ES2643173T3

ES2643173T3 - Compuesto polimérico de alta resistencia multicapa duradero adecuado para implantes y artículos producidos a partir del mismo

Info

Publication number: ES2643173T3
Application number: ES12727514.7T
Authority: ES
Inventors: William C. Bruchman; Cody L. Hartman
Original assignee: WL Gore and Associates Inc
Current assignee: WL Gore and Associates Inc
Priority date: 2011-06-01
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2017-11-21
Anticipated expiration: 2032-06-01
Also published as: HK1246143A1; CA2966238A1; US8945212B2; EP2713954B1; WO2012167131A1; US10022219B2; BR112013030992B1; CN105999422A; KR20190018734A; US10653518B2; US20150135537A1; KR101999508B1; RU2013157353A; AU2012261921A1; EP2713954A1; CA2837098A1; BR112013030992A2; US20130166021A1; JP5785326B2; CA2966238C

Description

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Compuesto polimerico de alta resistencia multicapa duradero adecuado para implantes y artfculos producidos a partir del mismo

Referencia cruzada a solicitudes relacionadas

Esta solicitud es una solicitud de continuacion en parte de la solicitud de patente de los Estados Unidos en tramite con numero de serie 13/078.774 presentada el 1 de abril de 2011, y tambien reivindica prioridad de la solicitud provisional con numero de serie 61/492.324 presentada el 1 de junio de 2011.

Antecedentes

Campo

Esta descripcion se refiere a materiales utilizados en implantes medicos. Mas en concreto, la descripcion se refiere a un material biocompatible adecuado para su uso en aplicaciones de flexion de alto ciclo que incluyen valvulas cardfacas artificiales.

Antecedentes

Las valvulas cardfacas artificiales deben durar de preferencia al menos diez anos in vivo. Para durar ese tiempo, las valvulas cardfacas artificiales deben demostrar una durabilidad suficiente de al menos cuatrocientos millones de ciclos o mas. Las valvulas, y mas en concreto las valvas de valvula cardiaca, deben resistir degradacion estructural que incluya formacion de agujeros, desgarros y similares, asf como consecuencias biologicas adversas que incluyan calcificacion y trombosis.

Fluoropolfmeros, tales como formas expandidas y no expandidas de politetrafluoretileno (PTFE), PTFE modificado y copolfmeros de PTFE, ofrecen una serie de propiedades deseables, que incluyen una excelente inercia y una biocompatibilidad superior, y por tanto hacen que estos materiales sean candidatos ideales. Se han utilizado PTFE y PTFE expandido (ePTFE) para crear valvas de valvula cardiaca. Sin embargo, se ha demostrado que el PTFE se hace mas rfgido con la flexion repetida, lo que puede derivar en un rendimiento de flujo inaceptable. Tambien se han observado fallos debido a la formacion de agujeros y desgarros en el material. Anteriormente, se han empleado varios materiales polimericos para valvas de valvula cardiaca protesica. El fallo de estas valvas debido a la rigidez y a la formacion de agujeros se produjo durante los dos anos del implante. Los esfuerzos para mejorar la durabilidad de las valvas mediante el espesamiento de las valvas dieron como resultado un rendimiento hemodinamico inaceptable de las valvulas, es decir, la cafda de presion a traves de la valvula abierta era demasiado alta.

De esta manera, sigue siendo deseable proporcionar un diseno de valvula cardiaca artificial biocompatible que dure al menos diez anos in vivo demostrando una durabilidad suficiente durante al menos aproximadamente cuatrocientos millones de ciclos de flexion o mas.

La patente US 6.776.604 (Chobotov et al.) describe metodos y dispositivos para moldear una configuracion deseada como una seccion de injerto endovascular hecha de una pluralidad de capas de material fusible.

La publicacion de solicitud de patente EP 0773971 (Kranzler et al.) describe un material laminado de PTFE poroso de alta resistencia que tiene una alta resistencia en todas las direcciones dentro del plano del material laminado.

El documento WO 2012/135.603 (Bruchman et al.) describe un compuesto polimerico duradero de alta resistencia adecuado para implantacion, y artfculos producidos a partir del compuesto. Este documento esta comprendido en el artfculo 54 (3) del EPC.

Breve descripcion

La invencion se define en la reivindicacion 1 adjunta. De acuerdo con un aspecto, se proporciona un artfculo implantable de acuerdo con las reivindicaciones adjuntas para regular la direccion de circulacion sangufnea en un paciente humano. Tal artfculo puede incluir, aunque no esta limitado a, una valvula cardiaca o una valvula venosa.

En una realizacion, el material compuesto comprende menos de aproximadamente 80 % en peso de fluoropolfmero.

En otras realizaciones ejemplares, el artfculo implantable incluye una estructura de soporte; apoyandose la valva sobre la estructura de soporte. La valva puede mantener un rendimiento sustancialmente inalterado despues de la activacion de la valva al menos 40 millones de ciclos.

El artfculo implantable puede incluir tambien un elemento amortiguador situado entre al menos una parte de la estructura de soporte y al menos una parte de la valva, en el que el elemento amortiguador esta formado a partir de una pluralidad de capas de fluoropolfmero y tiene una relacion de espesor de valva (pm) a numero de capas de fluoropolfmero inferior a aproximadamente 5. La valva mantiene un rendimiento sustancialmente inalterado despues de la activacion de la valva al menos 40 millones de ciclos.

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En realizaciones ejemplares, el artfculo implantable puede incluir una valva polimerica con un espesor inferior a aproximadamente 100 pm.

En otra realizacion, el artfculo implantable puede incluir una estructura de soporte generalmente anular que tiene un primer extremo y un segundo extremo opuesto. El primer extremo de la estructura de soporte tiene un poste que se extiende longitudinalmente. Una lamina de material de valva se extiende a lo largo de una periferia externa de la estructura de soporte y forma unas valvas primera y segunda que se extienden a lo largo de lados opuestos del poste. Un elemento amortiguador esta acoplado al poste y proporciona amortiguacion entre el poste y las valvas para minimizar la tension y el desgaste de las valvas cuando las valvas efectuan ciclos entre posiciones abiertas y cerradas.

Breve descripcion de los dibujos

Los dibujos adjuntos se incluyen para proporcionar una mejor comprension de la invencion y se incorporan y constituyen una parte de esta memoria descriptiva, ilustran realizaciones ejemplares de la invencion y junto con la descripcion sirven para explicar los principios de la invencion.

Las figuras 1A, 1B, 1C y 1D son vistas en alzado frontal, lateral y superior, y una vista en perspectiva, respectivamente, de una herramienta para formar una valva de valvula cardiaca, de acuerdo con una realizacion;

La figura 2A es una vista en perspectiva de una almohadilla de amortiguacion que se estira sobre una herramienta de valva, de acuerdo con una realizacion;

La figura 2B es una vista en perspectiva de una capa separable que se estira sobre la herramienta de valva cubierta por la almohadilla de amortiguacion en figura 2A, de acuerdo con una realizacion;

Las figuras 3A, 3B y 3C son vistas en alzado superior, lateral y frontal que ilustran una etapa de la formacion de una valva de valvula, en la que la herramienta de valva cubierta por la almohadilla de amortiguacion y la capa separable (mostradas en las figuras 2A y 2B, respectivamente) se coloca sobre un material compuesto para cortar y despues montar, de acuerdo con una realizacion;

La figura 4 es una vista en alzado superior de un conjunto de tres valvas antes de cortar el exceso de material de valva, de acuerdo con una realizacion;

La figura 5A es una vista en perspectiva del conjunto de tres valvas y de una herramienta de base, de acuerdo con una realizacion;

La figura 5B es una vista en perspectiva del conjunto de tres valvas y de una herramienta de base alineado y montado para formar un conjunto de herramientas de base, de acuerdo con una realizacion;

La figura 6A es una vista plana aplastada de un armazon de estent o estructura de soporte, de acuerdo con una realizacion;

La figura 6B es una vista plana aplastada de la estructura de soporte cubierta con un revestimiento de polfmero, de acuerdo con una realizacion;

Las figuras 7A, 7B y 7C son imagenes de micrograffa por barrido electronico de membranas de fluoropolfmero expandido utilizadas para formar las valvas de valvula, de acuerdo con una realizacion;

La figura 8 es una vista en perspectiva de un conjunto de valvula, de acuerdo con una realizacion;

Las figuras 9A y 9B son vistas en alzado superior del conjunto de valvula cardiaca de la figura 8 mostradas a modo de ilustracion en posiciones cerrada y abierta, respectivamente, de acuerdo con una realizacion;

La figura 10 es un grafico de salidas medidas de un sistema duplicador de pulso de flujo cardfaco utilizado para medir el rendimiento de los conjuntos de valvula;

Las figuras 11A y 11B son un grafico y una tabla de datos de salidas medidas de un probador de fatiga de alta potencia usado para medir el funcionamiento de los conjuntos de valvula;

Las figuras 12A y 12B son graficos de salidas medidas del sistema duplicador de pulso de flujo cardiaco tomadas mientras se prueban conjuntos de valvula de acuerdo con una realizacion en cero ciclos y despues de aproximadamente 207 millones de ciclos, respectivamente;

Las figuras 13A y 13B son graficos de salidas medidas del sistema duplicador de pulso de flujo cardiaco tomadas mientras se prueban conjuntos de valvula de acuerdo con realizaciones en aproximadamente 79 millones de ciclos y despues de aproximadamente 198 millones de ciclos, respectivamente;

La figura 14 es una vista en perspectiva de un mandril para fabricar un conjunto de valvula cardiaca, de acuerdo con una realizacion;

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La figura 15 es una vista en perspectiva de un armazon de valvula para una valvula cardiaca, de acuerdo con una realizacion;

La figura 16 es una vista en perspectiva del armazon de valvula de la figura 15 encajado junto con el mandril de la figura 14, de acuerdo con una realizacion;

La figura 17 es una vista en perspectiva de una valvula moldeada, de acuerdo con una realizacion;

La figura 18 es una vista en perspectiva de una valvula moldeada, que muestra un elemento de fijacion para reforzar una union entre valvas de valvula adyacentes y un poste de un armazon de valvula, de acuerdo con una realizacion;

La figura 19 es una vista en perspectiva de un armazon de valvula, de acuerdo con una realizacion;

La figura 20 es una vista en perspectiva del armazon de valvula de la figura 19 con postes que estan envueltos con almohadilla, de acuerdo con una realizacion;

La figura 21 es una vista en perspectiva de un mandril formado mediante estereolitograffa, de acuerdo con una realizacion;

La figura 22 es una vista en perspectiva del armazon de valvula envuelto con almohadilla de la figura 20 montado sobre el mandril de la figura 21, de acuerdo con una realizacion;

La figura 23 es una vista en perspectiva de una valvula que tiene valvas de valvula acopladas y apoyadas sobre el armazon de valvula envuelto con almohadilla de la figura 20, de acuerdo con una realizacion;

La figura 24 es una vista en perspectiva de un armazon de estent o estructura de soporte no plegable, de acuerdo con una realizacion;

La figura 25 es una vista en perspectiva de un armazon de estent laminado, de acuerdo con una realizacion;

La figura 26A es una vista en perspectiva del conjunto de tres valvas, la herramienta de base, el armazon de estent encapsulado dentro de un alivio de tension y anillo de sutura compuestos, de acuerdo con una realizacion;

La figura 26B es una vista en perspectiva de un conjunto de tres valvas, de acuerdo con una realizacion;

La figura 27 es una vista en perspectiva de una valvula, de acuerdo con una realizacion;

La figura 28 es una vista en perspectiva de una valvula y un accesorio, de acuerdo con una realizacion;

La figura 29 es una vista en perspectiva de una valvula, un accesorio y una prensa, de acuerdo con una realizacion;

La figura 30 es una vista en perspectiva de una valvula completa, de acuerdo con una realizacion;

La figura 31 es una vista en perspectiva de un armazon de estent o estructura de soporte no plegable de la figura 24

con un elemento amortiguador que cubre un perfmetro de la estructura, de acuerdo con una realizacion;

La figura 32 es una vista en perspectiva de una valvula completa que tiene valvas acopladas y apoyadas sobre un armazon o estructura de soporte con un elemento amortiguador que cubre un perfmetro de la estructura de soporte, un alivio de tension y una brida de sutura, de acuerdo con una realizacion;

La figura 33A es una vista en perspectiva de un armazon de estent o estructura de soporte plegable de la figura 6A con un elemento amortiguador que cubre las regiones de la estructura a las que estan fijadas las valvas, de acuerdo con una realizacion;

La figura 33B es una vista plana aplastada de la estructura de soporte de la figura 6A con un revestimiento de polfmero que encapsula los elementos amortiguadores, de acuerdo con una realizacion;

La figura 34 es una vista en perspectiva del armazon de estent y de elementos amortiguadores plegables de las figuras 33A y 33B con material de valva envuelto como un cilindro por el exterior del armazon con tres hendiduras axiales, de acuerdo con una realizacion;

La figura 35 es una vista en perspectiva de la figura 34 con tres lenguetas de material de valva introducidas en el armazon de estent a traves de aberturas individuales, de acuerdo con una realizacion;

La figura 36 es una vista en perspectiva de una valvula completa que tiene valvas acopladas en y apoyadas sobre un armazon plegable con un elemento amortiguador en puntos de fijacion de valva de estructura y un alivio de tension, de acuerdo con una realizacion;

La figura 37 es un grafico del espesor de valva y del numero de capas para un unico material compuesto, de acuerdo con realizaciones;

La figura 38 es un grafico que compara el espesor de valva y el numero de capas para dos materiales compuestos diferentes, de acuerdo con realizaciones;

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La figura 39 es un grafico de muestra del espesor de valva y el numero de capas con limites definidos para un rendimiento hidrodinamico, un numero mfnimo de capas, una resistencia minima, un espesor compuesto maximo y un porcentaje maximo de fluoropolimero, de acuerdo con realizaciones;

La figura 40 es un grafico del espesor de valva y el numero de capas con limites definidos para un rendimiento hidrodinamico, un numero mfnimo de capas, una resistencia minima, un espesor compuesto maximo y un porcentaje maximo de fluoropolimero para las configuraciones de valva de los ejemplos 1, 2, 3, A, B, 4A, 4B, 4C, 5, 6, 7 y 8, de acuerdo con realizaciones;

La figura 41A es un grafico del espesor de valva y el numero de capas que representan tendencias generales de durabilidad mejorada observadas durante una prueba de desgaste acelerado;

La figura 41B es un grafico del espesor de valva y del numero de capas que representa tendencias generales de durabilidad reducida observadas durante una prueba de desgaste acelerado;

La figura 42 es un grafico de datos de rendimiento hidrodinamico (EOA y fraccion regurgitante) que compara dos valvulas, de acuerdo con realizaciones;

La figura 43 es la Tabla 4, que es una tabla de datos de rendimiento para valvulas ejemplares, de acuerdo con realizaciones; y

La figura 44 es la Tabla 6, que es una tabla de datos de rendimiento, por ejemplo, valvulas, de acuerdo con realizaciones.

Descripcion detallada de las realizaciones ilustradas

Las definiciones para algunos terminos usados en el presente documento se proporcionan mas adelante en el Apendice.

Las realizaciones presentadas en el presente documento se refieren a una necesidad persistente de un material que cumpla los requisitos de durabilidad y biocompatibilidad de aplicaciones de implantes de flexion de alto ciclo, tales como valvas de valvula cardiaca. Se ha observado que las valvas de valvula cardiaca formadas a partir de materiales de fluoropolimero poroso o, mas en concreto, de ePTFE que no contiene elastomero, experimentan rigidez en pruebas de flexion de alto ciclo y en implantacion en animales.

En una realizacion, descrita con mas detalle a continuacion, la durabilidad de flexion de valvas de valvula cardiaca de fluoropolimero poroso aumenta significativamente al anadir un porcentaje relativamente alto de elastomero de resistencia relativamente baja a los poros. Opcionalmente, pueden anadirse capas adicionales del elastomero entre las capas compuestas. Sorprendentemente, en realizaciones en las que se embebieron membranas de fluoropolimero poroso con elastomero, la presencia del elastomero aumento el espesor total de la valva, el espesor incrementado resultante de los elementos de fluoropolimero debido a la adicion del elastomero no dificulto o disminuyo la durabilidad de flexion. Ademas, despues de alcanzar un porcentaje mfnimo en peso de elastomero, se encontro que elementos de fluoropolimero en general funcionaron mejor con porcentajes cada vez mayores de elastomero dando como resultado vidas utiles significativamente superiores a 40 millones de ciclos in vitro, y no mostraron signos de calcificacion en determinadas condiciones de laboratorio controladas.

Un material de acuerdo con la invencion incluye un material compuesto que comprende una membrana de fluoropolimero expandido y un material elastomerico. Se puede apreciar facilmente que se pueden combinar multiples tipos de membranas de fluoropolimero y multiples tipos de materiales elastomericos aunque dentro del espfritu de las presentes realizaciones. Tambien se puede apreciar facilmente que el material elastomerico puede incluir multiples elastomeros, multiples tipos de componentes no elastomericos, tales como rellenos inorganicos, agentes terapeuticos, marcadores radiopacos y similares, aunque dentro del espfritu de las presentes realizaciones.

En una realizacion, el material compuesto incluye un material de fluoropolimero expandido hecho de membrana de ePTFE poroso, por ejemplo, como se describe en general en la patente US 7.306.729.

El fluoropolimero expandible, utilizado para formar el material de fluoropolimero expandido descrito, puede comprender homopolfmero de PTFE. En realizaciones alternativas, se pueden usar mezclas de PTFE, PTFE modificado expandible y/o copolfmeros expandidos de PTFE. Ejemplos no limitativos de materiales de fluoropolimero adecuados se describen, por ejemplo, en la patente US 5.708.044, de Branca, la patente US 6.541.589, de Baillie, la patente US 7.531.611 de Sabol et al., la solicitud de patente US 11/906.877, de Ford y la solicitud de patente Us 12/410.050, de Xu et al.

El fluoropolimero expandido de las presentes realizaciones puede comprender cualquier microestructura adecuada para conseguir el rendimiento de valva deseado. En una realizacion, el fluoropolimero expandido puede comprender una microestructura de nodos interconectados por fibrillas, tal como se describe en la patente US 3.953.566 de Gore. En una realizacion, la microestructura de una membrana de fluoropolimero expandido comprende nodos interconectados por fibrillas, como se muestra en la imagen de micrograffa por barrido electronico de la figura 7A. Las fibrillas se extienden desde los nodos en una pluralidad de direcciones y la membrana tiene una estructura generalmente homogenea. Las membranas que tienen esta microestructura pueden presentar normalmente una

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relacion de resistencia a la traccion de matriz en dos direcciones ortogonales de menos de 2, y posiblemente de menos de 1,5.

En otra realizacion, el fluoropolfmero expandido puede tener una microestructura sustancialmente solo de fibrillas, tal como, por ejemplo, la representada en las figuras 7B y 7C, como se ensena generalmente en la patente US 7.306.729, de Bacino. La figura 7C es una ampliacion mas grande de la membrana de fluoropolfmero expandido mostrada en la figura 7B, y muestra mas claramente la microestructura homogenea que tiene sustancialmente solo fibrillas. La membrana de fluoropolfmero expandido que tiene sustancialmente solo fibrillas, como se representa en las figuras 7B y 7C, puede poseer una superficie grande, tal como mayor de 20 m2/g, o mayor de 25 m2/g, y en algunas realizaciones puede proporcionar un material de resistencia altamente equilibrada que tiene un producto de resistencias a la traccion de matriz en dos direcciones ortogonales de al menos 1,5 x 105 MPa2 , y/o una relacion de resistencias a la traccion de matriz en dos direcciones ortogonales inferior a 2, y posiblemente inferior a 1,5.

El fluoropolfmero expandido de las presentes realizaciones puede adaptarse para que tenga cualquier espesor y masa adecuados para conseguir el rendimiento de valva deseado. En algunos casos, puede ser deseable utilizar una membrana de fluoropolfmero expandido muy delgada que tenga un espesor inferior a 1,0 pm. En otras realizaciones, puede ser deseable utilizar una membrana de fluoropolfmero expandido que tenga un espesor superior a 0,1 pm e inferior a 20 pm. Las membranas de fluoropolfmero expandido pueden poseer una masa especffica inferior a aproximadamente 1 g/m2 y superior a aproximadamente 50 g/m2.

Las membranas de acuerdo con las realizaciones pueden tener resistencias a la traccion de matriz comprendidas entre aproximadamente 50 MPa y aproximadamente 400 MPa o mayores, en base a una densidad de aproximadamente 2,2 g/cm3 para PTFE.

Se pueden incorporar otros materiales en los poros o dentro del material de las membranas o entre las capas de las membranas para mejorar las propiedades deseadas de la valva. Los compuestos de acuerdo con una realizacion pueden incluir membranas de fluoropolfmero con espesores que oscilan entre aproximadamente 500 pm y menos de 0,3 pm.

La membrana de fluoropolfmero expandido combinado con elastomero proporciona los elementos de las presentes realizaciones con las caracterfsticas de rendimiento requeridas para su uso en aplicaciones de implantes de flexion de alto ciclo, tales como valvas de valvula cardiaca, en al menos varios modos significativos. Por ejemplo, la adicion del elastomero mejora la resistencia a la fatiga de la valva eliminando o reduciendo la rigidez observada con materiales solo de ePTFE. Ademas, reduce la probabilidad de que el material sea sometido a una deformacion estable permanente, tal como arrugas o pliegues, que podrfa derivar en un rendimiento perjudicado. En una realizacion, el elastomero ocupa sustancialmente todo el volumen o espacio de poro dentro de la estructura porosa de la membrana de fluoropolfmero expandido. De acuerdo con la invencion, el elastomero esta presente sustancialmente en todos los poros de la al menos una capa de fluoropolfmero. El hecho de que el elastomero llene sustancialmente el volumen de poro o este presente sustancialmente en todos los poros reduce el espacio en el que se pueden incorporar de manera no deseada materiales extranos en el compuesto. Un ejemplo de tal material extrano es el calcio. Si se incorpora calcio al material compuesto, como se utiliza en una valva de valvula cardiaca, por ejemplo, puede producirse dano mecanico durante el ciclo, lo cual deriva en la formacion de agujeros en la valva y la degradacion hemodinamica.

En una realizacion, el elastomero que se combina con el ePTFE es un copolfmero termoplastico de tetrafluoroetileno (TFE) y eter perfluorometilvinflico (PMVE), tal como se describe en la patente US 7.462.675. Como se ha comentado anteriormente, el elastomero se combina con la membrana de fluoropolfmero expandido de manera que el elastomero ocupa sustancialmente todo el espacio vacfo o poros dentro de la membrana de fluoropolfmero expandido. Este llenado de los poros de la membrana de fluoropolfmero expandido con elastomero puede realizarse usando varios metodos. En una realizacion, un metodo para llenar los poros de la membrana de fluoropolfmero expandido incluye las etapas de disolver el elastomero en un disolvente adecuado para crear una solucion con una viscosidad y tension superficial que sea adecuada para fluir total o parcialmente a los poros de la membrana de fluoropolfmero expandido y permitir que el disolvente se evapore, olvidandose del relleno.

En otra realizacion, un metodo para llenar los poros de la membrana de fluoropolfmero expandido incluye las etapas de suministrar la carga mediante una dispersion para llenar parcial o totalmente los poros de la membrana de fluoropolfmero expandido;

En otra realizacion, un metodo para llenar los poros de la membrana de fluoropolfmero expandido incluye las etapas de poner en contacto la membrana de fluoropolfmero expandido poroso con una lamina del elastomero en condiciones de calor y/o presion que permiten que el elastomero fluya hacia los poros de la membrana de fluoropolfmero expandido.

En otra realizacion, un metodo para llenar los poros de la membrana de fluoropolfmero expandido incluye las etapas de polimerizar el elastomero dentro de los poros de la membrana de fluoropolfmero expandido llenando primero los poros con un prepolfmero del elastomero y despues curando al menos parcialmente el elastomero.

Despues de alcanzar un porcentaje mfnimo en peso de elastomero, las valvas construidas a partir de materiales de fluoropolfmero o ePTFE generalmente mejoraron su rendimiento, dando como resultado porcentajes cada vez

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mayores de elastomero vidas utiles significativamente mayores. En una realizacion, el elastomero combinado con el ePTFE es un copolfmero termoplastico de tetrafluoroetileno y eter perfluorometilvinflico, tal como se describe en la patente US 7.462.675, y en otras referencias que serfan conocidas por los expertos en la tecnica. Por ejemplo, en otra realizacion mostrada en el Ejemplo 1, se formo una valva a partir de un compuesto de 53 % en peso de elastomero a ePTFE y se sometio a pruebas de ciclo. Se observo rigidez a aproximadamente los 200 millones de ciclos de prueba, aunque solo con un efecto modesto en hidrodinamica. Cuando el porcentaje en peso de elastomero se elevo hasta aproximadamente el 83 % en peso, como en la realizacion del Ejemplo 2, no se observaron cambios de rigidez o cambios negativos en la hidrodinamica a aproximadamente 200 millones de ciclos. Por el contrario, con valvas no compuestas, es decir, todo el ePTFE sin elastomero, como en el Ejemplo Comparativo B, fue evidente una rigidez extrema a los 40 millones de ciclos de prueba. Como se demuestra con estos ejemplos, la durabilidad de elementos fluoropolfmeros porosos puede aumentarse significativamente anadiendo un porcentaje relativamente alto de elastomero de resistencia relativamente menor a los poros de los elementos fluoropolfmeros. La alta resistencia del material de las membranas de fluoropolfmero tambien permite que configuraciones especfficas sean muy delgadas.

Otros polfmeros biocompatibles que pueden ser adecuados para su uso en realizaciones pueden incluir, aunque no estar limitados a, los grupos de uretanos, siliconas (organopolisiloxanos), copolfmeros de silicio-uretano, copolfmeros de estireno/isobutileno, poliisobutileno, polietileno-co-poli(vinil acetato), copolfmeros de poliester, copolfmeros de nylon, polfmeros y copolfmeros de hidrocarburos fluorados o mezclas de cada uno de los anteriores.

Las valvas construidas a partir de un material compuesto que comprende menos de aproximadamente 55 % en peso de fluoropolfmero se pueden montar en varias configuraciones basadas en el espesor deseado de laminado o valva y en el numero de capas de compuesto. El espesor del compuesto esta directamente relacionado con el porcentaje en peso de fluoropolfmero y el espesor de membrana. El uso de un intervalo de espesor de membrana de entre aproximadamente 300 nm y mas de 3.556 nm y un rango de porcentaje en peso de fluoropolfmero de, por ejemplo, entre 10 y 55 permitio la formacion de espesores compuestos que oscilaban entre 0,32 pm y mas de 13 pm.

La relacion entre el espesor de valva y el numero de capas compuestas se muestra a modo de ilustracion en un grafico en la figura 37, en el que se muestran dos configuraciones de valva, indicadas como A y B. En una realizacion, estas configuraciones A y B pueden construirse a partir de un unico compuesto. En otra realizacion, puede haber una relacion generalmente lineal entre el espesor de valva y el numero de capas, donde Y = mX; en la que Y = espesor de valva, m = pendiente, y X = numero de capas. La pendiente (m) o relacion entre espesor de valva y numero de capas es igual al espesor de compuesto. Por tanto, duplicar el numero de capas de 20 a 40 para configuraciones A y B, por ejemplo, tiene el resultado de duplicar el espesor de 40 pm a 80 pm. Debe apreciarse que la pendiente de la lfnea o incluso la forma del grafico de espesor de valva frente al numero de capas compuestas puede variar dependiendo de la cantidad de elastomero entre las capas y la uniformidad de las capas.

Cuando se reduce el porcentaje en peso de fluoropolfmero para la misma membrana, se aumenta el espesor del compuesto. Como se muestra en la figura 38, este aumento de espesor del compuesto se indica con la pendiente aumentada de la lfnea de puntos con respecto a la lfnea continua de la realizacion anterior. En la realizacion ilustrada mediante la lfnea de puntos, una reduccion del porcentaje en peso de fluoropolfmero para la misma membrana de aproximadamente la mitad da como resultado aproximadamente un aumento de espesor del compuesto de aproximadamente dos, lo que se refleja en la pendiente aumentada de la lfnea de puntos. Por tanto, una valva, como se representa en la configuracion C de la figura 38, puede tener el mismo numero de capas que la configuracion A o el mismo espesor de valva que la configuracion B variando el porcentaje en peso de fluoropolfmero.

Al determinarse que configuraciones de porcentaje en peso de fluoropolfmero, espesor de compuesto y numero de capas influyeron tanto en la hidrodinamica como en la durabilidad de rendimiento, se observaron lfmites, como se muestra mejor en el grafico de la figura 39. Hay cinco lfmites que generalmente definen configuraciones de valva adecuadas que se han observado hasta ahora. El primer lfmite esta definido por un rendimiento hidrodinamico aceptable establecido por el documento gufa ISO para implantes cardiovasculares (5840:2005) que define lfmites de EOA y una fraccion regurgitante para un tamano de valvula dado. Normalmente, valvas con un espesor mayor de 100 pm formadas a partir de estos compuestos funcionan cerca de estos lfmites de aceptabilidad. El segundo lfmite es un numero mfnimo de capas (10) como se observa por fallos de durabilidad ilustrados adicionalmente en los ejemplos proporcionados. De forma similar, el tercer lfmite es una relacion maxima entre el espesor de valva y el numero de capas o espesor de compuesto de 5 pm. Generalmente, un menor numero de capas construidas a partir de compuestos espesos rinden poco si se comparara con un mayor numero de capas del mismo porcentaje en peso de fluoropolfmero y espesor de valva. El cuarto lfmite esta definido por el numero mfnimo de capas de un compuesto dado que esta determinado por la resistencia requerida para resistir la fluencia de fluoropolfmero durante la carga hidrodinamica de la valva cuando la valvula esta cerrada durante el ciclo cardiaco. La resistencia del laminado se mide mediante una prueba de rotura de boveda, en la que normalmente se requiere una presion de rotura de al menos 207 KPa para asegurar que las valvas conserven su forma y funcion. El quinto lfmite esta definido por el porcentaje maximo en peso de fluoropolfmero (55 %) necesario para aumentar significativamente la durabilidad cfclica. En la figura 40, se muestra un grafico que ilustra estos lfmites con las configuraciones de valva de todos los ejemplos proporcionados para ilustrar mejor estos hallazgos.

El numero maximo de capas de un compuesto dado se puede determinar por el espesor deseado de valva. Se ha observado que a medida que aumenta el espesor de valva, el comportamiento de rendimiento hidrodinamico para

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una geometrfa de valvula dada disminuye mientras que mejoran las caracterfsticas de flexion. “Rendimiento hidrodinamico” se refiere generalmente a la combinacion de EOA y fraccion regurgitante trazada en un sistema de coordenadas cartesianas en dos dimensiones para un tamano de valvula dado, como se representa en la figura 42. El termino “caracterfsticas de flexion” se refiere generalmente a la cantidad cualitativa de arrugas y/o pliegues desarrollados en la estructura de valva durante deformaciones inducidas por aperturas y cierres cfclicos. Por el contrario, a medida que disminuye el espesor de valva, el comportamiento de rendimiento hidrodinamico para una geometrfa dada aumenta mientras se reducen las caracterfsticas de flexion. Esta observacion de las diferencias en las caracterfsticas de flexion como una funcion del espesor de valva se ilustra adicionalmente con ejemplos de dos valvulas con espesores de valva de 13 pm y 130 pm, denominadas valvula 42A y valvula 42B, respectivamente. Un grafico de datos de rendimiento hidrodinamico (EOA y fraccion regurgitante) que compara estas dos valvulas se muestra en la figura 42 donde es deseable minimizar la fraccion regurgitante y maximizar el EOA.

Se ha observado que materiales de pelfcula delgada expuestos a grandes deformaciones cfclicas durante largos periodos de tiempo son generalmente susceptibles a arrugas y pliegues. Tambien es generalmente sabido por los expertos en la tecnica que la durabilidad de materiales delgados expuestos a grandes deformaciones cfclicas durante largos periodos de tiempo se reduce como resultado de tales arrugas y pliegues que se pueden formar durante el ciclo de trabajo.

Por tanto, fue sorprendente cuando valvas de espesor similar (aproximadamente 16 pm) que se construyeron a partir de materiales compuestos ultra delgados (0,32 pm) y que tenfan cinco veces el numero de capas (aproximadamente 50) frente a valvas convencionales, tuvieron el comportamiento de curvatura deseable solo conseguido anteriormente con valvas que tenfan espesores de 75 pm o mayores. Ademas, cuando se compara la durabilidad de un numero bajo de capas de materiales compuestos con un numero elevado de capas, el numero elevado de capas suele superar el redimiento del numero bajo de construcciones de capas por ordenes de magnitud utilizando el numero de ciclos de trabajo como comparacion. Se demostro que una valvula con cincuenta capas y valvas de 16 pm de espesor tenia sustancialmente menos arrugas y pliegues que una construccion de seis capas de aproximadamente el mismo espesor.

Al comparar valvas de aproximadamente el mismo espesor en seccion transversal con capas las 4, 9, 26, 50 y 21 respectivamente, se aprecio que el aumento del numero de capas facilita tanto la capacidad del laminado para adoptar un radio de curvatura menor como tambien la capacidad de adaptarse a una curvatura ajustada almacenando la longitud de capas individuales a traves de pandeo localizado.

Las tendencias generales que se han observado al variar el espesor y el numero de capas se ilustran en los graficos de las figuras 41A y 41B y se refuerzan ademas con los ejemplos proporcionados.

Los siguientes ejemplos no limitativos se proporcionan para ilustrar adicionalmente realizaciones. Tambien se puede apreciar facilmente que pueden usarse otros disenos de armazon de valvula distintos de los ilustrados en los ejemplos siguientes y en las figuras adjuntas.

Ejemplo 1

Se formaron valvas de valvula cardfaca de acuerdo con una realizacion a partir de un material compuesto que tenia una membrana de fluoropolfmero expandido y un material elastomerico y se unio a un estent metalico expandible con balon utilizando una capa intermedia de FEP, como se describe mediante el siguiente procedimiento:

1) Se formo una almohadilla o capa gruesa de amortiguacion de herramientas de sacrificio plegando una capa de ePTFE sobre si misma para crear un total de cuatro capas. La capa de ePTFE tenia aproximadamente 5 cm (2”) de ancho, aproximadamente 0,5 mm (0,02”) de espesor y un alto grado de compresibilidad, formando una almohadilla de amortiguacion. Refiriendonos a las figuras 1 y 2, la almohadilla de amortiguacion 200 se estiro despues (figura 2) sobre una herramienta de valva, indicada generalmente con 100. La herramienta de valva 100 tiene una parte de valva 102, una parte de cuerpo 104 y un extremo inferior 106. La parte de valva 102 de la herramienta de valva 100 tiene una superficie extrema convexa generalmente arqueada 103. La almohadilla de amortiguacion 200 se estiro y se aliso sobre la superficie extrema 103 de la parte de valva 102 de la herramienta de valva 100 forzando la herramienta de valva 100 en la direccion representada por la flecha (figura 2A). Un borde periferico 202 de la almohadilla de amortiguacion 200 se estiro sobre el extremo inferior 106 de la herramienta de valva 100 y se retorcio para mantener la almohadilla de amortiguacion 200 en su sitio (figura 2B).

2) Refiriendonos a figura 2B, una capa 204 se estiro despues sobre la parte de valva 102 de la herramienta de valva 100 que en la etapa anterior estaba cubierta con la almohadilla de amortiguacion 200. En una realizacion, la capa separable 204 estaba hecha de un ePTFE sustancialmente no poroso que tenia una capa de etileno-propileno fluorado (FEP) dispuesta a lo largo de una superficie exterior o lado de la misma. La capa separable 204 se estiro sobre la herramienta de valva 100 de manera que la capa de FEP quedo orientada hacia la almohadilla de amortiguacion 200 y el ePTFE sustancialmente no poroso orientado hacia afuera o en direccion opuesta a la almohadilla de amortiguacion 200. La capa separable tenia aproximadamente 25 pm de espesor y una longitud y una anchura suficientes para permitir que la capa separable 204 fuera arrastrada sobre el extremo inferior 106 de la herramienta de valva 100. Al igual que con la almohadilla de amortiguacion 200 en la etapa anterior, un borde periferico 206 de la capa separable 204 fue arrastrado hacia el extremo inferior 106 de la herramienta de valva 100 y despues retorcido sobre el extremo inferior 106 de la herramienta de valva 100 para retener o mantener la capa

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separable 204 en su sitio. La capa de FEP de la capa separable 204 se soldo por puntos a continuacion y, de ese modo, se fijo de manera permanente a la almohadilla de amortiguacion 200, segun se requiriera, mediante el uso de un soldador en caliente.

3) Se repitieron los procesos de las etapas 1) y 2) para preparar tres herramientas de valva independientes, teniendo cada una almohadilla de amortiguacion cubierta por una capa separable.

4) Un material de valva de acuerdo con una realizacion se formo a partir de un material compuesto que comprendfa una membrana de ePTFE embebida con un fluoroelastomero. Un trozo del material compuesto de aproximadamente 10 cm de ancho se envolvio sobre un mandril circular para formar un tubo. El material compuesto estaba formado por tres capas: dos capas externas de ePTFE y una capa interna de un fluoroelastomero dispuesto entre ellas. La membrana de ePTFE se fabrico de acuerdo con las ensenanzas generales descritas en la patente US 7.306.729. El fluoroelastomero se formulo de acuerdo con las ensenanzas generales descritas en la patente US 7.462.675. Otros fluoroelastomeros pueden ser adecuados y se describen en la publicacion US 2004/0024448.

La membrana de ePTFE tema las siguientes propiedades: espesor = aproximadamente 15 pm; MTS en la direccion de mayor resistencia = aproximadamente 400 MPa; resistencia MTS en la direccion ortogonal = aproximadamente 250 MPa; Densidad = aproximadamente 0,34 g/cm3; IBP = aproximadamente 660 KPa.

El copolfmero consiste esencialmente entre aproximadamente 65 y 70 por ciento en peso de eter perfluorometilvinilico y complementariamente entre aproximadamente 35 y 30 por ciento en peso de tetrafluoroetileno.

El porcentaje en peso del fluoroelastomero con respecto al ePTFE fue de aproximadamente el 53 %.

El compuesto multicapa tema las siguientes propiedades: espesor de aproximadamente 40 pm; densidad de aproximadamente 1,2 g/cirP; fuerza de rotura/anchura en la direccion de mayor resistencia = aproximadamente 0,953 kg/cm; resistencia a la traccion en la direccion de mayor resistencia = aproximadamente 23,5 MPa (3,400 psi); fuerza de rotura/anchura en la direccion ortogonal = aproximadamente 0,87 kg/cm; resistencia a la traccion en la direccion ortogonal = aproximadamente 21,4 MPa (3100 psi), punto de burbuja IPA mayor de aproximadamente 12,3 MPa, Numero de Gurley mayor de aproximadamente 1.800 segundos y masa/area = aproximadamente 14 g/m2.

Se utilizaron los siguientes metodos de prueba para determinar las capas de ePTFE y el compuesto multicapa.

El espesor se midio con un Calibre Mutitoyo Absolute, con un pie de diametro de 12,7 mm (0.50”), modelo ID- C112E, numero de serie #10299, fabricado en Japon. La densidad se determino mediante un calculo de peso/volumen utilizando una Balanza Analftica Mettler PM400 Nueva Jersey, Estados Unidos. La resistencia a la rotura y las resistencias a la traccion se midieron usando una celda de carga Instron Modelo # 5500R Norwood, MA, de 50 kg, longitud calibrada = 25,4 cm, velocidad de cruceta = 25 mm/minuto (tasa de deformacion = 100 % por minuto) con mordazas enfrentadas planas. El Punto de Burbuja IPA se midio con un probador de punto de burbuja IPA, Regulador de Presion Industrial Data Systems Modelo LG-APOK, Salt Lake City, UT, EE.UU., con una inclinacion de rampa de 1,38 KPa/s (0,2 psi/s), area de prueba de 3,14 cm2. El Numero de Gurley se determino como el tiempo en segundos para que 100 cm3 de aire fluyeran a traves de una muestra de 6,45 cm2 a 124 mm de presion de agua usando un Probador de Gurley, Modelo #4110, T roy, NY, Estados Unidos.

A menos que se indique lo contrario, estos metodos de prueba se usaron para generar los datos en ejemplos posteriores.

Capas del material compuesto, cada una de las cuales tenia dos capas externas de ePTFE y una capa interna de un fluoroelastomero dispuesta entre ellas, se envolvieron sobre un mandril que tenia un diametro de aproximadamente 28 mm (1,1”) de manera que la direccion de mayor resistencia de la membrana quedaba orientada en la direccion axial del mandril. En una realizacion, cuatro capas del material compuesto se envolvieron de manera no helicoidal, generalmente circunferencial sobre el mandril. El material compuesto tenia un ligero grado de pegajosidad que permitfa que el material se adhiriera a si mismo. Mientras estaba todavfa en el mandril, el material compuesto se corto longitudinalmente, generalmente a lo largo del eje largo del mandril para formar una lamina de aproximadamente 10 cm (4”) por aproximadamente 90 mm (3,5”).

5) La lamina resultante de material de valva (o material compuesto de la etapa 4) se corto y envolvio sobre la herramienta de valva 100 que tenia una almohadilla de amortiguacion 200 cubierta por una capa separable 204. Mas en concreto, como se muestra en las figuras 3A-3C, el material de valva 300 se coloco sobre una superficie de corte plana. La herramienta de valva 100 con la almohadilla de amortiguacion 200 y la capa separable 204 se alineo despues sobre el material de valva 300 aproximadamente como se muestra. Se formaron despues cuatro hendiduras 302, 304, 306, 308 en el material de valva 300 con una cuchilla de afeitar. Un par de hendiduras 302, 304 se extienden desde un lado de la herramienta de valva 100 y terminan en un borde 300a del material de valva 300, y el otro par de hendiduras 306, 308 se extienden desde un lado opuesto de la herramienta de valva 100 y terminan en un borde opuesto 300b del material de valva 300. Las hendiduras 302, 304, 306, 308 estaban separadas de la parte de valva 102 de la herramienta de valva 100. Las hendiduras 302, 304, 306, 308 no sobresalieron por debajo de la herramienta de valva 100. Debe apreciarse que las anchuras de las hendiduras individuales no se muestran a escala. Las hendiduras 302, 304, 306, 308 en el material de valva 300 dieron como resultado la formacion de una parte de plegado 310, un par de tiras 312, 314 y un exceso de material del material de

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valva 315. Las partes de plegado 310 se plegaron despues en la direccion general indicada con las flechas 316 en la figura 3 y se alisaron sobre la herramienta de valva 100, que estaba cubierta por la almohadilla de amortiguacion 200 y la capa separable 204 en las etapas anteriores.

6) El material de valva 315 se estiro y aliso despues sobre la parte de valva 102, en particular la superficie extrema 103 de la herramienta de valva 100. Se repitieron las etapas 4) y 5) para formar tres conjuntos de valvas independientes. Los tres conjuntos de valvas 402, 404, 406 se sujetaron juntos despues para formar un conjunto de tres valvas 400, como se muestra en la figura 4. Se muestran los tres conjuntos de valvas independientes 402, 404, 406, teniendo cada uno un exceso de material de material de valva 315 que se extiende en general radialmente mas alla de la periferia del conjunto de tres valvas 400.

7) A continuacion se proporciono una herramienta de base que tenia cavidades para acoplar las superficies extremas de las herramientas de valva del conjunto de tres valvas y recortar el exceso de area de valva para formar tres valvas. Refiriendonos a la figura 5A, la herramienta de base se indica generalmente con 500 y se extiende longitudinalmente entre un extremo 501 y un extremo inferior opuesto 503. Se forman tres cavidades concavas 502, 504, 506 en el extremo 501 de la herramienta de base 500. Cada cavidad concava 502, 504, 506 esta formada para adaptarse a o encastrarse en la superficie extrema 103 de uno de los tres conjuntos de valvas 402, 404, 406. Tres elementos que se extienden radialmente 508, 510, 512 se extienden hacia fuera desde el extremo de la herramienta de base 500. Cada elemento 508, 510, 512 esta dispuesto entre un par adyacente de cavidades concavas 502, 504, 506.

La herramienta de base 500 se preparo despues con una almohadilla de compresion y una capa separable (no mostrada) de manera similar a como se preparo la herramienta de valva en las etapas 1 y 2. Como se describe para cada herramienta de valva en las etapas 1 y 2, la almohadilla de compresion y la capa separable se extendieron de manera similar y se fijaron a la herramienta de base 500 para formar un conjunto de herramientas de base.

8) Refiriendonos a la figura 5B, el conjunto de herramientas de base (ilustrado por motivos de conveniencia como la herramienta de base 500 sin mostrar la almohadilla de amortiguacion ni la capa separable) y el conjunto de tres valvas, generalmente indicado con 400, se alinearon despues axialmente entre si de manera que la superficie extrema (no mostrada) de cada herramienta de valva 100 se asento en una de las cavidades concavas (no mostradas) del extremo 501 de la herramienta de base, indicada generalmente con 500, para formar un conjunto combinado de herramientas.

9) Despues se fabrico un estent metalico expandible con balon. Se corto con laser un tubo de acero inoxidable 316 que tenia un espesor de pared de aproximadamente 0,5 mm (0,020”) y un diametro de aproximadamente 2,5 cm (1,0”). Se corto un patron en el tubo para formar un armazon de estent o estructura de soporte cortado con forma anular, que se indica generalmente con 600 y se muestra a modo de ilustracion en una vista plana aplastada en la figura 6a. La estructura de soporte 600 incluye una pluralidad de pequenas celdas cerradas 602, una pluralidad de grandes celdas cerradas 604 y una pluralidad de celdas cerradas de valva 606. Observese que una de la pluralidad de celdas cerradas de valva 606 aparece como una celda abierta en la figura 6A debido a la vista en planta aplastada. Las celdas 602, 604, 606 estan generalmente dispuestas en filas que crean la forma anular de la estructura de soporte 600.

10) A continuacion, se adhirieron materiales polimericos al armazon de estent cortado con laser. En primer lugar, se envolvio una capa de compresion de sacrificio de membrana de ePTFE sin superposicion sobre un mandril (no mostrado) que tenia un diametro de aproximadamente 2,5 cm (1,0”). La capa de compresion de sacrificio de membrana de ePTFE tenia un espesor de aproximadamente 0,5 mm (0,02”) y una anchura de aproximadamente 10 cm (4”), y era flexible y compresible para proporcionar una capa de compresion de sacrificio suave.

11) Cuatro capas de una pelfcula de ePTFE sustancialmente no poroso fueron envueltas despues sobre el mandril en la parte superior de la membrana de capa de compresion. La pelfcula de ePTFE sustancialmente no poroso tenia un espesor de aproximadamente 25 pm (0,001”), tenia una anchura de aproximadamente 10 cm (4”) y una capa de FEP en un lado. La pelfcula de ePTFE sustancialmente no poroso fue envuelta con el FEP orientado en direccion opuesta al mandril. La pelfcula de ePTFE sustancialmente no poroso tenia las propiedades de la capa separable descrita anteriormente en la etapa 2).

12) Se construyo una pelfcula delgada de FEP de tipo 1 (ASTM D3368) utilizando fusion por extrusion y estiramiento. Se anadieron 10 capas adicionales de pelfcula de FEP de este tipo 1 (ASTM D3368) al mandril, que previamente se envolvieron en la membrana de capa de compresion en la etapa 10 y las cuatro capas de pelfcula de ePTFE sustancialmente no poroso en la etapa 11. La pelfcula de FEP de tipo 1 (ASTM D3368) tenia un espesor de aproximadamente 40 pm (0,0016”) y una anchura de aproximadamente 7,7 cm (3”).

13) El mandril envuelto se trato despues termicamente en un horno de conveccion de aire a aproximadamente 320 °C durante aproximadamente 5 minutos y se dejo enfriar.

14) La estructura de soporte (indicada con 600 in la figura 6A) se coloco despues sobre el mandril tratado termicamente y envuelto. Dos capas adicionales de la pelfcula de FEP de tipo 1 (ASTM D3368) (proporcionada en la etapa 12) se envolvieron despues sobre la estructura de soporte, que se coloco previamente sobre el mandril envuelto.

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15) El mandril envuelto y la estructura de soporte apoyada sobre el mismo se trataron despues termicamente en un horno de conveccion de aire a aproximadamente 320 °C durante aproximadamente 10 minutos y se dejaron enfriar, formando una estructura de soporte con revestimiento polimerico.

16) La estructura de soporte con revestimiento polimerico se recorto despues con un bisturf para formar un armazon de estent recortado, que se indica generalmente con 700 y se muestra a modo de ilustracion en una vista plana aplastada en la figura 6B. Mas en concreto, de una manera, el revestimiento polimerico se recorto aproximadamente 2 mm (0,08”) mas alla de los bordes de la estructura de soporte (600, figura 6A) para formar una variedad de perfiles de borde 708. De otra manera, se permitio que el revestimiento polimerico cubriera celdas enteras para formar una banda en cada celda. En cualquier caso, la estructura de soporte 600 se encapsulo completamente dentro de un revestimiento polimerico 702 para formar el armazon de estent recortado 700. El armazon de estent recortado 700 incluye una pluralidad de aberturas de valva 704 que corresponden en numero y generalmente en forma a la pluralidad de celdas cerradas de valva 606 (figura 6A). Ademas, una hendidura 706 esta formada en el revestimiento polimerico 702 de cada una de las pequenas celdas cerradas, como se muestra en la figura 6B. En concreto, cada hendidura 706 es lineal y generalmente paralela a un eje central longitudinal (no mostrado) de la estructura de soporte con forma anular 600.

17) El armazon de estent recortado se coloco despues sobre el conjunto de herramientas combinadas de la etapa 8. Las partes de valva (102) de las herramientas de valva se alinearon con las aberturas de valva (704 en la figura 6B) en el armazon de estent recortado. Las tres areas de exceso de material de valva (315 en la figura 4) se arrastraron a traves de las aberturas de valva del armazon de estent. Cada uno de los tres pares de tiras (312, 314 en la figura 3A) fueron arrastrados a traves de una de las hendiduras (706 en la figura 6B) y envueltos alrededor del armazon de estent recortado. Cada par de tiras fue envuelto en direcciones opuestas entre si. Las seis tiras fueron pegadas termicamente despues al armazon de estent recortado usando un soldador en caliente.

18) El conjunto de herramientas combinadas (etapa 8) y el armazon de estent recortado que tenia las tiras envueltas y pegadas termicamente se montaron despues en un mecanismo de portaherramienta giratorio. El mecanismo de portaherramienta giratorio se ajusto a continuacion para aplicar una carga compresiva ligera y longitudinal. Las areas de exceso de material de valva (315 en la figura 4) se pegaron a continuacion termicamente a la herramienta de base (500 en la figura 5) usando un soldador en caliente.

19) Las herramientas combinadas de la etapa 18 se envolvieron despues con 2 capas adicionales de pelfcula FEP de tipo 1 (ASTM D3368) (de la etapa 12). A continuacion, se sobrenvolvieron tres capas adicionales del compuesto (etapa 4) y se pegaron al armazon de estent recortado.

20) Durante la preparacion de un tratamiento termico final, se aplicaron capas separables y de sacrificio de una cinta de compresion y fibra de compresion tanto circunferencial como longitudinalmente al conjunto de la etapa 19. La cinta/fibra de compresion se pone en contacto con y comprime el conjunto tanto circunferencial como longitudinalmente durante el posterior tratamiento termico. Una capa de sacrificio de cinta de compresion se envolvio circunferencialmente de forma helicoidal sobre el conjunto de la etapa 19. Esta cinta de compresion tenia las propiedades de la capa de compresion de sacrificio de ePTFE descrita anteriormente en la etapa 10. Una fibra de compresion de ePTFE se envolvio despues firmemente sobre la cinta de compresion. Aproximadamente 100 vueltas de la fibra de compresion se aplicaron circunferencialmente siguiendo un patron helicoidal de poca separacion. La fibra de compresion de ePTFE tenia un diametro de aproximadamente 1 mm (0,04”) y se estructuro para encogerse longitudinalmente cuando se calentara de manera suficiente. El conjunto sujeto se retiro despues del mecanismo de portaherramienta giratorio. A continuacion, se envolvieron tres capas de cinta de compresion de sacrificio de manera longitudinal alrededor del conjunto. Aproximadamente 20 envueltas de la fibra de compresion fueron envueltas despues longitudinalmente sobre la cinta de compresion longitudinal.

El conjunto de la etapa 20 se trato despues termicamente en un horno de conveccion de aire a aproximadamente 280 °C durante aproximadamente 90 minutos y luego se templo en agua a temperatura ambiente. Esta etapa de tratamiento termico facilita la circulacion del fluoroelastomero termoplastico a los poros de la membrana de ePTFE usada para crear el material de valva descrito en la etapa 4.

22) Las cintas/fibras de compresion de sacrificio se retiraron despues. Los materiales polimericos se recortaron para permitir que la valva y las herramientas de base se separaran. Las capas polimericas de estent se recortaron a continuacion para permitir la retirada del armazon de estent con las valvas adjuntas. A continuacion, se recortaron las valvas, dando esto como resultado un conjunto de valvula como se muestra en la figura 8 y se indica generalmente con 800.

De acuerdo con una realizacion, el conjunto de valvula resultante 800 incluye valvas 802 formadas a partir de un material compuesto con al menos una capa de fluoropolfmero que tiene una pluralidad de poros y un elastomero presente sustancialmente en todos los poros de la al menos una capa de fluoropolfmero. Cada valva 802 es movil entre una posicion cerrada, mostrada a modo de ilustracion en la figura 9A, en la que se impide que circule sangre a traves del conjunto de valvula, y una posicion abierta, mostrada a modo de ilustracion en la figura 9B, en la que se permite que circule sangre a traves del conjunto de valvula. De este modo, las valvas 802 del conjunto de valvula 800 alternan entre las posiciones cerrada y abierta, normalmente para regular la direccion de circulacion sangufnea en un paciente humano,

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El rendimiento de las valvas de valvula en cada conjunto de valvula se caracterizo por un duplicador de pulso en tiempo real que midio presiones anatomicas tfpicas y flujos a traves de la valvula, generando un conjunto de datos inicial o de “fatiga cero” para ese conjunto de valvula particular. El conjunto de valvula fue transferido despues a una maquina para pruebas de fatiga de alta potencia y se sometio a aproximadamente 207 millones de ciclos. Despues de cada bloque de aproximadamente 100 millones de ciclos, la valvula fue devuelta al duplicador de pulso en tiempo real y se volvieron a medir los parametros de rendimiento.

El rendimiento de flujo se caracterizo por el siguiente procedimiento:

1) El conjunto de valvula se encapsulo en un anillo anular de silicona (estructura de soporte) para permitir que el conjunto de valvula fuera evaluado posteriormente en un duplicador de pulso en tiempo real. El proceso de encapsulado se realizo de acuerdo con las recomendaciones del fabricante de duplicadores de pulso (ViVitro Laboratories Inc., Victoria BC, Canada)

2) El conjunto de valvula encapsulada se coloco despues en un sistema duplicador de pulso de flujo cardfaco izquierdo en tiempo real. El sistema duplicador de pulso de flujo inclma los siguientes componentes suministrados por VSI Vivitro Systems Inc., Victoria BC, Canada: un Servo Amplificador de Potencia de Super Bomba con Numero de Pieza SPA 3891; un area de cilindro de 38,320 cm2 de Cabezal de Super Bomba con Numero de Pieza SPH 5891B; una estacion/accesorio de valvula; un TriPack de Generador de Forma de Onda con Numero de Pieza TP 2001; una Interfaz de Sensor con Numero de Pieza VB 2004; un Componente del Amplificador de Sensor con Numero de Pieza AM 9991; y un Medidor de Flujo Electromagnetico de Onda Cuadrada, de Carolina Medical Electronics Inc., East Bend, Carolina del Norte, EE.UU.

En general, el sistema duplicador de pulso de flujo utiliza una bomba de piston de desplazamiento fijo para producir un flujo de fluido deseado a traves de la valvula sometida a prueba.

3) El sistema duplicador de pulso de flujo cardiaco se ajusto para producir el flujo deseado, la presion media y la frecuencia de pulso simulada. La valvula sometida a prueba se sometio a continuacion a ciclos durante aproximadamente entre 5 y 20 minutos.

4) Se recogieron y midieron datos de presion y flujo durante el penodo de prueba, incluyendo presiones ventriculares, presiones aorticas, velocidades de flujo y posicion del piston de bomba. En la figura 10, se muestra a modo de ilustracion un grafico de salidas tfpicas de datos del sistema duplicador de pulso de flujo cardiaco.

5) Parametros utilizados para determinar la valvula y compararlos con valores posteriores de fatiga son la cafda de presion a traves de la valvula abierta durante la parte de presion positiva del flujo hacia adelante, el area de orificio efectivo y la fraccion regurgitante.

Despues de la determinacion, el conjunto de valvula se retiro del sistema duplicador de pulso de flujo y se coloco en un probador de fatiga de alta potencia. Un Probador de Durabilidad de Valvula Cardiaca de Seis Posiciones, con Numero de Parte M6 fue suministrado por Dynatek, Galena, MO, EE.UU., y fue accionado por un Controlador Dynatek Dalta DC 7000. Este probador de fatiga de alta potencia desplaza fluido a traves de un conjunto de valvula a una frecuencia de ciclo tfpica de aproximadamente 780 ciclos por minuto. Durante la prueba, el conjunto de valvula puede ser examinado visualmente usando una luz estroboscopica sintonizada. La cafda de presion a traves de la valvula cerrada tambien se puede supervisar, como se muestra en las figuras 11A y 11B. En las figuras 11A y 11B se muestra un conjunto de datos tfpicos que verifica que el probador de fatiga de alta potencia estaba produciendo formas de onda de presion constante.

El conjunto de valvula fue sometido a ciclos continuamente y supervisado periodicamente para controlar cambios visuales y de cafda de presion. Despues de aproximadamente 200 millones de ciclos, el conjunto de valvula se retiro del probador de alta potencia y se devolvio al duplicador de pulso en tiempo real. Se recogieron los datos de presion y flujo y se compararon con los datos originales recogidos.

En la figura 12A se muestra una captura de pantalla que muestra salidas tfpicas de datos medidos procedentes del sistema duplicador de pulso de flujo cardiaco en tiempo real. Se muestran Presiones Ventriculares, Presiones Aorticas y Velocidades de flujo. Los datos de fatiga inicial o cero para una valvula particular se muestran a modo de ilustracion en la figura 12A. Se tomaron las mismas medidas y se recogieron datos para la misma valvula particular despues de 207 millones de ciclos. Los datos de los 207 millones de ciclos para la valvula particular se muestran a modo de ilustracion en la figura 12B. Ambos conjuntos de mediciones se tomaron a una velocidad de flujo de 5 litros por minuto y 70 ciclos por minuto. Si comparamos las figuras 12A y 12B, se puede apreciar facilmente que las formas de onda son sustancialmente similares, lo que indica que no hay cambio sustancial en el rendimiento de valva de valvula despues de aproximadamente 207 millones de ciclos. La cafda de presion, el area de orificio efectivo (EOA) y la fraccion regurgitante medida a cero y a 207 millones de ciclos se resumen en la Tabla 1 a continuacion.

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Tabla 1

Numero de ciclos: Cafda de presion EOA Fraccion Regurgitante

(Millones): (mm Hg) (cm2) (%)

0: 5,7 2,78 12,7

207: 7,7 2,38 9,6

En general se observo que las valvas de valvula construidas de acuerdo con las realizaciones descritas en este documento no presentaban degradacion ffsica o mecanica, tal como rasgaduras, agujeros, deformacion permanente y similares, despues de 207 millones de ciclos. Como resultado de ello, tampoco se observo ningun cambio o degradacion en las configuraciones cerradas y abiertas de las valvas de valvula incluso despues de 207 millones de ciclos.

Ejemplo 2

Se construyo una valvula cardiaca que tema valvas polimericas unidas a un armazon metalico ngido de acuerdo con el siguiente procedimiento:

Se mecanizo un mandril 900 a partir de PTFE que tema la forma mostrada en la figura 14. El mandril 900 tiene un primer extremo 902 y un segundo extremo opuesto 904, y se extiende longitudinalmente entre ellos. El mandril 900 tiene una superficie exterior 910 que tiene tres lobulos convexos generalmente arqueados (912) (se muestran dos), cada uno para formar generalmente valvas (no mostradas) de un conjunto de valvula terminado (no mostrado). La superficie exterior 910 tambien incluye un area de asiento de armazon 920 para colocar un armazon de valvula (930 en la figura 15) con respecto a los lobulos convexos 912 antes de la formacion de valvas sobre el armazon de valvula.

Tal como se muestra en la figura 15, se corto con laser un armazon de valvula 930 de una longitud de 316 de tubo de acero inoxidable con un diametro exterior de aproximadamente 25,4 mm y un espesor de pared de aproximadamente 0,5 mm con la forma ilustrada en la figura 15. En la realizacion ilustrada, el armazon de valvula 930 se extiende axialmente entre un extremo inferior 932 y un extremo superior opuesto definido generalmente por una pluralidad de postes 934 con forma generalmente de aguja que se extienden axialmente, correspondientes al numero de valvas del conjunto de valvula terminado previsto (no mostrado). En la realizacion espedfica mostrada, tres postes 934 estan formados en el armazon de valvula 930.

Dos capas de una pelfcula de FEP (no mostrada) con un espesor de aproximadamente 4 pm se envolvieron alrededor del armazon de valvula 930 y se hornearon en un horno durante aproximadamente 30 minutos a aproximadamente 270 °C y se dejaron enfriar. El armazon de valvula cubierto resultante (para mayor claridad, mostrado descubierto e indicado con 930) se deslizo despues sobre el mandril 900 de modo que las caractensticas complementarias entre el armazon de valvula 930 y el mandril 900 estaban encastradas juntas, como se muestra en la figura 16.

Se preparo despues un material de valva que tema una capa de membrana de ePTFE embebida con un fluoroelastomero. Mas en concreto, la capa de membrana de ePTFE se fabrico de acuerdo con las ensenanzas generales descritas en patente US 7.306.729. La membrana de ePTFE se probo de acuerdo con los metodos descritos en el Apendice. La membrana de ePTFE tema una masa por area de aproximadamente 0,57 g/m2, una porosidad de aproximadamente 90,4 %, un espesor de aproximadamente 2,5 pm, un punto de burbuja de aproximadamente 458 KPa, una resistencia a la traccion de matriz de aproximadamente 339 MPa en la direccion longitudinal y de aproximadamente 257 MPa en la direccion transversal. Esta membrana se embebio con el mismo fluoroelastomero que se describe en el Ejemplo 1. El fluoroelastomero se disolvio en Novec HFE7500, 3M, St Paul, MN, EE.UU., en una concentracion de aproximadamente 2,5 %. La solucion se revistio usando una barra mayer sobre la membrana de ePTFE (mientras era soportada por una pelfcula separable de polipropileno) y se seco en un horno de conveccion programado a aproximadamente 145 °C durante aproximadamente 30 segundos. Despues de dos etapas de revestimiento, el compuesto resultante de ePTFE/fluoroelastomero tema una masa por area de aproximadamente 3,6 g/m2.

El material compuesto (no mostrado) se enrollo despues alrededor del mandril ensamblado 900 y del armazon de valvula 930. En una realizacion, se utilizo un total de 20 capas del compuesto de ePTFE/fluoroelastomero. Cualquier exceso de material compuesto que se extendio mas alla de los extremos del mandril 900 fue retorcido y presionado ligeramente contra los extremos 902, 904 del mandril 900.

El mandril envuelto en material compuesto se monto despues en un recipiente de presion de modo que un orificio de ventilacion 906 (figura 14) en la base o en el segundo extremo 904 del mandril 900 se conecto a la atmosfera. El orificio de ventilacion 906 se extiende desde el segundo extremo 904 axialmente a traves del mandril 900 y comunica con un orificio de ventilacion 908 que se extiende generalmente de manera ortogonal a traves de la superficie exterior 910 del mandril 900. Los orificios de ventilacion 906, 908, ademas de otros orificios de ventilacion que pueden proporcionarse en el mandril segun sea necesario (no mostrados), permiten que el aire atrapado entre el material compuesto y el mandril, escape durante el proceso de moldeo.

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50

Se aplicaron aproximadamente 690 KPa (100 psi) de presion de nitrogeno al recipiente a presion, forzando el compuesto de ePTFE/fluoroelastomero contra el mandril 900 y el armazon de valvula 930. Se aplico calor al recipiente a presion hasta que la temperatura dentro del recipiente alcanzo aproximadamente 300 °C, aproximadamente 3 horas despues. El calentador se apago y se dejo enfriar el recipiente a presion a temperatura ambiente durante la noche. Este proceso unio termicamente las capas de ePTFE/compuesto de fluoroelastomero entre si y al revestimiento de FEP sobre el armazon de valvula 930. Se libero la presion y se retiro el mandril del recipiente a presion.

El compuesto de ePTFE/fluoroelastomero se recorto circunferencialmente por dos sitios: primero, por el extremo inferior 932 del armazon de valvula 930, y segundo, cerca del extremo superior del armazon de valvula 930 a lo largo de un cfrculo que intersectaba generalmente cerca del punto medio de cada poste 934. El conjunto de valvula resultante 940 que consiste en el armazon de valvula 930 y el material compuesto recortado se separo y se deslizo fuera del mandril. El conjunto de valvula moldeada 940, segun se muestra en la figura 17, incluye el armazon de valvula 930 y una pluralidad de valvas 950 formadas a partir del material compuesto recortado. En una realizacion, el conjunto de valvula 940 incluye tres valvas. En otra realizacion, cada valva 950 del conjunto de valvula 940 tiene aproximadamente 40 pm de espesor.

Para ayudar a controlar el grado de apertura de la valvula, se unieron entre si valvas adyacentes alrededor de cada poste. Como se muestra en la figura 18, las valvas adyacentes 950a, 950b fueron envueltas alrededor del poste 934 y unidas entre si para formar una sutura 954. La sutura 954 tenia una profundidad 956 que se extendfa hasta al menos aproximadamente 2 mm desde el poste 934. Para soportar la union entre las valvas adyacentes 950a, 950b, un elemento de fijacion 952 se fijo de manera permanente a superficies internas de las valvas adyacentes 950a, 950b, puenteandose asf la sutura 954 entre las valvas adyacentes 950a, 950b. Como se muestra en la figura 18, el elemento de fijacion 952 era generalmente rectangular. Debe apreciarse, sin embargo, que se pueden utilizar otras formas para el elemento de fijacion. El elemento de fijacion 952 se formo a partir del mismo tipo de material compuesto utilizado para formar las valvas 950. El elemento de fijacion 952 se fijo de manera permanente a las superficies internas de las valvas adyacentes 950a, 950b usando la solucion de fluoroelastomero descrita anteriormente. Estas etapas se repitieron para los otros pares de valvas adyacentes del conjunto de valvula.

El rendimiento y la durabilidad de las valvas de valvula en este ejemplo se analizaron de la misma manera que se describe en el Ejemplo 1. El conjunto de valvula se caracterizo inicialmente en el mismo duplicador de pulso en tiempo real que se describe en el Ejemplo 1 que media presiones anatomicas y flujos tfpicos a traves la valvula, generando un conjunto de datos de fatiga inicial o “fatiga cero” para ese conjunto de valvula particular. La valvula se sometio despues a una prueba acelerada como en el Ejemplo 1. Despues de unos 79 millones de ciclos, se retiro la valvula del probador de fatiga de alta potencia y se volvio a determinar el rendimiento hidrodinamico como en el Ejemplo 1. La valvula se retiro finalmente a aproximadamente 198 millones de ciclos. La cafda de presion, el EOA y la fraccion regurgitante medida a aproximadamente 79 millones de ciclos y aproximadamente 198 ciclos se resumen en la Tabla 2 a continuacion.

Las figuras 13A y 13B muestran resultados similares para una valvula similar. La figura 13A es un grafico de la salida de datos medidos del sistema duplicador del pulso de flujo cardiaco tomados despues de aproximadamente 79 millones de ciclos. Se tomaron las mismas mediciones para la valvula similar despues de aproximadamente 198 millones de ciclos, mostrandose un grafico de esto a modo de ilustracion en la figura 13B. Ambos conjuntos de mediciones se tomaron a una velocidad de flujo de aproximadamente 4 litros por minuto y aproximadamente 70 ciclos por minuto. Si se comparan las figuras 13A y 13B, se puede apreciar de nuevo que las formas de onda son significativamente similares, indicando que no hay cambio sustancial en el rendimiento de valva de valvula despues de aproximadamente 198 millones de ciclos. La cafda de presion, el area de orificio efectivo (EOA) y la fraccion regurgitante medida a 0, aproximadamente 79 y aproximadamente 198 millones de ciclos se resumen en la Tabla 2 a continuacion. Estos datos indican que no hay cambios sustanciales en el rendimiento de valva de valvula despues de aproximadamente 198 millones de ciclos.

Tabla 2

Numero de ciclos: Cafda de presion EOA Fraccion Regurgitante

(Millones): (mm Hg) (cm2) (%)

0: 6,8 2,56 7,8

79: 5,4 2,58 10,25

198: 4,4 2,60 10,1

Ejemplo 3

Se construyo una valvula cardiaca que tenia valvas polimericas unidas a un armazon metalico rfgido de acuerdo con el siguiente procedimiento:

Se corto con laser una estructura o armazon de soporte de valvula 960 de una longitud de 316 de tubo de acero inoxidable con un diametro exterior de aproximadamente 25,4 mm y un espesor de pared de aproximadamente 0,5 mm con la forma mostrada en la figura 19. En la realizacion mostrada, el armazon 960 se extiende axialmente entre

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un extremo inferior 962 y un extremo superior opuesto definido generalmente por una pluralidad de postes 964 con forma generalmente de aguja que se extienden axialmente, correspondientes al numero de valvas en el conjunto de valvula terminado previsto (no mostrado). Un borde superior 968 con forma parabolica se extiende entre postes adyacentes 964. En la realizacion especffica ilustrada, tres postes 964 y tres bordes superiores 968 forman el extremo superior del armazon 960. Las esquinas del armazon que estarfan en contacto con el material de valva se redondearon con una lijadora giratoria y se pulieron a mano. El armazon se enjuago con agua y luego se limpio con plasma utilizando un sistema de tratamiento con plasma PT2000P, Tri-Star Technologies, El Segundo, CA, eE.UU.

En una realizacion, se proporciona un elemento amortiguador entre al menos una parte del armazon y al menos una parte de la valva para minimizar la tension relacionada con el contacto directo entre el armazon y la valva. Se creo una fibra compuesta de ePTFE y silicona embebiendo primero una membrana de ePTFE con silicona MED-6215 (NuSil, Carpinteria, CA, EE.UU.), cortandola a una anchura de aproximadamente 25 mm y enrollandola como una fibra sustancialmente redonda. El ePTFE utilizado en esta fibra se probo de acuerdo con los metodos descritos en el Apendice. La membrana de ePTFE tenia un punto de burbuja de aproximadamente 217 KPa, un espesor de aproximadamente 10 pm, una masa por area de aproximadamente 5,2 g/m2, una porosidad de aproximadamente 78 %, una resistencia a la traccion de matriz en una direccion de aproximadamente 96 MPa y una resistencia a la traccion de matriz de aproximadamente 55 MPa en una direccion ortogonal. La fibra compuesta 966 se envolvio alrededor de cada uno de los postes 964 del armazon 960, como se muestra en la figura 20.

Se formo un mandril 970 usando estereolitografia con una forma mostrada en la figura 21. El mandril 970 tiene un primer extremo 972 y un segundo extremo opuesto 974, y se extiende longitudinalmente entre ellos. El mandril 970 tiene una superficie exterior 980 con tres lobulos convexos generalmente arqueados (se muestran dos) 982, cada uno para formar generalmente valvas (no mostradas) de un conjunto de valvula terminado (no mostrado). La superficie exterior 980 tambien incluye un area de asiento de armazon 984 para colocar el armazon (960 en la figura 19) con respecto a los lobulos convexos 982 antes de la formacion de las valvas de valvula sobre el armazon de valvula.

El mandril 970 se revistio despues mediante pulverizacion con un agente de desmoldeo de PTFE. Cuatro capas de la membrana de ePTFE descritas anteriormente en este ejemplo fueron envueltas alrededor del mandril. Se froto MED-6215 sobre el ePTFE y se dejo que empapara y llenara sustancialmente los poros del ePTFE. El exceso de MED-6215 se seco y el armazon 960 con la fibra compuesta 966 envuelta sobre los postes 964 se coloco sobre el mandril 970 a lo largo del area de asiento de armazon 984, como se muestra en la figura 22. Se coloco silicona MED-4720, NuSil, Carpinteria, CA, EE.UU. a lo largo de los bordes superiores 968 del armazon 960 y a lo largo de los postes 964 del armazon 960 para crear un alivio de tension dentro de la valva (no mostrada). Ocho capas adicionales de ePTFE fueron envueltas alrededor del armazon 960 y el mandril 970. Se froto MED-6215 adicional sobre el ePTFE y se dejo que empapara y llenara sustancialmente los poros del ePTFE. Otras 8 capas de ePTFE fueron envueltas alrededor del armazon 960 y el mandril 970. Estas capas forman un secante para absorber cualquier exceso de silicona durante el proceso de moldeo y se retiraron despues de que la silicona se hubo curado.

Se fabricaron previamente formas de caucho de silicona (no mostradas) moldeadas con una superficie que coincide exactamente con la forma inversa de la superficie del mandril para cada una de las 3 caracteristicas de formacion de valva. Estas formas se revistieron mediante pulverizacion con un agente de desmoldeo de PTFE y luego se acoplaron a la caracteristica de coincidencia del mandril. Se enrollaron aproximadamente 50 envolturas de una fibra de ePTFE (no mostrada) alrededor de las formas de silicona para aplicar una presion generalmente radial a la valvula contra el mandril.

Este conjunto se coloco despues en un horno a aproximadamente 100 °C durante aproximadamente 1 hora para curar la silicona. Despues de enfriarse, se retiraron las formas de fibra y silicona, 8 capas de ePTFE secante se desprendieron y desecharon y la valvula resultante (no mostrada) se deslizo fuera del mandril. Los postes se recortaron usando cortadores de alambre y el exceso de longitud del material de valva y el exceso de longitud del material en la base del armazon se recortaron cuidadosamente usando tijeras para formar un conjunto de valvula completo, que se muestra y se indica en general con 990 en la figura 23. De este modo, en una realizacion, el conjunto de valvula 990 se formo con el armazon o estructura de soporte 960; una pluralidad de valvas 992 apoyadas sobre la estructura de soporte 960 y moviles entre posiciones abiertas y cerradas para regular la circulacion sanguinea a traves del conjunto de valvula 990; y un poste 964 envuelto en fibra compuesta 966 situado entre al menos una parte de la estructura de soporte 960 y al menos una parte de cada valva 992 para minimizar la tension en las valvas debido al acoplamiento y/o a la proximidad de las valvas a la estructura de soporte. En otra realizacion, el elemento amortiguador se forma a partir de un material compuesto con al menos una capa de fluoropolimero que tiene una pluralidad de poros y un elastomero presente sustancialmente en todos los poros, como se describe anteriormente.

Debe apreciarse que pueden utilizarse estructuras de soporte distintas de las que se muestran especificamente en las figuras. Ademas, se pueden utilizar elementos amortiguadores en cualquier lugar a lo largo de la estructura de soporte segun sea necesario para minimizar la tension en las valvas debido al acoplamiento y/o la proximidad de las valvas a la estructura de soporte. Por ejemplo, el o los elementos amortiguadores pueden acoplarse a la estructura de soporte a lo largo del borde superior formado parabolicamente.

Tambien debe apreciarse que los elementos amortiguadores pueden formarse como laminas y envolverse alrededor de emplazamientos deseados a lo largo de la estructura de soporte, o pueden formarse a partir de fibras con varias formas y tamanos en seccion transversal.

Tambien se debe apreciar que los elementos amortiguadores pueden formarse como tubos y deslizarse sobre los 5 extremos de la estructura de soporte, o pueden cortarse longitudinalmente y colocarse alrededor del emplazamiento deseado a lo largo de la estructura de soporte.

Se midieron las valvas del conjunto de valvula completo y se determino que tuvieran un espesor medio en el centro de cada valva de aproximadamente 120 pm.

El conjunto de valva se caracterizo despues por un rendimiento de flujo y se sometio a una prueba acelerada como 10 en el Ejemplo 1. Despues de cada bloque de aproximadamente 50 millones de ciclos, se retiro el conjunto de valvula del probador de fatiga de alta potencia y el rendimiento hidrodinamico se caracterizo de nuevo como en el Ejemplo 1. El conjunto de valvula se retiro finalmente despues de unos 150 millones de ciclos y demostro un rendimiento aceptable y ninguna formacion de agujeros.

Ejemplo Comparativo A

15 Se construyeron seis valvulas del mismo modo que en el Ejemplo 1 con la excepcion de que el elastomero no se incorporo. El material de ePTFE era el mismo que el descrito en el Ejemplo 1, aunque no se embebio con el copolfmero de fluoroelastomero y se revistio en su lugar con una capa discontinua de copolfmero FEP que sirvio como adhesivo termoplastico. Se construyeron valvulas como en el Ejemplo 1 con cada valva comprendiendo 3 capas de membrana dando como resultado un espesor final de valva con un promedio de aproximadamente 20 pm. 20 Despues de una determinacion hidrodinamica, las valvulas se montaron en el probador acelerado Dynatek descrito en el Ejemplo 1. En aproximadamente 40 millones de ciclos, se observo deslaminacion de borde y formacion de agujeros en las valvas y se detuvo la prueba.

Ejemplo Comparativo B

Se construyeron dos valvulas del mismo modo que en el Ejemplo 1, aunque no incorporaron la parte de elastomero 25 de las realizaciones. El material empleado era una membrana fina de ePTFE que posefa propiedades similares a las siguientes: una masa por area de aproximadamente 2,43 g/m2, una porosidad de aproximadamente 88 %, un IBP de aproximadamente 4,8 KPa, un espesor de aproximadamente 13,8 pm, una resistencia a la traccion de matriz en una direccion de aproximadamente 662 MPa y una resistencia a la traccion de matriz de aproximadamente 1,2 MPa en la direccion ortogonal. La membrana de ePTFE se probo de acuerdo con los metodos descritos en el Apendice. Diez 30 capas de la membrana se colocaron en direcciones alternas sobre una pila y luego se colocaron sobre las herramientas como se describe en el Ejemplo 1. Despues se expusieron las herramientas a aproximadamente 350 °C en un horno de conveccion de aire durante aproximadamente 25 minutos, se retiraron y se templaron en un bano de agua. Las tres piezas de herramientas se insertaron despues en el armazon de estent y las valvas se unieron al conjunto de valvula con FEP, como en el Ejemplo 1.

35 Cada valvula se sometio a pruebas de fatiga de alta potencia utilizando el sistema duplicador de pulso de flujo cardfaco en tiempo real, como se describe anteriormente. Despues de aproximadamente 30 millones de ciclos en una valvula y de aproximadamente 40 millones de ciclos en otra valvula, se observo degradacion visual, incluyendo rigidez y deformacion, y se detecto una disminucion considerable del rendimiento. Ademas de la degradacion visual y considerable en el rendimiento, la Tabla 3 a continuacion resume la cafda de presion, el area de orificio efectivo 40 (EOA) y la fraccion regurgitante medida despues de aproximadamente 40 millones de ciclos.

Tabla 3

Numero de ciclos: Cafda de presion (mm EOA Fraccion Regurgitante

(Millones): Hg) (cm2) (%)

0: 3,9 3,11 8,1

40x106: 6,5 2,85 14,1

Las propiedades del material de los siguientes ejemplos no limitativos se proporcionan en la Tabla 4 de la figura 43, como referencia a las descripciones individuales, en la que partes similares de las realizaciones ejemplares 45 anteriores se enumeran con numeros primos similares.

Ejemplo 4a

En realizaciones ejemplares, una valvula cardiaca que tiene valvas polimericas formadas a partir de un material compuesto que tiene una membrana de fluoropolfmero expandido y un material elastomerico y unidas a un armazon metalico semirrfgido, no plegable y ademas que tiene un alivio de tension y un anillo de sutura, se construyo de 50 acuerdo con el siguiente procedimiento:

Un armazon de valvula se mecanizo con laser a partir de una longitud de tubo de cobalto cromo templado MP35N con un diametro exterior de 26,0 mm y un espesor de pared de 0,6 mm con la forma mostrada a modo de ilustracion

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20

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60

y generalmente indicada con 1000 en la figura 24. El armazon 1000 fue electro-pulido dando como resultado una eliminacion de material de 0,0127 mm de cada superficie y dejando los bordes redondeados. El armazon 1000 fue expuesto a una etapa de corrugacion de superficie para mejorar la adherencia de las valvas al armazon 1000, sin degradar el rendimiento de durabilidad a la fatiga. El armazon 1000 se limpio por inmersion en un bano ultrasonico de acetona durante aproximadamente cinco minutos. La superficie entera del armazon de metal se sometio despues a un tratamiento con plasma usando metodos comunmente conocidos por los expertos en la tecnica. Este tratamiento tambien sirvio para mejorar la humectacion del adhesivo de etileno-propileno fluorado (FEP).

Se aplico despues polvo de FEP (Daikin America, Orangeburg NY) al armazon. Mas en concreto, el polvo de FEP se agito para formar una “nube” suspendida en aire en un aparato de mezcla cerrado, tal como un mezclador estandar de tipo de cocina, mientras que el armazon se suspendfa en la nube. El armazon se expuso a la nube de polvo de FEP hasta que se adhirio una capa uniforme de polvo en toda la superficie del armazon. El armazon se sometio despues a un tratamiento termico colocandolo en un horno de aire forzado programado a 320 °C durante aproximadamente tres minutos. Esto hizo que el polvo se derritiera y se adhiriera como un revestimiento fino sobre todo el armazon. El armazon se retiro del horno y se dejo enfriar a temperatura ambiente.

El alivio de tension y el anillo de sutura se fijaron al armazon de la siguiente manera. Un mandril cilfndrico de 23 mm de diametro se envolvio con una sola capa de pelfcula de poliimida Kapton® (DuPont de Nemours, Inc., Wilmigton, DE) y se mantuvo en su sitio mediante una tira adhesiva de cinta Kapton® sobre la longitud de la sutura superpuesta. Una envoltura de un laminado de dos capas que consistfa en una membrana de ePTFE laminada en una capa de fluoroelastomero de 25,4 pm de espesor, como se describe en el Ejemplo 1, se envolvio con la alta resistencia de la membrana alineada a lo largo de una direccion generalmente paralela al eje del mandril revestido de Kapton® sustancialmente sin superposicion en la sutura. El armazon se alineo coaxialmente sobre el mandril envuelto. Una envoltura adicional del laminado de dos capas se envolvio sobre el mandril encapsulando todo el armazon con la sutura orientada 180° desde la sutura de la envoltura interior unica. El laminado de cuatro capas fue cortado por el extremo aproximadamente 135 mm desde la base del armazon encapsulado en el interior. El laminado de cuatro capas se lamino axialmente de manera manual en la direccion hacia la base del armazon hasta que la longitud de 135 mm de material formo un anillo de aproximadamente 3 mm de diametro exterior adyacente a la base del armazon. El laminado de cuatro capas se corto por el extremo aproximadamente a 20 mm de la parte superior del armazon y el conjunto se envolvio por compresion helicoidalmente con dos capas de sacrificio de membrana de ePTFE embebida con una poliimida, cuatro capas de membrana de ePTFE no sinterizado y aproximadamente cien envolturas de una fibra de ePTFE. El conjunto completo se sometio a un tratamiento termico colocandolo en un horno de aire forzado programado a 280 °C durante cinco minutos y se volvio a colocar a temperatura ambiente templandolo inmediatamente con agua despues de sacarlo del horno. Las capas de sacrificio se retiraron y el laminado de cuatro capas en el extremo superior del armazon se recorto para permitir que aproximadamente una longitud de 2 mm se extendiera mas alla del perfmetro de la parte superior del armazon. El mandril y el Kapton se retiraron despues del interior del armazon dando esto como resultado el conjunto de armazon, indicado en general con 1010 en la figura 25, que tiene el alivio de tension 1012 y el anillo de sutura 1014 con el armazon 1000 laminado dentro.

Un unico molde hembra o herramienta de base, mostrado a modo de ilustracion e indicado con 50 en la figura 5a, esta provisto de cavidades concavas (502, 504, 506) que definen generalmente la forma de la triple valva. Tres moldes macho o herramientas de valva (100) estan provistos de superficies extremas (103) que se corresponden en forma y contorno con las cavidades concavas de la herramienta de base. Las herramientas de valva se acoplan de manera pivotante entre si, lo que ayuda a mantener una separacion axial y rotacional relativa, como se muestra en el conjunto de tres valvas (400) en la figura 5a. Las herramientas de base y de valva se envuelven con una sola capa de membrana de ePTFE no sinterizado para formar una capa de amortiguacion y despues se utiliza una sola capa de membrana de ePTFE sustancialmente no poroso con FEP en un lado para adherir las membranas entre si y sobre los mandriles con un soldador. Las capas de sacrificio aseguran que todas las superficies coincidentes entre la base y las herramientas de valva tengan una capa de amortiguacion cuando se compriman entre si; una funcion adicional es como una capa separable para evitar que el material de valva se adhiera a las herramientas. Las herramientas de base y de valva se combinan inicialmente para crear una unica estructura cilfndrica o un conjunto de herramientas combinadas, como se representa en la figura 5b, para facilitar la construccion de valvas y la fijacion al armazon con el componente de alivio de tension y de anillo de sutura a traves de un procedimiento de envoltura de cinta, como se explica en detalle a continuacion.

Se preparo despues un material de valva. Se fabrico una membrana de ePTFE de acuerdo con las ensenanzas generales descritas en patente US 7.306.729. La membrana de ePTFE tenia una masa por area de 1,15 g/m2, un punto de burbuja de 79,7 MPa, un espesor de aproximadamente 1016 nm, una resistencia a la traccion de matriz de 410,9 MPa en la direccion longitudinal y de 315,4 MPa en la direccion transversal. Esta membrana se embebio con un fluoroelastomero, como se describe anteriormente en el Ejemplo 1. El fluoroelastomero se disolvio en Novec HFE7500 (3M, St Paul, MN) en una concentracion de 2,5 %. La solucion se revistio usando una barra mayer sobre la membrana de ePTFE (mientras era soportada por una pelfcula separable de polipropileno) y se seco en un horno de conveccion programado a 145 °C durante 30 segundos. Despues de 2 etapas de revestimiento, el compuesto resultante de ePTFE/fluoroelastomero tenia una masa por area de 4,08 g/m2, 28,22 % en peso de fluoropolfmero, una resistencia a la rotura de boveda de 15,9 KPa y un espesor de 1,93 pm.

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35

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45

50

55

Tres capas de la valva o material compuesto se envolvieron alrededor del conjunto de herramientas combinadas con un lado rico en elastomero del material compuesto orientado en direccion opuesta a las herramientas. En realizaciones ejemplares, el material compuesto esta orientado para tener una resistencia a la traccion de matriz predeterminada a lo largo de una direccion generalmente paralela al eje longitudinal del conjunto de herramientas combinadas. Mas en concreto, la resistencia a la traccion de matriz predeterminada es de aproximadamente 410 MPa.

Refiriendonos a las figuras 26a y 26b, el conjunto de armazon 1010 se coloco coaxialmente sobre el conjunto de herramientas combinadas, indicado en general con 1020, sobre las tres envolturas internas del material compuesto. El conjunto de armazon 1010 tambien se alineo rotacionalmente para adaptarlo a las caracterfsticas de la herramienta de base 500', como se representa en la figura 26a. Veintitres capas adicionales del material compuesto se envolvieron alrededor del conjunto de herramientas combinadas 1020 con el lado rico en elastomero de cada capa orientado hacia las herramientas previamente envueltas con las tres capas de material compuesto antes mencionadas. En realizaciones ejemplares, las capas adicionales del material compuesto estaban orientadas cada una para tener una resistencia a la traccion de matriz predeterminada a lo largo de una direccion generalmente paralela al eje longitudinal del conjunto de herramientas combinadas. En una realizacion, la resistencia a la traccion de matriz predeterminada era de aproximadamente 410 MPa. Las herramientas de valva 100' se retiraron despues de debajo del tubo laminado compuesto de veintiseis capas.

Cada una de las herramientas de valva 100' se giro despues alrededor de su pivote extremo respectivo, como se representa en la figura 26b, para permitir que el tubo laminado compuesto 1015 de la etapa anterior se colocara entre las herramientas de valva 100'. El conjunto de herramientas de valva se alineo coaxialmente con la herramienta de base 500' y las herramientas de valva 100' giraron hacia dentro, una hacia otra, para comprimir el tubo de laminado compuesto de veintiseis capas sobre la configuracion de superficie de molde de triple valva hembra de la herramienta de base 500'. El conjunto de herramientas combinadas que comprende las herramientas de valva y de base, el laminado compuesto, el alivio de tension, el armazon y el anillo de sutura se monto despues entre partes fijas y de traslacion de un accesorio. Tanto la compresion radial como la axial se aplicaron sujetando radialmente las herramientas de valva 100' mientras se aplicaba simultaneamente una carga axial con el extremo de traslacion del accesorio.

El conjunto de herramientas combinadas se envolvio despues helicoidalmente por compresion con dos capas de sacrificio de una membrana de ePTFE flexible embebida con una poliimida, cuatro capas de membrana de ePTFE sin sinterizar y aproximadamente cien envolturas de una fibra de ePTFE. Se retiro todo el conjunto del torno y se coloco en un accesorio de sujecion para mantener la compresion axial mientras se sometfa a un tratamiento termico colocandolo en un horno de aire forzado programado a aproximadamente 280 °C durante aproximadamente 30 minutos. El conjunto se retiro del horno y se llevo de nuevo a temperatura ambiente templandolo inmediatamente con agua. Las capas de sacrificio, las herramientas de valva y de base se retiraron dejando una valvula totalmente adherida en una forma tridimensional cerrada.

El exceso de material de valva se recorto con tijeras desde la parte superior de los postes de armazon hasta el punto triple comun de cada valva para crear tres comisuras o zonas superficiales de revestimiento como se representa en la figura 27. Las valvas se abrieron con un mandril de ePTFE inclinado de 10 mm a 25 mm. El anillo de sutura anular 1014 en la base del armazon 1000 fue moldeado como una brida colocando el conjunto de armazon 1010 entre mitades correspondientes 1030a, 1030b de un accesorio, como se ilustra en las figuras 28 y 29 y colocando el conjunto en un soldador por compresion ultrasonico (no mostrado), tal como un soldador por compresion ultrasonico modelo #8400 hecho por Branson ultrasonics, Danbury CT. Se aplico al conjunto un tiempo de soldadura de aproximadamente 0,8 segundos, un tiempo de retencion de aproximadamente 3,0 segundos y una presion neumatica de aproximadamente 0,35 MPa. El proceso de soldadura ultrasonica se realizo dos veces para crear un espesor de brida de anillo de sutura de aproximadamente 2 mm con un diametro exterior de 33 mm. El conjunto de valvula final se muestra a modo de ilustracion y se indica generalmente con 1100 la figura 30.

La valva final estaba compuesta de 28,22 % en peso de fluoropolfmero con un espesor de 50,3 pm. Cada valva tenia 26 capas del material compuesto y una relacion de espesor/numero de capas de 1,93 pm.

El conjunto de valvula resultante 1100 incluye valvas 1102 formadas a partir de un material compuesto con mas de una capa de fluoropolfmero que tiene una pluralidad de poros y un elastomero presente sustancialmente en todos los poros de mas de una capa de fluoropolfmero. Cada valva 1102 es movil entre una posicion cerrada, mostrada a modo de ilustracion en la figura 30A, en la que se evita sustancialmente que circule sangre a traves del conjunto de valvula, y una posicion abierta, mostrada a modo de ilustracion en la figura 30B, en la que se permite que circule sangre a traves del conjunto de valvula. De este modo, las valvas 1102 del conjunto de valvula 1100 alternan entre las posiciones cerrada y abierta para regular en general la direccion de circulacion sangufnea en un paciente humano.

El rendimiento hidrodinamico se midio antes de la prueba de desgaste acelerado. Los valores de rendimiento fueron; EOA = 1,88 cm2 y fraccion regurgitante = 10,86 %. No se han registrado danos observables durante las pruebas de durabilidad siendo el numero de ciclos cercano a los 100 millones.

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Ejemplo 4b

En realizaciones ejemplares, se construyo una valvula cardiaca con un armazon de valvula, un alivio de tension, un anillo de sutura y tres primeras capas de material compuesto, como se describe anteriormente en el Ejemplo 4a, y se utilizo un material de valva que comprende un material compuesto resultante que tiene una masa por area de 11,80 g/m2, 9,74 % en peso de fluoropolfmero, una resistencia a la rotura de boveda de 17,3 KPa y un espesor de 5,78 pm despues de las etapas de revestimiento.

Se envolvieron seis capas adicionales del material compuesto alrededor de los moldes combinados de la figura 26a con la orientacion de membrana como se describe en el Ejemplo 4a.

El conjunto se moldeo, se proceso termicamente y se recorto como se describe en el Ejemplo 4a.

La valva final estaba compuesta de 9,74 % en peso de fluoropolfmero con un espesor de 52,0 pm. Cada valva tenia 9 capas del material compuesto y una relacion de espesor/numero de capas de 5,78 pm.

El rendimiento hidrodinamico se midio antes de la prueba de desgaste acelerado. Los valores de rendimiento fueron; EOA = 2,05 cm2 y fraccion regurgitante = 11,71 %. El dano observable se registro como separacion de armazon durante las pruebas de durabilidad a aproximadamente 6 millones de ciclos.

Ejemplo 4c

En realizaciones ejemplares, se construyo una valvula cardiaca con un armazon de valvula que fue mecanizado con laser y revestido con FEP, como se describe anteriormente en el Ejemplo 4a, y provisto ademas de un elemento amortiguador fijado al perfmetro del armazon adyacente en las regiones de valva para minimizar la tension relacionada con el contacto directo entre el armazon y la valva.

Una fibra de ePTFE de 0,5 mm de espesor se envolvio helicoidalmente sobre un mandril de 1,143 mm con un paso que eliminaba el espacio entre envolturas. Se envolvieron dos capas de pelfcula de FEP de 2,54 pm sobre bobinas de fibra de ePTFE y despues se sometieron a un tratamiento termico colocandolas en un horno de aire forzado programado a 320 °C durante aproximadamente tres minutos. El material se llevo de nuevo a temperatura ambiente mediante enfriamiento con aire a temperatura ambiente. La fibra de ePTFE formo un tubo helicoidal contiguo una vez retirada del mandril. El tubo helicoidal se corto en tres trozos de 125 mm y se corto axialmente dejando solo 5 mm intactos como tubo helicoidal. Cada uno de los tres trozos se deslizo sobre un armazon revestido de FEP para formar el armazon 1000' que tiene el elemento amortiguador 1030 fijado al mismo para minimizar la tension relacionada con el contacto directo entre el armazon 1000' y la valva (no mostrada), como se representa en la figura 31.

Se prepararon un armazon de valvula, un alivio de tension, un anillo de sutura, material de valva y una primera capa de material compuesto, como se describe en el Ejemplo 4a, encapsulando los elementos amortiguadores y el armazon. El material de valva se preparo de manera que despues de las etapas de revestimiento, el compuesto resultante tenia una masa por area de 25,48 g/m2, 8,91 % en peso de fluoropolfmero, una resistencia a la rotura de boveda de 31,7 KPa y un espesor de 13,08 pm.

Tres capas adicionales del material compuesto se envolvieron alrededor de los moldes combinados con la orientacion de membrana que se describe en el Ejemplo 4a.

El conjunto se moldeo con elementos amortiguadores procesados termicamente y recortados como se describe en el Ejemplo 4a para formar el conjunto de valvula final 1100' que tiene el armazon 1000' y el elemento amortiguador 1030 fijado al mismo para minimizar la tension relacionada con el contacto directo entre el armazon 1000' y las valvas 1102', como se representa en la figura 32.

La valva final estaba compuesta de 8,91 % en peso de fluoropolfmero con un espesor de 52,3 pm. Cada valva tenia 4 capas del compuesto y una relacion de espesor/numero de capas de 13,08 pm.

El rendimiento hidrodinamico no se midio antes de la prueba de desgaste acelerado. El dano observable se registro como una formacion de agujeros en las valvas durante las pruebas de durabilidad en aproximadamente 12,4 millones de ciclos.

Ejemplo 5

En realizaciones ejemplares, se construyo una valvula cardiaca que tenia un armazon de valvula, un alivio de tension, un anillo de sutura, un material de valva y se prepararon tres primeras capas de material compuesto, como se describe en el Ejemplo 4a, y ademas tenia la valva final que se describe inmediatamente a continuacion.

Quince capas adicionales del material compuesto se envolvieron alrededor de los moldes combinados y con la orientacion de membrana que se describe en el Ejemplo 4a.

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La valva final estaba compuesta de 9,74 % en peso de fluoropolfmero con un espesor de 98,3 pm. Cada valva tenia 18 capas del compuesto y una relacion de espesor/numero de capas de 5,46 pm.

El rendimiento hidrodinamico se midio antes de la prueba de desgaste acelerado. Los valores de rendimiento fueron; EOA = 1,73 cm2 y fraccion regurgitante = 11,71 %. El dano observable se registro como separacion de armazon y delaminacion de valva durante las pruebas de durabilidad en aproximadamente 100 millones de ciclos.

Ejemplo 6

En realizaciones ejemplares, se construyo una valvula cardiaca que tenia un armazon de valvula, una capa amortiguadora, un alivio de tension y un anillo de sutura, como se describe en el Ejemplo 4c, y que ademas tenia la valva final como se describe inmediatamente despues.

A continuacion, se preparo un material de valva. La membrana de ePTFE tenia una masa por area de 0,31 g/m2, un punto de burbuja de 0,11 MPa, un espesor de aproximadamente 127 nm, una resistencia a la traccion de matriz de 442,0 MPa en la direccion longitudinal y de 560,0 MPa en la direccion transversal. Esta membrana se embebio con un fluoroelastomero, como se describe en el Ejemplo 4a. Despues de las etapas de revestimiento, el compuesto resultante de ePTFE/fluoroelastomero tenia una masa por area de 1,04 g/m2, 29,9 % en peso de fluoropolfmero, una resistencia a la rotura de boveda de 9,9 KPa y un espesor de 0,52 pm.

Noventa y cinco capas del compuesto se envolvieron alrededor de los moldes combinados con la membrana orientada de manera que la resistencia a la traccion de matriz de 442 MPa se orientara axialmente y el lado rico en elastomero de la membrana se orientara hacia los moldes, como se describe en el Ejemplo 4a.

La valva final estaba compuesta de 29,00 % en peso de fluoropolfmero con un espesor de 49,7 pm. Cada valva tenia 95 capas del compuesto y una relacion de espesor/numero de capas de 0,52 pm.

El rendimiento hidrodinamico se midio antes de la prueba de desgaste acelerado. Los valores de rendimiento fueron; EOA = 2,19 cm2 y fraccion regurgitante = 9,7 %. No se registraron danos observables durante las pruebas de durabilidad.

Ejemplo 7

En otras realizaciones ejemplares, se formo una valvula cardiaca que tenia valvas polimericas a partir de un material compuesto que tenia una membrana de fluoropolfmero expandido y un material elastomerico; fijada a un armazon de estent metalico expandible con balon; y se construyo de acuerdo con el siguiente procedimiento:

Un armazon de estent metalico expandible con balon se mecanizo con laser a partir de una longitud de tubo recocido de aleacion MP35N con un diametro exterior de 26,00 mm y un espesor de pared de 0,60 mm. Se corto un patron en el tubo para formar un armazon de estent cortado con forma cilfndrica, tambien denominado aquf estructura de soporte, como se ilustra y se indica generalmente con 600 en la vista plana aplastada de la figura 6a. La estructura de soporte 600 incluye una pluralidad de pequenas celdas cerradas 602, una pluralidad de celdas cerradas grandes 604 y una pluralidad de celdas cerradas de valva 606. Observese que una de la pluralidad de celdas cerradas de valva 606 aparece como una celda abierta en la figura 6A debido a la vista plana aplastada. Las celdas 602, 604, 606 estan generalmente dispuestas en filas que forman la forma anular de la estructura de soporte 600.

La superficie del armazon metalico se preparo como se describe en el Ejemplo 4a.

Un laminado de ePTFE se fijo al armazon con un alivio de tension, en un modo similar al Ejemplo 4c. Un mandril cilfndrico de 24 mm de diametro se envolvio con una sola capa de pelfcula de poliimida Kapton® (DuPont) y se mantuvo en su sitio mediante una tira adhesiva de cinta Kapton® sobre la longitud de la sutura superpuesta. Dos capas de un ePTFE sustancialmente no poroso que tenia una capa de FEP dispuesta a lo largo de una superficie o lado exterior del mismo, se envolvieron con el FEP orientado en direccion opuesta a la superficie de mandril; dos capas de FEP, de 3,6 pm de espesor, fueron envueltas sobre el mismo. El armazon de estent metalico expandible con balon se alineo coaxialmente sobre el mandril envuelto. Se envolvieron dos capas adicionales de FEP sobre el estent en el mandril encapsulando el estent y el alivio de tension. Se envolvieron dos capas de un ePTFE sustancialmente poroso sobre el FEP seguido de tres capas adicionales de FEP envueltas sobre ePTFE. El conjunto completo se sometio a un tratamiento termico colocandolo en un horno de aire forzado programado a 375°C durante veinte minutos y se devolvio a temperatura ambiente templandolo inmediatamente con agua despues de retirarlo del horno. El laminado se recorto por regiones del armazon para dejar expuestas tres ventanas para la fijacion de valvas, como se representa en la figura 33b.

A continuacion, se preparo un material de valva como se describe en el Ejemplo 6. La membrana de ePTFE tenia una masa por area de 0,29 g/m2, un punto de burbuja de 0,11 MPa, un espesor de aproximadamente 158 nm, una resistencia a la traccion de matriz de 434,0 MPa en la direccion longitudinal y de 646,0 MPa en la direccion transversal. Esta membrana se embebio con un fluoroelastomero, como se describe en el Ejemplo 4a. Despues del proceso de revestimiento, el compuesto resultante de ePTFE/fluoroelastomero tenia una masa por area de 0,94

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Diecisiete capas del compuesto fueron envueltas alrededor de un mandril de 26 mm. El compuesto se oriento de manera que la resistencia a la traccion de matriz de 434 MPa se coloco axialmente y el lado rico en elastomero de la membrana orientado hacia el mandril, como se describe en el Ejemplo 4a.

El subconjunto que contenfa el armazon y el alivio de tension se coloco en el mandril sobre las 17 capas. Se envolvieron 40 capas adicionales de compuesto, intercalando el armazon entre ambas capas de compuesto creando un total de 57 capas de compuesto. El mandril, las capas de valva y el armazon se cubrieron con una capa impermeable y se sellaron por ambos extremos. Usando un recipiente a presion, el conjunto se calento hasta aproximadamente 285 °C a 75 psi durante aproximadamente 23 minutos y despues se dejo enfriar a temperatura ambiente mientras estaba a presion. El conjunto de valvula se retiro del mandril. El borde libre de la valva se creo cortando el laminado en forma de arco por cada una de las tres celdas cerradas de valva 606 en el armazon liberando la valva para abrirse y cerrarse bajo presion de fluido. Las valvas se moldearon con una forma final usando herramientas de moldeo de valva descritas en las figuras 5A-5B. Cada una de las herramientas de moldeo de valva se alineo coaxialmente con la herramienta de base para permitir que se aplicara una cubierta en el exterior del armazon.

Se preparo despues un material de cubierta de armazon como se describe en el Ejemplo 6. La membrana de ePTFE tenia una masa por area de 0,86 g/m2, un punto de burbuja de 0,11 MPa, un espesor de aproximadamente 900 nm, una resistencia a la traccion de matriz de 376,0 MPa en la direccion longitudinal y de 501,0 MPa en la direccion transversal. Esta membrana se embebio con un fluoroelastomero, como se describe en el Ejemplo 4a. Despues del proceso de revestimiento, el compuesto resultante de ePTFE/fluoroelastomero tenia una masa por area de 7,05 g/m2, 14,1 % en peso de fluoropolfmero, una resistencia a la rotura de boveda de 13,1 KPa, y el espesor de 3,28 m.

Quince capas del compuesto se envolvieron alrededor del armazon de valvula mientras se mantenfan en las herramientas de configuracion de forma. El compuesto se oriento de modo que la resistencia a la traccion de matriz de 501 MPa se colocara axialmente y el lado rico en elastomero de la membrana se orientara hacia el mandril, como se describe en el Ejemplo 4a. La cubierta final estaba compuesta de 14,1 % en peso de fluoropolfmero con un espesor de 49,2 pm.

El conjunto se moldeo y se proceso termicamente en un horno de conveccion abierto a la atmosfera a 250 °C durante 1 hora. A continuacion, la valvula se retiro de las herramientas de moldeo.

La valva final estaba compuesta de 30,3 % en peso de fluoropolfmero con un espesor de 25,0 pm. Cada valva tenia 57 capas del compuesto y una relacion de espesor/numero de capas de 0,44 pm.

Una pluralidad de hendiduras que se extendfan longitudinalmente 1302 se formaron en el tubo 1300 dando esto como resultado la formacion de una pluralidad de lenguetas 1304. Las hendiduras se pueden formar siguiendo cualquier metodo adecuado conocido por los expertos en la tecnica, tal como mediante corte con una cuchilla.

Las herramientas de valva (no mostradas) se deslizaron despues hacia fuera por debajo del tubo 1300.

Las tres lenguetas 1304 creadas mediante la formacion de las hendiduras 1302 en el tubo 1300 se alimentaron a continuacion hacia el interior a traves de ventanas o celdas respectivas formadas en el armazon, como se representa en la figura 35. Cada una de las herramientas de valva se alineo coaxialmente con la herramienta de base para permitir que las lenguetas alimentadas hacia el interior 1304 del tubo 1300 de la etapa anterior fueran colocadas y comprimidas entre las herramientas de valva y la configuracion de la superficie del molde de tres valvas hembra de la herramienta de base. El conjunto de herramientas combinadas que comprende las herramientas de valva y de base, el material compuesto o de valva y el armazon se monto despues entre partes fijas y de traslacion de un accesorio. Se aplico tanto compresion radial como axial fijando radialmente las herramientas de valva mientras se aplicaba al mismo tiempo una carga axial con el extremo de traslacion del accesorio.

El conjunto se moldeo, se proceso termicamente y se recorto tal como se describe en el Ejemplo 4a. El conjunto de valvula final que tiene el armazon de estent metalico expandible con balon 600”, los elementos amortiguadores 1030” y las valvas 704” se muestra en la figura 36.

La valva final estaba compuesta de 33,70 % en peso de fluoropolfmero con un espesor de 16,0 pm. Cada valva tenia cincuenta capas del compuesto y una relacion de espesor/numero de capas de 0,32 pm.

El rendimiento hidrodinamico se midio antes de su uso. Los valores de rendimiento fueron; EOA = 2,0 cm2 y fraccion regurgitante = 15,7 %. No se registro ningun dano observable durante las pruebas de durabilidad.

Despues de la construccion y las pruebas, la valvula fue enviada a Carmeda Corporation (Carmeda AB, Estocolmo, Suecia) para su revestimiento con heparina. Despues del revestimiento, la valvula completa fue montada en un cateter de balon y aplastada hasta un diametro reducido de 20French utilizando un aparato de aplastamiento de iris mecanico. La valvula montada a traves de cateter fue enviada a Sterigenics corp. (Salt Lake City UT) para la esterilizacion del oxido de etileno. Utilizando una tecnica esteril, la valvula se inserto a traves de una vaina de 20F en la arteria ilfaca quirurgicamente expuesta de una oveja Ramboulet anestesiada de 4 meses de edad y de 25 Kg de

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peso. El cateter se hizo avanzar a traves de la vena cava inferior, a traves de la auricula derecha y hasta el tronco de la arteria pulmonar. Se desplego sobre la valvula pulmonar nativa y se acciono presurizando el cateter de balon a 4 atmosferas. Despues de las mediciones del angiograma y de la presion, el cateter fue retirado y el animal recuperado. La valvula, denominada a continuacion valvula explantada, se mantuvo en su sitio durante un mes, en sustitucion de la funcion de la valvula pulmonar nativa.

El rendimiento hidrodinamico de la valvula explantada se midio despues del explante y se comparo con una valvula de control. La valvula explantada se explanto, se fijo en solucion de formalina, se absorbio en hidroxido de sodio, se enjuago en etanol, acetona y agua destilada antes de la prueba. La valvula de control era un duplicado de la valvula explantada que se comprimio hasta el diametro de distribucion, se volvio a desplegar como un cateter de balon y se probo. Cada valvula fue probada en condiciones de flujo tanto aorticas como pulmonares en un probador de tiempo real ViVitro. No se observo degradacion en el rendimiento hemodinamico.

Los valores de rendimiento para las valvulas explantadas y de control se enumeran en la Tabla 5.

Tabla 5

Condiciones aorticas, 70 bpm, 5 litros/min, 125/89 pico pb

: Cafda de Presion (mm Hg) EOA (cm2) volumen de cierre (ml)

Control: 8,9 1,99 4,12

valvula explantada: 6,8 2,12 2,69

afecciones pulmonares, 70 bpm, 5 litros/min, 26/15 pico pb

Control: 9,5 1,82 2,25

Explantada: 8,9 1,76 2,25

Ejemplo 8

En realizaciones ejemplares, una valvula cardiaca que tenia valvas polimericas unidas a un armazon metalico rfgido se construyo de acuerdo con el siguiente procedimiento:

Se corto con laser una estructura o armazon de soporte de valvula 960 de una longitud de 316 de tubo de acero inoxidable con un diametro exterior de 25,4 mm y un espesor de pared de 0,5 mm con la forma mostrada en la figura 19. En la realizacion mostrada, el armazon 960 se extiende axialmente entre un extremo inferior 962 y un extremo superior opuesto definido generalmente por una pluralidad de postes 964 con forma generalmente de aguja que se extienden axialmente, correspondientes al numero de valvas en el conjunto de valvula terminado previsto (no mostrado). Un borde superior 968 con forma parabolica se extiende entre postes adyacentes 964. En la realizacion especffica ilustrada, tres postes 964 y tres bordes superiores 968 forman el extremo superior del armazon 960. Las esquinas del armazon que estarfan en contacto con el material de valva se redondearon usando una lijadora giratoria y se pulieron a mano. El armazon se enjuago con agua y luego se limpio con plasma utilizando un sistema de tratamiento con plasma PT2000P, Tri-Star Technologies, El Segundo, CA, eE.UU.

Se proporciona un elemento amortiguador entre al menos una parte del armazon y al menos una parte de la valva para minimizar la tension relacionada con el contacto directo entre el armazon y la valva. Se creo una fibra compuesta de ePTFE y silicona embebiendo primero una membrana de ePTFE con silicona MED-6215 (NuSil, Carpinteria, CA, EE.UU.), cortandola a una anchura de aproximadamente 25 mm y enrollandola como una fibra sustancialmente redonda. El ePTFE utilizado en esta fibra se probo de acuerdo con los metodos descritos en el Apendice. La membrana de ePTFE tenia un punto de burbuja de aproximadamente 217 KPa, un espesor de aproximadamente 10 pm, una masa por area de aproximadamente 5,2 g/m2, una porosidad de aproximadamente 78 %, una resistencia a la traccion de matriz en una direccion de aproximadamente 96 MPa y una resistencia a la traccion de matriz de aproximadamente 55 MPa en una direccion ortogonal. La fibra compuesta 966 se envolvio alrededor de cada uno de los postes 964 del armazon 960, como se muestra en la figura 20.

Se formo un mandril 970 usando estereolitograffa con una forma mostrada en la figura 21. El mandril 970 tiene un primer extremo 972 y un segundo extremo opuesto 974, y se extiende longitudinalmente entre ellos. El mandril 970 tiene una superficie exterior 980 con tres lobulos convexos generalmente arqueados (se muestran dos) 982, cada uno para formar generalmente valvas (no mostradas) de un conjunto de valvula terminado (no mostrado). La superficie exterior 980 tambien incluye un area de asiento de armazon 984 para colocar el armazon de valva (960 en la figura 19) con respecto a los lobulos convexos 982 antes de la formacion de las valvas de valvula sobre el armazon de valvula.

El mandril 970 se revistio despues mediante pulverizacion con un agente de desmoldeo de PTFE. Cuatro capas de una membrana de ePTFE fueron envueltas alrededor del mandril. La membrana de ePTFE se probo de acuerdo con los metodos descritos en el Apendice. La membrana de ePTFE tenia una masa por area de 0,57 g/m2, una

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porosidad de 90,4 %, un espesor de aproximadamente 2,5 pm, un punto de burbuja de 458 KPa, una resistencia a la traccion de matriz de 339 MPa en la direccion longitudinal y de 257 MPa en la direccion transversal. Se froto MED- 6215 sobre el ePTFE y se dejo que empapara y llenara sustancialmente los poros del ePTFE. El exceso de MED- 6215 se seco y el armazon de valvula 960 con la fibra compuesta 966 envuelta sobre los postes 964 se coloco sobre el mandril 970 a lo largo del area de asiento de armazon 984, como se muestra en la figura 22. Se coloco silicona MED-4720, NuSil, Carpinteria, CA, EE.UU. a lo largo de los bordes superiores 968 del armazon 960 y a lo largo de los postes 964 del armazon 960 para crear un alivio de tension dentro de la valva (no mostrada). Treinta capas adicionales del mismo ePTFE fueron envueltas alrededor del armazon 960 y el mandril 970. Se froto MED-6215 adicional sobre el ePTFE y se dejo que empapara y llenara sustancialmente los poros del ePTFE. 8 capas de ePTFE fueron envueltas alrededor del armazon 960 y el mandril 970. El ePTFE utilizado fue probado de acuerdo con los metodos descritos en el Apendice. La membrana de ePTFE tenia un punto de burbuja de 217 KPa, un espesor de 10 pm, una masa por area de 5,2 g/m2, una porosidad de 78 %, una resistencia a la traccion de matriz en una direccion de 96 MPa, y una resistencia a la traccion de matriz de 55 MPa en una direccion ortogonal. Estas capas absorbieron cualquier exceso de silicona durante el proceso de moldeo y se retiraron despues de que la silicona se hubo curado.

Este conjunto se coloco despues en un horno a aproximadamente 100 °C durante aproximadamente 1 hora para curar la silicona. Despues de enfriarse, se retiraron las formas de fibra y silicona, 8 capas de ePTFE secante se desprendieron y desecharon y la valvula resultante (no mostrada) se deslizo fuera del mandril. Los postes se recortaron usando cortadores de alambre y el exceso de longitud del material de valva y el exceso de longitud de material en la base del armazon se recortaron cuidadosamente usando tijeras para formar un conjunto de valvula completo, que se muestra y se indica en general con 990 en la figura 23. De este modo, en una realizacion, el conjunto de valvula 990 se formo con el armazon o estructura de soporte 960; una pluralidad de valvas 992 apoyadas sobre la estructura de soporte 960 y moviles entre posiciones las abierta y cerrada para regular la circulacion sanguinea a traves del conjunto de valvula 990; y un elemento amortiguador 1030 situado entre al menos una parte de la estructura de soporte 960 y al menos una parte de cada valva 992 para minimizar la tension en las valvas debido al acoplamiento con y/o a la proximidad de las valvas a la estructura de soporte. En otra realizacion, el elemento amortiguador se forma a partir de un material compuesto con al menos una capa de fluoropolimero que tiene una pluralidad de poros y un elastomero presente en sustancialmente todos los poros, como se describe anteriormente.

Debe apreciarse que pueden utilizarse estructuras de soporte distintas de las que se muestran especificamente en las figuras. Ademas, se pueden utilizar elementos amortiguadores en cualquier lugar a lo largo de la estructura de soporte segun sea necesario para minimizar la tension en las valvas debido al acoplamiento y/o a la proximidad de las valvas a la estructura de soporte. Por ejemplo, el o los elementos amortiguadores pueden acoplarse a la estructura de soporte a lo largo del borde superior formado parabolicamente.

Tambien se debe apreciar que los elementos amortiguadores pueden formarse como tubos y deslizarse sobre los extremos de la estructura de soporte, o pueden cortarse longitudinalmente y colocarse alrededor del emplazamiento deseado a lo largo de la estructura de soporte.

Se midieron las valvas del conjunto de valvula completo y se determino que tuvieran un espesor medio en el centro de cada valva de aproximadamente 48 pm.

La valva final estaba compuesta de 24,00 % en peso de fluoropolimero con un espesor de 48,0 pm. Cada valva tenia 48 capas del material compuesto y una relacion de espesor/numero de capas de 1,07 pm.

El rendimiento hidrodinamico se midio antes de la prueba de desgaste acelerado. Los valores de rendimiento fueron; EOA = 2,4 cm2 y fraccion regurgitante = 12,5 %. No se registro ningun dano observable durante las pruebas de durabilidad siendo el numero de ciclos de aproximadamente150 millones.

El rendimiento hidrodinamico de las valvulas descrito en los Ejemplos 4a, 4b, 5, 6, 7, y 8 se determino en un duplicador de pulso en tiempo real que midio presiones anatomicas tfpicas y flujos a traves de la valvula, generando un conjunto de datos de fatiga inicial o “fatiga cero” para ese conjunto de valvula particular.

Despues de determinarse el rendimiento de flujo, los conjuntos de valvula se retiraron del sistema duplicador de pulso de flujo y se colocaron en un probador de fatiga de alta potencia o de durabilidad. Las valvulas se monitorizaron continuamente para asegurar que mantenfan la presion cuando se cerraban y para evaluar cuando se

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producfa cualquier dano en forma de separacion de armazon, rasgaduras, agujeros, o delaminacion. Cuando fue adecuado, se midieron de nuevo el rendimiento hidrodinamico de las valvulas, se hicieron pruebas de durabilidad a aproximadamente 100 millones de ciclos y se registraron.

Los resultados de las determinaciones de rendimiento se enumeran en la Tabla 6 de la figura 44.

Los datos presentados en los Ejemplos 4a, 4b, 4c, 5, 6, 7 y 8 y resumidos en las Tablas 4, 5 y 6 respaldan la observacion de las tendencias generales de durabilidad y rendimiento hidrodinamico asociadas a diferentes configuraciones de valva cuando el espesor, el tanto por ciento en peso de fluoropolfmero y el numero de capas son variados. Los diferentes ejemplos presentados respaldan estas observaciones, permitiendo realizar comparaciones cuando se utilizan diferencias debidas al tipo de armazon y a los elementos amortiguadores en la construccion de valvula individual.

Los Ejemplos 4B y 4C son configuraciones en las que el espesor valva y el tanto por ciento en peso de fluoropolfmero son iguales e ilustran que un numero bajo de capas deriva en una durabilidad reducida. El modo de fallo del Ejemplo 4b de la separacion de armazon se redujo mediante el uso de un elemento amortiguador que a su vez duplico el tiempo hasta el fallo, sin embargo, el modo de fallo cambio de la separacion de armazon a la formacion de agujeros dentro de la valva. Ambos ejemplos 4a y 4b tuvieron fallos de durabilidad muy por debajo de lo aceptable.

Los Ejemplos 4b y 5 proporcionan una comparacion en la que el tanto por cien en peso de fluoropolfmero se mantiene constante y se mide una diferencia en el numero de capas y por tanto en el espesor de valva. Ambos Ejemplos tienen la misma construccion de valvula sin los elementos amortiguadores que se muestran anteriormente para reducir la separacion de armazon. El efecto de duplicar el numero de capas de 9 a 18 y por tanto de aumentar el espesor de valva de aproximadamente 52 pm a aproximadamente 98 pm, mejoro el numero de ciclos para la separacion de armazon en un orden de magnitud de casi 12 millones a 100 millones.

En el Ejemplo 4a, que de nuevo tiene una construccion similar a la del Ejemplo 4b, el espesor de valva de aproximadamente 50 pm se mantuvo constante y se vario el porcentaje en peso de fluoropolfmero de aproximadamente 10 % para el Ejemplo 4b a aproximadamente 30 % para el Ejemplo 4a permitiendo esto la creacion de un compuesto mas delgado y por tanto muchas mas capas (26) para el mismo espesor de valva. Aunque se ha observado algo de delaminacion de borde libre para el Ejemplo 4a cerca de la region de alta deformacion del punto triple, la valvula es todavfa viable tal como se determina mediante la determinacion hidrodinamica con 100 millones de ciclos acumulados, como se muestra en la Tabla 5.

En los ejemplos 6 y 7, el comportamiento de flexion mejorado de estas configuraciones de capa fina y con un alto numero de capas, generalmente indica que la mejora de la durabilidad resulta de la comparacion con estructuras que tienen un numero menor de capas debido a la reduccion de pliegues y arrugas a traves del ciclo de trabajo, como se ilustra en las figuras 41A y 41B.

Ademas, el ejemplo 8 ilustra que puede conseguirse una durabilidad similar con diferentes elastomeros que tienen configuraciones con un numero mayor de capas, como se demuestra en los Ejemplos 6 y 7.

Sera evidente para los expertos en la tecnica que pueden hacerse varias modificaciones y variaciones en las presentes realizaciones dentro del ambito de aplicacion de las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes.

APENDICE

Tal como se utiliza en esta solicitud, resistencia a la traccion de matriz se refiere a la resistencia a la traccion de una muestra de fluoropolfmero poroso en condiciones especfficas. La porosidad de la muestra se representa multiplicando la resistencia a la traccion por la relacion entre la densidad del polfmero y la densidad de la muestra.

Tal como se utiliza aquf, el termino “membrana” se refiere a un artfculo de fluoropolfmero poroso, “compuesto” se refiere a fluoropolfmeros porosos embebidos, y una “valva”, es un componente de un artfculo implantable para regular la direccion de circulacion sangufnea. Las valvas de las presentes realizaciones son una o mas capas de un compuesto.

El termino “embeber” que se utiliza aquf se refiere a cualquier proceso utilizado para al menos llenar parcialmente poros con un material secundario.

Para valvas de fluoropolfmero poroso que tiene poros rellenos sustancialmente de elastomero, el elastomero puede disolverse o degradarse y enjuagarse usando un disolvente adecuado con el fin de medir las propiedades deseadas.

Segun se usa en el presente documento, el termino “elastomero” define un polfmero, una mezcla de polfmeros o una mezcla de uno o mas polfmeros con uno o mas componentes no polimericos que tiene la capacidad de estirarse al menos a 1,3 veces su longitud original y de recuperar rapidamente aproximadamente su longitud original cuando se libera. El termino “elastomerico” pretende describir una propiedad mediante la cual un polfmero muestra propiedades de estiramiento y de recuperacion similares a las de un elastomero, aunque no necesariamente en el mismo grado de estiramiento y/o recuperacion.

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Segun se usa en el presente documento, el termino “termoplastico” define un polfmero que se ablanda cuando se expone al calor y vuelve a su estado original cuando se enfrfa a temperatura ambiente. Tal polfmero puede hacerse para ablandarse, circular o adoptar nuevas formas, sin una degradacion o alteracion significativa del estado original del polfmero debida a la aplicacion de calor o calor y presion. A diferencia de un polfmero termoplastico, en el presente documento un polfmero “termoendurecible” se define como un polfmero que se solidifica o “endurece” irreversiblemente cuando se cura. Determinar si un polfmero es un polfmero “termoplastico” en el sentido de las presentes realizaciones se puede hacer elevando lentamente la temperatura de una muestra en tension y observando la deformacion. Si se puede hacer que el polfmero se ablande, circule o adopte una nueva forma, sin degradacion o alteracion significativa del estado qufmico original del polfmero, entonces el polfmero se considera que es un termoplastico. Si solo estan disponibles pequenas cantidades de material, puede ser necesario el uso de un microscopio de platina caliente para esta determinacion.

Una medida de la calidad de una valvula es el area de orificio efectivo (EOA), que se puede calcular como sigue: EOA (cm2) = Qrms/(51,6 * (AP)1/2) donde Qrms es la rafz cuadrada media de la velocidad de flujo sistolico/diastolico (cm3/s) y AP es la cafda de presion sistolica/diastolica media (mmHg).

Otra medida del rendimiento hidrodinamico de una valvula es la fraccion de regurgitacion, que es la cantidad de fluido o sangre regurgitado traves de la valvula dividido por el volumen del recorrido.

Tal como se utiliza en esta solicitud, el area de superficie por unidad de masa, expresada en unidades de m2/g, se midio usando el metodo de Brunauer-Emmett-Teller (BET) en un Analizador de Adsorcion de Gas SA3100, Beckman Coulter Inc. Fullerton CA, EE.UU. Para realizar la medicion, se corto una muestra del centro de la membrana de fluoropolfmero expandido y se coloco en un pequeno tubo de muestra. La masa de la muestra fue de aproximadamente 0,1 a 0,2 g. El tubo se coloco en el Desgasificador de Area de superficie Coulter SA-Prep (Modelo SA-Prep, P/n 5102014) de Beckman Coulter, Fullerton CA, EE.UU. y se purgo a aproximadamente 110 °C durante aproximadamente dos horas con helio. A continuacion, el tubo de muestra se retiro del Desgasificador SA-Prep y se peso. A continuacion, el tubo de muestra se coloco en el Analizador de Adsorcion de Gas SA3100 y se realizo el analisis de area de superficie BET de acuerdo con las instrucciones del instrumento utilizando helio para calcular el espacio libre y el nitrogeno como gas adsorbato.

El punto de burbuja y el tamano medio de poro de flujo se midieron de acuerdo con las ensenanzas generales de ASTM F31 6-03 utilizando un Porometro de flujo capilar, Modelo CFP 1500AEXL de Materiales Porosos, Inc., Ithaca NY, EE.UU. La membrana de muestra se coloco en la camara de muestra y se humedecio con Fluido de Silicona SilWick (disponible en Porous Materials Inc.) que tiene una tension superficial de aproximadamente 20,1 dinas/cm. La abrazadera inferior de la camara de muestra tenia un agujero de aproximadamente 2,54 cm de diametro. Con el uso de la version de software Capwin 7.73.012 se establecieron los siguientes parametros, como se especifica en la

tabla de abajo.

Parametro Punto fijo

Maxflow (cm3/m) 200000

Bublflow (cm3/m) 100

F/PT (bubltime antiguo) 50

Minbpress (PSI) 0

Zerotime (seg) 1

V2incr (cts) 10

Preginc (cts) 1

Retardo de pulso (seg) 2

Maxpre (PSI) 500

Ancho de pulso (seg) 0,2

Mineqtime (seg) 30

Presslew (cts) 10

Flowslew (cts) 50

Eqiter 3

Aveiter 20

Maxpdif (PSI) 0,1

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Maxfdif (PSI): 50

Sartp (PSI): 1

Sartf (cm3/m): 500

El espesor de la membrana se midio colocando la membrana entre las dos placas de un calibrador de espesor Kafer FZ1000/30 Kafer Messuhrenfabrik GmbH, Villingen-Schwenningen, Alemania. Se informo del promedio de las tres mediciones.

La presencia de elastomero dentro de los poros puede determinarse por varios metodos conocidos por los expertos en la tecnica, tales como analisis visual de superficie y/o de seccion transversal u otros analisis. Estos analisis se pueden realizar antes y despues de la retirada de elastomero de la valva.

Las muestras de membrana se cortaron con troquel para formar secciones rectangulares de aproximadamente 2,54 cm por aproximadamente 15,24 cm para medir el peso (usando una balanza analftica modelo AG204 de Mettler- Toledo) y el espesor (usando un calibrador de espesor Kafer Fz1000/30). Usando estos datos, se calculo la densidad con la siguiente formula: p = m/w*l*t, en la que: p = densidad (g/cm3): m = masa (g), w = anchura (cm) l = longitud (cm) y t = espesor (cm). Se informo del promedio de las tres mediciones.

La carga de rotura por traccion se midio utilizando una maquina de prueba de traccion INSTRON 122 equipada con empunaduras de cara plana y una celda de carga de 0,445 kN. La longitud del calibrador era de aproximadamente 5,08 cm y la velocidad de cabezal era de aproximadamente 50,8 cm/min. Las dimensiones de la muestra fueron de aproximadamente 2,54 cm por aproximadamente 15,24 cm. Para mediciones longitudinales, la dimension mas larga de la muestra se oriento en la direccion de mayor resistencia. Para las mediciones ortogonales MTS, la dimension mas larga de la muestra se oriento perpendicular a la direccion de mayor resistencia. Cada muestra se peso usando un Modelo de Balanza Mettler Toledo AG204, luego se midio el espesor usando el calibrador de espesor Kafer FZ1000/30. Las muestras se probaron despues individualmente en el probador de traccion. Se midieron tres secciones diferentes de cada muestra. Se anoto el promedio de las mediciones de las tres cargas maximas (es decir, la fuerza maxima). Las resistencias a la traccion de matriz longitudinal y transversal (MTS) se calcularon utilizando la siguiente ecuacion: MTS = (carga maxima/area de seccion transversal)*(densidad evidente de PTFE) / (densidad de la membrana porosa), donde se considero que la densidad evidente del PTFE era de aproximadamente 2,2 g/cm3. La rigidez de flexion se midio siguiendo los procedimientos generales expuestos en ASTM D790. A menos que se disponga de muestras de prueba grandes, la muestra de prueba debe ser reducida. Las condiciones de prueba fueron las siguientes. Los especfmenes de valva se midieron en un aparato de prueba de flexion de tres puntos que empleaba postes afilados situados horizontalmente a aproximadamente 5,08 mm entre si. Se utilizo una barra de acero de aproximadamente 1,34 mm de diametro que pesaba aproximadamente 80 mg para causar deflexion en la direccion y (hacia abajo), y los especfmenes no se restringieron en la direccion x. La barra de acero se coloco lentamente sobre el punto central de la muestra de membrana. Despues de esperar unos 5 minutos, se midio la deflexion y. La deflexion de los haces elasticos soportados como se ha indicado anteriormente puede representarse por: d = F*L3/48*EI, donde F (en Newtons) es la carga aplicada en el centro de la longitud de haz, L (metros), por lo que L = 1/2 distancia entre postes de suspension, y EI es la rigidez a la flexion (Nm). A partir de esta relacion se puede calcular el valor de EI. Para una seccion transversal rectangular: I = t3*w/12, donde I = momento de inercia de seccion transversal, t = espesor de muestra (metros), w = anchura de muestra (metros). Con esta relacion, se puede calcular el modulo de elasticidad medio sobre el intervalo medido de deflexion de flexion.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Artfculo implantable (800) para regular una direccion de circulacion sangufnea en un paciente humano, que comprende:

una valva (802) que tiene un espesor y esta formada a partir de un material compuesto que tiene mas de una capa de fluoropolfmero que tiene una pluralidad de poros y de un elastomero presente sustancialmente en todos los poros de mas de una capa de fluoropolfmero, teniendo la valva una relacion entre el espesor de valva (pm) y el numero de capas de fluoropolfmero inferior a aproximadamente 5.
2. Artfculo implantable segun la reivindicacion 1, en el que la relacion entre espesor de valva (pm) y numero de capas de fluoropolfmero es inferior a aproximadamente 3.
3. Artfculo implantable segun la reivindicacion 1, en el que la relacion entre el espesor de valva (pm) y el numero de capas de fluoropolfmero es inferior a aproximadamente 1.
4. Artfculo implantable segun la reivindicacion 1, en el que la relacion entre el espesor de valva (pm) y el numero de capas de fluoropolfmero es inferior a aproximadamente 0,5.
5. Artfculo implantable segun la reivindicacion 1, en el que la valva tiene al menos 10 capas y un material compuesto que comprende menos de aproximadamente 50 % en peso de fluoropolfmero.
6. Artfculo implantable de acuerdo con la reivindicacion 5, en el que la valva tiene un espesor inferior a 100 pm.
7. Artfculo implantable segun la reivindicacion 6, en el que la valva tiene un modulo de flexion inferior a aproximadamente 100 MPa.
8. Artfculo implantable (800) segun la reivindicacion 1, en el que la valva (802) puede efectuar un ciclo entre una configuracion cerrada para impedir sustancialmente circulacion sangufnea a traves del artfculo implantable y una configuracion abierta que permite circulacion sangufnea a traves del artfculo implantable y en el que la valva se forma a partir de una pluralidad de capas de fluoropolfmero.
9. Artfculo implantable segun la reivindicacion 8, en el que la valva esta acoplada de manera funcional a un armazon de soporte y se puede mover entre las configuraciones abierta y cerrada con respecto al armazon de soporte.
10. Artfculo implantable segun la reivindicacion 11, en el que el armazon de soporte se puede ajustar diametralmente de manera selectiva para el suministro endovascular y la implantacion en un sitio de tratamiento.
11. Artfculo implantable segun la reivindicacion 8, en el que la valva incluye un elemento radiopaco.