ES2860899T3

ES2860899T3 - Compuestos de polímeros sintéticos de alta resistencia de capa única coherente para válvulas protésicas

Info

Publication number: ES2860899T3
Application number: ES15756503T
Authority: ES
Inventors: William Bruchman; Bill Finney; Paul Gassler; Cody Hartman; Peter Walsh
Original assignee: WL Gore and Associates Inc
Current assignee: WL Gore and Associates Inc
Priority date: 2015-02-13
Filing date: 2015-07-28
Publication date: 2021-10-05
Anticipated expiration: 2035-07-28
Also published as: JP2018507039A; EP3256178B1; AU2015382370A1; AU2019200491A1; CN107206122B; CA2973346C; CA2973346A1; AU2020250227A1; CR20170386A; CN107206122A; WO2016130173A1; JP6813494B2; HK1246698A1; EP3256178A1; BR112017016552A2

Abstract

Una válvula protésica que comprende: un marco; y una valva acoplada al marco y movible entre posiciones abierta y cerrada, la valva que incluye al menos una capa única coherente que comprende una pluralidad de capas de una membrana de polímero sintético poroso expandido y un elastómero o material elastomérico; en donde cada capa tiene poros y comprende el mismo material; en donde las capas se unen entre sí sin el uso de un material adicional al elevar la temperatura de una configuración apilada de la pluralidad de capas de la membrana por encima de una temperatura de fusión cristalina del polímero, para crear una capa única coherente; y en donde un elastómero o material elastomérico está presente en los poros de la capa única coherente, lo que hace que la capa única coherente sea impermeable.

Description

DESCRIPCIÓN

Compuestos de polímeros sintéticos de alta resistencia de capa única coherente para válvulas protésicas

Campo

La invención se refiere a materiales utilizados en implantes médicos. Más particularmente, la invención se refiere a un material biocompatible adecuado para su uso en aplicaciones de flexión de alto ciclo que incluyen válvulas cardíacas artificiales.

Antecedentes

Las válvulas cardíacas artificiales preferiblemente deberían durar al menos diez años in vivo. Para durar tanto tiempo, las válvulas cardíacas artificiales deberían presentar una durabilidad suficiente durante al menos cuatrocientos millones de ciclos o más. Las válvulas, y más específicamente las valvas de válvula cardíaca, deben resistir la degradación estructural incluyendo la formación de orificios, desgarros y similares, así como las consecuencias biológicas adversas incluyendo calcificación y trombosis.

Anteriormente se ha empleado una variedad de materiales poliméricos como valvas de válvulas cardíacas protésicas. El fallo de estas valvas debido a la rigidez y la formación de orificios ocurrió dentro de los dos años posteriores al implante. Los esfuerzos para mejorar la durabilidad de las valvas mediante el engrosamiento de las valvas dieron como resultado un rendimiento hemodinámico inaceptable de las válvulas, es decir, la caída de presión a través de la válvula abierta fue demasiado alta

El documento US 2014/180400 describe una válvula protésica que comprende un marco y una valva, movible entre una posición abierta y cerrada. La valva comprende una película que tiene al menos una capa de membrana de fluoropolímero hecha de ePTFE y que tiene una pluralidad de fibrillas y poros. Un elastómero está presente en los poros de al menos una capa de membrana de fluoropolímero.

Por tanto, sigue siendo deseable proporcionar un diseño de válvula cardíaca artificial biocompatible que dure más de diez años in vivo presentando una durabilidad suficiente para al menos aproximadamente cuatrocientos millones de ciclos de flexión o más.

La deslaminación es una preocupación potencial para las valvas de válvula cardíaca protésica sintética. Durante el ciclo cardíaco, una valva de válvula cardíaca se somete a un intervalo de tensiones que surgen de la flexión. Porciones particulares de la valva están expuestas a flexiones que pueden resultar en separaciones o huecos que se forman en la valva. La deslaminación de la valva puede provocar el fallo de la valva en el entorno in vivo. Cuando la valva se deslamina, se produce un espacio potencial en el que pueden penetrar elementos sanguíneos. Ampollas de líquido, o incluso trombos, pueden afectar el movimiento de la valva, pueden calcificarse, pueden afectar la función de la válvula y, en última instancia, provocar un fallo prematuro de la válvula.

Existe una necesidad continua en la técnica de abordar los medios para mejorar la resistencia a la delaminación de las valvas de válvula cardíaca sintética.

Compendio

Un primer objeto de la presente invención es la provisión de una válvula protésica como se define en la reivindicación 1, otro objeto de la invención es el método de fabricación de una válvula protésica como se define en la reivindicación 13.

Un aspecto general incluye un marco y una valva acoplada al marco y movible entre posiciones abierta y cerrada, la valva que incluye al menos una capa única coherente y un elastómero, la capa única coherente que tiene poros y es un polímero sintético, el elastómero presente en los poros de tal manera que la capa única coherente sea impermeable. Las implementaciones pueden incluir una o más de las siguientes características. La válvula protésica que incluye solo una capa única coherente. La válvula protésica en la que la al menos una capa única coherente es una sola capa de membrana de polímero sintético poroso. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene una resistencia a la tracción en al menos dos direcciones ortogonales superior a aproximadamente 35 MPa. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene una fuerza de rotura superior a aproximadamente 1 N/mm. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva pasa una prueba de flexión por compresión. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene un endurecimiento por compresión de menos del 15%. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene una absorción de líquido de menos del 10%. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva presenta una relación de resistencia a la tracción en dos direcciones ortogonales de menos de 2. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye una pluralidad de capas de membrana de polímero sintético poroso, las capas se unen entre sí sin el uso de un material adicional. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene una resistencia a la tracción en al menos dos direcciones ortogonales superior a aproximadamente 35 MPa. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene una fuerza de rotura superior a aproximadamente 1 N/mm. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva pasa una prueba de flexión por compresión. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene un endurecimiento por compresión de menos del 15%. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene una absorción de líquido de menos del 10%. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva presenta una relación de resistencia a la tracción en dos direcciones ortogonales de menos de 2. La válvula protésica en la que la al menos una capa única coherente es una pluralidad de capas únicas coherentes acopladas entre sí a través del elastómero entre las mismas. La válvula protésica que incluye solo una capa única coherente. La válvula protésica en la que la al menos una capa única coherente es una sola capa de membrana de polímero sintético poroso. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene una resistencia a la tracción en al menos dos direcciones ortogonales superior a aproximadamente 35 MPa. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene una fuerza de rotura superior a aproximadamente 1 N/mm. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva pasa una prueba de flexión por compresión. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene un endurecimiento por compresión de menos del 15%. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene una absorción de líquido de menos del 10%. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva presenta una relación de resistencia a la tracción en dos direcciones ortogonales de menos de 2. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye una pluralidad de capas de membrana de polímero sintético poroso, las capas se unen entre sí sin el uso de un material adicional. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene una resistencia a la tracción en al menos dos direcciones ortogonales superior a aproximadamente 35 MPa. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene una fuerza de rotura superior a aproximadamente 1 N/mm. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva pasa una prueba de flexión por compresión. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene un endurecimiento por compresión de menos del 15%. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene una absorción de líquido de menos del 10%. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva presenta una relación de resistencia a la tracción en dos direcciones ortogonales de menos de 2. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente es una pluralidad de capas únicas coherentes acopladas entre sí a través del elastómero entre las mismas. La válvula protésica que incluye solo una capa única coherente. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene una resistencia a la tracción en al menos dos direcciones ortogonales superior a aproximadamente 35 MPa. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene una fuerza de rotura superior a aproximadamente 1 N/mm. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva pasa una prueba de flexión por compresión. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene un endurecimiento por compresión de menos del 15%. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene una absorción de líquido de menos del 10%. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene una transmisión de luz de más del 60% a una longitud de onda de 550 nm. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva presenta una relación de resistencia a la tracción en dos direcciones ortogonales de menos de 2. La válvula protésica donde la valva presenta una relación de resistencia a la tracción en dos direcciones ortogonales de menos de 2.

Un aspecto general incluye una válvula protésica que incluye un marco y una valva acoplada al marco y movible entre posiciones abierta y cerrada, la valva que incluye al menos una capa única coherente que incluye una pluralidad de capas de membrana de polímero sintético poroso y un elastómero, cada capa tiene poros e incluye el mismo material, las capas se unen entre sí sin el uso de un material adicional, el elastómero presente en los poros de tal manera que la valva sea impermeable. Las implementaciones pueden incluir una o más de las siguientes características. La válvula protésica que incluye solo una capa única coherente. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene una resistencia a la tracción en al menos dos direcciones ortogonales superior a aproximadamente 35 MPa. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene una fuerza de rotura superior a aproximadamente 1 N/mm. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva pasa una prueba de flexión por compresión. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene un endurecimiento por compresión de menos del 15%. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene una absorción de líquido de menos del 10%. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva tiene una transmisión de luz de más del 60% a una longitud de onda de 550 nm. La válvula protésica donde la al menos una capa única coherente incluye fibras que definen espacio entre las mismas, donde un diámetro de una mayoría de las fibras es menor de 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro menor de aproximadamente 5 pm, donde la valva presenta una relación de resistencia a la tracción en dos direcciones ortogonales de menos de 2. La válvula protésica donde la valva presenta una relación de resistencia a la tracción en dos direcciones ortogonales de menos de 2.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos adjuntos se incluyen para proporcionar una mayor comprensión de la invención y están incorporados en y constituyen una parte de esta especificación, ilustran realizaciones de la invención y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la invención.

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 válvula cardíaca, según una realización;

la figura 2A es una vista en perspectiva de una almohadilla de protección que se estira sobre una herramienta de valva, según una realización;

la figura 2B es una vista en perspectiva de una capa de liberación que se estira sobre la herramienta de valva cubierta con almohadilla de protección de la figura 2A, según una realización;

las figuras 3A, 3B y 3C son vistas en alzado superior, lateral y frontal, respectivamente, que ilustran una etapa en la formación de una valva de válvula, en la que la herramienta de valva cubierta por la almohadilla de protección y la capa de liberación (mostrada en las figuras 2A y 2B, respectivamente) se coloca sobre un material compuesto para cortar y ensamblar, según una realización;

la figura 4 es una vista en alzado superior de un conjunto de tres valvas antes de cortar el exceso de material de valva, según una realización;

la figura 5A es una vista en perspectiva del conjunto de tres valvas y una herramienta de base, según una realización;

la figura 5B es una vista en perspectiva del conjunto de tres valvas y la herramienta de base alineados y ensamblados para formar un conjunto de herramienta de base, según una realización;

la figura 6A es una vista en planta aplanada de un marco de stent o estructura de soporte, según una realización; la figura 6B es una vista en planta aplanada de la estructura de soporte cubierta con un revestimiento de polímero, según una realización;

Las figuras 7A, 7B y 7C son imágenes de micrografías electrónicas de barrido de membranas de fluoropolímero expandido utilizadas para formar las valvas de válvula, según una realización;

la figura 8 es una vista en perspectiva de un conjunto de válvula, según una realización;

las figuras 9A y 9B son vistas en alzado superior del conjunto de válvula cardíaca de la figura 8 mostrado de manera ilustrativa en posiciones cerrada y abierta, respectivamente, según una realización;

la figura 10 es un gráfico de las salidas medidas de un sistema duplicador de pulsos de flujo cardíaco utilizado para medir el rendimiento de los conjuntos de válvula fabricados según las realizaciones;

las figuras 11A y 11B son un gráfico y un cuadro de datos, respectivamente, de salidas medidas de un comprobador de fatiga de alta velocidad utilizado para medir el rendimiento de los conjuntos de válvula fabricados según las realizaciones;

las figuras 12A y 12B son gráficos de salidas medidas del sistema duplicador de pulsos de flujo cardíaco tomadas mientras se prueban conjuntos de válvula según las realizaciones en ciclos cero y después de aproximadamente 207 millones de ciclos, respectivamente;

las figuras 13A y 13B son gráficos de salidas medidas del sistema duplicador de pulsos de flujo cardíaco tomadas mientras se prueban conjuntos de válvula fabricados según las realizaciones en aproximadamente 79 millones de ciclos y después de aproximadamente 198 millones de ciclos, respectivamente;

la figura 14 es una vista en perspectiva de un mandril para fabricar un conjunto de válvula cardíaca, según una realización;

la figura 15 es una vista en perspectiva de un marco de válvula para una válvula cardíaca, según una realización; la figura 16 es una vista en perspectiva del marco de válvula de la figura 15 encajado junto con el mandril de la figura 14, según una realización;

la figura 17 es una vista en perspectiva de una válvula moldeada, según una realización;

la figura 18 es una vista en perspectiva de una válvula moldeada, que muestra un miembro de unión para reforzar una unión entre valvas de válvula adyacentes y un poste de un marco de válvula, según una realización; la figura 19 es una vista en perspectiva de un marco de válvula, según una realización;

la figura 20 es una vista en perspectiva del marco de válvula de la figura 19 con postes envueltos en protección, según una realización;

la figura 21 es una vista en perspectiva de un mandril formado por estereolitografía, según una realización; la figura 22 es una vista en perspectiva del marco de válvula envuelto en protección de la figura 20 montado sobre el mandril de la figura 21, según una realización; y

la figura 23 es una vista en perspectiva de una válvula que tiene valvas de válvula acopladas y soportadas en el marco de válvula envuelto en protección de la figura 20, según una realización;

la figura 24 es una vista en perspectiva de un marco de válvula, según una realización;

la figura 25 es una vista en perspectiva de un marco de válvula con una capa de protección, según una realización; la figura 26 es una vista en perspectiva de un mandril, según una realización;

la figura 27 es una vista en perspectiva de un conjunto de válvula, según una realización;

la figura 28 es una vista en perspectiva de un mandril, según una realización;

la figura 29 es una vista en perspectiva de una válvula protésica, según una realización;

la figura 30A es una imagen de micrografía electrónica de barrido de la superficie de la membrana de polietileno microporoso utilizada para formar las valvas de válvula, según una realización;

la figura 30B es una imagen de micrografía electrónica de barrido de una sección transversal de la membrana de polietileno microporoso de la figura 30B, según una realización;

la figura 31A es una imagen de micrografía electrónica de barrido de una membrana de polietileno microporoso estirada utilizada para formar las valvas de válvula, según una realización;

la figura 31B es una imagen de micrografía electrónica de barrido de una sección transversal de la membrana de polietileno microporoso de la figura 31B, según una realización;

la figura 32A es una vista de borde de una muestra de prueba de flexión por compresión que no ha pasado una prueba de flexión por compresión;

la figura 32B es una vista de borde de una muestra de prueba de flexión por compresión que ha pasado una prueba de flexión por compresión;

la figura 32C es una vista de borde de una muestra de prueba de flexión por compresión que ha pasado una prueba de flexión por compresión;

la figura 33 es una vista de borde de una muestra de prueba de flexión por compresión en un dispositivo de prueba de flexión por compresión;

la figura 34 es una vista en perspectiva de una realización de una válvula protésica que tiene valvas que incluyen material de valva plegado;

la figura 35A es una vista de borde del material de valva que tiene dos porciones de plegado;

la figura 35B es una vista superior del material de valva de la figura 35A;

la figura 35C es una vista de borde del material de valva de la figura 35A que se ha plegado y alisado sobre las dos porciones de plegado de manera que las dos porciones de plegado se acoplan para definir el material de valva plegado;

la figura 35D es una vista superior del material de valva plegado de la figura 35C;

la figura 36 es una vista en perspectiva de un marco de válvula ensamblado sobre un mandril y en el proceso de ser envuelto con material de valva plegado;

la figura 37 es una vista superior del material de valva plegado que muestra el borde plegado y un patrón de corte que define una valva; y

la figura 38 es una vista superior de la valva que tiene un borde libre de valva plegado.

Descripción detallada

Como se usa en esta descripción, "resistencia a la tracción de la matriz" se refiere a la resistencia a la tracción de una muestra de fluoropolímero poroso en condiciones especificadas. La porosidad de la muestra se tiene en cuenta multiplicando la resistencia a la tracción por la relación entre la densidad del polímero y la densidad de la muestra.

El término "membrana", como se usa en la presente memoria, se refiere a una lámina porosa de material que comprende una composición única, tal como, pero sin limitarse a, fluoropolímero expandido.

El término "material compuesto" como se usa en la presente memoria se refiere a una combinación de una membrana, tal como, pero sin limitarse a, fluoropolímero expandido, y un elastómero, tal como, pero sin limitarse a, un fluoroelastómero. El elastómero puede embeberse dentro de una estructura porosa de la membrana, recubrirse en uno o ambos lados de la membrana, o una combinación de recubrirse en y embeberse dentro de la membrana.

El término "laminado" como se usa en la presente memoria se refiere a múltiples capas de membrana, material compuesto u otros materiales, tales como elastómero, y combinaciones de los mismos.

El término "embeber" utilizado en la presente memoria se refiere a cualquier proceso utilizado para llenar al menos parcialmente los poros con un material secundario.

Para membranas porosas que tienen poros esencialmente llenos con elastómero, el elastómero puede disolverse o degradarse y enjuagarse usando un disolvente apropiado para medir las propiedades deseadas.

Como se usa en la presente memoria el término "elastómero", define un polímero o una mezcla de polímeros que tiene la capacidad de estirarse hasta al menos 1,3 veces su longitud original y retraerse rápidamente hasta aproximadamente su longitud original cuando se libera. El término "elastomérico" pretende describir una propiedad mediante la cual un polímero presenta propiedades de estiramiento y recuperación similares a un elastómero, aunque no necesariamente en el mismo grado de estiramiento y/o recuperación.

Como se usa en la presente memoria el término "termoplástico", define un polímero que se puede procesar en estado fundido. En contraste con un polímero termoplástico, un polímero "termoendurecible" se define aquí como un polímero que solidifica o "endurece" de manera irreversible cuando se cura.

Como se usa en la presente memoria, los términos "fibrilla" y "fibra" se usan indistintamente.

Como se usa en la presente memoria, el término "polímero sintético" se refiere a un polímero no derivado de tejido biológico.

El término "valva" como se usa en la presente memoria en el contexto de válvulas protésicas se refiere a un componente de una válvula unidireccional donde la valva puede operarse para moverse entre una posición abierta y cerrada bajo la influencia de un diferencial de presión. En una posición abierta, la valva permite que la sangre fluya a través de la válvula. En una posición cerrada, la valva bloquea esencialmente el flujo retrógrado a través de la válvula. En realizaciones que comprenden múltiples valvas, cada valva coopera con al menos una valva vecina para bloquear el flujo retrógrado de sangre. Las valvas según las realizaciones proporcionadas en la presente memoria comprenden una o más capas de un material compuesto.

Los términos "marco" y "estructura de soporte" se usan indistintamente para referirse a un elemento al que se acopla o soporta una valva para que pueda funcionar como una válvula protésica. La estructura de soporte puede ser, pero sin limitarse a, stents y conductos.

Como se usa en la presente memoria, "acoplar" significa reunir, conectar, adjuntar, pegar, fijar o unir, ya sea directa o indirectamente, y de forma permanente o temporal.

Como se usa en la presente memoria, los términos "unir" y "unidos juntos" se refieren a acoplarse permanentemente usando cualquier medio adecuado sin el uso de un material adicional que se usa para efectuar el acoplamiento, como el uso de un adhesivo, pero no limitado al mismo. Un método utilizado para unir membranas de manera que las capas se unan a capas adyacentes es, pero no se limita a, la sinterización. La unión también ocurre hasta cierto punto durante el calandrado de múltiples capas juntas y durante la expansión de múltiples capas cuando están en contacto directo.

Como se usa en la presente memoria, "deslaminación" significa separaciones que resultan de la flexión.

Como se usa en la presente memoria, el término "sinterizado" se refiere a un proceso en el que un material se eleva a una temperatura igual o superior a la temperatura de fusión cristalina para el material en el que está compuesto.

Como se usa en la presente memoria, el término "poroso" se refiere a que tiene poros.

Como se usa en la presente memoria, los términos "microporoso" y "estructura microporosa" se refieren a que tiene poros y fibras pequeños. Específicamente, las fibras en la membrana deben tener un diámetro medio menor a 1 micrómetro, la membrana debe tener un tamaño medio de poro de flujo menor a 5 micrómetros, o la membrana debe tener una superficie específica mayor a 4,0 m2/cc. Cualquiera de estas caracterizaciones es suficiente para demostrar microporosidad.

Como se usa en la presente memoria, el término "impermeable" se refiere a un material que presenta una ganancia de masa de menos de aproximadamente el 10% en el rendimiento de la Prueba de Absorción de Líquido que se expone a continuación. Como alternativa, "impermeable" se refiere a un número de Gurley superior a 1.000 segundos, como se establece en la Prueba de Permeabilidad al Aire. Cualquiera de las dos caracterizaciones es suficiente para demostrar impermeabilidad.

Como se usa en la presente memoria, el término "monocapa" se refiere a una construcción que consiste en una sola capa de una lámina delgada de material. Un ejemplo de una monocapa es una sola capa de una lámina delgada de PTFE expandido. Este PTFE expandido puede elevarse o no a una temperatura igual o superior a la temperatura de fusión cristalina del PTFE. Otro ejemplo de una monocapa es una sola capa de una lámina delgada de polietileno expandido.

Como se usa en la presente memoria, el término "capa única coherente" se refiere a una construcción que consta de al menos una capa, es decir, una capa o dos o más capas, del mismo material unidas entre sí, de modo que las capas se unen a capas adyacentes, que constan únicamente de ese material excepto por las impurezas normalmente asociadas con el mismo. "Mismo material" puede incluir, por ejemplo, varias formas de PTFE como se describió anteriormente y se describe a continuación. Además, por ejemplo, "mismo material" puede incluir materiales de ePTFE de microestructura variable y/u orientación de fibrillas dentro de la capa única coherente. Asimismo, por ejemplo, "mismo material" puede incluir una membrana de polietileno porosa de microestructura variable dentro de la capa única coherente.

La capa única coherente no es un tejido, punto, fieltro o espuma. La capa única coherente incluye, pero no se limita a, un material que se ha estirado para producir o crear poros. Como se usa en la presente memoria, una capa única coherente define una fibra o estructura de fibrillas en donde longitudes de fibras o fibrillas discretas no se entrelazan para formar el material. En cambio, numerosas fibrillas de diámetro pequeño se interconectan para formar la capa única coherente, como se ilustra en las figuras 7A, 7B y 7C, 30A y 30B, así como 31A y 31B. La capa única coherente comprende fibras que definen espacio entre las mismas.

Un ejemplo de una capa única coherente una pila de dos o más capas de extruido de PTFE que puede contener o no un coadyuvante de extrusión, que puede o no ser estirada o calandrada, en donde la pila se expande, entonces puede o puede no elevarse a una temperatura igual o superior a la temperatura de fusión cristalina del PTFE para, entre otras cosas, proporcionar estabilidad dimensional y unir o unir más las capas entre sí. Como consecuencia de estas etapas del proceso, las capas del artículo resultante se unen entre sí en sus interfaces, creando de este modo una capa única coherente. Otro ejemplo de una capa única coherente es una pila de dos o más capas de membrana de PTFE expandido que posteriormente se eleva a una temperatura igual o superior a la temperatura de fusión cristalina del PTFE para, entre otras cosas, proporcionar estabilidad dimensional y unión o unir más las capas. Se pueden usar otros materiales, incluyendo, pero no limitado a, polietileno y polipropileno, para formar una capa única coherente.

Como se usa en la presente memoria, el término "capa única coherente impermeable" se refiere a una capa única coherente que es porosa, en donde los poros contienen un elastómero que hace impermeable a la capa única coherente.

Como se usa en la presente memoria, el término "fallo por flexión" se refiere a cualquier separación de la estructura del material, por ejemplo: separaciones que surgen en la realización de la Prueba de Flexión por Compresión como se establece a continuación.

La presente descripción aborda una necesidad arraigada de un material que cumpla con los requisitos de durabilidad y biocompatibilidad de las aplicaciones de implantes de flexión de ciclo alto, tales como valvas de válvulas cardíacas. Se ha observado que las valvas de válvulas cardíacas formadas a partir de materiales fluoropolímeros porosos o, más particularmente, de ePTFE que no contienen elastómero sufren rigidez en las pruebas de flexión de ciclo alto y la implantación en animales.

En una realización, descrita con mayor detalle a continuación, la durabilidad a la flexión de las valvas de válvulas cardíacas de polímero poroso se incrementó considerablemente añadiendo un porcentaje relativamente alto de elastómero de resistencia relativamente menor a los poros. De manera inesperada, en realizaciones en donde las membranas poliméricas porosas están embebidas con elastómero, la presencia del elastómero aumentó el espesor total de la valva, el aumento resultante del espesor de los miembros poliméricos debido a la adición del elastómero no obstaculizó ni disminuyó la durabilidad a la flexión. Además, después de alcanzar un porcentaje mínimo en peso de elastómero, se descubrió que los miembros de fluoropolímero rinden mejor con porcentajes crecientes de elastómero, lo que resulta en un ciclo de vida considerablemente mayor que supera los 40 millones de ciclos in vitro, así como al no mostrar signos de calcificación bajo ciertas condiciones controladas de laboratorio.

Un material según una realización incluye un material compuesto que comprende una membrana de fluoropolímero expandido y un material elastomérico. Habría realmente que señalar que se pueden combinar múltiples tipos de membranas de fluoropolímero y múltiples tipos de materiales elastoméricos dentro del espíritu de la presente invención. También habría realmente que señalar que el material elastomérico puede incluir múltiples elastómeros, múltiples tipos de componentes no elastoméricos, tales como cargas inorgánicas, agentes terapéuticos, marcadores radiopacos y similares dentro del espíritu de la presente invención.

En algunas realizaciones, el material compuesto incluye un material de fluoropolímero expandido fabricado a partir de una membrana de ePTFE porosa, por ejemplo, como se describe de manera general en la patente de EE. UU. n° 7,306,729. En algunas otras realizaciones, el material compuesto incluye un material de polietileno fabricado a partir de una membrana de polietileno porosa.

El fluoropolímero expandible, usado para formar el material de fluoropolímero expandido descrito en las realizaciones, puede comprender homopolímero de PTFE. En realizaciones alternativas, pueden usarse mezclas de PTFE, PTFE modificado expandible y/o copolímeros expandidos de PTFE. Ejemplos no limitativos de materiales fluoropolímeros adecuados se describen, por ejemplo, en la patente de EE. UU. n° 5,708,044, de Branca, patente de EE. UU. n° 6,541,589, de Baillie, patente de e E. Uu . n° 7,531,611, de Sabol et al., solicitud de patente de EE. UU. 11/906,877, de Ford, y solicitud de patente de EE. UU. n° 12/410,050, de Xu et al.

El fluoropolímero expandido según algunas realizaciones, puede comprender cualquier microestructura adecuada para lograr el rendimiento deseado de la valva. En una realización, el fluoropolímero expandido puede comprender una microestructura de nodos interconectados por fibrillas, tal como se describe en la patente de EE. UU. n° 3,953,566 de Gore. En una realización, la microestructura de una membrana de fluoropolímero expandido comprende nodos interconectados por fibrillas como se muestra en la imagen de micrografía electrónica de barrido en la figura 7A. Las fibrillas se extienden desde los nodos en una pluralidad de direcciones y la membrana tiene una estructura generalmente homogénea. Las membranas que tienen esta microestructura pueden presentar una relación de resistencia a la tracción de la matriz en dos direcciones ortogonales de menos de aproximadamente 2, y posiblemente menos de aproximadamente 1,5.

En otra realización, el fluoropolímero expandido puede tener una microestructura esencialmente de solo fibrillas, como, por ejemplo, representada en la figura 7B y 7C, como se enseña de manera general en la patente de EE. UU. n° 7,306,729 de Bacino. La figura 7C es una ampliación mayor de la membrana de fluoropolímero expandido que se muestra en la figura 7B, y muestra más claramente la microestructura homogénea que tiene esencialmente solo fibrillas. La membrana de fluoropolímero expandido que tiene esencialmente solo fibrillas como se muestra en las figuras 7B y 7C, puede poseer un área de superficie alta, tal como más de aproximadamente 20 m2/g, o superior a aproximadamente 25 m2/g, y en algunas realizaciones puede proporcionar un material de resistencia altamente equilibrada que tiene un producto de resistencias a la tracción de la matriz en dos direcciones ortogonales de al menos 1,5 x 105 MPa2, y/o una relación de resistencias a la tracción de la matriz en dos direcciones ortogonales de menos de aproximadamente 2, y posiblemente menos de aproximadamente 1,5. Se prevé que la membrana de fluoropolímero expandido pueda tener un tamaño medio de poro de flujo de menos de aproximadamente 5 pm, menos de aproximadamente 1 pm y menos de aproximadamente 0,10 pm, según las realizaciones.

El fluoropolímero expandido según algunas realizaciones se puede adaptar para que tenga cualquier espesor y masa adecuados para lograr el rendimiento deseado de la valva. En algunos casos, puede ser deseable usar una membrana de fluoropolímero expandido muy delgada que tenga un espesor menor de aproximadamente 1,0 pm. En otras realizaciones, puede ser deseable utilizar una membrana de fluoropolímero expandido que tenga un espesor superior a aproximadamente 0,1 pm y menor de aproximadamente 20 pm. Las membranas de fluoropolímero expandido pueden poseer una masa específica de menos de aproximadamente 1 g/m2 a más de aproximadamente 50 g/m2.

Las membranas que comprenden un fluoropolímero expandido según una realización pueden tener resistencias a la tracción de la matriz que oscilan entre aproximadamente 50 MPa y aproximadamente 400 MPa o más, en base a una densidad de aproximadamente 2,2 g/cm3 para PTFE.

Las realizaciones de la membrana de fluoropolímero expandido combinada con elastómero proporcionan los atributos de rendimiento necesarios para su uso en aplicaciones de implantes de flexión de ciclo alto, tales como valvas de válvulas cardíacas, de al menos varias formas importantes. Por ejemplo, la adición del elastómero mejora el rendimiento de fatiga de la valva al eliminar o reducir la rigidez observada con los materiales que solo contienen ePTFE. Además, reduce la probabilidad de que el material sufra una deformación permanente, como arrugas o pliegues, lo que podría resultar en un rendimiento comprometido. En una realización, el elastómero ocupa esencialmente todo el volumen de poros o espacio dentro de la estructura porosa de la membrana de fluoropolímero expandido. En otra realización, el elastómero está presente esencialmente en todos los poros de la al menos una capa de fluoropolímero. El hecho de que el elastómero llene el volumen de los poros o esté presente en esencialmente todos los poros reduce el espacio en el que pueden incorporarse de manera no deseada materiales extraños al material compuesto. Un ejemplo de dicho material extraño es calcio. Si llega a incorporarse calcio al material compuesto, como se usa en una valva de válvula cardíaca, por ejemplo, puede ocurrir daño mecánico durante el ciclo, lo que conduce a la formación de orificios en la valva y degradación en la hemodinámica.

En una realización, el elastómero que se combina con el ePTFE es un copolímero termoplástico de tetrafluoroetileno (TFE) y perfluorometilvinil éter (PMVE), tal como se describe en la patente de EE. UU. n° 7,462,675. Como se comentó anteriormente, el elastómero se combina con la membrana de fluoropolímero expandido de manera que el elastómero ocupa esencialmente todo el espacio vacío o poros dentro de la membrana de fluoropolímero expandido. Este relleno de los poros de la membrana de fluoropolímero expandido con elastómero se puede realizar mediante una variedad de métodos. En una realización, un método para llenar los poros de la membrana de fluoropolímero expandido incluye las etapas de disolver el elastómero en un solvente adecuado para crear una solución con una viscosidad y tensión superficial que sea apropiada para fluir parcial o completamente hacia los poros de la membrana de fluoropolímero expandido y permita que el solvente se evapore, dejando atrás el relleno.

En otra realización, un método para llenar los poros de la membrana de fluoropolímero expandido incluye las etapas de administrar el relleno a través de una dispersión para llenar parcial o completamente los poros de la membrana de fluoropolímero expandido;

En otra realización, un método para llenar los poros de la membrana de fluoropolímero expandido incluye las etapas de poner la membrana de fluoropolímero expandido poroso en contacto con una lámina del elastómero en condiciones de calor y/o presión que permiten que el elastómero fluya hacia los poros de la membrana de fluoropolímero expandido.

En otra realización, un método para llenar los poros de la membrana de fluoropolímero expandido incluye las etapas de polimerización del elastómero dentro de los poros de la membrana de fluoropolímero expandido llenando primero los poros con un prepolímero del elastómero y luego el curado al menos parcialmente del elastómero.

Después de alcanzar un porcentaje mínimo en peso de elastómero, las valvas construidas a partir de materiales de fluoropolímero o ePTFE generalmente rindieron mejor con porcentajes crecientes de elastómero dando como resultado un ciclo de vida considerablemente mayor. En una realización, el elastómero combinado con el ePTFE es un copolímero termoplástico de tetrafluoroetileno y perfluorometilvinil éter, tal como se describe en la patente de EE. UU. n° 7,462,675, y otras referencias que serían conocidas por las personas con experiencia en la técnica. Por ejemplo, en otra realización mostrada en el Ejemplo 1, se formó una valva a partir de un compuesto de 53% en peso de elastómero a ePTFE y se sometió a pruebas de ciclo. Se observó cierta rigidez en aproximadamente 200 millones de ciclos de prueba, aunque con un efecto moderado sobre la hidrodinámica. Cuando el porcentaje en peso de elastómero se elevó a aproximadamente el 83% en peso, como en la realización del Ejemplo 2, no se observaron cambios de rigidez ni cambios negativos en la hidrodinámica en aproximadamente 200 millones de ciclos. Por el contrario, con valvas no compuestas, es decir, todas las ePTFE sin elastómero, como en el Ejemplo Comparativo B, se hizo evidente una rigidez severa en 40 millones de ciclos de prueba. Como demuestran estos ejemplos, la durabilidad de los miembros de fluoropolímero poroso se puede incrementar considerablemente añadiendo un porcentaje relativamente alto de elastómero de resistencia relativamente menor a los poros de los miembros de fluoropolímero. La alta resistencia del material de las membranas de fluoropolímero también permite que las configuraciones específicas sean muy delgadas.

Otros polímeros biocompatibles que pueden ser adecuados para su uso pueden incluir, pero no se limitan a, los grupos de uretanos, siliconas (organopolisiloxanos), copolímeros de silicio-uretano, copolímeros de estireno/isobutileno, poliisobutileno, polietileno-co-poli (acetato de vinilo), copolímeros de poliéster, copolímeros de nailon, polímeros y copolímeros de hidrocarburos fluorados o mezclas de cada uno de los anteriores.

Además del fluoropolímero expandido, otros polímeros sintéticos biocompatibles pueden ser adecuados para su uso como membrana porosa. Como se proporciona a continuación, las realizaciones que comprenden polietileno microporoso se proporcionan como un polímero biocompatible adecuado para el propósito particular.

Una realización de una membrana de polietileno microporoso incluye una lámina de material que comprende esencialmente todas las fibras que tienen un diámetro de menos de aproximadamente 1 pm. En otra realización, una membrana de polietileno microporoso incluye una lámina de material no entrelazado que comprende esencialmente todas las fibras que tienen un diámetro de menos de aproximadamente 1 pm. En algunos casos, puede ser deseable utilizar una membrana de polietileno microporoso muy fina que tenga un espesor menor de aproximadamente 10,0 pm. En otras realizaciones, puede ser deseable utilizar una membrana de polietileno microporoso que tenga un espesor menor de aproximadamente 0,6 pm.

Hay que señalar que la estructura de las membranas microporosas descritas en las realizaciones proporcionadas en la presente memoria puede diferenciarse de otras estructuras tales como telas, tejidos y devanados de fibras, observando el área de superficie específica del material. Las realizaciones de las membranas microporosas proporcionadas en la presente memoria tienen una superficie específica superior a aproximadamente 4,0 m2/cc. Según otras realizaciones de las membranas microporosas proporcionadas en la presente memoria, tienen un área de superficie específica superior a aproximadamente 10,0 m2/cc. Las realizaciones proporcionadas en la presente memoria señalan que una membrana que tiene un área de superficie específica de más de aproximadamente 4,0 a más de aproximadamente 60 m2/cc proporciona una mejora considerable, al menos, pero no limitada a, la durabilidad y vida útil de la válvula cardíaca cuando se usa como material de valva.

Hay que señalar que las membranas microporosas descritas en las realizaciones proporcionadas en la presente memoria como alternativa se pueden diferenciar de otras estructuras tales como telas, tejidos y devanados de fibras, observando el diámetro de la fibra del material. Las realizaciones de las membranas microporosas proporcionadas en la presente memoria contienen una mayoría de fibras que tienen un diámetro menor de aproximadamente 1 pm. Otras realizaciones de membranas microporosas proporcionadas en la presente memoria contienen una mayoría de fibras que tienen un diámetro menor de aproximadamente 0,1 pm. Las realizaciones proporcionadas en la presente memoria reconocen que una membrana que comprende fibras la mayoría de las cuales son menores de aproximadamente 1 hasta más allá de menos de aproximadamente 0,1 pm proporcionan una mejora considerable, al menos, pero no limitada a, la durabilidad y vida útil de la válvula cardíaca cuando se usa como material de valva.

Las membranas de polímero microporoso de las realizaciones pueden comprender cualquier microestructura y polímero adecuados para lograr el rendimiento deseado de las valvas. En algunas realizaciones, la membrana de polímero microporoso es polietileno poroso que tiene una microestructura esencialmente de solo fibras, como, por ejemplo, representada en la figura 30A y 30B para el material incluido en el Ejemplo 4 y la figura 31A y 31B para el material incluido en el Ejemplo 5. La figura 30 muestra una microestructura esencialmente homogénea de la membrana de polietileno poroso que tiene esencialmente solo fibras que tienen un diámetro menor de aproximadamente 1 pm. La membrana de polietileno porosa tenía un espesor de 0,010 mm, una porosidad del 31,7%, una masa/área de 6,42 g/m2 y una superficie específica de 28,7 m2/cc.

La figura 31A y 31B, una vista de superficie y sección transversal, respectivamente, es la misma membrana de polietileno porosa que se muestra en la figura 30A y 30B, una vista de superficie y sección transversal, respectivamente, que se ha estirado según un proceso descrito a continuación para el Ejemplo 5. La membrana de polietileno estirada retiene una microestructura esencialmente homogénea que tiene esencialmente sólo fibras que tienen un diámetro de menos de aproximadamente 1 pm. La membrana de polietileno estirada tenía un espesor de 0,006 mm, una porosidad del 44,3%, una masa/área de 3,14 g/m2 y una superficie específica de 18,3 m2/cc. Se prevé que la membrana de polietileno microporoso puede tener un tamaño medio de poro de flujo de menos de aproximadamente 5 pm, menos de aproximadamente 1 pm y menos de aproximadamente 0,10 pm, según las realizaciones.

Además del fluoropolímero expandido, otros polímeros sintéticos biocompatibles, tales como, pero sin limitarse a, membrana de polímero expandido, pueden ser adecuados para su uso como una membrana porosa. Como se proporciona a continuación, las realizaciones que comprenden polietileno microporoso se proporcionan como un polímero biocompatible adecuado para el propósito particular.

Según las realizaciones, las valvas de válvula protésica comprenden una capa única de un polímero sintético poroso, es decir, una capa única coherente que es porosa, en donde los poros contienen un elastómero que hace impermeable la capa única coherente, que define el material de valva a partir del cual se hacen las valvas. El material de valva que comprende una capa única coherente presenta resistencia a la delaminación como es evidente en una prueba de flexión por compresión.

Hay que señalar que el material de valva proporcionado por las realizaciones presentadas en la presente memoria puede formarse en valvas para proporcionar una estructura que funcione como una válvula protésica. Dichas valvas se pueden unir además a un marco por cualquier medio adecuado, incluyendo cosido, adhesivo, clips y otras uniones mecánicas. Según una realización, el marco se puede ajustar diametralmente de forma selectiva para el suministro y despliegue endovascular en un sitio de tratamiento.

Según las realizaciones, se proporciona una válvula protésica que comprende un marco y una valva acoplada al marco. La valva comprende solo una capa única coherente y un elastómero. La capa única coherente tiene una estructura porosa. El elastómero está presente en los poros, lo que hace que la capa única coherente sea impermeable. Según las realizaciones, la capa única coherente comprende una monocapa. Dicho de otro modo, la capa única coherente comprende una sola capa de membrana de polímero sintético poroso.

En otras realizaciones, la capa única coherente comprende una pluralidad de capas de membrana de polímero sintético poroso del mismo material unidas entre sí, que consisten esencialmente sólo en ese material. En otras realizaciones, la capa única coherente comprende una pluralidad de capas de membrana de polímero sintético expandido del mismo material unidas entre sí, que consisten esencialmente sólo en ese material. Según otras realizaciones, la capa única coherente comprende una pila sinterizada de una pluralidad de capas de membrana de ePTFE. Según algunas realizaciones, la membrana de polímero sintético se vuelve porosa antes de ser colocada en una configuración apilada y unida por cualquier medio adecuado sin el uso de un material adicional. Según algunas realizaciones, la membrana de ePTFE se expande antes de colocarse en una configuración apilada y se eleva por encima de una temperatura de fusión cristalina del PTFE para unir la pluralidad de capas de membrana de ePTFE entre sí. Según otras realizaciones, las capas de membrana de polímero sintético poroso o no poroso se colocan en una configuración apilada, luego se vuelven porosas o más porosas (es decir, haciendo que los poros se agranden), y luego se unen entre sí por cualquier medio adecuado sin el uso de un material adicional. Según otras realizaciones, las capas de láminas extruidas de PTFE se colocan en una configuración apilada, luego se expanden y luego se elevan por encima de una temperatura de fusión cristalina del PTFE para unir las láminas extruidas expandidas de PTFE entre sí.

Las capas únicas coherentes tienen un tamaño de poro de menos de 5 pm, según algunas realizaciones.

Las capas únicas coherentes tienen un diámetro de fibra de menos de aproximadamente 1 pm, según algunas realizaciones.

Las valvas, que comprenden sólo una capa única coherente y elastómero en los poros de la capa única coherente, tienen al menos un 10% de elastómero en peso, según las realizaciones.

Las valvas tienen una resistencia a la tracción superior a 35 MPa en al menos dos direcciones ortogonales, según las realizaciones. Las valvas tienen una relación entre la resistencia a la tracción en la dirección más fuerte y la resistencia a la tracción en la dirección ortogonal a la dirección más fuerte de menos de aproximadamente 2, según algunas realizaciones en la presente memoria.

Según las realizaciones, la valva pasa una prueba de flexión por compresión como se proporciona en la presente memoria. La prueba de flexión por compresión evalúa la resistencia de un material a los fallos de cohesión cuando se mantiene en un estado de tensión alta durante un tiempo prolongado. La figura 32A es una vista de borde de una muestra 36 de prueba de flexión por compresión que no pasó la prueba de flexión por compresión. Las figuras 32B-32C ilustran vistas de borde de muestras 36 de prueba de flexión por compresión que pasaron la prueba de flexión por compresión. Cuando la muestra 36 de prueba de flexión por compresión no supera la prueba de flexión por compresión, se forma al menos una separación 39 dentro del espesor de la muestra 36 de prueba de flexión por compresión. En realizaciones de una sola capa cohesiva que comprende una monocapa de membrana de polímero sintético, se puede formar o no una separación dentro de la monocapa. En realizaciones de una capa única cohesiva que comprende una pluralidad de capas de membrana de polímero sintético poroso, se puede formar o no una separación entre dos capas de la membrana de polímero sintético. La muestra 36 de prueba de flexión por compresión, en una porción 38 de flexión, puede presentar arrugas o abultamientos 37, lo que no se considera un modo de fallo que resulte en el fallo de la prueba de flexión por compresión, a menos que esté acompañado por una o más separaciones 39.

Según las realizaciones, la valva tiene un endurecimiento por compresión de menos del 10% en la prueba de endurecimiento por compresión, como se proporciona en la presente memoria. La prueba de endurecimiento por compresión evalúa la capacidad de un material para resistir un cambio de espesor después de colocarlo bajo una carga de compresión y permitir que se recupere. Los valores bajos de endurecimiento por compresión, por ejemplo, indican indirectamente que los poros de un material poroso contienen un elastómero. Agregar un elastómero a un material poroso puede disminuir el endurecimiento por compresión.

Se realizaron pruebas de transmisión de luz para distinguir entre materiales antes y después de la introducción del elastómero en la estructura porosa. Los materiales de valva que comprenden una capa única coherente y elastómero presentaron una transmisión de luz de al menos el 60%. Según algunas realizaciones, la valva tiene al menos un 80% de transmisión de luz en la prueba de transmisión de luz como se proporciona en la presente memoria. La prueba de transmisión de luz evalúa la capacidad de la luz para atravesar la muestra sin dispersarse. Un valor alto de transmisión de luz indica que los poros de un material poroso están suficientemente llenos con elastómero para hacer impermeable al material poroso.

Construcciones de la capa única coherente se pueden crear de cualquiera de las tres formas siguientes.

1. Creación de una sola capa de membrana de polímero sintético poroso que es porosa, es decir, una monocapa.

2. Se apila una pluralidad de capas de membrana de polímero sintético poroso del mismo material y luego se unen entre sí utilizando cualquier medio adecuado sin el uso de un material adicional.

3. Se apila una pluralidad de capas de membrana de polímero sintético poroso o no poroso, se vuelven porosas o más porosas (es decir, haciendo que los poros se agranden) y se unen entre sí utilizando cualquier medio adecuado sin el uso de un material adicional.

A modo de ejemplo de realizaciones de una capa única coherente, específicamente para la membrana de PTFE, las tres construcciones de las capas únicas coherentes proporcionadas anteriormente se crean como sigue. Aunque el PTFE se describe a continuación, se pueden usar otros materiales, incluyendo, pero no limitado a, polietileno y polipropileno, para formar una capa única coherente, tal como se proporciona en el Ejemplo 9.

Según una realización, una valva comprende solo una membrana de ePTFE que es porosa con elastómero en los poros que hacen que la membrana de ePTFE y, por tanto, la valva sea impermeables. La única membrana de ePTFE se denomina en la presente memoria como monocapa.

Según una realización, el elastómero presente en los poros puede estar reticulado.

Según una realización, una valva comprende una monocapa que es porosa con elastómero en los poros de manera que la valva es impermeable. Según una realización, la valva puede tener una transmisión de luz de al menos el 60%. Una transmisión de luz de al menos el 60% asegura que haya suficiente elastómero en los poros para hacer impermeable la monocapa.

Una valva construida a partir de una monocapa puede tener un espesor de aproximadamente 150 pm o menos.

Según otra realización, una valva comprende una pluralidad de capas de membrana de ePTFE que son porosas, en donde las capas se han expandido antes de colocarse en una configuración apilada y se elevan por encima de la temperatura de fusión cristalina del PTFE, a fin de unir las capas para crear una capa única coherente que sea porosa. La valva comprende además un elastómero en los poros de la capa única coherente que hace impermeable a la capa única coherente y, por tanto, la valva.

Según una realización, una valva comprende una pluralidad de capas de membrana de ePTFE que son porosas que se han procesado como se proporcionó anteriormente, a fin de unir las capas para crear una capa única coherente que es porosa. La valva comprende además un elastómero en los poros de manera que la valva tiene una transmisión de luz de al menos el 60%. Una transmisión de luz de al menos el 60% asegura que haya suficiente elastómero en los poros para hacer impermeable la capa única coherente y, por tanto, la valva.

Una valva que comprende una capa única coherente como se describió anteriormente puede tener un espesor de aproximadamente 150 pm o menos.

Según otra realización, una valva comprende una pluralidad de capas de láminas extruidas de PTFE, que se apilan y luego se expanden para hacer que la membrana de PTFE sea porosa o más porosa, luego, después de la expansión, se eleva hasta o por encima de la temperatura de fusión cristalina del PTFE, a fin de unir aún más las capas para crear una capa única coherente que sea porosa. La valva comprende además un elastómero en los poros de la capa única coherente que hace impermeable a la capa única coherente.

Según una realización, una valva comprende una pluralidad de capas de membrana de PTFE que se han procesado como se proporcionó anteriormente a fin de unir las capas para crear una capa única coherente que es porosa. La valva comprende además un elastómero en los poros de manera que la valva tiene una transmisión de luz de al menos el 60%. Una transmisión de luz de al menos el 60% asegura que haya suficiente elastómero en los poros para hacer impermeable la capa única coherente.

Una valva construida a partir de una capa única coherente como se describió anteriormente puede tener un espesor de aproximadamente 150 pm o menos.

La figura 34 es una vista en perspectiva de una realización de una válvula 70 protésica que tiene valvas 60 compuestas de material de valva plegado. Cada valva 60 tiene un borde 62 libre de valva que está definido por un borde 54 plegado en donde se ha plegado el material de valva del que está compuesto. En contraste con un borde 62 libre de valva que está definido por un borde cortado formado en el material 50 de valva, el borde 54 plegado no expone un borde que esté cortado a través de una o más capas y/o pliegues del material 50 de valva.

Las figuras 35A y 35B son vistas de borde y superior, respectivamente, del material 50 de valva que tiene dos porciones 52a, 52b de plegado que pueden plegarse en la dirección general indicada por las flechas 59 a lo largo de una línea 53 de plegado. Las figuras 35C y 35D son vistas de borde y superior, respectivamente, del material 50 de valva de la figura 35A, que ha sido plegado sobre las dos porciones 52a, 52b de plegado con las dos porciones 52a, 52b de plegado que están acopladas, definiendo el material 50a de valva plegado. El material 50a de valva plegado resultante define un borde 54 plegado y un borde 55 desplegado opuesto al borde 54 plegado. El borde 54 plegado definirá un borde 64 libre de valva plegado de la valva 60 cuando se ensambla como una válvula 70 protésica, como se muestra en la figura 34. Dicho de otro modo, en esta realización, el borde 62 libre de valva es un borde 64 libre de valva plegado.

La figura 36 es una vista en perspectiva de un marco 1000 de válvula ensamblado sobre un mandril 1200 y en proceso de ser envuelto con material 50a de valva plegado, según una realización de un método para fabricar una válvula 70 protésica con un borde 64 libre de valva plegado de la figura 34. El marco 1000 de válvula se desliza sobre el mandril 1200. El material 50a de valva plegado se envuelve una vez alrededor de la superficie 1002 exterior de marco de válvula del marco 1000 de válvula y se acopla al mismo. El borde 54 plegado está orientado hacia fuera de la base 1103 de marco del marco 1000 de válvula para definir el borde 64 libre de valva plegado. La figura 34 es una vista en perspectiva de la válvula 70 protésica que muestra el borde 64 libre de valva plegado fabricado según el método anterior.

Según otras realizaciones, el material 50a de valva plegado puede acoplarse a una superficie interior de marco de válvula del marco 1000 de válvula en lugar de a una superficie exterior de marco de válvula. Según otra realización, el material 50 de valva se envuelve alrededor del mandril 1200, el marco 1000 de válvula se desliza sobre una porción del material 50 de valva, tal como la porción 52a de plegado. Una porción del material 50 de valva que se extiende más allá del marco de válvula, tal como la porción 52b de plegado, se evierte sobre la superficie exterior del marco definiendo un borde 54 plegado. El material 50 de valva se acopla al marco 1000 de válvula y a sí mismo para definir el material 50a de valva plegado y el borde 64 libre de valva plegado.

Según otras realizaciones, las valvas 60 individuales pueden cortarse del material 50a de valva plegado. La figura 37 es una vista superior del material 50a de valva plegado que muestra el borde 54 plegado y un patrón 58 de corte que define una valva 60. La figura 38 es una vista superior de la valva 60 que tiene un borde 64 libre de valva plegado después de ser cortado a lo largo del patrón 58 de corte del material 50a de valva plegado. El material 50a de valva plegado se corta a lo largo del patrón 58 de corte para formar una línea 57 de corte de la valva 60. Una porción de la valva 60 que es adyacente a la línea 57 de corte es la porción que puede acoplarse posteriormente a una estructura, tal como, pero no limitado a, un marco 1000 de válvula o un conducto. Una porción del borde 54 plegado del material 50a de valva plegado que no está acoplada directamente a la estructura definirá el borde 64 libre de valva plegado.

Los siguientes ejemplos no limitantes se proporcionan para ilustrar adicionalmente varias realizaciones

Ejemplo 1 (no según las reivindicaciones)

Según una realización, las valvas de válvula cardíaca se formaron a partir de un material compuesto que tiene una membrana de fluoropolímero expandido y un material elastomérico y unido a un stent metálico expansible con balón, como se describe en la siguiente realización de un proceso:

Se formó una capa o almohadilla de protección de herramienta de sacrificio, gruesa, doblando una capa de ePTFE sobre sí misma para crear un total de cuatro capas. La capa de ePTFE tenía aproximadamente 5 cm (2") de ancho, aproximadamente 0,5 mm (0,02") de espesor y tenía un alto grado de compresibilidad, formando una almohadilla de protección. Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, la almohadilla 200 de protección se estiró luego (figura 2) sobre una herramienta de valva, generalmente indicada en 100. La herramienta 100 de valva tiene una porción 102 de valva, una porción 104 de cuerpo y un extremo 106 inferior. La porción 102 de valva de la herramienta 100 de valva tiene una superficie 103 de extremo que define una forma convexa, generalmente arqueada. La almohadilla 200 de protección se estiró y alisó sobre la superficie 103 de extremo de la porción 102 de valva de la herramienta 100 de valva forzando la herramienta 100 de valva en la dirección representada por la flecha (figura 2A). Se estiró un borde 202 periférico de la almohadilla 200 de protección sobre el extremo 106 inferior de la herramienta 100 de valva y se retorció para mantener la almohadilla 200 de protección en su lugar (figura 2B).

Haciendo referencia a la figura 2B, se estiró luego una capa 204 de liberación sobre la porción 102 de valva de la herramienta 100 de valva que en la etapa anterior estaba cubierta con la almohadilla 200 de protección. En una realización, la capa 204 de liberación se hizo a partir de un ePTFE esencialmente no poroso que tiene una capa de etileno propileno fluorado (FEP) dispuesta a lo largo de una superficie exterior o un lado de la misma. La capa 204 de liberación se estiró sobre la herramienta 100 de valva de manera que la capa de FEP estuviera orientada hacia la almohadilla 200 de protección y el ePTFE esencialmente no poroso estuviera orientado hacia el exterior o hacia fuera de la almohadilla 200 de protección. La capa de liberación tenía aproximadamente 25 pm de espesor y suficiente longitud y ancho para permitir que la capa 204 de liberación se tirase sobre el extremo 106 inferior de la herramienta 100 de valva. Al igual que con la almohadilla 200 de protección en la etapa anterior, un borde 206 periférico de la capa 204 de liberación se tiró hacia el extremo inferior 106 de la herramienta 100 de valva y luego se retorció sobre el extremo 106 inferior de la herramienta 100 de valva para retener o mantener la capa 204 de liberación en su lugar. A continuación, la capa de FEP de la capa 204 de liberación se fundió por puntos y de ese modo se aseguró de manera fija a la almohadilla 200 de protección, según se requiera, mediante el uso de un soldador caliente.

Se repitieron los procesos de las etapas 1) y 2) para preparar tres herramientas de valva separadas, cada una con una almohadilla de protección cubierta por una capa de liberación.

Se formó un material de valva según una realización a partir de un material compuesto que comprende una membrana de ePTFE embebida con un fluoroelastómero. Una pieza del material compuesto de aproximadamente 10 cm de ancho se envolvió en un mandril circular para formar un tubo. El material compuesto estaba compuesto por tres capas: dos capas externas de ePTFE y una capa interna de un fluoroelastómero dispuesto entre las mismas. La membrana de ePTFE se fabricó según las enseñanzas generales descritas en la patente de EE. UU. n° 7,306,729. El fluoroelastómero se formuló según las enseñanzas generales descritas en la patente de EE. UU. n° 7,462,675. Pueden ser adecuados fluoroelastómeros adicionales y se describen en la publicación de EE. UU. n° 2004/0024448.

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

El copolímero consta esencialmente de entre aproximadamente 65 y 70 por ciento en peso de éter perfluorometilvinílico y de manera complementaria aproximadamente 35 y 30 por ciento en peso de tetrafluoroetileno.

El porcentaje en peso del fluoroelastómero con respecto al ePTFE fue aproximadamente del 53%.

El material compuesto multicapa tenía las siguientes propiedades: espesor de aproximadamente 40 pm; densidad de aproximadamente 1,2 g/cm3; fuerza de rotura/ancho en la dirección de mayor resistencia = aproximadamente 0,953 kg/cm; resistencia a la tracción en la dirección de mayor resistencia = aproximadamente 23,5 MPa (3400 psi); fuerza de rotura/ancho en la dirección ortogonal = aproximadamente 0,87 kg/cm; resistencia a la tracción en la dirección ortogonal = aproximadamente 21,4 MPa (3100 psi), punto de burbuja IPA superior a aproximadamente 12,3 MPa, Número de Gurley superior a aproximadamente 1800 segundos y masa/área = aproximadamente 14 g/m2.

Se utilizaron los siguientes métodos de prueba para caracterizar las capas de ePTFE y el material compuesto multicapa.

El espesor se midió con un Calibre de Mordaza Absoluto Mutitoyo, base de diámetro 12,7 mm (0,50"), modelo ID-C112E, número de serie 10299, fabricado en Japón. La densidad se determinó mediante un cálculo de peso/volumen usando una Balanza Analítica Mettler PM400 Nueva Jersey, EE. UU. La fuerza de rotura y las resistencias a la tracción se midieron usando un Instron Modelo #5500R Norwood, MA, celda de carga de 50 kg, longitud de calibre = 25,4 cm, velocidad de cruceta = 25 mm/minuto (velocidad de deformación = 100% por minuto) con mordazas de cara plana. El punto de burbuja IPA se midió con un probador de punto de burbuja IPA, Regulador de Presión de Sistemas de Datos Industriales Modelo LG-APOK, Salt Lake City, UT, EE. UU., con una Tasa de Rampa de 1,38 KPa/s (0,2 psi/s), 3,14 cm2 de área de prueba. El Número de Gurley se determinó como el tiempo en segundos para que 100 cm3 de aire fluyeran a través de una muestra de 6,45 cm2 a 124 mm de presión de agua utilizando un Medidor Gurley, modelo #4110, Troy, NY, EE. UU.

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

Se envolvieron capas del material compuesto, cada una con dos capas exteriores de ePTFE y una capa interior de un fluoroelastómero dispuesta entre las mismas, sobre un mandril que tenía un diámetro de aproximadamente 28 mm (1,1") de modo que la dirección de mayor resistencia de la membrana se orientó en la dirección axial del mandril. En una realización, cuatro capas del material compuesto se envolvieron en forma no helicoidal, generalmente circunferencial sobre el mandril. El material compuesto tenía un ligero grado de adhesividad que permitió que el material se adhiriera a sí mismo. Mientras todavía estaba en el mandril, el material compuesto se cortó longitudinalmente de manera general a lo largo del eje largo del mandril para formar una lámina de aproximadamente 10 cm (4") por aproximadamente 90 mm (3,5").

La lámina resultante de material de valva (o material compuesto de la etapa 4) se cortó y envolvió luego en la herramienta 100 de valva que tenía una almohadilla 200 de protección cubierta por una capa 204 de liberación. Más específicamente, como se muestra en las figuras 3A - 3C, el material 300 de valva se colocó sobre una superficie de corte plana. La herramienta 100 de valva con la almohadilla 200 de protección y la capa 204 de liberación se alineó luego sobre el material 300 de valva aproximadamente como se muestra. A continuación, se formaron cuatro hendiduras 302, 304, 306, 308 en el material 300 de valva con una cuchilla. Un par de hendiduras 302, 304 se extiende desde un lado de la herramienta 100 de valva y termina en un borde 300a del material 300 de valva, y el otro par de hendiduras 306, 308 se extiende desde un lado opuesto de la herramienta 100 de valva y termina en un borde 300b opuesto del material 300 de valva. Las hendiduras 302, 304, 306, 308 estaban separadas de la porción 102 de valva de la herramienta 100 de valva. Las hendiduras 302, 304, 306, 308 no sobresalían por debajo de la herramienta 100 de valva. Hay que señalar que los anchos de las hendiduras individuales no se muestran a escala. Las hendiduras 302, 304, 306, 308 en el material 300 de valva dieron como resultado la formación de una porción 310 de plegado, un par de correas 312, 314 y un exceso de material del material 315 de valva. A continuación, las porciones 310 de plegado se plegaron en la dirección general indicada por las flechas 316 en la figura 3C y alisaron sobre la herramienta 100 de valva, que estaba cubierta por la almohadilla 200 de protección y la capa 204 de liberación en las etapas anteriores.

A continuación, el material 315 de valva se estiró y se alisó sobre la porción 102 de valva, particularmente la superficie 103 de extremo de la herramienta 100 de valva. Se repitieron las etapas 4) y 5) para formar tres conjuntos de valva separados. Los tres conjuntos 402, 404, 406 de valva se sujetaron juntos para formar un conjunto 400 de tres valvas, como se muestra en la figura 4. Se muestran los tres conjuntos 402, 404, 406, de valva separados cada uno con un exceso de material de material 315 de valva extendiéndose generalmente radialmente más allá de la periferia del conjunto 400 de tres valvas.

A continuación, se proporcionó una herramienta de base que tenía cavidades para acoplar las superficies de extremos de las herramientas de valva del conjunto de tres valvas y recortar el área de valva sobrante para formar tres valvas. Haciendo referencia a la figura 5A, la herramienta de base se indica generalmente en 500 y se extiende longitudinalmente entre un extremo 501 y un extremo 503 inferior opuesto. Se forman tres cavidades 502, 504, 506 cóncavas en el extremo 501 de la herramienta 500 de base. Cada cavidad 502, 504, 506 cóncava se forma para encajar o asentarse encajada a la superficie 103 de extremo de uno de los tres conjuntos 402, 404, 406 de valva. T res elementos 508, 510, 512 que se extienden radialmente se extienden hacia afuera desde el extremo de la herramienta 500 de base. Cada elemento 508, 510, 512 está dispuesto entre un par adyacente de cavidades 502, 504, 506 cóncavas.

A continuación, se preparó la herramienta 500 de base con una almohadilla de compresión y una capa de liberación (no mostradas) similar a cómo se preparó la herramienta de valva en las etapas 1 y 2. Como se describió para cada herramienta de valva en las etapas 1 y 2, la almohadilla de compresión y la capa de liberación se estiraron y fijaron de manera similar a la herramienta 500 de base para formar un conjunto de herramienta de base.

Haciendo referencia a la figura 5B, el conjunto de herramienta de base (ilustrado por conveniencia como la herramienta 500 de base sin mostrar la almohadilla de protección y la capa de liberación) y el conjunto de tres valvas, generalmente indicado en 400, se alinearon generalmente axialmente juntos de manera que la superficie de extremo (no mostrada) de cada herramienta 100 de valva estaba asentada en una de las cavidades cóncavas (no mostradas) en el extremo 501 de la herramienta de base, generalmente indicada en 500, para formar un conjunto combinado de herramientas.

A continuación, se fabricó un stent metálico expansible con balón. Se cortó con láser un tubo de acero inoxidable 316 que tenía un espesor de pared de aproximadamente 0,5 mm (0,020") y un diámetro de aproximadamente 2,5 cm (1,0"). Se cortó un patrón en el tubo para formar un marco de stent cortado de forma anular o estructura de soporte, que generalmente se indica en 600 y se muestra de manera ilustrativa en una vista llana, plana en la figura 6a. La estructura 600 de soporte incluye una pluralidad de celdas 602 cerradas pequeñas, una pluralidad de celdas 604 cerradas grandes y una pluralidad de celdas 606 cerradas de valva. Cabe señalar que una de la pluralidad de celdas 606 cerradas de valva aparece como una celda abierta en la figura 6A debido a la vista de plano llano. Las pequeñas celdas 602 cerradas, las grandes celdas 604 cerradas y las celdas 606 cerradas de valva están dispuestas generalmente a lo largo de filas que forman la forma anular de la estructura 600 de soporte.

A continuación, se adhirieron materiales poliméricos al marco de stent cortado con láser. Primero, se envolvió una capa de compresión de sacrificio de membrana de ePTFE sin solapamiento en un mandril (no mostrado) que tenía un diámetro de aproximadamente 2,5 cm (1,0"). La capa de compresión de sacrificio de membrana de ePTFE tenía un espesor de aproximadamente 0,5 mm (0,02") y un ancho de aproximadamente 10 cm (4"), y era adaptable y comprimible para proporcionar una capa de compresión blanda y sacrificada.

A continuación, se envolvieron cuatro capas de una película de ePTFE esencialmente no porosa sobre el mandril en la parte superior de la membrana de la capa de compresión. La película de ePTFE esencialmente no porosa tenía un espesor de aproximadamente 25 gm (0,001"), tenía aproximadamente 10 cm (4") de ancho y tenía una capa de FEP en un lado. La película de ePTFE esencialmente no porosa se envolvió con el FEP orientada contraria al mandril. La película de ePTFE esencialmente no porosa tenía las propiedades de la capa de liberación descrita anteriormente en la etapa 2).

Se construyó una película delgada de FEP tipo 1 (ASTM D3368) usando extrusión por fusión y estiramiento. Se añadieron 10 capas adicionales de esta película de FEP tipo 1 (ASTM D3368) al mandril, que anteriormente se envolvió en la membrana de capa de compresión en la etapa 10 y las cuatro capas de película de ePTFE esencialmente no porosa en la etapa 11. La película de FEP tipo 1 (ASTM D3368) tenía aproximadamente 40 gm (0,0016") de espesor y aproximadamente 7,7 cm (3") de ancho.

A continuación, el mandril envuelto se trató térmicamente en un horno de convección de aire a aproximadamente 320°C durante aproximadamente 5 minutos y se dejó enfriar.

La estructura de soporte (indicada en 600 en la figura 6A) se colocó luego sobre el mandril envuelto y tratado térmicamente. A continuación, se envolvieron dos capas adicionales de película de FEP tipo 1 (ASTM D3368) (proporcionada en la etapa 12) sobre la estructura de soporte, que se colocó anteriormente en el mandril envuelto.

El mandril envuelto y la estructura de soporte soportada sobre el mismo se trataron luego térmicamente en un horno de convección de aire a aproximadamente 320°C durante aproximadamente 10 minutos y se dejaron enfriar, formando una estructura de soporte revestida de polímero.

La estructura de soporte revestida de polímero se recortó luego con un bisturí para formar un marco de stent recortado, que generalmente se indica en 700 y se muestra de manera ilustrativa en una vista llana, plana en la figura 6B. Más específicamente, de una manera, el recubrimiento polimérico se recortó aproximadamente 2 mm (0.08") más allá de los bordes de la estructura de soporte (600, figura 6A) para formar una variedad de perfiles 708 de borde. De otra manera, se permitió el recubrimiento polimérico para abarcar celdas enteras para formar una red en cada celda. En cualquier caso, la estructura 600 de soporte se encapsuló completamente dentro de un revestimiento 702 polimérico para formar el marco 700 de stent recortado. El marco 700 de stent recortado incluye una pluralidad de aberturas 704 de valva correspondientes en número y generalmente en forma a la pluralidad de celdas 606 cerradas de valva (figura 6A). Además, se forma una hendidura 706 en el recubrimiento 702 polimérico de cada una de las celdas cerradas pequeñas como se muestra en la figura 6B. Específicamente, cada hendidura 706 es lineal y generalmente paralela a un eje central longitudinal (no mostrado) de la estructura 600 de soporte de forma anular.

El marco de stent recortado se colocó luego sobre el conjunto de herramientas combinadas de la etapa 8. Las porciones (102) de valva de las herramientas de valva se alinearon con las aberturas de valva (704 en la figura 6B) en el marco de stent recortado. Las tres áreas de material de valva en exceso (315 en la figura 4) se pasaron a través de las aberturas de valva del marco del stent. Cada uno de los tres pares de correas (312, 314 en la figura 3A) se pasó a través de una de las hendiduras (706 en la figura 6B) y se envolvió alrededor del marco recortado de stent. Cada par de correas se envolvió en direcciones opuestas entre sí. Luego, las seis correas se fijaron con calor al marco recortado de stent utilizando un soldador caliente.

El conjunto de herramientas combinadas (etapa 8) y el marco de stent recortado que tiene las correas envueltas y fijadas con calor se montaron luego en un mecanismo de mandril giratorio. A continuación, se ajustó el mecanismo de mandril giratorio para aplicar una carga de compresión longitudinal ligera. Las áreas de material de valva en exceso (315 en la figura 4) se fijó luego con calor a la herramienta de base (500 en la figura 5) usando un soldador caliente.

Las herramientas combinadas de la etapa 18 se envolvieron luego con 2 capas adicionales de película de FEP tipo 1 (ASTM D3368) (de la etapa 12). A continuación, se envolvieron tres capas adicionales del material compuesto (etapa 4) y se fijaron al marco recortado de stent.

En preparación para un tratamiento térmico final, se aplicaron capas de liberación y de sacrificio de una cinta de compresión y fibra de compresión tanto circunferencial como longitudinalmente al conjunto de la etapa 19. La cinta/fibra de compresión contacta y comprime el conjunto tanto circunferencial como longitudinalmente durante el tratamiento térmico posterior. Una capa de sacrificio de cinta de compresión se envolvió circunferencialmente en forma helicoidal sobre el conjunto de la etapa 19. Esta cinta de compresión tenía las propiedades de la capa de sacrificio de compresión de ePTFE descrita anteriormente en la etapa 10. Luego se envolvió firmemente una fibra de ePTFE sobre la cinta de compresión. Se aplicaron circunferencialmente aproximadamente 100 vueltas de la fibra de compresión en un patrón helicoidal poco espaciado. La fibra de compresión de ePTFE tenía aproximadamente 1 mm (0,04") de diámetro y estaba estructurada para contraerse longitudinalmente cuando se calentaba lo suficiente. A continuación, se retiró el conjunto sujetado del mecanismo de mandril giratorio. A continuación, se envolvieron tres capas de cinta de compresión de sacrificio de forma longitudinal alrededor del conjunto. A continuación, se envolvieron longitudinalmente aproximadamente 20 vueltas de la fibra de compresión sobre la cinta de compresión longitudinal.

El conjunto de la etapa 20 se trató luego con calor en un horno de convección de aire a aproximadamente 280°C durante aproximadamente 90 minutos y luego se enfrió con agua a temperatura ambiente. Esta etapa de tratamiento térmico facilita el flujo del fluoroelastómero termoplástico en los poros de la membrana de ePTFE utilizada para crear el material de valva descrito en la etapa 4.

A continuación, se retiraron las cintas/fibras de compresión de sacrificio. Los materiales poliméricos se recortaron para permitir la separación de la valva y las herramientas de base. Las capas poliméricas del stent se recortaron luego para permitir la extracción del marco de stent con las valvas adjuntas. Luego se recortaron las valvas, lo que resultó en un conjunto de válvula como se muestra en la figura 8 y generalmente se indica en 800.

El conjunto 800 de válvula resultante, según una realización, incluye valvas 802 formadas a partir de un material compuesto con al menos una capa de fluoropolímero que tiene una pluralidad de poros y un elastómero presente esencialmente en todos los poros de la al menos una capa de fluoropolímero. Cada valva 802 es movible entre una posición cerrada, mostrada de manera ilustrativa en la figura 9A, en la que se evita que la sangre fluya a través del conjunto de válvula, y una posición abierta, mostrada de manera ilustrativa en la figura 9B, en la que se permite que la sangre fluya a través del conjunto de válvula. Por tanto, las valvas 802 del conjunto 800 de válvula se desplazan entre las posiciones cerrada y abierta generalmente para regular la dirección del flujo sanguíneo en un paciente humano.

El rendimiento de las valvas de válvula en cada conjunto de válvula se caracterizó en un duplicador de pulsos en tiempo real que midió las presiones anatómicas típicas y los flujos a través de la válvula, generando una serie de datos inicial o de "fatiga cero" para ese conjunto de válvula en particular. Luego, el conjunto de válvula se transfirió a un probador de fatiga de alta velocidad y se sometió a aproximadamente 207 millones de ciclos. Después de cada bloque de aproximadamente 100 millones de ciclos, la válvula se devolvió al duplicador de pulsos en tiempo real y se volvieron a medir los parámetros de rendimiento.

El rendimiento de flujo se caracterizó por el siguiente proceso:

El conjunto de válvula se encapsuló en un anillo anular de silicona (estructura de soporte) para permitir que el conjunto de válvula se evaluara posteriormente en un duplicador de pulsos en tiempo real. El proceso de encapsulado se realizó según las recomendaciones del fabricante del duplicador de pulsos (ViVitro Laboratories Inc., Victoria BC, Canadá).

A continuación, se colocó el conjunto de válvula encapsulada en un sistema duplicador de pulsos de flujo del corazón izquierdo en tiempo real. El sistema duplicador de pulsos de flujo incluía los siguientes componentes suministrados por VSI Vivitro Systems Inc., Victoria BC, Canadá: una Super Bomba, Servo Amplificador de Potencia Número de Pieza SPA 3891; un Cabezal de Super Bomba, Número de Pieza SPH 5891B, área de cilindro de 38,320 cm2; una estación/accesorio de válvula; un Generador de Forma de Onda, Número de Pieza TriPack TP 2001; una Interfaz de Sensor, Número de Pieza VB 2004; un Componente Amplificador de Sensor, Número de Pieza AM 9991; y un Medidor de Flujo Electromagnético de Onda Cuadrada, Carolina Medical Electronics Inc., East Bend, NC, EE. UU.

En general, el sistema duplicador de pulsos de flujo usa una bomba de pistón de desplazamiento fijo para producir un flujo de fluido deseado a través de la válvula bajo prueba.

El sistema duplicador de pulsos de flujo cardíaco se ajustó para producir el flujo deseado, la presión media y la velocidad del pulso simulada. Después, la válvula bajo prueba puso en ciclo durante aproximadamente 5 a 20 minutos.

Se midieron y recopilaron datos de presión y flujo durante el período de prueba, incluyendo las presiones ventriculares, presiones aórticas, caudales y la posición del pistón de la bomba. La figura 10 es un gráfico de datos del sistema duplicador de pulsos de flujo cardíaco.

Los parámetros usados para caracterizar la válvula y comparar con los valores posteriores a la fatiga son la caída de presión a través de la válvula abierta durante la porción de presión positiva del flujo hacia adelante, el área efectiva del orificio y la fracción regurgitante.

Después de la caracterización, el conjunto de válvula se retiró del sistema duplicador de pulsos de flujo y se colocó en un probador de fatiga de alta velocidad. Dynatek, Galena, MO, EE. UU. Suministró un Comprobador de Durabilidad de Válvulas Cardíacas de seis posiciones, número de pieza M6, y fue impulsado por un controlador Dynatek Dalta DC 7000. Este probador de fatiga de alta velocidad desplaza el fluido a través de un conjunto de válvula con una velocidad de ciclo de aproximadamente 780 ciclos por minuto. Durante la prueba, el conjunto de la válvula se puede examinar visualmente utilizando una luz estroboscópica sintonizada. La caída de presión a través de la válvula cerrada también se puede controlar como se muestra en las figuras 11A y 11B. En las figuras 11A y 11B se muestra una serie de datos que verifica que el probador de fatiga de alta velocidad producía formas de onda de presión consistentes.

El conjunto de válvula se puso en ciclo de manera continua y se controló periódicamente para detectar cambios visuales y de caída de presión. Después de aproximadamente 200 millones de ciclos, el conjunto de válvula se retiró del comprobador de alta velocidad y se devolvió al duplicador de pulsos en tiempo real. Los datos de presión y flujo se recopilaron y se compararon con los datos originales recopilados.

En la figura 12A se muestra una captura de pantalla que muestra la salida de datos medidos del sistema duplicador de pulsos de flujo cardíaco en tiempo real. Se muestran las presiones ventriculares, las presiones aórticas y el caudal. Los datos de fatiga inicial o cero para una válvula en particular se muestran de manera ilustrativa en la figura 12A. Se tomaron las mismas medidas y se recopilaron datos para la misma válvula en particular después de 207 millones de ciclos. Los datos de 207 millones de ciclos para la válvula particular se muestran de manera ilustrativa en la figura 12B. Ambas series de medidas se tomaron en un caudal de 5 litros por minuto y una velocidad de 70 ciclos por minuto. Comparando las figuras 12A y 12B, habría realmente que señalar que las formas de onda son esencialmente similares, lo que indica que no hay cambios importantes en el rendimiento de la valva de válvula después de aproximadamente 207 millones de ciclos. La caída de presión, el área efectiva del orificio (AEO) y la fracción regurgitante medida a cero y 207 millones de ciclos se resumen en la Tabla 1 a continuación.

Tabla 1, 1 mmHg corresponde a 133,322 Pa

En general, se observó que las valvas de válvula construidas según las realizaciones descritas en la presente memoria no presentaban degradación física o mecánica, como desgarros, orificios, endurecimiento permanente y similares, después de 207 millones de ciclos. Como resultado, tampoco hubo cambio o degradación observable en las configuraciones cerrada y abierta de las valvas de válvula incluso después de 207 millones de ciclos.

Ejemplo 2 (no según las reivindicaciones)

Se construyó una realización de una válvula cardíaca que tiene valvas poliméricas unidas a un marco metálico rígido según la siguiente realización de un proceso:

Se mecanizó un mandril 900 a partir de PTFE que tiene la forma que se muestra en la figura 14. El mandril 900 tiene un primer extremo 902 y un segundo extremo 904 opuesto, y se extiende longitudinalmente entre los mismos. El mandril 900 tiene una superficie 910 exterior que tiene tres (dos mostrados) lóbulos 912 convexos, generalmente arqueados, cada uno generalmente para formar valvas (no mostradas) de un conjunto de válvula terminado (no mostrado). La superficie 910 exterior también incluye un área 920 de asiento de marco para situar un marco de válvula (930 en la figura 15) con relación a los lóbulos 912 convexos antes de la formación de valvas en el marco de válvula.

Como se muestra en la figura 15, se cortó con láser un marco 930 de válvula a partir de una longitud de tubo de acero inoxidable 316 con un diámetro exterior de aproximadamente 25,4 mm y un espesor de pared de aproximadamente 0,5 mm en la forma mostrada en la figura 15. En la realización mostrada, el marco 930 de válvula se extiende axialmente entre un extremo 932 inferior y un extremo superior opuesto definido generalmente por una pluralidad de postes 934 en forma de espira, que se extienden axialmente, correspondientes al número de valvas en el conjunto de válvula acabado previsto (no mostrado). En la realización específica mostrada, se forman tres postes 934 en el marco 930 de válvula.

Se envolvieron dos capas de una película de FEP de aproximadamente 4 pm de espesor (no mostrada) alrededor del marco 930 de válvula y se hornearon en un horno durante aproximadamente 30 minutos a aproximadamente 270°C y se dejaron enfriar. El marco de válvula cubierto resultante (para mayor claridad, se muestra descubierto e indicado en 930) se deslizó luego sobre el mandril 900 de modo que las características complementarias entre el marco 930 de válvula y el mandril 900 estén encajadas juntas, como se muestra en la figura 16.

A continuación, se preparó un material de valva que tenía una membrana de ePTFE embebida con un fluoroelastómero. Más específicamente, la membrana de ePTFE se fabricó según las enseñanzas generales descritas en la patente de EE. UU. n° 7,306,729. La membrana de ePTFE se probó según los métodos descritos en la presente memoria. La membrana de ePTFE tenía una masa por área 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 tracción de la matriz de aproximadamente 339 MPa en la dirección longitudinal y aproximadamente 257 MPa en la dirección transversal. Esta membrana se embebió con el mismo fluoroelastómero que se describe en el Ejemplo 1. El fluoroelastómero se disolvió en Novec HFE7500, 3M, St. Paul, MN, EE. UU. en una concentración de aproximadamente 2,5%. La solución se revistió usando una barra mayer sobre la membrana de ePTFE (mientras estaba soportada por una película de liberación de polipropileno) y se secó en un horno de convección ajustado a aproximadamente 145°C durante aproximadamente 30 segundos. Después de dos etapas de revestimiento, el material compuesto resultante de ePTFE/fluoroelastómero tenía una masa por área de aproximadamente 3,6 g/m2.

A continuación, el material compuesto (no mostrado) se enrolló alrededor del mandril 900 ensamblado y el marco 930 de válvula. En una realización, se utilizó un total de 20 capas del compuesto de ePTFE/fluoroelastómero. Cualquier exceso de material compuesto que se extendiera más allá de los extremos del mandril 900 se retorció y presionó ligeramente contra el primer extremo 902 y el segundo extremo 904 del mandril 900.

El mandril envuelto en material compuesto se montó luego en un recipiente a presión de modo que un puerto 906 de ventilación (figura 14) en la base o segundo extremo 904 del mandril 900 se puso en contacto con la atmósfera. El puerto 906 de ventilación se extiende desde el segundo extremo 904 axialmente a través del mandril 900 y se comunica con un puerto 908 de ventilación que se extiende generalmente ortogonalmente que se extiende a través de la superficie 910 exterior del mandril 900. Los puertos 906, 908, de ventilación además de otros puertos de ventilación que se pueden proporcionar en el mandril según sea necesario (no mostrados), permiten que el aire atrapado entre el material compuesto y el mandril escape durante el proceso de moldeo.

Se aplicaron aproximadamente 690 KPa (100 psi) de presión de nitrógeno al recipiente de presión, forzando el compuesto de ePTFE/fluoroelastómero contra el mandril 900 y el marco 930 de válvula. Se aplicó calor al recipiente de presión hasta que la temperatura dentro del recipiente alcanzó aproximadamente 300°C, aproximadamente 3 horas después. Se apagó el calentador y se dejó enfriar el recipiente a presión a temperatura ambiente durante la noche. Este proceso unió térmicamente las capas de compuesto de ePTFE/fluoroelastómero entre sí y al revestimiento de FEP en el marco 930 de válvula. Se liberó la presión y se retiró el mandril del recipiente a presión.

El compuesto de ePTFE/fluoroelastómero se recortó circunferencialmente en dos lugares: primero, en el extremo 932 inferior del marco 930 de válvula, y segundo, cerca del extremo superior del marco 930 de válvula a lo largo de un círculo que generalmente se cruza cerca del punto medio. de cada poste 934. El conjunto 940 de válvula resultante que consta del marco 930 de válvula y el material compuesto recortado se separó del mandril y se deslizó fuera del mandril. El conjunto 940 de válvula moldeado, como se muestra en la figura 17, incluye el marco 930 de válvula y una pluralidad de valvas 950 formadas a partir del material compuesto recortado. En una realización, el conjunto 940 de válvula incluía tres valvas. En otra realización, cada valva 950 en el conjunto 940 de válvula tenía aproximadamente 40 pm de espesor.

Para ayudar a controlar el grado de apertura de la válvula, se unieron valvas adyacentes alrededor de cada poste. Como se muestra en la figura 18, las valvas 950a, 950b adyacentes se envolvieron alrededor del poste 934 y se unieron para formar una costura 954. La costura 954 tenía una profundidad 956 que se extendía al menos aproximadamente 2 mm desde el poste 934. Para sostener la unión entre las valvas 950a, 950b adyacentes un miembro 952 de unión se aseguró de manera fija a las superficies internas de las valvas 950a, 950b adyacentes ligando de este modo la costura 954 entre las valvas 950a, 950b adyacentes. Como se muestra en la figura 18, el miembro 952 de unión era generalmente rectangular. Hay que señalar, sin embargo, que se pueden utilizar otras formas para el miembro de unión. El miembro 952 de unión se formó a partir del mismo tipo de material compuesto usado para formar las valvas 950. El miembro 952 de unión se aseguró de manera fija a las superficies internas de las valvas 950a, 950b adyacentes usando la solución de fluoroelastómero descrita anteriormente. Estas etapas se repitieron para los otros pares de valvas adyacentes del conjunto de válvula.

El rendimiento y la durabilidad de las valvas de válvula en este ejemplo se analizaron de la misma manera que se describe en el Ejemplo 1. El conjunto de válvula se caracterizó inicialmente en el mismo duplicador de pulsos en tiempo real descrito en el Ejemplo 1 que midió las presiones anatómicas típicas y fluye a través de la válvula, generando una serie de datos inicial o de "fatiga cero" para ese conjunto de válvula en particular. A continuación, la válvula se sometió a una prueba acelerada como en el Ejemplo 1. Después de aproximadamente 79 millones de ciclos, la válvula se retiró del probador de fatiga de alta velocidad y el rendimiento hidrodinámico se caracterizó nuevamente como en el Ejemplo 1. La válvula se retiró finalmente en aproximadamente 198 millones de ciclos. La caída de presión, el AEO y la fracción regurgitante medida en aproximadamente 79 millones de ciclos y aproximadamente 198 ciclos se resumen en la Tabla 2 a continuación.

Las figuras 13A y 13B muestran resultados similares para una válvula similar. La figura 13A es un gráfico de salida de datos medidos del sistema duplicador de pulsos de flujo cardíaco tomada después de aproximadamente 79 millones de ciclos. Se tomaron las mismas medidas para la válvula similar después de aproximadamente 198 millones de ciclos, cuyo gráfico se muestra de manera ilustrativa en la figura 13B. Ambas series de medidas se tomaron con un caudal de aproximadamente 4 litros por minuto y una velocidad de aproximadamente 70 ciclos por minuto. Comparando las figuras 13A y 13B, hay que señalar nuevamente que las formas de onda son considerablemente similares, lo que indica que no hay cambios considerables en el rendimiento de la valva de válvula después de aproximadamente 198 millones de ciclos. La caída de presión, el área efectiva del orificio (AEO) y la fracción regurgitante medida a 0, aproximadamente 79 y aproximadamente 198 millones de ciclos se resumen en la Tabla 2 a continuación. Estos datos indican que no hay cambios considerables en el rendimiento de la valva de válvula después de aproximadamente 198 millones de ciclos.

Tabla 2

Ejemplo 3 (no según las reivindicaciones)

Se cortó con láser una estructura de soporte de válvula o marco 960 a partir de una longitud de tubo de acero inoxidable 316 con un diámetro exterior de aproximadamente 25,4 mm y un espesor de pared de aproximadamente 0,5 mm en la forma que se muestra en la figura 19. En la realización mostrada, el marco 960 se extiende axialmente entre un extremo 962 inferior y un extremo superior opuesto definido generalmente por una pluralidad de postes 964 que se extienden axialmente, generalmente en forma de espira, correspondientes al número de valvas en el conjunto de válvula terminado pretendido (no mostrado). Un borde superior 968 de forma parabólica se extiende entre los postes 964 adyacentes. En la realización específica mostrada, tres postes 964 y tres bordes 968 superiores forman el extremo superior del marco 960. Las esquinas del marco que estarían en contacto con el material de valva fueron redondeadas con lijadora rotativa y pulidas a mano. El marco se enjuagó con agua y luego se limpió con plasma utilizando un sistema de tratamiento de plasma PT2000P, Tri-Star Technologies, EI Segundo, CA, EE. UU.

En una realización, se proporciona un miembro de protección entre al menos una porción del marco y al menos una porción de la valva para minimizar la tensión relacionada con el contacto directo entre el marco y la valva. Se creó una fibra compuesta de ePTFE y silicona embebiendo primero una membrana de ePTFE con silicona MED-6215 (NuSil, Carpinteria, CA, EE. UU.), cortándola a un ancho de aproximadamente 25 mm y enrollándola en una fibra esencialmente redonda. El ePTFE utilizado en esta fibra se probó según los métodos descritos en la presente memoria. La membrana de ePTFE tenía un punto de burbuja de aproximadamente 217 KPa, un espesor de aproximadamente 10 pm, una masa por área de aproximadamente 5,2 g/m2, una porosidad de aproximadamente 78%, una resistencia a la tracción de la matriz en una dirección de aproximadamente 96 MPa, y una resistencia a la tracción de la matriz de aproximadamente 55 MPa en una dirección ortogonal. La fibra 966 compuesta se envolvió alrededor de cada uno de los postes 964 del marco 960 como se muestra en la figura 20.

Se formó un mandril 970 usando estereolitografía en una forma que se muestra en la figura 21. El mandril 970 tiene un primer extremo 972 y un segundo extremo 974 opuesto, y se extiende longitudinalmente entre los mismos. El mandril 970 tiene una superficie 980 exterior que tiene tres (dos mostrados) lóbulos 982 convexos, generalmente arqueados, cada uno generalmente para formar valvas (no mostradas) de un conjunto de válvula terminado (no mostrado). La superficie 980 exterior también incluye un área 984 de asiento de marco para colocar el marco (960 en la figura 19) con relación a los lóbulos 982 convexos antes de la formación de las valvas de válvula sobre el marco de la válvula.

A continuación, el mandril 970 se revistió por pulverización con un agente de desmoldeo de PTFE. Cuatro capas de la membrana de ePTFE descrita anteriormente en este ejemplo se envolvieron alrededor del mandril. Se frotó MED-6215 sobre el ePTFE y se dejó que humedeciera y llenara esencialmente los poros del ePTFE. Se eliminó el exceso de MED-6215 y el marco 960 con los postes 964 envueltos de fibra 966 compuesta se colocó en el mandril 970 a lo largo del área 984 de asiento del marco, como se muestra en la figura 22. Se colocó Silicona MED-4720, NuSil, Carpinteria, CA, EE. UU. a lo largo de los bordes 968 superiores del marco 960 y a lo largo de los postes 964 del marco 960 para crear un alivio de tensión dentro de la valva (no mostrado). Se envolvieron ocho capas adicionales de ePTFE alrededor del marco 960 y el mandril 970. Se frotó MED-6215 adicional sobre el ePTFE y se dejó que humedeciera y llenara esencialmente los poros del ePTFE. Se envolvieron otras 8 capas de ePTFE alrededor del marco 960 y el mandril 970. Estas capas forman un secante para absorber cualquier exceso de silicona durante el proceso de moldeo y se retiraron después de que la silicona se hubo curado.

Las formas de caucho de silicona (no mostradas) moldeadas con una superficie que coincide exactamente con la forma inversa de la superficie del mandril se fabricaron anteriormente para cada una de las 3 características de formación de valvas. Estas formas se recubrieron por pulverización con desmoldeante de PTFE y luego se acoplaron a la característica correspondiente del mandril. Se enrollaron aproximadamente 50 vueltas de una fibra de ePTFE (no mostrada) alrededor de las formas de silicona para aplicar una presión generalmente radial a la válvula contra el mandril.

Este conjunto se colocó luego en un horno a aproximadamente 100°C durante aproximadamente 1 hora para curar la silicona. Después de enfriarse, se retiraron las formas de fibra y silicona, se despegaron y desecharon las 8 capas de ePTFE secante, y la válvula resultante (no mostrada) se deslizó fuera del mandril. Los postes se recortaron con un cortador de alambre y el exceso de material de valva y el exceso de material en la base del marco se recortaron cuidadosamente con tijeras para formar un conjunto de válvula completo, que se muestra y generalmente se indica en 990 en la figura 23. Por tanto, en una realización, el conjunto 990 de válvula se formó con el marco 960 o estructura de soporte; una pluralidad de valvas 992 soportadas en el marco 960 y movibles entre posiciones abierta y cerrada para regular el flujo sanguíneo a través del conjunto 990 de válvula; y un poste 964 envuelto con fibra 966 compuesta ubicado entre al menos una porción del marco 960 y al menos una porción de cada valva 992 para minimizar la tensión en las valvas debida al acoplamiento y/o proximidad de las valvas a la estructura de soporte. En otra realización, el miembro de protección se forma a partir de un material compuesto con al menos una capa de fluoropolímero que tiene una pluralidad de poros y un elastómero presente esencialmente en todos los poros, como se describió anteriormente.

Hay que señalar que se pueden utilizar estructuras de soporte distintas de las que se muestran específicamente en las figuras. Además, los miembros de protección se pueden utilizar en cualquier lugar a lo largo de la estructura de soporte según sea necesario para minimizar la tensión en las valvas debido al acoplamiento y/o proximidad de las valvas a la estructura de soporte. Por ejemplo, el(los) miembro(s) de protección se pueden acoplar a la estructura de soporte a lo largo del borde superior de forma parabólica.

También hay que señalar que los miembros de protección pueden formarse como láminas y envolverse alrededor de lugares deseados a lo largo de la estructura de soporte, o estar formados por fibras de diversas formas y tamaños de sección transversal.

También hay que señalar que los miembros de protección pueden formarse como tubos y deslizarse sobre los extremos de la estructura de soporte, o cortarse longitudinalmente y colocarse alrededor de la ubicación deseada a lo largo de la estructura de soporte.

Se midieron las valvas del conjunto de válvula completo y se determinó que tenían un espesor medio en el centro de cada valva de aproximadamente 120 pm.

A continuación, se caracterizó el conjunto de válvula para determinar el rendimiento del flujo y se sometió a pruebas aceleradas como en el Ejemplo 1. Después de cada bloque de aproximadamente 50 millones de ciclos, se retiró el conjunto de válvula del probador de fatiga de alta velocidad y se caracterizó de nuevo el rendimiento hidrodinámico como en Ejemplo 1. El conjunto de válvula se retiró finalmente a aproximadamente 150 millones de ciclos y demostró un rendimiento aceptable y sin formación de orificios.

Ejemplo comparativo A

Se construyeron seis válvulas de la manera del Ejemplo 1 con la excepción de que no se incorporó el elastómero. El material de ePTFE era el mismo que el descrito en el Ejemplo 1, pero no se embebió con el copolímero de fluoroelastómero y en su lugar se revistió con una capa discontinua de copolímero de FEP que sirvió como adhesivo termoplástico. Se construyeron válvulas como en el Ejemplo 1, comprendiendo cada valva 3 capas de membrana dando como resultado un espesor promedio final de valva de aproximadamente 20 pm. Después de la caracterización hidrodinámica, las válvulas se montaron en el probador acelerado Dynatek descrito en el Ejemplo 1. En aproximadamente 40 millones de ciclos, se observó la deslaminación del borde y la formación de orificios en las valvas y se detuvo la prueba.

Ejemplo comparativo B

Se construyeron dos válvulas de la manera del Ejemplo 1 pero no incorporaron la porción de elastómero de las diversas realizaciones presentadas en la presente memoria. El material empleado fue una membrana delgada de ePTFE que posee propiedades similares a las siguientes: una masa por área 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 tracción de la matriz en una dirección de aproximadamente 662 MPa, y una resistencia a la tracción de la matriz de aproximadamente 1,2 MPa en la dirección ortogonal. La membrana de ePTFE se probó según los métodos en la presente memoria. Se colocaron diez capas de la membrana en direcciones alternas sobre una pila y luego se colocaron sobre las herramientas como se describió en el Ejemplo 1. Las herramientas se expusieron a aproximadamente 350°C en un horno de aire de convección durante aproximadamente 25 minutos, se retiraron y se enfriaron en un baño de agua. Las tres piezas de herramientas se insertaron luego en el marco de stent y las valvas se unieron al conjunto de válvula con FEP como en el Ejemplo 1.

Cada válvula se sometió a una prueba de fatiga de alta frecuencia utilizando el sistema duplicador de pulsos de flujo cardíaco en tiempo real, como se describió anteriormente. Después de aproximadamente 30 millones de ciclos en una válvula y aproximadamente 40 millones de ciclos en otra válvula, se observó una degradación visual, incluyendo rigidez y deformación, y se observó una disminución medible en el rendimiento. Además de la degradación visual y medible en el rendimiento, la Tabla 3 a continuación resume la caída de presión, el área efectiva del orificio (AEO) y la fracción regurgitante medida después de aproximadamente 40 millones de ciclos.

Tabla 3

Ejemplo 4 (no según las reivindicaciones)

Se construyó una realización de una válvula cardíaca que tiene valvas poliméricas que comprende un material compuesto que incluye una membrana de polietileno porosa y un material elastomérico como se describió anteriormente, unida a un marco de válvula metálico, según la siguiente realización de un proceso:

Se mecanizó con láser un marco 1000 de válvula a partir de una longitud de tubería MP35N sin costura fabricada según ASTM F 562 con un temple duro completo con un diámetro exterior de 26 mm y un espesor de pared de 0,60 mm. Se cortó un patrón que define los postes 1001 en el tubo para formar el marco 1000 de válvula, como se muestra en la vista en perspectiva de la figura 24.

El marco 1000 de válvula fue chorreado con granalla ligeramente para redondear los bordes y hacer rugosa la superficie. El marco 1000 de válvula se enjuagó con agua y luego se sometió a un tratamiento de limpieza con plasma usando métodos comúnmente conocidos por las personas con experiencia ordinaria en la técnica.

A continuación, se preparó un material compuesto que tenía una membrana de ePTFE expandido biaxialmente embebido con silicona. Más específicamente, la membrana de ePTFE se fabricó según las enseñanzas generales descritas en la patente de EE. UU. n° 3953566. La membrana de ePTFE se probó según los métodos descritos anteriormente. La membrana de ePTFE biaxialmente expandido estaba bloqueada amorfamente y tenía las siguientes propiedades: espesor = 0,045 mm, densidad = 0,499 g/cc, resistencia a la tracción de la matriz en la dirección más fuerte = 95,6 MPa, resistencia a la tracción de la matriz en la dirección ortogonal a la dirección más fuerte = 31,1 MPa, alargamiento en carga máxima en la dirección más fuerte = 37% y alargamiento en carga máxima en la dirección ortogonal a la dirección más fuerte = 145%.

Esta membrana de ePTFE se embebió con sellador multiusos de silicona 732 (Dow Corning, Midland, MI) revistiendo primero la silicona sobre una película de PET usando una barra de estirado de 0,102 mm. A continuación, se colocó la membrana de ePTFE sobre el revestimiento de silicona y se dejó que la silicona mojara la membrana. Se retiró una tira de 20 mm de ancho del material compuesto de la película de PET y se enrolló en una fibra y se envolvió en espiral alrededor de cada poste 1001 en el marco 1000 de válvula de la figura 24, como se muestra en la vista en perspectiva de la figura 25. Esta fibra compuesta envuelta en espiral crea un miembro 1030 de protección que se ubicará entre una porción del marco 1000 de válvula y la valva 1102 para minimizar la tensión relacionada con el contacto directo entre el marco 1000 de válvula y la valva 1102, como se muestra en la vista en perspectiva de la figura 25.

Se mecanizó un mandril 1200 a partir de aluminio en una forma generalmente cilíndrica mostrada en una vista en perspectiva en la figura 26. El mandril 1200 incluía un primer extremo 1202 y un segundo extremo 1203 opuesto.

El mandril tenía doce orificios 1207 de ventilación de 0,5 mm de diámetro que pasan desde la superficie 1204 exterior a una cavidad 1206 central que discurre dentro del centro del mandril 1200. Se colocaron doce orificios 1207 de ventilación en dos filas distribuidas circunferencialmente alrededor del mandril 1200, una fila oculta a la vista por el marco de válvula en la figura 26. Estos orificios 1207 de ventilación, en comunicación con la cavidad 1206 central, permitían que el aire atrapado fuera expulsado del conjunto de válvula durante el moldeo.

Se enrollaron alrededor del mandril 1200 dos capas de un material compuesto de sacrificio que comprendía ePTFE y poliimida con un espesor de aproximadamente 0,004 mm.

A continuación, se preparó un material compuesto que tenía una membrana de polietileno microporoso embebida con silicona. La membrana de polietileno microporoso se obtuvo a partir de un cartucho ABD1 UG53EJ de filtro de agua PE Kleen de 5 nm de Pall Corporation (Port Washington, NY), que contiene una membrana hidrófoba de polietileno de alta densidad (HDPE). La membrana de polietileno microporoso se probó según los métodos descritos anteriormente y tenía las siguientes propiedades: espesor = 0,010 mm, densidad = 0,642 g/cc, resistencia a la tracción de la matriz en la dirección más fuerte = 214 MPa, resistencia a la tracción de la matriz en la dirección ortogonal a la dirección más fuerte = 174 MPa, elongación en carga máxima en la dirección más fuerte = 62%, elongación en carga máxima en la dirección ortogonal a la dirección más fuerte = 157%, un diámetro de fibra de menos de aproximadamente 1 pm, un tamaño de poro de flujo medio de 0,0919 pm, y una superficie específica de 28,7m2/cc. Se prevé que la membrana de polietileno microporoso puede tener tamaños medios de poro de flujo de menos de aproximadamente 5 pm, menos de aproximadamente 1 pm y menos de aproximadamente 0,10 pm, según las realizaciones.

La membrana de polietileno microporoso se empapó en acetona durante aproximadamente 72 horas y se dejó secar al aire a temperatura ambiente. Se aplicó una capa de Sellador Multipropósito 732 a una película de PET usando una barra de estirado de 0,51 mm. A continuación, se colocó la membrana de polietileno microporoso sobre el revestimiento de silicona y se dejó que la silicona mojara la membrana. El material compuesto de silicona y polietileno se retiró del PET y se envolvió alrededor del mandril 1200 y el material compuesto de sacrificio de PTFE/poliamida, para un total de dos capas.

El marco 1000 de válvula con los postes 1001 cubiertos por el miembro 1030 de protección se deslizó sobre el mandril 1200, en la parte superior de las dos capas. Se perforaron orificios a través de las capas aplicadas anteriormente por encima de los orificios de ventilación y el marco 1000 de válvula se colocó de modo que una base 1003 del marco 1000 de válvula cubriera una fila de los orificios 1207 de ventilación (ocultos) como se muestra en la figura 26.

Se envolvieron cinco capas más del material compuesto de silicona/polietileno alrededor del marco 1000 de válvula.

Se envolvieron ocho capas de la membrana de ePTFE descrita anteriormente en este ejemplo sobre las capas anteriores para crear una capa secante de sacrificio para absorber cualquier exceso de silicona. Se envolvieron dos capas de un material compuesto de sacrificio que comprendía ePTFE y poliimida con un espesor de aproximadamente 0,004 mm alrededor del mandril y los componentes aplicados anteriormente. Se utilizó cinta adhesiva de poliimida para unir el compuesto de ePTFE/poliimida al mandril en cada extremo y sellar la costura longitudinal.

El mandril 1200 con los componentes aplicados anteriormente se montó luego en un recipiente a presión de modo que un puerto 1211 de ventilación en comunicación con la cavidad 1206 central en el primer extremo 1202 del mandril 1200 se pusiera en contacto con la atmósfera. La cavidad 1206 central se extiende desde el primer extremo 1202 axialmente a través del mandril 1200 y en comunicación con los 12 orificios 1207 de ventilación descritos anteriormente.

Se aplicaron aproximadamente 414 KPa (60 psi) de presión de helio al recipiente a presión, forzando el material compuesto de silicona y polietileno microporoso contra el mandril 1200 y el marco 1000 de válvula. Se aplicó calor al recipiente a presión hasta que la temperatura dentro del mandril alcanzó aproximadamente 95°C, aproximadamente 28 minutos después. Se eliminó el calor y se dejó enfriar el recipiente a presión a temperatura ambiente. Este proceso unió las capas del material compuesto de silicona/polietileno entre sí y al marco 1000 de válvula. Se liberó la presión y se retiró el mandril 1200 del recipiente a presión. El conjunto 1010 de válvula se deslizó fuera del mandril 1200 y se retiró la capa exterior del material compuesto de ePTFE/poliimida de sacrificio, como se muestra en la vista en perspectiva de la figura 27, que muestra las valvas 1102 en una posición abierta.

Se mecanizó un mandril 1300 conformado a partir de aluminio en una forma generalmente cilíndrica mostrada en una vista en perspectiva en la figura 28. El mandril 1300 incluye un primer extremo 1302, un segundo extremo 1303 opuesto y una porción 1305 central entre los mismos que definen características 1309 cóncavas.

El mandril 1300 tenía tres orificios 1307 de 0,5 mm de diámetro que pasan desde la superficie 1304 exterior a una cavidad 1306 central que discurre dentro del centro del mandril 1300. Los orificios 1307 están ubicados en el extremo de la característica cóncava más cercana al primer extremo del mandril 1302 conformado, y están en comunicación con la cavidad 1306 central. Estos orificios 1307 permitieron que el aire atrapado fuera expulsado del conjunto 1010 de válvula durante el moldeo.

El conjunto 1010 de válvula se deslizó sobre el mandril 1300 conformado y el marco 1000 de válvula se alineó con las características 1309 cóncavas del mandril 1300 como se muestra en la figura 28. El material compuesto con las capas de sacrificio se presionó contra el mandril 1300 y pegó a ambos extremos del mandril 1300 usando cinta adhesiva de poliimida. Se preparó un tubo de material compuesto de sacrificio que comprendía ePTFE y poliimida envolviendo una lámina del material compuesto alrededor de un mandril de 23,9 mm y pegando con cinta adhesiva de poliimida la costura axial. Este tubo se deslizó sobre el conjunto 1010 de válvula mientras estaba montado en el mandril conformado y se pegó con cinta adhesiva a los extremos del mandril conformado usando cinta adhesiva de poliimida.

El mandril 1300 conformado con componentes aplicados anteriormente se montó luego en un recipiente a presión de modo que un puerto 1311 de ventilación, en comunicación con la cavidad 1306 central, en el primer extremo 1302 del mandril 1300 se puso en contacto con la atmósfera. La cavidad 1306 central se extiende desde el primer extremo 1302 axialmente a través del mandril 1300 y comunica con los orificios 1307 de ventilación descritos anteriormente.

Se aplicaron aproximadamente 689 KPa (100 psi) de presión de helio al recipiente a presión, forzando el material compuesto de polietileno microporoso y silicona contra el mandril 1300 y el marco 1000 de válvula. Se aplicó calor al recipiente a presión hasta que la temperatura dentro del mandril alcanzó aproximadamente 98°C, aproximadamente 13 minutos después. Se eliminó el calor y se dejó enfriar el recipiente a presión a temperatura ambiente. Este proceso obligó a las capas del material compuesto de silicona/polietileno a tomar la forma del mandril 1300 conformado con porciones 1109 de valva que se introdujeron y tomaron la forma de una porción de las características 1309 cóncavas. El conjunto 1010 de válvula se deslizó fuera del mandril 1300 y se retiraron el material compuesto de ePTFE/poliimida de sacrificio y el material secante de ePTFE de sacrificio.

El compuesto microporoso de polietileno y silicona se recortó de modo que aproximadamente 2 mm del compuesto se extendieran más allá de la base del marco y más allá de las puntas de los postes del marco como se muestra en la figura 29.

El espesor de las valvas 1102 fue de aproximadamente 139 gm y el porcentaje en peso de silicona dentro del material compuesto fue de aproximadamente el 69%.

El rendimiento de las valvas de válvula en este conjunto de válvula se caracterizó en un duplicador de pulsos en tiempo real que midió presiones anatómicas típicas y flujos a través de la válvula, generando un serie de datos inicial o de "fatiga cero" para ese conjunto de válvula en particular. El rendimiento de flujo se caracterizó por el siguiente proceso:

El conjunto de válvula se presionó en un anillo anular de silicona (estructura de soporte) para permitir que el conjunto de válvula se evaluara posteriormente en un duplicador de pulsos en tiempo real.

A continuación, se colocó el conjunto de válvula encapsulada en un sistema duplicador de pulsos de flujo del lado izquierdo del corazón en tiempo real. El sistema duplicador de pulsos de flujo incluía los siguientes componentes suministrados por VSI Vivitro Systems Inc., Victoria BC, Canadá: una Super Bomba, Servo Amplificador de Potencia Número de Pieza SPA 3891; un Cabezal de Super Bomba, Número de Pieza SPH 5891B, área de cilindro de 38,320 cm2; una estación/accesorio de válvula; un Generador de Forma de Onda, Número de Pieza TriPack TP 2001; una Interfaz de Sensor, Número de Pieza VB 2004; un Componente Amplificador de Sensor, Número de Pieza AM 9991; y un Medidor de Flujo Electromagnético de Onda Cuadrada, Carolina Medical Electronics Inc., East Bend, NC, EE. UU.

En general, el sistema duplicador de pulsos de flujo usa una bomba de pistón de desplazamiento fijo para producir un flujo de fluido deseado a través de la válvula en prueba.

El sistema duplicador de pulsos de flujo cardíaco se ajustó para producir el flujo deseado, la presión media y la frecuencia de pulso simulada. Después, la válvula en prueba se cicló durante aproximadamente 5 a 20 minutos.

Se midieron y recopilaron datos de presión y flujo durante el período de prueba, incluyendo las presiones ventriculares, las presiones aórticas, las velocidades de flujo y la posición del pistón de la bomba.

La válvula en este ejemplo tenía una caída de presión de 11,3 mm Hg, AEO de 2,27 cm2 y fracción regurgitante del 15,4%

Ejemplo 5 (no según las reivindicaciones)

Se construyó otra realización de una válvula cardíaca que tiene valvas poliméricas que comprenden un material compuesto que incluye una membrana de polietileno microporoso y un material elastomérico como se describió anteriormente, juntadas a un marco de válvula metálico, según la siguiente realización de un proceso:

Se preparó un marco 1000 de válvula como en el Ejemplo 4.

Se preparó un material compuesto que tenía una membrana de polietileno microporoso embebida de silicona. La membrana de polietileno microporoso se obtuvo a partir de un cartucho ABD1UG53EJ de filtro de agua PE Kleen de 5 nm de Pall Corporation (Port Washington, NY) que contiene una membrana hidrófoba de polietileno de alta densidad (HDPE). La membrana de polietileno microporoso se estiró en una máquina de expansión biaxial. La membrana de polietileno microporoso se montó en los pasadores de la máquina de expansión con los pasadores colocados a 70 mm de distancia en una primera dirección y a 150 mm de distancia en la dirección ortogonal a la primera dirección. Se dejó que la membrana de polietileno microporoso permaneciera durante 60 segundos en una cámara calentada dentro de la máquina de expansión biaxial, alcanzando una temperatura de malla de 129°C. A continuación, los pasadores se trasladaron en la primera dirección de 70 mm a 84 mm a una velocidad de 0,7%/segundo mientras que los pasadores en la dirección ortogonal a la primera dirección se trasladaron de 150 mm a 420 mm a una velocidad de 10%/segundo. La membrana se retiró de la cámara calentada mientras estaba sujeta por los pasadores y se dejó enfriar al aire a temperatura ambiente.

La membrana de polietileno microporoso estirada se probó según los métodos descritos anteriormente y tenía las siguientes propiedades: espesor = 0,006 mm, densidad = 0,524 g/cc, resistencia a la tracción de la matriz en la primera dirección = 156 MPa, resistencia a la tracción de la matriz en la dirección ortogonal a la primera dirección = 474 MPa, alargamiento con carga máxima en la primera dirección = 167%, alargamiento con carga máxima en la dirección ortogonal a la primera dirección = 19%, un diámetro de fibra de menos de aproximadamente 1 pm, un tamaño medio de poro de flujo de 0,1011 pm y una superficie específica de 18,3 m2/cc. Se prevé que la membrana de polietileno microporoso pueda tener un tamaño medio de poro de flujo de menos de aproximadamente 5 pm, menos de aproximadamente 1 pm y menos de aproximadamente 0,10 pm, según las realizaciones.

La membrana de polietileno microporoso estirada se embebió con sellador fluido de silicona 734 (Dow Corning, Midland, MI) revistiendo primero la silicona sobre una película de PET utilizando una barra de estirado de 0,25 mm. A continuación, se colocó la membrana de polietileno sobre el revestimiento de silicona y se dejó que la silicona mojara la membrana. Se retiró una tira de 20 mm de ancho del material compuesto de la película de PeT y se enrolló/retorció en una fibra y se envolvió en espiral alrededor de cada poste 1001 en el marco 1000 de válvula de la figura 25. Esta fibra compuesta envuelta en espiral crea un miembro 1030 de protección que se ubicará entre una porción del marco 1000 de válvula y la valva 1102 para minimizar la tensión relacionada con el contacto directo entre el marco 1000 de válvula y la valva 1102, como se muestra en la figura 29.

Se obtuvo un mandril 1200 como se describió en el Ejemplo 1 y se muestra en la figura 26. Se enrollaron alrededor del mandril 1200 dos capas de un material compuesto de sacrificio que comprendía ePTFE y poliimida con un espesor de aproximadamente 0,004 mm.

Se preparó un material compuesto de membrana de polietileno microporoso estirada y silicona como se describió anteriormente en este ejemplo.

El material compuesto de membrana de polietileno microporoso y silicona se envolvió circunferencialmente alrededor del mandril 1200 y el material compuesto de sacrificio de PTFE/poliamida, para un total de dos capas. La primera dirección de la membrana de polietileno microporoso estirada se alineó con el eje largo del mandril 1300 mientras se envolvía.

El marco 1000 de válvula con postes 1001 cubiertos de fibra se deslizó sobre el mandril 1200, encima de las dos capas. Se perforaron orificios a través de las capas aplicadas anteriormente por encima de los orificios de ventilación y el marco de válvula se colocó de modo que una base 1003 del marco 1000 de válvula cubriera una fila de los orificios 1207 de ventilación (ocultos) como se muestra en la figura 26.

Se aplicó a mano una pequeña cantidad de silicona al marco para proporcionar adhesivo adicional entre el marco y el material compuesto envuelto circunferencialmente.

Se envolvieron cuatro capas más del material compuesto de membrana de polietileno microporoso y silicona alrededor del marco 1000 de válvula.

Se envolvieron ocho capas de la membrana de ePTFE descrita anteriormente en el Ejemplo 4 sobre las capas anteriores para crear una capa secante de sacrificio para absorber cualquier exceso de silicona. Se envolvieron dos capas de un material compuesto de sacrificio que comprendía ePTFE y poliimida con un espesor de aproximadamente 0,004 mm alrededor del mandril y los componentes aplicados anteriormente. Se utilizó cinta adhesiva de poliimida para unir el compuesto de ePTFE/poliimida al mandril en cada extremo y sellar la costura longitudinal.

El mandril 1200 con los componentes aplicados anteriormente se montó luego en un recipiente a presión de modo que un puerto 1211 de ventilación, en comunicación con la cavidad 1206 central, en el primer extremo 1202 del mandril 1200 se puso en contacto con la atmósfera. La cavidad 1206 central se extiende desde el primer extremo 1202 axialmente a través del mandril 1200 y comunica con los 12 orificios 1207 de ventilación descritos anteriormente.

Se aplicaron aproximadamente 414 KPa (60 psi) de presión de helio al recipiente a presión, forzando el material compuesto de membrana de polietileno microporoso y silicona contra el mandril 1200 y el marco 1000 de válvula. Se aplicó calor al recipiente a presión hasta que la temperatura en el interior el mandril alcanzó aproximadamente 66°C, aproximadamente 20 minutos después. Se eliminó el calor y se dejó enfriar el recipiente a presión a temperatura ambiente. Este proceso unió las capas del material compuesto de silicona/polietileno entre sí y al marco 1000 de válvula. Se liberó la presión y se retiró el mandril 1200 del recipiente a presión. El conjunto 1010 de válvula se deslizó fuera del mandril 1200 y se retiró la capa exterior del material compuesto de ePTFE/poliimida de sacrificio, como se muestra en la vista en perspectiva en la figura 26.

Se obtuvo un mandril 1300 conformado como se describió en el Ejemplo 4 como se muestra en la figura 28. El conjunto 1010 de válvula se deslizó sobre el mandril 1300 conformado y el marco 1000 de válvula se alineó con las características 1309 cóncavas del mandril 1300 como se muestra en la figura 28. El material compuesto de membrana de polietileno microporoso y silicona con las capas de sacrificio se presionaron contra el mandril 1300 y se pegaron con cinta adhesiva a ambos extremos del mandril 1300 usando cinta adhesiva de poliimida. Se preparó un tubo de material compuesto de sacrificio que comprendía ePTFE y poliimida envolviendo una lámina del material compuesto alrededor de un mandril de 23,9 mm y pegando con cinta adhesiva de poliimida la costura axial. Este tubo se deslizó sobre el conjunto 1010 de válvula mientras estaba montado en el mandril conformado y se pegó con cinta adhesiva a los extremos del mandril conformado usando cinta adhesiva de poliimida.

A continuación, se montó el mandril 1300 conformado con componentes aplicados anteriormente en un recipiente a presión de modo que un puerto 1311 de ventilación en el primer extremo 1302 del mandril 1300 estuviera en contacto con la atmósfera.

Se aplicaron aproximadamente 551 KPa (80 psi) de presión de aire al recipiente a presión, forzando el material compuesto de polietileno microporoso y silicona contra el mandril 1300 y el marco 1000 de válvula. Se aplicó calor al recipiente a presión hasta que la temperatura dentro del mandril alcanzó aproximadamente 95°C, aproximadamente 13 minutos más tarde. Se eliminó el calor y se dejó enfriar el recipiente a presión a temperatura ambiente. Este proceso obligó a las capas del material compuesto de membrana de polietileno microporoso y silicona a tomar la forma del mandril 1300 conformado con porciones 1109 de valva que se introdujeron y tomaron la forma de una porción de las características 1309 cóncavas. El conjunto 1010 de válvula se deslizó fuera del mandril 1300 y se retiraron el material compuesto de ePTFE/poliimida de sacrificio y el material secante de ePTFE de sacrificio.

El compuesto de polietileno/silicona se recortó de modo que aproximadamente 2 mm del compuesto se extendieran más allá de la base del marco y más allá de las puntas de los postes del marco como se muestra en la figura 29.

El espesor de las valvas 1102 fue de aproximadamente 53 pm y el porcentaje en peso de silicona dentro del material compuesto fue de aproximadamente el 65%.

El rendimiento de las valvas de válvula en este conjunto de válvula se caracterizó en un duplicador de pulsos en tiempo real que medía presiones anatómicas típicas y flujos a través de la válvula, generando una serie de datos inicial o de "fatiga cero" para ese conjunto de válvula en particular. El rendimiento del flujo se caracterizó por el proceso descrito en el Ejemplo 4.

La válvula en este ejemplo tenía una caída de presión de 8,7 mm Hg, AEO de 2,49 cm2 y fracción regurgitante de 16,7%.

Ejemplo 6

Se construyó un material de valva de válvula cardíaca protésica que comprende una monocapa que es porosa con elastómero presente en los poros. La monocapa que es porosa con elastómero en los poros se describió anteriormente.

Se obtuvo un mandril de acero inoxidable de 40 mm de diámetro y se envolvió con una serie de materiales. En todos los casos, la envoltura se realizó de manera circunferencial y, a menos que se indique lo contrario, todos los materiales tenían aproximadamente 125 mm de ancho. El mandril se envolvió con cinco capas de una película compuesta de ePTFE recubierta con FEP de sacrificio, en la que el lado de FEP era adyacente al mandril. Se obtuvo un fluoroelastómero que se formuló según las enseñanzas generales descritas en la patente de EE. UU. n° 7,462,675 y se extruyó en una película de 0,0762 mm de espesor. El copolímero constaba de aproximadamente 65 por ciento en peso de perfluorometilviniléter y de forma complementaria aproximadamente 35 por ciento en peso de tetrafluoroetileno. Se colocaron tres capas de esta película de fluoroelastómero de aproximadamente 70 mm cuadrados encima de la película de material compuesto de sacrificio. Se envolvieron quince capas de una película de ePTFE de sacrificio encima de la película de fluoroelastómero. La película 4 de ePTFE de sacrificio se había sometido a temperaturas iguales o superiores a la temperatura de fusión cristalina del PTFE y tenía las siguientes propiedades, probadas según los métodos descritos en la presente memoria. La película de ePTFE de sacrificio tenía una masa por área de aproximadamente 0,5 g/m2, un espesor de aproximadamente 500 nm, un punto de burbuja IPA de aproximadamente 200 KPa, una resistencia a la tracción de la matriz de aproximadamente 700 MPa en la dirección longitudinal y aproximadamente 380 MPa en la dirección transversal. Se colocó una tira de película de poliimida de 125 mm de largo y 40 mm de ancho (Kapton 200HN, E. I. DuPont de Nemours & Company, Wilmington, DE) encima de la membrana de ePTFE de sacrificio.

Se obtuvo una capa única coherente en forma de membrana de PTFE expandido que había sido sometida a temperaturas iguales o superiores a la temperatura de fusión cristalina del PTFE que tenía las siguientes propiedades: un espesor de 53,3 pm, una densidad de 0,83 g/cc y un MTS de 251 MPa en la dirección más fuerte y 218 MPa en la dirección ortogonal a la dirección más fuerte. Los métodos de prueba fueron los descritos en la presente memoria para la membrana, excepto que el cupón de resistencia a la tracción cumplía con ASTM D412 Molde F, y la velocidad de deformación fue 13,33%/segundo. Se envolvió una capa o pliegue de esta membrana de ePTFE alrededor de los materiales que estaban en el mandril sin solapamiento de la membrana de ePTFE para definir la capa única coherente como una monocapa.

Se aplicaron el mismo número de envolturas y los mismos materiales que los descritos anteriormente en el siguiente orden: película de poliimida, asegurándose de que las capas de película de poliimida se colocaran una encima de la otra; película de ePTFE de sacrificio; película de fluoroelastómero; y película compuesta de ePTFE recubierta con FEP. Los extremos se aseguraron al mandril mediante el uso de abrazaderas de manguito. El conjunto completo se colocó en un horno de aire forzado ajustado a 280°C durante 24 a 48 horas para fundir y embeber el fluoroelastómero en los poros de la membrana de ePTFE. El conjunto se sacó del horno. Las capas de sacrificio externas se cortaron longitudinalmente y se despegaron del mandril, usando la película de poliimida para iniciar el despegado de las capas de sacrificio externas de la membrana de ePTFE ahora embebida con fluoroelastómero. La membrana de ePTFE embebida con fluoroelastómero se cortó longitudinalmente y se despegó de las capas de sacrificio internas, usando la película de poliimida para iniciar el despegado, creando de este modo el material de valva que comprende una capa única coherente como una monocapa con elastómero en los poros. El material de valva era visiblemente transparente, lo que indica que el elastómero llenó suficientemente los poros de la membrana de ePTFE para hacerla impermeable, pendiente de confirmación mediante pruebas posteriores. El material de valva se probó como se describió anteriormente. El material de valva poseía las siguientes propiedades: no presentó fallos de cohesión en la prueba de flexión por compresión, un espesor de 45,8 pm, un endurecimiento por compresión de 1,75%, una resistencia a la tracción en la dirección más fuerte de 107 MPa, una resistencia a la tracción ortogonal a la dirección más fuerte de 84 MPa, una relación de resistencia a la tracción de 1,3, una fuerza de rotura en la dirección más fuerte de 478 g/mm, una fuerza de rotura de 379 g/mm en la dirección ortogonal, una absorción de líquido de 1%, una permeabilidad al aire Gurley de > 3600 segundos y una transmisión de luz del 83%.

A modo de comparación, antes de la adición del elastómero en los poros la monocapa tenía una absorción de líquido de 81,5%, un endurecimiento por compresión de 25,5%, una permeabilidad al aire Gurley de 240 segundos y una transmisión de luz del 16%.

Ejemplo 7 (no según las reivindicaciones)

Se construyó un material de valva de válvula cardíaca protésica que comprende una capa única coherente.

Se obtuvo un mandril de acero inoxidable de 40 mm de diámetro. Se colocó una porción de 75 mm x 100 mm de membrana de ePTFE porosa de 0,1 mm de espesor (membrana pericárdica GORE® PRECLUDE® de 0,1 mm, WL Gore & Associates, Inc., Flagstaff, AZ) en el mandril, de modo que la longitud más larga se envolviera circunferencialmente, sin superposición.

Se envolvieron circunferencialmente tres vueltas de película de ePTFE de sacrificio de aproximadamente 125 mm de ancho sobre la membrana de ePTFE. La película de ePTFE de sacrificio tenía una masa por área de aproximadamente 0,5 g/m2, un espesor de aproximadamente 500 nm, un punto de burbuja IPA de aproximadamente 200 KPa, una resistencia a la tracción de la matriz de aproximadamente 700 MPa en la dirección longitudinal y aproximadamente 380 MPa en la dirección transversal. El compuesto LSR de silicona (NUSIL MED-6215, Nusil Technology, Carpintera, CA) se dispensó desde un cartucho a través de un mezclador estático y posteriormente se desgasificó en una centrífuga. A la superficie del mandril envuelto se aplicó una capa gruesa de compuesto líquido, suficiente para empapar completamente los poros de la membrana de ePTFE, y se dejó empapar en la membrana de ePTFE hasta que se aclarara.

Se retiró la película de ePTFE de sacrificio, eliminando de este modo el exceso de silicona de la superficie de la membrana de ePTFE. El conjunto resultante se colocó en un horno de aire forzado ajustado a 150°C durante 30 minutos para curar la silicona, luego se dejó enfriar a temperatura ambiente. El material de valva resultante, la membrana de ePTFE con elastómero en los poros, se despegó del mandril. El material de valva era visiblemente transparente, lo que indica que el elastómero llenó los poros de la membrana de ePTFE, pendiente de confirmación mediante pruebas posteriores. El material de valva se probó como se describió anteriormente.

El material de valva poseía las siguientes propiedades: no presentó fallos de cohesión en la prueba de flexión por compresión, un espesor de 94 pm, un endurecimiento por compresión de 1,1%, una resistencia a la tracción en la dirección más fuerte de 39,3 MPa, una resistencia a la tracción ortogonal a la dirección más fuerte de 35,7 MPa, una relación de resistencia a la tracción de 1,1, una fuerza de rotura en la dirección más fuerte de 373 g/mm, una fuerza de rotura de 338 g/mm en la dirección ortogonal, una absorción de líquido de 1,2%, una permeabilidad al aire Gurley de> 3600 segundos y una transmisión de luz del 73%.

A modo de comparación, antes de la adición del elastómero en los poros la capa única coherente tenía una absorción de líquido de 94,5%, un endurecimiento por compresión de 19,5%, una permeabilidad al aire Gurley de 44 segundos y una transmisión de luz de 10%.

Ejemplo 8

Se construyó un material de valva de válvula cardíaca protésica que comprende una capa única coherente. La capa única coherente se describió anteriormente como que comprende una pluralidad de capas de membrana de ePTFE que son porosas, en donde la membrana de ePTFE se había expandido antes de colocarse en una configuración apilada y se elevó por encima de la temperatura de fusión cristalina del PTFE, a fin de unir las capas para crear una sola capa coherente que sea porosa.

Se fabricó una membrana de membrana de ePTFE que es porosa que se había sometido a una temperatura igual o superior a la temperatura de fusión cristalina del PTFE según las enseñanzas generales descritas en la patente de EE. UU. 7,306,729. La membrana de ePTFE tenía una masa por área de aproximadamente 0,5 g/m2, un espesor de aproximadamente 500 nm, un punto de burbuja IPA de aproximadamente 200 KPa, una resistencia a la tracción de la matriz de aproximadamente 700 MPa en la dirección longitudinal y aproximadamente 380 MPa en la dirección transversal.

La membrana de ePTFE de 125 mm de ancho se envolvió 60 veces alrededor de un mandril de acero inoxidable de 42 mm de diámetro. Se aplicaron abrazaderas de manguito a los extremos de la porción de 125 mm de ancho.

El conjunto se colocó en un horno de circulación de aire ajustado a 380°C durante 20 minutos, se sacó del horno y se dejó enfriar a temperatura ambiente. Se quitaron las abrazaderas de manguito y la membrana de ePTFE se cortó axialmente y se despegó del mandril creando una capa única coherente que es porosa. Las capas de la membrana de ePTFE estaban unidas entre sí, es decir, no fue posible separar las capas a mano.

La capa única coherente se colocó sobre la porción interior de un bastidor de bordado de aproximadamente 100 mm de diámetro. Se colocó una capa de sacrificio única de la misma película de ePTFE de sacrificio de 0,5 g/m2 usada en el Ejemplo 1 sobre la capa única coherente y se cerró el bastidor de bordado.

Se obtuvo copolímero termoplástico de silicona-uretano (Elast-Eon 5-130, Polymer Technology Group, Inc, Berkley CA) y se disolvió en una solución al 25% en masa en tetrahidrofurano (THF) usando un molino de rodillos.

Se aplicaron diez mililitros de la solución al lado de la capa única coherente con la capa de sacrificio única y se dio vueltas para cubrir la superficie.

Se dejó secar el conjunto a temperatura ambiente durante 16 horas en una cámara cerrada lo suficientemente grande para acoger el conjunto. Se retiró el bastidor de bordado y se despegó la película de ePTFE de sacrificio del material de valva resultante que comprende la capa única coherente y el elastómero en los poros de la capa única coherente. El material de valva era visiblemente transparente, lo que indica que el elastómero estaba en los poros lo suficiente como para hacer impermeable la capa única coherente, pendiente de confirmación mediante pruebas posteriores. El material de valva se probó como se describió anteriormente.

El material de valva poseía las siguientes propiedades: no presentó fallos de cohesión en la prueba de flexión por compresión, un espesor de 28 micrómetros, un endurecimiento por compresión de 4,3%, una resistencia a la tracción en la dirección más fuerte de 240,3 MPa, una resistencia a la tracción ortogonal a la dirección más fuerte de 163,7 MPa, una relación de resistencia a la tracción de 1,5, una fuerza de rotura en la dirección más fuerte de 710 g/mm, una fuerza de rotura de 484 g/mm en la dirección ortogonal, una absorción de líquido de 1,1%, una permeabilidad al aire Gurley de> 3600 segundos y una transmisión de luz de 81%.

A modo de comparación, antes de la adición del elastómero en los poros la capa única coherente tenía una transmisión de luz de 32%.

Ejemplo 9 (no según las reivindicaciones)

Se construyó un material de valva de válvula cardíaca protésica que comprende una capa única coherente de una monocapa de polietileno porosa con elastómero en los poros. El material de valva se construyó de la misma manera que en el Ejemplo 7 con las siguientes excepciones:

Se usó una membrana de polietileno expandido (PE) extraída de un cartucho de filtro (Número de Pieza de Filtro PE-Kleen ABD1UG53EJ, Pall Corporation, Port Washington, NY) como la capa única coherente porosa, que era la misma membrana de polietileno microporoso usada en el Ejemplo 5. La membrana de PE se probó como se describió anteriormente y tenía las siguientes propiedades: espesor de aproximadamente 10 micrones, resistencia a la tracción de la matriz en la dirección fuerte de 214 MPa, resistencia a la tracción de la matriz ortogonal a la dirección fuerte de 174 MPa y una porosidad de 31%. El compuesto LSR de silicona fue NUSIL MED-1137. El curado de la silicona fue de 24 horas a temperatura ambiente.

El material de valva se probó como se describió anteriormente.

El material de valva poseía las siguientes propiedades: no presentó fallos de cohesión en la prueba de flexión por compresión, un espesor de 9,7 micrómetros, un endurecimiento por compresión de -1%, una resistencia a la tracción en la dirección más fuerte de 137 MPa, una resistencia a la tracción ortogonal a la dirección más fuerte de 107,3 MPa, una relación de resistencia a la tracción de 1,3, una fuerza de rotura en la dirección más fuerte de 140 g/mm, una fuerza de rotura de 112 g/mm en la dirección ortogonal, una absorción de líquido de 0%, una permeabilidad al aire Gurley de> 3600 segundos y una transmisión de luz de 85%.

A modo de comparación, antes de la adición del elastómero en los poros la membrana de PE tenía una absorción de líquido de 65%, una permeabilidad al aire Gurley de 270 segundos y una transmisión de luz de 53%.

Métodos de prueba

Hay que señalar que, aunque se describen a continuación ciertos métodos y equipos, se puede utilizar como alternativa cualquier método o equipo que una persona de experiencia ordinaria en la técnica determine adecuado.

Área efectiva del orificio

Una medida de la calidad de una válvula es el área efectiva del orificio (AEO), que se puede calcular de la siguiente manera: AEO (cm2) = Qrms/(51,6*(AP)1/2) donde Qrms es la raíz media cuadrada del flujo sistólico/diastólico (cm3/s) y AP es la caída de presión media sistólica/diastólica (mmHg).

Superficie por unidad de masa

Como se usa en esta solicitud, el área de superficie por unidad de masa, expresada en unidades de m2/g, se midió usando el método Brunauer-Emmett-Teller (BET) en un Analizador de Adsorción de Gas Coulter SA3100, Beckman Coulter Inc. Fullerton CA, EE. UU. Para realizar la medición, se cortó una muestra del centro de la membrana de fluoropolímero expandido y se colocó en un pequeño tubo de muestra. La masa de la muestra fue de aproximadamente 0,1 a 0,2 g. El tubo se colocó en el Desgasificador de Área de Superficie Coulter SA-Prep (modelo SA-Prep, P/n 5102014) de Beckman Coulter, Fullerton CA, EE. UU. y se purgó a aproximadamente 110°C durante aproximadamente dos horas con helio. A continuación, se sacó el tubo de muestra del Desgasificador SA-Prep y se pesó. A continuación, se colocó el tubo de muestra en el Analizador de Adsorción de Gas SA3100 y se llevó a cabo el análisis del área de superficie BET según las instrucciones del instrumento utilizando helio para calcular el espacio libre y nitrógeno como el gas adsorbato.

Punto de burbuja y tamaño medio de poro de flujo

El punto de burbuja y el tamaño medio de poro de flujo se midieron según las enseñanzas generales de ASTM F31 6 03 usando un Porómetro de flujo capilar, Modelo c Fp 1500AEXL de Porous Materials, Inc., Ithaca NY, EE. UU. La membrana de muestra se colocó en la cámara de muestras y se humedeció con Fluido de Silicona SilWick (disponible de Porous Materials Inc.) que tiene una tensión superficial de aproximadamente 0,0201 N/m (20,1 dinas/cm). La abrazadera inferior de la cámara de muestras tenía un orificio de aproximadamente 2,54 cm de diámetro. Se utilizó alcohol isopropílico como fluido de prueba. Usando el software Capwin versión 7.73.012, se ajustaron los siguientes parámetros como se especifica en la siguiente tabla. Como se usa en la presente memoria, tamaño medio de poro de flujo y tamaño de poro se usan indistintamente.

Presencia de elastómero dentro de los poros

La presencia de elastómero dentro de los poros se puede determinar mediante varios métodos conocidos por las personas con experiencia ordinaria en la técnica, tales como visualización de la superficie y/o la sección transversal, u otros análisis. Estos análisis se pueden realizar antes y después de la eliminación de elastómero de la valva.

Diámetro de fibrillas y fibras

El diámetro medio de las fibrillas y fibras se estimó examinando micrografías electrónicas de barrido que se obtuvieron con un aumento adecuado para mostrar numerosas fibrillas o fibras, como las micrografías de microscopía electrónica de barrido (MEB) de las figuras 7A-C, 30 y 31. En el caso de un material compuesto, puede ser necesario extraer el elastómero u otro material que pueda estar llenando los poros, por cualquier medio adecuado, para exponer las fibrillas o fibras.

Masa, espesor y densidad de las membranas de ePTFE

El espesor de la membrana se midió colocando la membrana entre las dos placas de un calibre de mordaza de espesor Kafer FZ1000/30 Kafer Messuhrenfabrik GmbH, Villingen-Schwenningen, Alemania. Se informó el promedio de las tres mediciones.

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 analítica Mettler-Toledo modelo AG204) y el espesor (usando un calibre de mordaza Kafer Fz1000/30). Con estos datos, la densidad se calculó con la siguiente fórmula: p = m/(w*l*t), en la cual: p = densidad (g/cm3), m = masa (g), w = ancho (cm), l = longitud (cm) y t = espesor (cm). Se informó el promedio de tres mediciones.

Resistencia a la tracción de la matriz (MTS) de membranas de ePTFE

La carga de rotura por tracción se midió usando una máquina de prueba de tracción INSTRON 122 equipada con agarres de cara plana y una celda de carga de 0,445 kN. La longitud del calibre fue de aproximadamente 5,08 cm y la velocidad de cruceta fue de aproximadamente 50,8 cm/min. Las dimensiones de la muestra fueron de aproximadamente 2,54 cm por aproximadamente 15,24 cm. Para las mediciones de mayor resistencia, la dimensión más larga de la muestra se orientó en la dirección de mayor resistencia. Para las mediciones de MTS ortogonales, la dimensión más grande de la muestra se orientó perpendicular a la dirección de mayor resistencia. Cada muestra se pesó usando una báscula Mettler Toledo Modelo AG204, luego se midió el espesor usando el calibre de mordaza Kafer FZ1000/30; como alternativa, se puede utilizar cualquier medio adecuado para medir el espesor. A continuación, las muestras se probaron individualmente en el medidor de tracción. Se midieron tres secciones diferentes de cada muestra. Se informó el promedio de las tres mediciones de cargas máximas (es decir, fuerza máxima). Las resistencias a la tracción de la matriz longitudinal y transversal (MTS) se calcularon utilizando la siguiente ecuación: MTS = (carga máxima/área de sección transversal)*(densidad aparente de PTFE)/(densidad de la membrana porosa), donde la densidad aparente del PTFE se tomó que fuera aproximadamente 2,2 g/cm3.

Masa, espesor y densidad de las membranas de polietileno

Se cortaron con troquel muestras de membrana para formar secciones circulares de aproximadamente 5,0 cm de diámetro para medir el peso (usando una balanza analítica Sartorius modelo MC210P) y el espesor (usando un micrómetro Starrett 3732XFL-1). Con estos datos, la densidad se calculó con la siguiente fórmula: p = m/(w*l*t), en la cual: p = densidad (g/cm3), m = masa (g), w = ancho (cm), l = longitud (cm) y t = espesor (cm). Se informó el promedio de tres mediciones.

Resistencia a la tracción de la matriz (MTS) de membranas de polietileno

La carga de rotura por tracción se midió usando una máquina de prueba de tracción INSTRON 5500R equipada con agarres de cara plana y una celda de carga de 0,890 kN. La longitud del calibre fue de aproximadamente 2,54 cm y la velocidad de deformación fue de aproximadamente 1000%/min. Las dimensiones de la muestra fueron de aproximadamente 0,47 cm por aproximadamente 3,90 cm. Para las mediciones de mayor resistencia, la dimensión más larga de la muestra se orientó en la dirección de mayor resistencia. Para las mediciones de MTS ortogonales, la dimensión más grande de la muestra se orientó perpendicular a la dirección de mayor resistencia. El espesor de cada muestra se midió usando un micrómetro Starrett 3732XFL-1; como alternativa, se puede utilizar cualquier medio adecuado para medir el espesor. A continuación, las muestras se probaron individualmente en el medidor de tracción. Se midieron cinco secciones diferentes de cada muestra. Se informó el promedio de las cinco mediciones de cargas máximas (es decir, fuerza máxima). Las resistencias a la tracción de la matriz longitudinal y transversal (MTS) se calcularon utilizando la siguiente ecuación: MTS = (carga máxima/área de sección transversal)*(densidad aparente del polietileno)/(densidad de la membrana porosa), donde la densidad aparente del polietileno se tomó que fuera aproximadamente 0,94 g/cm3.

La rigidez a la flexión se midió siguiendo los procedimientos generales establecidos en ASTM D790. A menos que se disponga de muestras de prueba grandes, la muestra de prueba debe reducirse. Las condiciones de prueba fueron del siguiente modo. Las muestras de valva se midieron en un aparato de prueba de flexión de tres puntos que emplea postes afilados colocados horizontalmente a unos 5,08 mm entre sí. Se utilizó una barra de acero de aproximadamente 1,34 mm de diámetro que pesaba aproximadamente 80 mg para provocar la desviación en la dirección y (hacia abajo), y las muestras no se restringieron en la dirección x. La barra de acero se colocó lentamente en el punto central de la muestra de membrana. Después de esperar aproximadamente 5 minutos, se midió la desviación de y. La desviación de los largueros elásticos soportados como antes se puede representar por: d = F*L3/48*EI, donde F (en Newtons) es la carga aplicada en el centro de la longitud del larguero, L (metros), entonces L = 1/2 distancia entre postes de suspensión y EI es la rigidez a la flexión (Nm). A partir de esta relación se puede calcular el valor de EI. Para una sección transversal rectangular: I = t3*w/12, donde I = momento de inercia de la sección transversal, t = espesor de la muestra (metros), w = ancho de la muestra (metros). Con esta relación, se puede calcular el módulo de elasticidad promedio sobre el intervalo medido de desviación por flexión.

Mediciones de área de superficie

El área de superficie por unidad de masa (área de superficie específica), expresada en unidades de m2/g, de la membrana de polímero microporoso se midió utilizando el método Brunauer-Emmett-Teller (BET) en un Analizador de Adsorción de Gas Coulter SA3100 (Beckman Coulter Inc., Fullerton, CA). Se cortó una muestra del centro de la lámina de membrana de polímero microporoso y se colocó en un pequeño tubo de muestra. La masa de la muestra fue de aproximadamente 0,1 a 0,2 gramos. El tubo se colocó en el Desgasificador de Área de Superficie Coulter SA-Prep, (modelo SA-PREP, P/N 5102014) de Beckman Coulter Inc., Fullerton, CA y se purgó a 110°C durante 2 horas con helio. A continuación, se sacó el tubo de muestra del Desgasificador SA-Prep y se pesó. A continuación, se colocó el tubo de muestra en el Analizador de Adsorción de Gas SA3100 y se llevó a cabo el análisis del área de superficie BET según las instrucciones del instrumento utilizando helio para calcular el espacio libre y nitrógeno como gas adsorbato. Se registró una única medición para cada muestra.

Es útil convertir el área de superficie específica expresada en unidades de m2/g en área de superficie específica expresada en unidades de m2/cc para comparar las áreas de superficie específicas de materiales de diferentes densidades. Para ello, multiplicar la superficie específica expresada en m2/g por la densidad del material de muestra expresada en g/cc. La densidad del PTFE se tomó como 2,2 g/cc y la densidad del polietileno se tomó que fuera 0,98 g/cc.

Métodos de prueba para materiales relacionados con las realizaciones de capa única coherente

Espesor

El espesor de valvas y materiales de valva se midió a temperatura ambiente usando un probador de espesor Mitutoyo Litematic VL-50A (Mitutoyo America Corporation Aurora, Illinois). Se pueden utilizar mediciones de espesor utilizando cualquier técnica de medición adecuada.

El espesor de la membrana se midió colocando la membrana entre las dos placas de un calibre de mordaza de espesor Kafer FZ1000/30 (Kafer Messuhrenfabrik GmbH, Villingen-Schwenningen, Alemania). Hay que señalar que se puede utilizar cualquier método adecuado para medir el espesor.

Diámetro de fibrillas y fibras

El diámetro medio de las fibrillas y fibras se estimó examinando micrografías electrónicas de barrido que se obtuvieron con un aumento adecuado para mostrar numerosas fibrillas o fibras, tales como las micrografías de microscopía electrónica de barrido (MEB) de las figuras 7A-C, 30 y 31. Se estimaron y promediaron los diámetros de 20 fibras o fibrillas en al menos una vista representativa. En el caso de un material compuesto, puede ser necesario extraer el elastómero u otro material que pueda estar llenando los poros, por cualquier medio adecuado, para exponer las fibrillas o fibras.

El diámetro de las fibrillas y fibras se estimó examinando micrografías electrónicas de barrido que se obtuvieron con un aumento adecuado para mostrar numerosas fibrillas o fibras, tales como las micrografías de microscopía electrónica de barrido (MEB) de las figuras 7A-C, 30 y 31. Se estimaron los diámetros de 20 fibras o fibrillas representativas en al menos una vista representativa. Los diámetros se compararon con un límite especificado (p. ej., 0,1 gm o 1 gm). Para que la mayoría se considere menor que el límite especificado, los diámetros de al menos el 90% de las fibras o fibrillas fueron menores que el límite especificado. En el caso de un material compuesto, puede ser necesario extraer el elastómero u otro material que pueda estar llenando los poros, por cualquier medio adecuado, para exponer las fibrillas o fibras.

Prueba de absorción de líquido

El método de prueba de absorción de líquido evaluó la capacidad de un líquido para penetrar en un material. Se pesó un cuadrado de 10 mm x 10 mm de la valva o material de valva en una balanza de laboratorio adecuada para determinar la masa inicial. Luego se sumergió en fluido de silicona (100.000 cSt, Clearco Products, Bensalem, PA) durante aproximadamente 30 minutos. La muestra se retiró del fluido de silicona, se limpió con un paño sin pelusa para eliminar el exceso de líquido de la superficie y se volvió a pesar para determinar la masa final. La absorción de líquido se expresó en porcentaje.

Absorción de líquido = 100*(masa final - masa inicial)/masa inicial

Prueba de permeabilidad al aire

El método de prueba de permeabilidad al aire evaluó la porosidad de una muestra según las enseñanzas generales de ISO 5636-5 midiendo la capacidad del aire para fluir a través de un material. Se colocó una muestra de prueba de valva o material de valva en un densímetro Gurley (Modelo 4110 Gurley Precision Instruments, Troy, NY) configurado con el orificio de 0,25 pulgadas2 (1,61 cm2). Se midió el tiempo para hacer fluir 100 cc de aire a través de la muestra y se dividió entre 4 para obtener el tiempo de Gurley en segundos. Un tiempo de Gurley superior a aproximadamente 1000 segundos indica que la muestra es impermeable al aire y se considera impermeable según las definiciones en esta especificación.

Densidad

La densidad de las membranas se determinó mediante un cálculo de peso/volumen usando una Balanza Analítica Mettler PM400 Nueva Jersey, EE. UU. El espesor de la membrana se determinó como se describió anteriormente y la masa de un área conocida de la membrana se determinó con la balanza analítica.

Resistencia a la tracción de las membranas de ePTFE

La resistencia a la tracción de la matriz (MTS) de la membrana se midió midiendo primero la resistencia a la tracción (TS) de la membrana usando una máquina de prueba adecuada, por ejemplo, una máquina de prueba de tracción Instron 122 (Instron, Norwood, MA), equipada con agarres planos y una celda de carga de 0,445 kN. La longitud del calibre fue de aproximadamente 5,08 cm y la velocidad de cruceta fue de 50 cm/min. Las dimensiones de la muestra fueron de aproximadamente 2,54 cm por aproximadamente 15,24 cm. La resistencia a la tracción de la matriz, MTS, se calculó a partir de la resistencia a la tracción y la densidad según la ecuación: MTS = (carga máxima/área de sección transversal)*(densidad aparente de PTFE)/(densidad de la membrana porosa), en donde la densidad aparente del PTFE se tomó que fuera 2,2 g/cm3.

La Masa, Espesor, Densidad y Resistencia a la Tracción de la Matriz (MTS) del polietileno se determinaron como se describió anteriormente.

Resistencia a la tracción de los materiales de valva

La resistencia a la tracción de valva y material de valva se determinó en tiras de material de valva en un instrumento Analizador Mecánico Dinámico. Las muestras se cortaron con una plantilla sujetando dos cuchillas paralelas entre sí y dando como resultado una anchura de muestra de 1,623 mm medida por microscopía óptica. El espesor de cada muestra se determinó a partir de un promedio de cinco ubicaciones medidas en la película usando un calibre de mordaza. Se utilizó un instrumento RSA II DMA de TA Instruments (New Castle, Delaware). La temperatura se mantuvo constante a 37°C durante toda la prueba y durante un período de acondicionamiento de dos minutos antes de la prueba. La muestra se colocó en agarres de película/fibra con un trozo de cinta de doble cara para minimizar el deslizamiento. La longitud de calibre nominal inicial de las muestras fue de 5 mm y la prueba se realizó a una velocidad de deformación constante de 0,1 segundos-1. La longitud de calibre real, basada en la separación de agarre al comienzo de la prueba, se utilizó en los cálculos de la velocidad de deformación. El instrumento registró la carga y la tensión durante toda la prueba. La fuerza de rotura es la fuerza máxima dividida entre el ancho de la muestra. La resistencia a la tracción es la tensión máxima. Los valores informados en la presente memoria son un promedio de tres pruebas. La relación de resistencia a la tracción se calculó como la relación entre la resistencia a la tracción en la dirección más fuerte del material de valva y la resistencia a la tracción en la dirección ortogonal a la dirección más fuerte.

Prueba de punto de burbuja

El punto de burbuja IPA se midió mediante un probador de punto de burbuja IPA (Regulador de Presión de Sistemas de Datos Industriales Modelo LG-APOK, Salt Lake City, u T, EE. UU.) Con una Tasa de Rampa de 1,38 KPa/s (0,2 psi/s), Área de prueba de 3,14 cm2.

Prueba de endurecimiento por compresión

La prueba de endurecimiento por compresión evaluó la capacidad de un material para resistir un cambio de espesor después de colocarlo bajo una carga de compresión y permitir que se recupere.

Se cortó con un bisturí una muestra de prueba de material que tenía unas dimensiones de aproximadamente 12 mm de diámetro a partir de una valva o material de valva. Se marcó un círculo de 8,5 mm de diámetro en la muestra de prueba de material para indicar una zona de prueba.

Se midió un espesor inicial medido cerca del centro de la muestra a temperatura ambiente utilizando un probador de espesor Mitutoyo Litematic VL-50A (Mitutoyo America Corporation, Aurora, Illinois). Se pueden utilizar mediciones de espesor utilizando cualquier técnica de medición adecuada.

La muestra de prueba de material se colocó sobre una superficie plana y dura y se colocó un disco de yunque de 5 g, 8,5 mm de diámetro en el centro de la zona marcada. Inmediatamente, se centró un peso de 1 kg sobre el disco del yunque. Después de un minuto a temperatura ambiente, se retiraron tanto la pesa de prueba como el yunque. Se dejó que la muestra de prueba de material se recuperara a temperatura ambiente durante diez minutos. Inmediatamente después del período de recuperación, se midió el espesor endurecido de la muestra de prueba de material en el centro como se describió anteriormente.

El porcentaje de endurecimiento por compresión se calculó como 100*(espesor inicial - espesor endurecido)/espesor inicial.

Prueba de flexión por compresión

La prueba de flexión por compresión evaluó la resistencia de una valva o material de valva a fallos de cohesión cuando se mantiene en un estado de alta tensión durante un tiempo prolongado.

La figura 33 es una vista de borde de una muestra 36 de prueba de flexión por compresión en un dispositivo 30 de prueba de flexión por compresión. Se cortó con un bisturí una muestra de prueba de flexión por compresión que tenía unas dimensiones de aproximadamente 3 mm de ancho por aproximadamente 12 mm de largo de una valva o material de valva, con la dimensión larga orientada en la dirección de prueba deseada. El bisturí se mantuvo perpendicular a la muestra de prueba de flexión por compresión mientras se cortaba. Se cortó un espaciador 34 que tenía unas dimensiones de 5 mm de largo por 3 mm de ancho a partir de una porción adyacente del material.

La muestra de prueba de flexión por compresión se plegó sobre el espaciador 34, como se muestra en la figura 33, formando una porción 38 de flexión y dos porciones 35 de pata. Se colocaron dos placas 32 rígidas (es decir, portaobjetos de vidrio para microscopio) contra el lado exterior de las dos porciones 35 de pata y se sujetaron juntas con una abrazadera para restringir el espesor de la muestra 36 de prueba de flexión por compresión y el espaciador 34 a aproximadamente tres veces el espesor de la muestra de prueba de flexión por compresión, de modo que se impartió poca o ninguna compresión sobre la muestra de prueba de flexión por compresión. Esto estableció un radio de curvatura de la mitad del espesor de la muestra de prueba de flexión por compresión en la porción 38 de flexión. La porción 38 de flexión de la muestra 36 de prueba de flexión por compresión se colocó cerca de un borde de las placas 32 rígidas para facilitar la observación de la porción 38 de flexión con un microscopio.

El conjunto que comprende la muestra 36 de prueba de flexión por compresión, las placas 32 rígidas y el espaciador 34 se mantuvo a una temperatura de 50°C durante 7 días al aire. Sin retirar la muestra 36 de prueba de flexión por compresión de las placas 32 rígidas, usando un microscopio, se inspeccionó la zona 38 de flexión para detectar fallos de cohesión en forma de separaciones 39 como se ilustra en la figura 32A. Se consideró que una muestra 36 de prueba de flexión por compresión pasaba la prueba de flexión por compresión si no presentaba ninguna separación 39, como se muestra en las figuras 32B y 32C. La muestra 36 de prueba de flexión por compresión, en una porción 38 de flexión, puede presentar arrugas o abultamientos 37, lo que no se considera un modo de fallo que dé como resultado el fallo de la prueba de flexión por compresión.

Prueba de transmisión de luz

La prueba de transmisión de luz evaluó la transmisión de luz (expresada como porcentaje) de una valva o material de valva. Se utilizó un espectrómetro PerkinElmer UV/VIS acoplado con un accesorio de reflectividad hemisférica total Labsphere RSA-PE-18 (PerkinElmer, Waltham, MA), controlado por el software UV Winlab (PerkinElmer, Waltham, MA), para probar la valva o material de valva. El espectrómetro se calibró con un estándar blanco, después de lo cual se determinó la transmisión de luz. Los resultados de la prueba se informaron como la transmisión de luz a una longitud de onda de 550 nm. En el caso de picos espurios, el valor informado es la transmisión de luz promedio en el intervalo de 540 nm a 560 nm. Se puede utilizar cualquier espectrómetro adecuado para esta prueba.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una válvula protésica que comprende:

un marco; y

una valva acoplada al marco y movible entre posiciones abierta y cerrada, la valva que incluye al menos una capa única coherente que comprende una pluralidad de capas de una membrana de polímero sintético poroso expandido y un elastómero o material elastomérico;

en donde cada capa tiene poros y comprende el mismo material;

en donde las capas se unen entre sí sin el uso de un material adicional al elevar la temperatura de una configuración apilada de la pluralidad de capas de la membrana por encima de una temperatura de fusión cristalina del polímero, para crear una capa única coherente; y

en donde un elastómero o material elastomérico está presente en los poros de la capa única coherente, lo que hace que la capa única coherente sea impermeable.

2. La válvula protésica de la reivindicación 1, que comprende sólo una capa única coherente.

3. La válvula protésica de la reivindicación 1, en donde cada capa se expande antes de que las capas se unan entre sí; o

en donde las capas se colocan en una configuración apilada, luego se expanden y luego se elevan por encima de la temperatura de fusión cristalina del polímero.

4. La válvula protésica de la reivindicación 1, en donde cada capa comprende fibras que definen espacio entre las mismas, el espacio entre las fibras que define los poros; o en donde los poros tienen un tamaño inferior a 5 pm.

5. La válvula protésica de la reivindicación 4, en donde cada capa comprende fibras que definen espacio entre las mismas, el espacio entre las fibras que define los poros, y en donde un diámetro medio de las fibras es inferior a aproximadamente 1 pm, o en donde un diámetro de una mayoría de las fibras es inferior a 1,0 pm.

6. La válvula protésica de la reivindicación 1, en donde cada capa es un fluoropolímero o en donde cada capa es polietileno poroso.

7. La válvula protésica de la reivindicación 1, en donde cada capa es un fluoropolímero y en donde el fluoropolímero es ePTFE, opcionalmente

en donde el elastómero o material elastomérico es un copolímero TFE/PMVE.

8. La válvula protésica de la reivindicación 1, en donde el elastómero o material elastomérico es silicona, un fluoroelastómero o un uretano.

9. La válvula protésica de la reivindicación 1, en donde la valva tiene una resistencia a la tracción en al menos dos direcciones ortogonales superior a aproximadamente 35 MPa, o una fuerza de rotura superior a aproximadamente 1 N/mm; o en donde la valva presenta una relación de resistencia a la tracción en dos direcciones ortogonales de menos de 2.

10. La válvula protésica de la reivindicación 1, en donde el marco es selectivamente ajustable diametralmente para el suministro y despliegue endovascular en un sitio de tratamiento, y/o en donde la válvula se puede hacer funcionar para ser una válvula cardíaca protésica.

11. La válvula protésica de la reivindicación 1, en donde la valva tiene un endurecimiento por compresión de menos de 15%;

opcionalmente, en donde la al menos una capa única coherente comprende fibras que definen espacio entre las mismas, en donde un diámetro de una mayoría de las fibras es inferior a 1,0 pm, el espacio entre las fibras que define los poros que tienen un tamaño de poro inferior a aproximadamente 5 pm.

12. La válvula protésica de la reivindicación 1, en donde cada valva tiene un borde libre de valva plegado que está definido por un borde plegado en donde al menos una capa única coherente se ha plegado y acoplado a sí misma; o en donde la al menos una capa única coherente define un pliegue entre dos porciones de plegado, las dos porciones de plegado que están acopladas definiendo un borde plegado y un borde desplegado, en donde el borde plegado define un borde libre de valva plegado de la valva; y, opcionalmente, en donde el borde desplegado está acoplado al marco.

13. Un método para fabricar una válvula protésica, que comprende:

proporcionar un marco;

proporcionar una pluralidad de valvas, cada valva que incluye al menos una capa única coherente que comprende una pluralidad de capas de una membrana de polímero sintético poroso expandido; en donde la al menos una capa única coherente se forma colocando las capas en una configuración apilada y elevando la temperatura de una configuración apilada de la pluralidad de capas de la membrana por encima de la temperatura de fusión cristalina del polímero, para crear una capa única coherente que es porosa; por lo que las capas se unen entre sí sin el uso de un material adicional, y en donde

un elastómero o material elastomérico está presente en los poros de la capa única coherente, lo que hace que la capa única coherente sea impermeable;

y

acoplar las valvas al marco de modo que las valvas se puedan mover entre las posiciones abierta y cerrada.

14. El método de la reivindicación 13, en donde cada capa es una membrana de polímero expandido antes de unirse entre sí, o en donde las capas se colocan en una configuración apilada y luego se expanden.

15. El método de la reivindicación 13, en donde proporcionar cada valva comprende plegar la al menos una capa única coherente y acoplarla a sí misma para definir un borde plegado y un borde desplegado, y en donde acoplar la valva al marco comprende acoplar el borde desplegado al marco.