, 178; 196, 194) incluye una extensión cónica de la sección distal de aleación superelástica más distal (164, 174, 192) dentro de la sección más inmediata tubular (162; 172, 178; 196, 194).

Description

Guía endovascular de material compuesto.

Esta invención se refiere a una guía para dirigir un catéter dentro de un lumen corporal. La guía tiene una construcción de material compuesto y se usa para tener acceso a un sitio objetivo en un sistema lumen del cuerpo de un paciente. La guía de material compuesto es especialmente útil para tener acceso a objetivos de tejidos periféricos o blandos. La invención incluye ensamblajes de la guía multiseccionales que tienen (al menos) partes distales superelásticas. La sección media que une la sección distal a la sección inmediata tiene una rigidez variable. La guía puede tener una sección inmediata de material compuesto hecha mediante estampado o impresión de la sección de material compuesto por un troquel para unir la capa exterior al núcleo interior. Una variación de la guía inventiva incluye el revestimiento del alambre con una capa de unión y luego con uno o varios polímeros lubricosos para realzar su conveniencia para el uso dentro de catéteres y con el interior del lumen vascular.

Los catéteres se usan cada vez más como un medio para proporcionar agentes diagnósticos y terapéuticos en sitios internos dentro del cuerpo humano a los que se puede tener acceso por varios de los sistemas de lumen corporales, particularmente a través del sistema vascular. Una guía de catéter se usa para dirigir el catéter por los ángulos, curvas y ramificaciones que se forman en los vasos sanguíneos dentro del cuerpo. Un método para usar una guía para dirigir el catéter a través de los caminos sinuosos de estos sistemas de lumen implica el uso de una guía torsionable que se dirige como una unidad desde un punto de acceso corporal tal como la arteria femoral a la región de tejido que contiene el sitio objetivo. La guía típicamente se dobla en su extremo distal y puede dirigirse haciendo girar y avanzar alternativamente la guía a lo largo de la pequeña ruta del vaso sanguíneo hasta el objetivo deseado. La guía y el catéter se hacen avanzar alternativamente moviendo la guía a lo largo de una distancia en la ruta del vaso, sosteniendo la guía en su lugar y luego haciendo avanzar el catéter a lo largo del eje de la guía hasta que alcanza la parte de la guía ya más avanzada en el cuerpo humano.

Es aparente la dificultad de tener acceso a regiones del cuerpo remotas, a la periferia corporal o a los tejidos blandos dentro del cuerpo tales como el cerebro y el hígado. El catéter y su guía asistente deben ambos ser flexibles, para permitir que la combinación siga el camino complicado por el tejido, y sin embargo, lo suficientemente rígidos para permitir que el extremo distal del catéter sea manipulado por el médico desde el sitio de acceso externo. Es común que el catéter sea tan largo como un metro o más.

Las guías de catéter usadas para dirigir un catéter por el sistema vascular humano tiene un número de construcciones de flexibilidad variable. Por ejemplo, las patentes de EE.UU. N^{os}. 3.789.841; 4.545.390 y 4.619.274 muestran guías en las que la sección del extremo distal del alambre es cónica a lo largo de su longitud para permitir una gran flexibilidad en aquella región remota de la guía. Esto es así debido a que donde se encuentran las curvas más agudas es en la región distal. La sección cónica del alambre a menudo se incluye en una espiral de alambre, típicamente una espiral de platino, para aumentar la fuerza de la columna de la sección cónica del alambre sin que haya una pérdida significativa de flexibilidad en aquella región y también para aumentar la capacidad radial de la guía para permitir una manipulación precisa de la guía a través del sistema vascular.

Otro diseño de guía eficaz se encuentra en la patente de EE.UU. Nº 5.095.915. Esta patente muestra una guía que tiene al menos dos secciones. La parte distal está recubierta por una camisa de polímero alargada que tiene hendiduras espaciadas axialmente para permitir una mayor flexibilidad al doblarse la camisa.

Otros han sugerido el uso de guías hechas de varias aleaciones superelásticas en una tentativa de alcanzar algunos de los deseos funcionales observados.

La patente de EE.UU. Nº. 4.925.445 de Sakamoto et al. sugiere el uso de una guía de dos partes que tiene una parte que es un cuerpo de rigidez relativamente alta y una parte que es un extremo distal relativamente flexible. Al menos una partes del cuerpo y las partes del extremo distal están formadas de materiales metálicos superelásticos. Aunque se sugieren varios materiales, incluyendo aleaciones de Ni-Ti de 49 a 58% (atm) de níquel, la patente expresa una fuerte preferencia por aleaciones de Ni-Ti en las que la transformación entre austentita y martensita es completa a una temperatura de 10ºC o inferior. La razón dada es que "para que la guía pueda utilizarse en el cuerpo humano, debe estar en el intervalo de 10º a 20ºC debido a la anestesia a una temperatura corporal baja." La temperatura del cuerpo humano es típicamente aproximadamente 37ºC.

Otro documento que describe una guía usando una aleación metálica que tiene la misma composición que una aleación de Ni-Ti superelástica es el documento WO 91/15152 (de Sahatjian et al. y propiedad de Boston Scientific Corp.). Aquella descripción sugiere una guía hecha del precursor a la aleación elástica Ni-Ti. Las aleaciones superelásticas de este tipo se hacen típicamente estirando un lingote de la aleación precursora mientras se calienta simultáneamente. En el estado distendido a temperatura ambiente, tales materiales superelásticos se dan en fase cristalina de austenita y bajo la aplicación de una fuerza, exhiben transformaciones cristalinas de austenita-martensita inducidas por la tensión (SIM) que producen un comportamiento elástico no lineal. La guías descritas en aquella solicitud publicada, por otra parte, se dice que no sufren calentamiento durante el proceso de estiramiento. Los alambres se estiran en frío y se tiene gran cuidado para asegurar que la aleación se mantiene bien por debajo de 1648.9ºC (3000F) durante cada una de las etapas de su fabricación. Este control de temperatura se mantiene durante la etapa de rectificación de la guía para formar varias de sus secciones cónicas.

La patente de EE.UU. Nº. 4.665.906 sugiere el uso de aleaciones de martensita inducidas por tensión (SIM) como constituyentes en una variedad de diferentes dispositivos médicos. Se dice que tales dispositivos incluyen catéteres y cánulas.

La patente de EE.UU. Nº. 4.969.890 de Sugita et al. sugiere la producción de un catéter que tiene un cuerpo principal ajustado con un miembro de aleación con memoria de forma y que tiene un medio de inyección líquida para suministrar un líquido calentador que permite al miembro de aleación con memoria de forma recuperar su forma original al calentarse por el fluido.

La patente de EE.UU. Nº. 4.984.581 de Stice sugiere una guía que tiene un núcleo de aleación con memoria de forma, usando la guía propiedades de memoria de doble dirección de la aleación para proporcionar a la guía movimiento tanto de desviación de la punta como rotatorio en respuesta a un estímulo térmico controlado. El estímulo térmico controlado en este caso está proporcionado por la aplicación de una corriente alterna de radiofrecuencia. La aleación seleccionada es una que tiene una temperatura de transición entre 36ºC y 45ºC. Se escoge la temperatura de 36ºC debido a la temperatura del cuerpo humano; se escoge 45ºC porque operar a temperaturas más altas podría ser destructivo para el tejido corporal, particularmente para algunas proteínas corporales.

La patente de EE.UU. Nº. 4.991.602 de Amplatz et al. sugiere una guía flexible hecha de una aleación con memoria de forma tal como la aleación de níquel-titanio conocida como nitinol. La guía es una que tiene un solo diámetro por toda su parte media, se hace cónica en cada extremo y tiene una perla o esfera en cada uno de aquellos extremos. La perla o esfera se selecciona para que permita una facilidad de movimiento por el catéter en el sistema vascular. La guía es simétrica de modo que un médico no pueda equivocarse en determinar qué extremo de la guía insertar en el catéter. La patente sugiere que no son deseables espirales de alambre en la punta de la guía. La patente además sugiere el uso de un revestimiento polimérico (PTFE) y un anticoagulante. La patente no sugiere que haya alguna forma ventajosa de un tipo particular de aleación con memoria de forma o variaciones químicas o físicas particulares de estas aleaciones.

Se describe otro catéter guía usando aleaciones de Ni-Ti en la patente de EE.UU. Nº 5.069.226 de Yamauchi et al. Yamauchi et al. describe una catéter guía usando una aleación de Ni-Ti que además contiene algo de hierro, pero que se trata térmicamente típicamente a una temperatura de aproximadamente 400º a 500ºC para proporcionar una sección en el extremo que exhiba pseudoelasticidad a una temperatura de aproximadamente 37ºC y plasticidad a una temperatura por debajo de aproximadamente 80ºC. Una variación es que sólo la parte del extremo es plástica a temperaturas por debajo de 80ºC.

La patente de EE.UU. Nº 5.171.383 de Sagae et al, muestra una guía producida de una aleación superelástica que después se somete a un tratamiento térmico de modo que se aumenta la flexibilidad secuencialmente desde su parte inmediata a sus partes del extremo distal. Puede colocarse un revestimiento termoplástico o muelle en espiral en la parte distal del material de alambre. Por lo general, la parte del extremo inmediato de la guía mantiene una rigidez relativamente alta y la parte del extremo más distal es muy flexible. Se dice en las reivindicaciones que la sección del extremo inmediato tiene un límite elástico de aproximadamente cinco a siete kg/mm^{2} y se muestra en las reivindicaciones una parte intermedia de la guía que tiene un límite elástico de aproximadamente 11 a 12 kg/mm^{2}.

La solicitud de patente europea publicada con el Nº. 0.515.201-A1 también describe una guía producida al menos en parte de una aleación superelástica. La publicación describe una guía en la que la parte más distal puede doblarse o curvarse de una forma deseada por el médico inmediatamente antes de su uso en un procedimiento quirúrgico. En la parte inmediata de la punta de la guía, la guía es de una aleación superelástica. Aunque se dice que las aleaciones de níquel-titanio son las más deseables de la clase mostrada en aquella descripción, no se ha descrito que ninguna descripción física particular de aquellas aleaciones sea más deseable que otra.

La solicitud de patente europea publicada con el Nº. 0.519.604-A2 de modo similar describe una guía que puede producirse a partir de un material superelástico tal como el nitinol. El núcleo de la guía está revestido de una camisa plástica, una parte de la cual puede ser hidrófila y una parte de la cual no.

Se describen ejemplos de aleaciones de Ni-Ti en las patentes de EE.UU. N^{os}. 3.174.851; 3.351.463 y 3.753.700.

Se ha encontrado que en ciertos casos, el uso de aleaciones superelásticas proporciona una guía que no es suficientemente rígida en la región inmediata y que no transmite el momento de torsión de una manera deseable.

La solución de los inventores es proporcionar una guía de material compuesto que tenga una sección inmediata rígida con capacidades excepcionales para transmitir el momento de torsión y una sección más distal con la flexibilidad y la superelasticidad inherentes a las aleaciones superelásticas.

La patente de EE.UU. Nº 5.411.476 de Abrams muestra una guía de material compuesto que tiene, al parecer, una parte de una aleación superelástica tal como se ve en la figura 1. La unión de la etapa se muestra fusionando las secciones distal e inmediata del dispositivo.

La patente de EE.UU. Nº 5.303.714, de Abele et al. y su patente de EE.UU. relativa Nº 5.385.152, cada una muestra una guía usada para cruzar oclusiones en vasos sanguíneos. Es decir, que es una guía y que se usa para presionar por una oclusión encontrada en una arteria. Este uso requiere, en esta invención, la presencia de una parte distal alargada (24 en las figuras) que tenga una superficie externa lubricosa. Se dice que las guías en algunos casos, (véanse las figuras 8 y 9 y la explicación relacionada) tienen un alambre hecho de un miembro interno de una aleación superelástica como el nitinol y un miembro de camisa externa, tal como un tubo hipodérmico de pared delgada.

El documento japonés Kokai 4-9162, propiedad de la Terumo Corporation de Japón, muestra una guía de dos secciones. La secciónn más distal está compuesta d una aleación de níquel/titanio y la inmediata es un acero inoxidable altamente rígido. La unión entre las dos se ve que es una unión a tope.

La patente de EE.UU. Nº. 5.341.818 de Abrams et al. muestra una guía que tiene una parte distal formada por una aleación superelástica. Se dice que la sección inmediata tiene una "elevada resistencia" y se une a la parte de aleación superelástica distal usando un elemento conector 13.

La patente de EE.UU. Nº 5.213.111 de Cook et al muestra una construcción de guía formada por un material compuesto coaxial de un alambre de acero inoxidable delgado rodeado por una aleación con memoria de forma, tal como una que comprenda níquel/titanio. La guía está revestida con un polímero y al menos el 70-80% distal de ella está revestida con un polímero hidrófilo para aumentar la lubricidad.

Ninguna de estas descripciones sugiere la configuración de la guía descrita a continuación. El documento US-A-5 505 699 describe un dispositivo de angioplastia de acuerdo con la sección precaracterizante de la reivindicación 1.

De acuerdo con la presente invención se proporciona una guía para dirigir un catéter dentro de un lumen corporal, que comprende un núcleo de alambre metálico flexible y alargado, que tiene al menos una sección distal de aleación superelástica más distal y una sección más inmediata, tubular y metálica caracterizada porque al menos la parte distal de la sección más inmediata incluye una extensión cónica de la sección distal de aleación superelástica más distal dentro de la sección más inmediata tubular.

Las realizaciones particulares de la invención son el objeto de las reivindicaciones dependientes.

Una variación altamente deseable de la guía de la invención comprende un alambre largo que tiene una sección inmediata, una sección intermedia y una sección distal. La sección del extremo distal es típicamente la más flexible de las secciones y es de al menos aproximadamente 3 cm de longitud. Deseablemente, la sección del extremo distal flexible es parcialmente cónica y está cubierta por un ensamblaje en espiral que se conecta al extremo distal de la guía en su punta distal. El ensamblaje en espiral puede unirse a la punta distal por soldadura, tal vez después de recubrir o revestir la sección del extremo distal con un metal maleable o soldable, tal como el oro.

La guía, sea de un metal superelástico o no, puede revestirse de un polímero u otro material para realzar su capacidad para atravesar el lumen del catéter. Puede colocarse un polímero lubricoso directamente sobre alambre nuclear o sobre una capa "de unión". La capa de unión puede ser un tubo arrollable en caliente o una deposición de plasma o puede ser un revestimiento por inmersión, por pulverización o por pulverización por fusión de un material apropiado. La capa de unión puede ser también radioopaca.

La guía de esta invención puede ser de un material compuesto en el que una parte distal del núcleo es una aleación superelástica y la sección o secciones más inmediatas son de otro material o configuración, por ejemplo, alambre o varilla de acero inoxidable, hipotubo de acero inoxidable, tubo de aleación superelástica, tubo de fibra de carbono, etc.

La parte inmediata también puede ser de un material compuesto en sí. El núcleo interior puede ser de acero inoxidable, de una aleación superelástica o una composición polimérica. El revestimiento externo es de una composición diferente y puede ser de acero inoxidable o de una aleación superelástica. La unión entre las secciones inmediata y distal puede ser de una configuración especial para proporcionar, idealmente, una transición suave en flexibilidad entre las dos secciones.

Idealmente habrá uno o varios marcadores radioopacos colocados sobre la guía, por ejemplo, en su punta distal y potencialmente a lo largo de la longitud de la sección intermedia. Estos marcadores pueden usarse para realzar tanto la radioopacidad de la guía como su capacidad de transmitir el momento de torsión desde el extremo inmediato al extremo distal manteniendo una flexibilidad deseada.

La invención se describirá más adelante mediante ejemplo, con referencia a los dibujos que la acompañan, en los que:

La figura 1 muestra una vista lateral esquemática (no a escala) de los componentes principales de la guía de la invención.

La figura 2 es una vista lateral y de corte parcial de una guía de material compuesto, no hecha de acuerdo con esta invención, que tiene una parte distal de una aleación altamente elástica.

La figura 3 es una vista lateral y de corte parcial de una guía más de un material compuesto, no hecha de acuerdo con esta invención, que tiene una parte distal de una aleación altamente elástica.

La figura 4A es una vista lateral y de corte parcial de una primera variación de una guía de material compuesto hecha de acuerdo con esta invención que tiene una parte distal de una aleación altamente elástica.

La figura 4B es un corte transversal de la guía de la figura 4A.

La figura 5A es una vista lateral y de corte parcial de una segunda variación de una guía de material compuesto hecha de acuerdo con esta invención que tiene una parte distal de una aleación altamente elástica.

La figura 5B es un corte transversal de la guía de la figura 5A.

La figura 6 es una vista lateral y de corte parcial de una tercera variación de una guía de material compuesto hecha de acuerdo con esta invención que tiene una parte distal de una aleación altamente elástica.

La figura 1 muestra una vista lateral ampliada de una guía hecha de acuerdo con la invención. La guía (100) está compuesta de un núcleo de alambre formado por un material de filamento de alambre torqueable y flexible, de las aleaciones descritas en este documento y tiene una longitud total típicamente entre aproximadamente 50 y 300 cm. La sección inmediata (102) tiene preferiblemente un diámetro uniforme (a lo largo de su longitud) de aproximadamente 0,254 a 0,635 mm (de 0,010 a 0,025''), preferiblemente de 0,254 a 0,457 mm (de 0,010 a 0,018''). La sección distal relativamente más flexible (104) se extiende por 3 a 30 cm o más del extremo distal de la guía (100). Puede haber una sección media (106) que tiene un diámetro intermedio entre el diámetro de las dos partes del alambre que lindan con la sección media. La sección media (106) puede ser cónica continuamente, puede tener un número de secciones cónicas o secciones de diámetros diferentes, o puede ser de un diámetro uniforme a lo largo de su longitud. Si la sección media (106) es de un diámetro generalmente uniforme, el núcleo de la guía se estrechará como se puede ver en (108). La sección distal (104) de la guía (100) tiene típicamente una tapa terminal (110), una espiral de alambre fino (112) y una unión por suelda (114). La espiral de alambre fino (112) puede ser radioopaca y estar hecha de materiales que incluyen, pero sin limitación, el platino y sus aleaciones. El tapa terminal (110) puede ser radioopaca para permitir el conocimiento de la posición de la espiral (112) durante el proceso de insertar el catéter y hacer atravesar la guía por el sistema vascular. Todo o parte de la sección inmediata (102), la sección media (106) y la sección distal (104) de la guía puede revestirse con una capa delgada (116) de material polimérico para mejorar su lubricidad sin afectar desfavorablemente a la flexibilidad o ductibilidad de la guía. Esta invención incluye partes o secciones de la guía descrita anteriormente que tiene la capa de unión polimérica nombrada descrita a continuación y un deslizante, por ejemplo, un revestimiento hidrófilo polimérico sobre
ésta.

La figura 2 muestra una guía que es un material compuesto, por ejemplo, una parte distal del núcleo de la guía está producida de la aleación especificada y el material compuesto es de otro material o configuración. En particular, la guía de material compuesto (140) está compuesta de una sección más inmediata (142) que es una sección de tubo de diámetro pequeño de un acero inoxidable apropiado o un polímero de alto rendimiento tal como una poliimida. Son también deseables materiales compuestos tubulares tales como trenzados tubulares de cinta de aleación superelástica que tienen revestimientos poliméricos y tal vez interiores poliméricos. La sección inmediata tubular (142) se une mediante soldadura o pegado o por otro método de unión adecuado para los materiales implicados en la unión (144) a una sección distal (146) que se extiende hasta el extremo distal del ensamblaje de guía de material compuesto. En esta guía es más preferido el uso de una aleación superelástica que pasa completamente por el dispositivo, desde el extremo inmediato al extremo distal, y pasa a lo largo a través de una boquilla con el tubo externo (148) para formar un ensamblaje relativamente integral en el que la parte interior (150) de la sección inmediata se une íntimamente al tubo externo (148).

La figura 3 muestra un recorte parcial de otra guía (150).

La guía de la figura 3 tiene múltiples secciones de flexibilidad variable. La sección más distal (152) está preferiblemente hecha de una aleación superelástica, como se trató en otra parte en el presente documento. El ensamblaje de la guía (150) tiene además una cubierta externa (154) que es toda de los mismos materiales que la cubierta (148) encontrada en la figura 2. La guía además tiene una pieza inserta interior (156) y una pieza inserta más inmediata (158). Para facilidad del ensamblaje, estas piezas insertas (152 y 158) simplemente se colocan dentro del tubo externo (154) y se unen al tubo externo de tal manera que el ensamblaje del catéter es capaz de transmitir el momento de torsión sin deslizamiento torsional entre el miembro interno (156) y el tubo externo (154). Tal unión puede hacerse mediante soldadura, mediante la aplicación de colas, mediante estampado o arrastrando el ensamblaje entero por una boquilla del tamaño apropiado. La construcción de esta forma proporciona una secuencia de flexibilidad variable. Por ejemplo, la sección más distal (152) es la más flexible. La región (160) es típicamente la siguiente más flexible. La región de la guía definida por el miembro interno (156) es típicamente algo menos rígida de lo que es la sección más inmediata definida por la presencia del miembro interno (158). Mediante la selección cuidadosa del miembro interno (156) y (158), se define fácilmente la transmisión del momento de torsión con flexibilidad apropiada y la utilidad total del ensamblaje de la guía (150).

La figura 4 muestra una variación de la guía de la invención (160) en la que la región de unión entre la sección distal (164) y la sección más inmediata (166) se usa para unir tanto la sección inmediata (166) como la sección distal (164), pero también proporciona una transición estable en la región entre estas dos secciones. La unión en la sección media (162) es una unión cónica. Las dos secciones se unen típicamente mediante técnicas de unión de metales tal como se trató en otra parte en el presente documento, por ejemplo, soldeo, soldadura, estampado o por el uso de una boquilla.

La figura 4B muestra un corte transversal del dispositivo de la figura 4A. Está claro que la unión es una unión cónica. La sección interna (164) está rodeada por el tubo externo (166).

La figura 5A muestra otra variación de la guía de la invención (170) que tiene una región de unión (172) entre un extremo distal (174) hecho de una aleación superelástica y una sección más inmediata (176), típicamente de un acero inoxidable para proporcionar una rigidez inherente en la transmisión del momento de torsión a esta sección inmediata. En este caso, la región de unión (72) tiene un tubo externo (178) que une las dos secciones. Esto permite que la flexibilidad de la guía esté más controlada y que la transición entre el extremo distal (174) y el extremo inmediato (176) sea de algún modo más gradual. La sección externa del tubo (178) es típicamente de acero inoxidable o una aleación superelástica o similar. Un nitinol u otra aleación superelástica sería una buena opción para recubrimientos como éstos (siempre y cuando puedan soldarse o unirse a los metales de la unión subyacente) de modo que se proporcione una región de rigidez variable entre la parte inmediata (176) y la parte distal (174).

Es interesante el modo en el que se proporciona la unión. La sección más inmediata (176) se corta en un ángulo o sesgo en relación al eje del alambre y la sección más distal (174) también se corta en este mismo ángulo en relación al eje. Las dos secciones se unen conjuntamente y se cubren con un tubo (178) de un material apropiado. Esta unión es de algún modo más fácil de ensamblar que la unión cónica mostrada en la figura 4A.

La figura 5B muestra un corte transversal de la unión (172) que representa el recubrimiento de unión externa (178), la sección distal (174) (cortada en un ángulo) y la sección distal (176). El ensamblaje de este dispositivo es bastante simple. Sin embargo, las técnicas de unión son típicamente críticas. Deben obtenerse uniones firmes entre los diversos metales, no sea que la unión se separe.

La figura 6 muestra otra variación de la guía de la invención (190) que utiliza varios aspectos de las variaciones descritas anteriormente. En esta variación, la sección distal (192) es sólida y desde luego está construida de una aleación superelástica. En esta variación, la sección más inmediata (194) es un miembro tubular capaz de proporcionar una transmisión del momento de torsión y rigidez superiores al total del dispositivo de la guía. Hay un recubrimiento significativo en la zona de unión (196) entre la sección distal (192) y la sección inmediata (194). Esto asegura una transición a la rigidez bastante gradual entre estas dos secciones. En esta variación, es factible colocar polímeros (198) dentro de la cavidad de la sección inmediata (194). Los polímeros deben ser preferiblemente del tipo que proporciona alguna medida de adherencia al interior del tubo más inmediata (194). De este modo, los materiales poliméricos son más que meros productos de relleno de espacio. Si se adhieren a la pared interior del miembro tubular (194), proporcionarán al ensamblaje del catéter capacidades de transmisión del momento de torsión adicionales. Incluso en ausencia de adherencia entre el polímero (198) y el miembro tubular (194) se encuentra que se previene en alguna medida el retorcimiento solamente debido al grosor que se allí encuentra. Son polímeros adecuados aquellos que fluirán por la modesta abertura del hipotubo que constituye la sección más inmediata (194). También, el polímero no debería ser uno que fuera adhesivo al metal, sin embargo impide que la guía se retuerza o se pliegue simplemente debido al grosor en la mitad del tubo (194).

Cada una de la guías mostradas en la figuras 2 a 6 puede tener espirales sobre su punta distal como se muestra en la figura 1. Sin embargo, esto no es necesario para la invención.

Los materiales para la punta de la guía son materiales tales como platino, paladio, rodio y otros por el estilo.

Se ha encontrado deseable recubrir todo o parte del núcleo de la guía (como se tratará más detalladamente a continuación) con un material de revestimiento lubricoso tal como polifluorocarburos (por ejemplo, Teflon) o con polímeros hidrófilos. Como se trata a continuación, cuando se usan polímeros hidrófilos como material de revestimiento, a menudo es deseable usar una capa de unión sobre el núcleo de la guía. También se tratará la composición de tales capas de unión a continuación.

Núcleo de la guía

Esta guía se usa típicamente en un catéter que está compuesto de un miembro tubular alargado que tiene extremos inmediatos y distales. El catéter es (de nuevo) aproximadamente de 50 a 300 centímetros de longitud, típicamente de entre aproximadamente 100 y 200 centímetros de longitud. A menudo, el miembro tubular del catéter tiene una sección inmediata relativamente rígida que se extiende a lo largo de una parte principal de la longitud del catéter y una o varias secciones distales relativamente flexibles que proporcionan mayor capacidad del catéter para seguir la trayectoria de la guía por curvas agudas y giros encontrados mientras se hace avanzar el catéter por los caminos sinuosos encontrados en el sistema vascular. Se describe la construcción de un ensamblaje de catéter adecuado que tiene flexibilidad diferencial a lo largo de su longitud en la patente de EE.UU. Nº 4.739.768.

Se ha encontrado que ciertas aleaciones, particularmente aleaciones de Ni-Ti, conservan sus propiedades superelásticas durante su travesía por el sistema vascular y que todavía son lo suficientemente flexibles como para proporcionar al médico que usa la guía una "sensación al tacto" o respuesta realzada y sin embargo que no "rebote" durante su uso. Es decir, mientras que se hace girar una guía, ésta almacena energía mientras tanto como una onda y la libera precipitadamente como si "rebotase" para recuperar rápidamente la tensión almacenada. Las aleaciones preferidas no incurren en una tensión no recuperada significativa durante su uso.

El material usado en la guías de esta invención es de aleaciones con memoria de forma que exhiben características de recuperación de la forma super-elásticas/pseudo-elásticas. Estas aleaciones son conocidas. Véase, por ejemplo, las patentes de EE.UU. N^{os}. 3.174.851 y 3.351.463 así como 3.753.700. Estos metales se caracterizan por su capacidad para transformarse de una estructura de cristal austenítica a una estructura martensítica inducida por tensión (SIM) a ciertas temperaturas, y volver elásticamente a la estructura austenítica cuando se elimina la tensión. Estas estructuras cristalinas alternantes proporcionan a la aleación sus propiedades superelásticas. Una aleación tal bien conocida, nitinol, es una aleación de níquel-titanio. Está fácilmente disponible comercialmente y sufre la transformación austenita-SIM-austenita a una variedad de intervalos de temperaturas entre -20ºC y 30ºC.

Estas aleaciones son especialmente adecuadas debido a su capacidad para recuperarse elásticamente casi completamente hasta su configuración inicial una vez que se elimina la tensión. Típicamente hay poca deformación plástica, incluso bajo tensiones relativamente altas. Esto permite a la guía tomar curvas sustanciales mientras pasa por el sistema vascular corporal, y aún así volver a su forma original una vez que se ha atravesado la curva sin conservar ningún rastro de un retorcimiento o una curva. No obstante, las puntas mostradas son a menudo lo suficientemente plásticas para que se conserve la formación de la punta inicial. Sin embargo, en comparación con guías de acero inoxidable similares, tiene que ejercerse menos fuerza contra las paredes interiores de los vasos para deformar la guía de la invención a lo largo del camino deseado por el vaso sanguíneo disminuyendo de este modo el traumatismo en el interior del vaso sanguíneo y reduciendo la fricción contra el catéter coaxial.

Revestimientos del núcleo de la guía

Como se ha mencionado anteriormente, todo o parte del núcleo de la guía puede recubrirse o revestirse con una o varias capas de un material polimérico. El revestimiento se aplica típicamente para realzar la lubricidad del núcleo de la guía durante la travesía del catéter por el lumen o las paredes vasculares.

Materiales de revestimiento

Como se menciona anteriormente, al menos una parte del núcleo de la guía puede revestirse simplemente por inmersión o pulverizado o por un procedimiento similar con materiales tales como polisulfonas, polifluorocarbonos (tales como TEFLON), poliolefinas tales como polietileno, polipropileno, poliésteres (incluyendo poliamidas tales como los NYLON) y poliuretanos; sus mezclas y copolímeros tales como amidas de bloque de poliéter (por ejemplo, PEBAX).

Es a menudo deseable utilizar un revestimiento como el que se trata anteriormente sobre la parte inmediata de la guía y un revestimiento como el que se trata a continuación sobre las secciones más distales. Cualquier mezcla de revestimientos colocados de forma diversa sobre la guía es aceptable si se escogen para la tarea en cuestión.

El núcleo de la guía también puede recubrirse al menos parcialmente con otros polímeros hidrófilos incluyendo aquellos hechos a partir de monómeros tales como óxido de etileno y sus homólogos superiores; 2-vinil piridina; N-vinilpirrolidona; acrilatos de polietilenglicol tales como mono(met)acrilatos de mono-alcoxi polietilenglicol, incluyendo mono(met)acrilato de mono-metoxi-trietilenglicol, mono(met)acrilato de mono-metoxi-tetraetilenglicol, mono(met)acrilato de polietilenglicol; otros acrilatos hidrófilos tales como 2-hidroxietilmetacrilato, glicerilmetacrilato; ácido acrílico y sus sales; acrilamida y acrilonitrilo; ácido acrilamidometilpropanosulfónico y sus sales, celulosa, derivados de celulosa tales como metil-celulosa-etil-celulosa, carboximetil-celulosa, cianoetil-celulosa, acetato de celulosa, polisacáridos tales como amilosa, pectina; amilopectina, ácido algínico y heparina entrecruzada; anhídrido maleico; aldehídos. Estos monómeros pueden formarse en homopolímeros o copolímeros de bloque o aleatorios. También es una alternativa el uso de oligómeros de estos monómeros en el revestimiento de la guía para una polimerización posterior. Precursores preferidos incluyen óxido de etileno; 2-vinil piridina; N-vinilpirrolidona y ácido acrílico y sus sales; acrilamida y acrilonitrilo polimerizado (con o sin entrecruzamiento sustancial) en homopolímeros, o copolímeros en bloque o aleatorios.

También, pueden incluirse monómeros hidrófobos en el material polimérico de revestimiento en una cantidad de hasta aproximadamente el 30% en peso del copolímero resultante mientras que no se vea sustancialmente comprometida la naturaleza hidrófila del copolímero resultante. Monómeros adecuados incluyen etileno, propileno, estireno, derivados de estireno, alquilmetacrilatos, cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno, metacrilonitrilo y acetato de vinilo. Son preferidos etileno, propileno, estireno y derivados de estireno.

El revestimiento polimérico puede entrecruzarse usando varias técnicas, por ejemplo, por luz tal como luz ultravioleta, calor o radiación ionizante, o por peróxidos o azocompuestos tales como peróxido de acetilo, peróxido de cumilo, peróxido de propionilo, peróxido de benzoilo, o similares. Un monómero polifuncional tales como divinilbenceno, dimetacrilato de etilenglicol, trimetilolpropano, di-(o tri- o tetra-) metacrilato de pentaeritritol, dietilenglicol, o dimetacrilato de polietilenglicol, y monómeros multifuncionales similares capaces de unir a los monómeros y los polímeros tratados anteriormente.

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Los polímeros u oligómeros aplicados utilizando el procedimiento descrito a continuación se activan o funcionan con grupos fotoactivos o activados por radiación para permitir la reacción de los polímeros u oligómeros con la superficie polimérica subyacente.

Grupos de activación adecuados incluyen benzofenona, tioxantona y similares; acetofenona y sus derivados especificados como:

Ph

C=O

R^{1}-C-R^{3}

R^{2}

donde R^{1} es H, R^{2} es OH, R^{3} es Ph; o

R^{1} es H, R^{2} es un grupo alcoxi que incluye -OCH_{3}, -OC_{2}H_{3}, R^{3} es Ph;

o

R^{1} = R^{2} = un grupo alcoxi, R^{3} es Ph; o

R^{1} = R^{2} = un grupo alcoxi, R^{3} es H; o

R^{1} = R^{2} = Cl, R^{3} es H o Cl.

Son adecuados otros activadores conocidos.

El revestimiento polimérico después puede unirse con el sustrato usando técnicas conocidas y apropiadas seleccionadas sobre la base de los activadores escogidos, por ejemplo, por luz ultravioleta, calor, o por radiación ionizante. Puede lograrse el entrecruzamiento con los polímeros u oligómeros mencionados por el uso de peróxidos o azocompuestos tales como peróxido de acetilo, peróxido de cumilo, peróxido de propionilo, peróxido de benzoilo o similares. También es apropiado para esta invención un monómero polifuncional tal como divinilbenceno, dimetacrilato de etilenglicol, trimetilolpropano, di-(o tri- o tetra-)metacrilato de pentaeritritol, dimetacrilato de dietilenglicol o polietilenglicol, y monómeros multifuncionales similares capaces de unir los polímeros y oligómeros tratados anteriormente.

El revestimiento polimérico puede aplicarse a la guía por cualquiera de una variedad de métodos, por ejemplo, por pulverización de una solución o suspensión de los polímeros o de oligómeros de los monómeros en el núcleo de la guía o por inmersión en la solución o suspensión. Pueden incluirse iniciadores en la solución o aplicarse en una etapa separada. La guía puede secarse secuencialmente o simultáneamente para eliminar el disolvente después de la aplicación del polímero u oligómero a la guía y entrecruzarse.

La solución o la suspensión debe estar muy diluida ya que debe aplicarse sólo una capa muy delgada de polímero. Se ha encontrado que una cantidad de oligómero o polímero en un disolvente de entre 0,25% y 5,0% (en peso), se prefiere de 0,5 al 2,0% (en peso), es excelente para un recubrimiento delgado y completo del polímero resultante. Disolventes preferidos para este procedimiento cuando se usan los polímeros y el procedimiento preferidos son agua, alcoholes de bajo peso molecular y éteres, especialmente metanol, propanol, isopropanol, etanol y sus mezclas. Otros disolventes miscibles en agua, por ejemplo, tetrahidrofurano, dicloruro de metileno, metiletilcetona, dimetilacetato, acetato de etilo, etc., son adecuados para los polímeros nombrados y deben escogerse de acuerdo con las características del polímero; deberían ser polares debido a la naturaleza hidrófila de los polímeros y oligómeros, pero, debido a la reactividad de los grupos terminales de estos materiales, deben reconocerse por parte del usuario de este procedimiento efectos de inactivación conocidos causados por el oxígeno, grupos hidroxilo y similares cuando se escogen polímeros y sistemas disolventes.

Son particularmente preferidos como revestimiento para los núcleos de la guía tratados en este documento mezclas físicas de homo-oligómeros de al menos uno de óxido de polietileno; poli(2-vinil-piridina); polivinilpirrolidona, ácido poliacrílico, poliacrilamida y poliacrilonitrilo. Los cuerpos o sustratos de la guía preferiblemente se pulverizan o se someten a inmersión, se secan y se irradian para producir una piel polimérica polimerizada y entrecruzada de los oligómeros mencionados.

El revestimiento hidrófilo lubricoso se produce preferiblemente usando generalmente operaciones simultáneas de eliminación de disolvente y entrecruzamiento. El revestimiento se aplica a una velocidad que permite la "laminación" de la solución, por ejemplo, la formación de una capa visiblemente lisa sin "carreras". En una operación de inmersión para su uso con los sustratos más poliméricos, incluyendo los mencionados a continuación, las velocidades óptimas de revestimiento se encuentra a una velocidad de eliminación lineal de entre 0,635 y 5,08 cm/s (0,25 y 2,0 pulgadas/s), preferiblemente 1,27 y 2,54 cm/s (0,5 y 1,0 pulgadas/s).

Las operaciones de evaporación de disolvente pueden conducirse usando una cámara de calor adecuada para mantener la superficie a una temperatura entre 25ºC y la temperatura de transición vítrea (T_{g}) del sustrato subyacente. Se prefieren temperaturas de 50ºC a 125ºC. El intervalo más preferido para los sistemas de disolvente mencionados y preferidos es de 75º a 110ºC.

Pueden usarse fuentes de luz ultravioleta para entrecruzar los precursores poliméricos en el sustrato. Se desea un movimiento por una cámara de irradiación que tiene una fuente de luz ultravioleta de 90-375 nm (preferiblemente 300-350 nm) que tiene una densidad de irradiación de 50-300 mW/cm^{2} (preferiblemente 150-250 mW/cm^{2}) durante un periodo de tres a siete segundos. Es adecuado el paso de un núcleo de la guía por la cámara a una velocidad de 0,635 y 5,08 cm/s (de 0,25 a 2,0 pulgadas/segundo) 1,27 y 2,54 cm/s (de 0,5 a 1,0 pulgadas/segundo)) en una cámara que tiene de 7,6 a 22,8 cm (de tres a nueve pulgadas) de longitud. Cuando se usa radiación ionizante, puede aplicarse una densidad de radiación de 1 a 100 kRads/cm^{2} (preferiblemente de 20 a 50 kRads/cm^{2}) a la solución o suspensión sobre el sustrato polimérico.

Se produce una durabilidad excepcional del revestimiento resultante por la repetición de las etapas de inmersión/disolución eliminación/irradiación hasta cinco veces. Se prefieren de dos a cuatro repeticiones.

Capas de unión

Se ha encontrado que a menudo es deseable incorporar una capa "de unión" como un revestimiento entre la superficie polimérica externa y el núcleo de la guía para realzar la adherencia total de la superficie polimérica externa al núcleo. Desde luego, estos materiales deben ser capaces de tolerar los diversos disolventes, limpiadores, procedimientos de esterilización, etc. en los que se colocan la guía y sus componentes durante otras etapas de producción.

La elección de materiales para tales capas de unión se determina por su funcionalidad. Específicamente, los materiales se escogen por su afinidad o tenacidad con el revestimiento lubricoso o hidrófilo polimérico externo. Claramente, el material de la capa de unión debe ser flexible y fuerte. Las capas de unión pueden colocarse en el núcleo de la guía de muchas maneras. El material polimérico puede ser moldeable por inyección y hacerse en un tubo retráctil para montarse en la guía por medio de calor. Puede colocarse en el núcleo de la guía por inmersión, pulverización, recubrimiento por contracción de tubo polimérico u otro procedimiento. Un procedimiento bastante deseable implica la colocación de un tubo polimérico de un polímero fusible, por ejemplo, poliuretano, sobre el núcleo de la guía que, a su vez, se cubre con un tubo termorretráctil tal como polietileno. El tubo externo se contrae y el tubo interior se funde con el núcleo de la guía para formar una capa de unión. La capa de unión es preferiblemente de 0,01 mm a 0,076 mm (de 0,0004 pulgadas a 0,003 pulgadas) de espesor. La temperatura de fusión del polímero de la capa de unión se escoge deseablemente de manera apropiada para fundirse a la temperatura de contracción por calor del tubo externo. El tubo retráctil externo después simplemente se pela, dejando la capa de unión expuesta para el tratamiento con el revestimiento lubricoso.

Se ha encontrado que varios NYLON, polietileno, poliestireno, poliuretano y tereftalato de polietileno (PET) hacen capas de unión excelentes. Se prefieren poliuretano (Shore 80A-55D) y PET. Se prefiere más el poliuretano. Es también deseable usar un número de secciones de poliuretano que tengan diferentes durezas. Por ejemplo, la sección distal puede tener una capa de unión de poliuretano Shore 80A; el eje inmediato podría ser poliuretano Shore D55. Estos materiales pueden formularse o mezclarse para incluir materiales radioopacos tales como sulfato de bario, trióxido de bismuto, carbonato de bismuto, tungsteno, tántalo o similares.

Como se observa arriba, otra manera de aplicar una capa de unión es mediante contracción por calor del tubo en la guía. El núcleo de la guía simplemente se inserta en un tubo de tamaño adecuado. Se corta la longitud del tubo y se calienta hasta que es de un tamaño suficientemente pequeño. La capa de unión de tubo resultante es deseablemente de entre aproximadamente 0,0127 y 0,381 mm (0,0005 y 0,015 pulgadas) de espesor. Las capas más delgadas típicamente se producen a partir de poliuretano o PET. La capa de polímero lubricoso se coloca después sobre la superficie externa del tubo retráctil.

Otro procedimiento para preparar o pretratar guías antes de recibir un revestimiento subsecuente de un polímero, preferiblemente un polímero que es lubricoso, biocompatible e hidrófilo, es vía el uso de una corriente de plasma para depositar un residuo de fluorocarburo o hidrocarburo. El procedimiento se describe como sigue: el núcleo de la guía se coloca en una cámara de plasma y se limpia con un grabado al ácido de plasma de oxígeno. El núcleo de la guía después se expone a un plasma de hidrocarburo para depositar una capa de unión polimerizada por plasma sobre el núcleo de la guía para completar el pretratamiento. El plasma de hidrocarburo puede comprender alcanos de bajo peso molecular (o gaseosos) tales como metano, etano, propano, isobutano, butano o similares; o alquenos de bajo peso molecular tales como eteno, propeno, isobuteno, buteno o similares; o fluorocarburos gaseosos tales como tetrafluorometano, triclorofluorometano, diclorodifluorometano, trifluoroclorometano, tetrafluoroetileno, triclorofluoroetileno, diclorodifluoroetileno, trifluorocloroetileno y otros tales materiales. También son aceptables las mezclas de estos materiales. La capa de unión al parecer proporciona enlaces C-C para su enlace covalente subsecuente al revestimiento polimérico hidrófilo externo. Los caudales preferidos para el hidrocarburo en la cámara de plasma están en el intervalo de 500 cm^{3}/min a 2000 cm^{3}/min y el tiempo de residencia de la guía en la cámara está en el intervalo de 1-20 minutos, dependiendo del hidrocarburo escogido y los parámetros de operación de la cámara de plasma. Los ajustes de potencia para la cámara de plasma están preferiblemente en el intervalo de 200 W a 1500 W.

Se dispone una capa de unión de residuo de hidrocarburo producido por plasma que tiene un espesor en el orden de 10 \mum de grosor entre el núcleo y el revestimiento. Este procedimiento produce típicamente capas de residuo de hidrocarburo de menos de aproximadamente 1000 \mum de grosor, y más típicamente de menos de aproximadamente 100 \mum. La capa de unión une eficazmente la capa externa al núcleo de la guía añadiendo un grosor adicional muy pequeño a la guía. Las guías hechas de acuerdo con esta invención, por lo tanto, evitan los problemas de tamaño y maniobrabilidad de las guías de la técnica anterior.

La guía pretratada puede recubrirse con un polímero usando un procedimiento como el descrito anteriormente. Por ejemplo, la guía pretratada se puede someter a inmersión en una solución de un sistema polimérico hidrófilo fotoactivo, es decir, un grupo aglomerante latentemente fotoreactivo enlazado covalentemente a un polímero hidrófilo. Después del secado, la guía revestida se cura exponiéndose a luz UV. La luz UV activa el grupo latentemente reactivo en el sistema polimérico fotoactivo para formar enlaces covalentes con enlaces C-C entrecruzados en la capa de unión de residuo de hidrocarburo. Las etapas de inmersión y curación se repiten preferiblemente bastante a menudo, típicamente dos veces, hasta alcanzar el espesor apropiado de la capa de revestimiento hidrófila.

Una variación altamente preferida de la invención implica una guía con núcleo metálico, preferiblemente de 0,254 a 0,635 mm (de 0,010'' a 0,025'') de diámetro de acero inoxidable o nitinol. La superficie exterior de la guía es un revestimiento biocompatible de una mezcla de poliacrilamida/polivinilpirrolidona unida a un agente de unión fotoactivo.

El sistema polimérico hidrófilo fotoactivo de esta realización preferida es una mezcla de una poliacrilamida y polivinilpirrolidona y proporciona durabilidad tanto a la lubricidad como la unión. Las proporciones exactas de las dos pueden variarse para satisfacer la aplicación. Como una alternativa, sin embargo, el revestimiento biocompatible hidrófilo puede ser poliacrilamida sola, polivinilpirrolidona sola, óxido de polietileno, o cualquier revestimiento adecuado conocido en la técnica. También, puede depositarse un revestimiento de heparina, albúmina u otras proteínas sobre el revestimiento hidrófilo de una manera conocida en la técnica para proporcionar propiedades de biocompatibilidad adicionales.

La guía u otro dispositivo pueden limpiarse usando un grabado al ácido de plasma de argón en lugar del grabado al ácido de plasma de oxígeno. El espesor de la capa de unión polimerizada por plasma también puede variar sin alejarse del alcance de esta invención.

Aunque se han descrito realizaciones preferidas de la presente invención, debería entenderse que pueden hacerse varios cambios, adaptaciones y modificaciones en la misma sin alejarse del alcance de las reivindicaciones que siguen.

Claims (5)

1. Una guía (160, 170, 190) para dirigir un catéter dentro de un lumen corporal, que comprende un núcleo de alambre alargado, flexible y metálico que tiene al menos una sección distal de aleación superelástica más distal (164, 174, 192) y una sección más inmediata, tubular y metálica, (162; 172, 178; 196, 194), caracterizada porque al menos la parte distal de la sección más inmediata (162; 172, 178; 196, 194) incluye una extensión cónica de la sección distal de aleación superelástica más distal (164, 174, 192) dentro de la sección más inmediata tubular (162; 172, 178; 196, 194).

2. La guía (160, 170, 190) de la reivindicación 1, en la que la sección más inmediata (162; 172, 178; 196, 194) está estampada a la extensión de la sección distal de aleación superelástica más distal (164, 174, 192).

3. La guía (160, 170, 190) de la reivindicación 1, en la que la sección más inmediata (162; 172, 178; 196, 194) se une a la extensión de la sección distal de aleación superelástica más distal (164, 174, 192) arrastrando al menos la parte distal de la sección más inmediata (162; 172, 178; 196, 194) a través de una boquilla.

4. La guía de la reivindicación 1, en la que la sección más inmediata (162; 172, 178; 196, 194) es un miembro tubular metálico que tiene al menos una pieza inserta metálica en el mismo.

5. La guía (190) de la reivindicación 1, en la que la sección más inmediata (162; 172, 178; 196, 194) (194) es un miembro tubular metálico (194) que tiene al menos algún material polimérico (198) en el mismo.