ES2923325T3 - Sistema de generación de una circulación sanguínea - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un sistema (1) para generar una circulación sanguínea en al menos una parte de un órgano de un vertebrado, que comprende una primera cavidad artificial (11) y una segunda cavidad artificial (12), en el que dichas cavidades comprenden cada una un flexible membrana (21), (22) capaz de batir bajo la acción de un gas, separando cada una de dichas membranas, de forma estanca, una cámara de circulación sanguínea (31), (32) y una cámara contenedora de dicho gas (41), (42), comprendiendo el sistema: - un primer depósito de compensación de gas a baja presión (51); - un segundo depósito de compensación de gas a alta presión (52); - medios de dosificación de gas (6); - una bomba neumática (7). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de generación de una circulación sanguínea
El campo de la invención es el del diseño y el de la fabricación de dispositivos y de equipos médicos.
De forma más precisa, la invención se refiere a un equipo que permite crear artificialmente un flujo sanguíneo asegurado convencionalmente por el corazón de un vertebrado. La invención se refiere en particular, pero no exclusivamente, a un equipo médico que puede implantarse en la cavidad pericárdica de un vertebrado.
En el campo de la invención se conocen los equipos que implementan el concepto de bomba neumática y los que implementan el concepto de bomba hidráulica.
Históricamente, los primeros corazones artificiales utilizaron el concepto de bombas neumáticas. Estos corazones artificiales deben implantarse en el interior de la caja torácica de un paciente y se conecta un equipo externo, capaz de generar una presión de aire, al corazón artificial para accionarlo con la ayuda un flujo de aire.
En esta tecnología, el corazón artificial comprende cavidades artificiales en cuyo interior se sitúan membranas flexibles. En el interior de una cavidad, una membrana separa entonces de forma estanca una cámara de circulación de la sangre y una cámara destinada a contener gas. Por medio de tuberías de conexión que acoplan el equipo externo al corazón artificial, el aire comprimido pulsado alimenta la cámara destinada a contener el gas en cada una de las cavidades artificiales para generar un flujo sanguíneo gracias al principio de la bomba de membrana.
Este tipo de solución es robusta y fiable.
Este concepto, sin embargo, necesita un equipo externo particularmente pesado e implica la introducción de conductos de aire dentro del cuerpo al corazón artificial. Por tanto, el paciente equipado con este corazón artificial no se beneficia de una autonomía significativa.
Según el segundo tipo de tecnología, se ha propuesto un corazón artificial que integra un sistema de motor hidráulico.
Este corazón hidráulico presenta un diseño antropomórfico y permite ganar una importante autonomía respecto a los corazones artificiales descritos anteriormente, implementando la tecnología neumática.
De hecho, este tipo de corazón artificial hidráulico, retomando la idea de la bomba de membrana, integra el sistema motor que permite generar una presión pulsátil directamente en el interior del corazón artificial.
Dicho corazón artificial utiliza una batería temporal implantada en el interior del cuerpo del vertebrado y solo requiere un sistema externo de recarga de la batería que no implica conectores invasivos destinados a entrar en el interior del cuerpo de alimentación de energía eléctrica al corazón.
Sin embargo, dicho sistema tiene menor robustez y fiabilidad que los corazones que implementan tecnología neumática.
Además se conoce la solución descrita en el documento de patente publicado con el número US4516567, que divulga un corazón artificial totalmente neumático que funciona con una sola bomba. La bomba inyecta o aspira aire al nivel de las membranas para generar un flujo de sangre.
Dicho corazón presenta como inconveniente la necesidad de una bomba de alto rendimiento capaz de ser fuertemente solicitada durante cada subperíodo de un ciclo de funcionamiento cardíaco, la bomba que inyecta/aspira directamente el volumen de fluido desplazado hacia las membranas o desde las mismas.
La invención tiene en particular por objetivo resolver estos inconvenientes del estado de la técnica.
La invención tiene en particular por objetivo proponer un sistema de generación de circulación sanguínea que sea más robusto y fiable que las soluciones del estado de la técnica que implementan el concepto de corazón hidráulico.
La invención del mismo modo tiene por objetivo proporcionar un sistema de este tipo de generación de una circulación sanguínea que consuma poca energía.
La invención también tiene como objetivo proporcionar un sistema de este tipo que sea menos voluminoso que las soluciones según la técnica anterior que implementan el concepto de una bomba neumática.
La invención tiene de forma más precisa por objetivo proporcionar una solución tal que sea poco voluminosa que pueda incorporarse fácilmente en el interior de un corazón artificial total destinado a ser implantado en la caja torácica de un vertebrado.
Estos objetivos, así como otros que aparecerán a continuación, se alcanzan gracias a la invención que tiene por objeto un sistema de generación de una circulación sanguínea en al menos una parte de un órgano de un vertebrado, que
comprende una primera cavidad artificial y una segunda cavidad artificial, dichas cavidades que comprenden, cada una, una membrana flexible capaz de batir bajo la acción de un gas, cada una de dichas membranas que separan de forma estanca una cámara de circulación de la sangre y una cámara que contiene dicho gas, caracterizada porque comprende:
- un primer depósito de compensación de gas destinado a ser llevado sustancialmente a una primera presión, denominada baja presión y un segundo depósito de compensación de gas destinado a ser llevado sustancialmente a una segunda presión superior a dicha primera presión, denominada alta presión;
- medios de distribución de gas conectados a las cámaras que contienen dicho gas de dichas primera y segunda cavidades artificiales y a dichos primer y segundo depósitos de compensación, dispuestos de manera que inyectan alternativamente gas en dichas cámaras que contienen dicho gas y expulsan gas de dichas cámaras que contienen dicho gas para garantizar valores predeterminados de flujos sanguíneos en las cámaras de circulación de la sangre de dicha primera cavidad y de dicha segunda cavidad;
- una bomba neumática alimentada de energía eléctrica montada entre dicho primer depósito y dicho segundo depósito de compensación y destinada a aspirar gas en dicho primer depósito para inyectarlo a dicho segundo depósito.
Gracias al sistema de generación según la invención se puede generar artificialmente una circulación sanguínea sin que el sistema sea tan voluminoso como los sistemas neumáticos según el estado de la técnica que utilizan un equipo externo. El sistema de generación según la invención del mismo modo puede presentar un consumo energético muy inferior al de los sistemas neumáticos según el estado de la técnica.
En efecto, según el principio de la invención, la bomba neumática tiene como única función mantener una diferencia de presión entre el primer depósito de compensación de gas y el segundo depósito de compensación de gas.
Esta bomba, a diferencia de la técnica anterior, no está destinada a inyectar y aspirar directamente el fluido de trabajo (en este caso el gas) al nivel de las cámaras que contienen dicho gas de cada cavidad artificial.
Según la invención, se trata del primer depósito de compensación de gas y del segundo depósito de compensación de gas que permiten alimentar o extraer fluido de trabajo al nivel de las cámaras que contienen dicho gas para hacer batir las membranas flexibles y crear una circulación sanguínea.
Debido a esto, el uso de una sola bomba para generar una diferencia de presión entre el primer depósito de compensación de gas y el segundo depósito de compensación de gas permite al sistema presentar un energético global bajo y en particular inferior al de los sistemas neumáticos según la técnica anterior.
En otras palabras, el primer depósito de compensación de gas y el segundo depósito de compensación de gas sirven como reserva de almacenamiento de energía. La distribución de esta energía está permitida y controlada por los medios de distribución de gas que conectan las cámaras que contienen dicho gas con el primer depósito de compensación de gas y con el segundo depósito de compensación de gas.
De forma preferible, dichas primera y segunda cavidades artificiales, dichos primer y segundo depósitos reguladores de gas, dichos medios de distribución de gas y dicha bomba neumática forman un conjunto de una sola pieza y el sistema de generación de una circulación sanguínea comprende además una batería de suministro de energía eléctrica de dicha bomba y dichos medios de distribución de gas.
De esta forma, el sistema de generación según la invención puede, al menos temporalmente, ser autosuficiente y presentar una autonomía ventajosa para el suministro de sangre al o los órganos conectados al sistema.
Según una característica preferida, dicha bomba es una bomba de paletas.
La bomba de paletas, utilizada para generar una presión elevada en el segundo depósito de compensación de gas y una menor presión en el primer depósito de compensación de gas, es particularmente adecuada para permitir que el sistema de generación según la invención presente un consumo energético global bajo.
Esta bomba de paletas compensa las fugas internas y los flujos consumidos por el accionamiento de la bomba cardiaca.
Según otra característica ventajosa, dichos medios de distribución de gas comprenden al menos un interruptor piezoeléctrico y/o al menos un interruptor con memoria de forma y/o al menos un interruptor electromagnético.
Dichos medios de distribución de gas constituyen soluciones particularmente adecuadas para miniaturizar estos medios de distribución.
De forma preferible, dicho gas es aire.
Dicho gas permite al sistema funcionar de forma normal y simplemente sin necesitar un aporte de un gas específico que sería costoso y potencialmente difícil de obtener.
Cabe señalar que los valores de la primera presión y de la segunda presión se ajustan en función del paciente.
La presión en los depósitos de compensación se regula en función del ritmo cardíaco para garantizar un flujo sanguíneo correspondiente a las necesidades del paciente.
Este control se realiza electrónicamente a través de sensores integrados en el sistema.
Ventajosamente, dichos medios de distribución de gas comprenden un distribuidor de 4 vías y 2 posiciones.
Estos medios de distribución de gas permiten asegurar los intercambios gaseosos entre el primer depósito de compensación de gas y el segundo depósito de compensación de gas con las cámaras que contienen dicho gas de las cavidades artificiales.
En este caso, de manera preferida, dicho distribuidor es un distribuidor de válvulas y/o de correderas conducidas. Según una primera solución preferida, el sistema de generación de una circulación sanguínea forma una prótesis cardíaca total destinada a ser implantada en la cavidad pericárdica de un paciente y capaz de sustituir los ventrículos izquierdo y derecho de dicho paciente tras la ablación de los mismos, la primera y la segunda cavidad que forman un módulo biventricular, la cámara de circulación de la sangre de la primera cavidad artificial que está destinada a conectarse a la aurícula izquierda y a la aorta de dicho paciente y la cámara de circulación de la sangre de la segunda cavidad artificial que está destinada a conectarse a la aurícula derecha y a la arteria pulmonar de dicho paciente. Una prótesis cardiaca total de este tipo permite entonces combinar la robustez y la fiabilidad de los implantes neumáticos con el volumen reducido de las prótesis totales que utilizan un fluido de trabajo hidráulico según la técnica anterior. Además, la prótesis cardiaca total del sistema de generación total según la invención puede ser completamente autónoma y sólo necesitar un pequeño aporte de energía eléctrica para hacer funcionar los medios de distribución de gas y la bomba neumática.
Según una segunda solución preferida, el sistema de generación de una circulación sanguínea forma un circuito de perfusión ex-vivo de dicho órgano, lo que permite mantener vivo dicho órgano para un trasplante.
En efecto, el sistema de generación según la invención permite entonces asegurar una circulación sanguínea extracorpórea gracias a un aparato que es particularmente compacto, que es menos voluminoso que los conocidos en el estado de la técnica y que sólo necesita un aporte energético muy reducido (alrededor de 15W a 20W).
Con preferencia, un sistema de generación de una circulación sanguínea como los descritos anteriormente comprende una y sólo una bomba neumática.
Otras características y ventajas de la invención aparecerán más claramente de la lectura de la siguiente descripción de un modo de realización preferido de la invención, dado a título de ejemplo ilustrativo y no limitativo y de los dibujos adjuntos, entre los cuales:
- la figura 1 es una representación esquemática del sistema de generación de una circulación sanguínea según la invención, en el que las cámaras que contienen dicho gas están conectadas al segundo depósito de compensación de gas (alta presión), las cámaras de circulación de la sangre que por tanto presentan un bajo volumen;
- la figura 2 es una representación esquemática del mismo sistema de generación de una circulación sanguínea, en el que las cámaras que contienen dicho gas están conectadas al primer depósito de compensación de gas (baja presión), las cámaras de circulación de la sangre que por tanto presentan un gran volumen.
Con referencia a las figuras 1 y 2, el sistema 1 de generación de una circulación sanguínea permite generar artificialmente un flujo sanguíneo en al menos una parte de un órgano de un vertebrado. De forma más precisa, el sistema 1 permite generar un flujo sanguíneo en dos circuitos de circulación de un flujo sanguíneo, que incluyen: - un primer circuito C1 de circulación de flujo sanguíneo;
- un segundo circuito C2 de circulación del flujo sanguíneo.
Como se detallará a continuación, el sistema 1 de generación de una circulación sanguínea puede constituir, según una primera solución preferida, una prótesis cardiaca total. En este caso, por ejemplo, el primer circuito C1 de circulación de flujo sanguíneo corresponde a un circuito de circulación anatómico que alimenta de sangre oxigenada al cuerpo de un vertebrado y el segundo circuito C2 de circulación de flujo sanguíneo corresponde a otro circuito de circulación anatómico destinado a oxigenar la sangre (este otro circuito de circulación que integra en particular los pulmones de los vertebrados).
Según una segunda solución preferida, el sistema 1 de generación de una circulación sanguínea puede formar un circuito de circulación sanguínea ex-vivo de un órgano. En este caso, al menos uno del primer circuito C1 de circulación del flujo sanguíneo o del segundo circuito C2 de circulación del flujo sanguíneo se acopla entonces al órgano para alimentarle de sangre.
Tal como ilustran las figuras 1 y 2, el sistema 1 de generación de una circulación sanguínea comprende:
- una primera cavidad 11 artificial;
- una segunda cavidad 12 artificial;
- un primer depósito 51 de compensación de gas;
- un segundo depósito 52 de compensación de gas;
- medios 6 de distribución de gas que acoplan la primera cavidad 11 artificial y la segunda cavidad 12 artificial al primer depósito 51 de compensación de gas y al segundo depósito 52 de compensación de gas;
- una bomba 7 neumática acoplada al primer depósito 51 de compensación de gas y al segundo depósito 52 de compensación de gas.
La primera cavidad 11 artificial y la segunda cavidad 12 artificial comprenden, cada una, una membrana 21, 22 flexible capaz de batir bajo la acción de un gas. En efecto, el sistema 1 de generación de una circulación sanguínea es un sistema neumático y utiliza un gas como fluido de trabajo para permitir la generación de la circulación sanguínea. Este gas es de forma preferible aire.
Estas membranas 21, 22 flexibles son elásticas y dividen, respectivamente, la primera cavidad 11 artificial y la segunda cavidad 12 artificial en dos cámaras.
De forma más precisa:
- la membrana 21 flexible de la primera cavidad 11 artificial separa de manera estanca, en el interior de esta primera cavidad 11, una cámara 31 de circulación de la sangre y una cámara 41 que contiene dicho gas;
- la membrana 22 flexible de la segunda cavidad 12 artificial separa de manera estanca, en el interior de esta segunda cavidad 12, una cámara 32 de circulación de la sangre y una cámara 42 que contiene dicho gas.
La primera cavidad 11 artificial y la segunda cavidad 12 artificial del mismo modo comprenden:
-válvulas 312, 321 de inyección de la sangre en las cámaras 31, 32 de circulación de la sangre;
-válvulas 311, 322 de expulsión de la sangre de las cámaras 31, 32 de circulación de la sangre.
Estas válvulas 312, 321 de inyección y estas válvulas 311, 322 de expulsión permiten garantizar el sentido de circulación de la sangre en el sistema. Calibraciones específicas para cada válvula 311, 312, 321, 322 permiten ajustar las presiones de funcionamiento de las cavidades artificiales.
Tal como se explicó anteriormente, las membranas 21,22 flexibles son capaces de batir bajo la acción del gas. Al batir, las membranas 21,22 flexibles hacen variar, cada una, el volumen de las cámaras 31, 32 de circulación de la sangre.
Durante el aumento del volumen de una cámara 31, 32 de circulación de la sangre, la presión dentro de dicha cámara 31, 32 de circulación de la sangre cae y provoca el cierre de las válvulas 311, 322 de expulsión así como la apertura de las válvulas 312, 321 de inyección, permitiendo llenar de sangre la cámara 31, 32 de circulación de la sangre. Por el contrario, durante la disminución del volumen de una cámara 31, 32 de circulación de la sangre, la presión dentro de dicha cámara 31, 32 de circulación de la sangre aumenta y provoca el cierre de las válvulas 312, 321 de inyección así como la apertura de las válvulas 311, 322 de expulsión, permitiendo expulsar la sangre de la cámara de circulación de la sangre.
Los intercambios gaseosos (inyección y extracción) al nivel de las cámaras que contienen dicho gas 41, 42 están asegurados por:
- los medios 6 de distribución de gas;
- el primer depósito 51 de compensación de gas;
- el segundo depósito 52 de compensación de gas;
- la bomba 7 neumática.
El primer depósito 51 de compensación de gas está destinado a ser llevado sustancialmente a una primera presión, denominada baja presión.
Por su parte, el segundo depósito 52 de compensación de gas está destinado a ser llevado sustancialmente a una segunda presión, denominada alta presión, la segunda presión que es mayor que la primera presión.
A título de ejemplo, la primera presión puede llevarse a 1,1 bar y la segunda presión puede llevarse a 1,15 bar. Con preferencia, el funcionamiento de la bomba neumática depende del “ritmo cardíaco” definido por los medios de distribución de gas, para mantener las presiones dentro de los límites anteriores.
En este caso, el control del sistema 1 se realiza electrónicamente mediante sensores integrados en el sistema. Como se ilustra en las figuras 1 y 2, la bomba 7 neumática está montada entre el primer depósito 51 de compensación y el segundo depósito 52 de compensación.
La bomba 7 neumática aspira gas del primer depósito 51 de compensación para inyectarlo en el segundo depósito 52 de compensación. De esta manera, la bomba 7 neumática permite el mantenimiento del primer depósito 51 de compensación sustancialmente a su baja presión y el mantenimiento del segundo depósito 52 de compensación sustancialmente a su alta presión.
Para funcionar, esta bomba 7 neumática es alimentada de energía eléctrica.
Esta bomba es ventajosamente una bomba 70 de paletas. La bomba de paletas es una bomba de transferencia volumétrica, constituida por un estator (fijo) y un rotor (móvil) que gira tangencialmente respecto al estator. Fijadas al rotor, las paletas pueden deslizarse en los alojamientos del rotor, perpendicularmente al eje de rotación del rotor, para entrar en contacto con las paredes del estator por la fuerza centrífuga. Además de la fuerza centrífuga, el rotor puede comprender opcionalmente medios para restaurar la posición de las paletas a una posición en contacto con las paredes del estator.
Preferiblemente y tal como se ilustra en las figuras, la bomba 7 neumática es única.
Tal como se explicó anteriormente, los medios 6 de distribución de gas están acoplados a la primera cavidad 11 artificial, a la segunda cavidad 12 artificial, así como a los depósitos de compensación. De forma más precisa, los medios 6 de distribución de gas están conectados a las cámaras 41, 42 que contienen dicho gas, al primer depósito 41 de compensación y al segundo depósito 42 de compensación.
Estos medios 6 de distribución de gas están dispuestos de manera que inyectan gas alternativamente en las cámaras 41, 42 que contienen dicho gas y extraen gas de las cámaras 41, 42 que contienen dicho gas, para asegurar valores predeterminados de flujos sanguíneos en las cámaras de circulación de la sangre de las cavidades artificiales. En otras palabras, los medios 6 de distribución de gas (así como los depósitos de compensación) permiten modificar la presión de las cámaras 41, 42 que contienen dicho gas para provocar una expansión o una disminución del volumen de estas cámaras gracias a la deformación elástica de las membranas 21,22 flexibles.
Una variación repetitiva del volumen de las cámaras que contienen dicho gas acciona mecánicamente una variación repetitiva del volumen de las cámaras 31, 32 de circulación de la sangre.
Esta variación del volumen de las cámaras 31, 32 de circulación de la sangre se traduce del mismo modo en una variación de la presión de la sangre en el interior de estas cámaras.
Debido a esto, los medios 6 de distribución de gas, al inyectar y al extraer gas de manera alternativa, permiten crear un flujo sanguíneo, bombeando la sangre dentro de las cámaras de circulación 31, 32 de la sangre y expulsando la sangre de estas cámaras de circulación 31, 32 de la sangre gracias a las válvulas 312, 321 de inyección y las válvulas 311, 322 de expulsión descritas anteriormente.
Preferiblemente, los medios 6 de distribución de gas comprenden al menos un interruptor piezoeléctrico y/o al menos un interruptor con memoria de forma y/o al menos un interruptor electromagnético.
Tal como ilustran las figuras 1 y 2, los medios 6 de distribución de gas comprenden un distribuidor 60 de 4 vías y 2 posiciones. El distribuidor 60 puede ser un distribuidor 60 de correderas conducidas, o incluso un distribuidor de válvulas.
En efecto, con referencia a la figura 1, el distribuidor 60 adopta una primera posición en la que el segundo depósito 52 de compensación (alta presión) comunica con la cámara 41 que contiene dicho gas de la primera cavidad 11 artificial así como con la cámara 42 que contiene dicho gas de la segunda cavidad 12 artificial. En este caso, el gas a alta presión situado en el segundo depósito 52 de compensación se inyecta en las cámaras 41, 42 que contienen dicho gas.
Tras el paso del distribuidor 60 a su segunda posición y tal como ilustra la figura 2, el segundo depósito 52 de compensación ya no comunica con las cámaras 41, 42 que contienen dicho gas. En efecto, estas cámaras 41,42 que contienen dicho gas se comunican entonces con el primer depósito 51 de compensación (baja presión) y el gas. Según el presente modo de realización, las cámaras 41,42 que contienen dicho gas comunican al mismo tiempo con el primer depósito 51 de compensación o con el segundo depósito 52 de compensación. Como resultado, las cámaras 31, 32 de circulación de la sangre se llenan y expulsan la sangre de forma sincronizada.
Según otros posibles modos de realización que se pueden contemplar, el distribuidor puede estar configurado de manera que desincronice el llenado y la expulsión de la sangre de las cámaras 31, 32 de circulación de la sangre y/o para realizar estos llenados o expulsión a un ritmo diferente entre cada cavidad artificial.
Preferiblemente, la primera 11 y segunda 12 cavidades artificiales, el primer 51 y segundo 52 depósitos intermedios de gas, los medios 6 de distribución de gas y la bomba 7 neumática forman un conjunto de una sola pieza.
El sistema 1 de generación de una circulación sanguínea comprende por otro lado una batería de alimentación de energía eléctrica a la bomba 7 neumática y medios 6 de distribución de gas destinados a ser montados en una cavidad abdominal. La recarga de esta batería se efectúa por inducción transcutánea.
Tal como se mencionó anteriormente, el sistema 1 de generación de una circulación sanguínea puede formar una prótesis cardíaca total. En este caso, el sistema 1 está destinado a ser implantado en la cavidad pericárdica de un paciente. El sistema 1 permite entonces reemplazar los ventrículos (izquierdo y derecho) del paciente. La primera cavidad 11 artificial y la segunda cavidad 12 artificial forman por tanto un módulo biventricular, la cámara de circulación 31 de la sangre de la primera cavidad 11 artificial que está por tanto conectada a la aurícula izquierda y a la aorta del paciente y la cámara 32 de circulación de la sangre de la segunda cavidad 12 artificial que está por tanto conectada a la aurícula derecha y a la arteria pulmonar del paciente.
A continuación se desarrolla un ejemplo del desarrollo del ciclo de funcionamiento de la prótesis cardiaca total.
La sístole corresponde a la expulsión de la sangre contenida en las cámaras de circulación de la sangre (ventrículos artificiales) hacia los circuitos C1, C2 de circulación de la sangre.
La diástole corresponde a la inyección de la sangre contenida en los circuitos C1, C2 de circulación de la sangre (sangre que proviene de las aurículas izquierda y derecha) en el interior de las cámaras 31, 32 de circulación de la sangre (aspiración de la sangre en el interior de los ventrículos artificiales).
El paso de diástole a sístole y viceversa se traduce en una modificación de la evolución de las presiones dentro de las cámaras de circulación 31, 32 de la sangre (aumento y disminución de presiones) y se traduce en el cambio de estado de las válvulas 312, 321 de inyección y de las válvulas 311, 322 de expulsión.
Durante el paso de diástole a sístole, las válvulas 311, 322 de expulsión (válvulas aórticas y pulmonares) pasan del estado cerrado al estado abierto y las válvulas 312, 321 de inyección (válvulas auriculo-ventriculares) pasan del estado abierto al estado cerrado.
Durante el paso de sístole a diástole, las válvulas 311, 322 de expulsión (válvulas aórticas y pulmonares) pasan del estado abierto al estado cerrado y las válvulas 312, 321 de inyección (válvulas auriculo-ventriculares) pasan del estado cerrado al estado abierto.
En el estado inicial de sístole, las cámaras 41, 42 que contienen dicho gas presentan, cada una, un volumen del orden de 5 ml con una presión del orden de 0,107 bar, las cámaras de circulación 31, 32 de la sangre (ventrículos artificiales) están llenas de sangre, el distribuidor 60 se ha basculado y las cámaras 41, 42 que contienen dicho gas se acaban de conectar al segundo depósito 52 de compensación (alta presión).
La presión en las cámaras 41, 42 que contienen dicho gas aumenta y provoca la deformación de las membranas 21, 22 elásticas. La presión en las cámaras que contienen dicho gas aumenta en particular hasta 0,160 bar.
Las cámaras 31, 32 de circulación de la sangre se vacían y la sangre se envía a los circuitos C1, C2 de circulación de la sangre (órganos y pulmones).
En el estado inicial de diástole, las cámaras que contienen dicho gas tienen cada una un volumen del orden de 130 ml con una presión del orden de 0,160 bar, las cámaras 31, 32 de circulación de la sangre (ventrículos artificiales) están vacías de sangre (o a su nivel más bajo), el distribuidor se ha basculado y las cámaras 41, 42 que contienen dicho gas se acaban de conectar al primer depósito 51 de compensación (baja presión).
La presión en las cámaras 41, 42 que contienen dicho gas cae (luego vuelve a 0,107 bar) y provoca la deformación de las membranas 21, 22 elásticas llevando al aumento del volumen de las cámaras 31, 32 de circulación de la sangre.
Las cámaras de circulación 31, 32 de la sangre (ventrículos artificiales) se llenan.
El sistema 1 según la invención está configurado para que las cámaras de circulación de la sangre (ventrículos artificiales) se llenen a presión constante, es decir, en promedio:
- 0,012 bar para la cámara de circulación de la sangre de la primera cavidad 11 artificial (ventrículo artificial izquierdo);
- 0.005 bar para la cámara de circulación dela sangre de la segunda cavidad 12 artificial (ventrículo artificial derecho).
Al final de la diástole, el ciclo sístole-diástole puede por tanto comenzar de nuevo.
Claims (10)
1. Sistema (1) de generación de una circulación sanguínea en al menos parte de un órgano de un vertebrado, que comprende una primera cavidad (11) artificial y una segunda cavidad (12) artificial, dichas cavidades que comprenden, cada una, una membrana (21), (22) flexible capaz de batir bajo la acción de un gas, cada una de dichas membranas que separa de forma estanca una cámara (31), (32) de circulación de la sangre y una cámara (41), (42) que contiene dicho gas,
caracterizado por que comprende:
- un primer depósito (51) de compensación de gas destinado a ser llevado sustancialmente a una primera presión, denominada baja presión y un segundo depósito (52) de compensación de gas destinado a ser llevado sustancialmente a una segunda presión superior a dicha primera presión, denominada alta presión;
- medios (6) de distribución de gas conectados a las cámaras que contienen dicho gas de dichas primera y segunda cavidades artificiales y a dichos primer y segundo depósitos de compensación, dispuestos de manera que inyectan alternativamente gas en dichas cámaras que contienen dicho gas y expulsan gas de dichas cámaras que contienen dicho gas para garantizar valores predeterminados de flujos sanguíneos en las cámaras de circulación de la sangre de dicha primera cavidad y de dicha segunda cavidad;
- una bomba (7) neumática alimentada de energía eléctrica montada entre dicho primer depósito de compensación y dicho segundo depósito de compensación y destinada a aspirar gas a dicho primer depósito para inyectarlo a dicho segundo depósito.
2. Sistema (1) de generación de una circulación sanguínea según la reivindicación 1, caracterizado por que dichas primera y segunda cavidades artificiales, dichos primer y segundo depósitos de compensación de gas, dichos medios de distribución de gas y dicha bomba neumática forman un conjunto de una sola pieza y por que comprende además una batería de alimentación de energía eléctrica a dicha bomba (7) y dichos medios (6) de distribución de gas.
3. Sistema (1) de generación de una circulación sanguínea según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que dicha bomba (7) es una bomba (70) de paletas.
4. Sistema (1) de generación de una circulación sanguínea según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que dichos medios (6) de distribución de gas comprenden al menos un interruptor piezoeléctrico y/o al menos un interruptor con memoria de forma y/o al menos un interruptor electromagnético.
5. Sistema (1) de generación de una circulación sanguínea según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que dicho gas es aire.
6. Sistema (1) de generación de una circulación sanguínea según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que dichos medios (6) de distribución de gas comprenden un distribuidor (60) de 4 vías y 2 posiciones.
7. Sistema (1) de generación de una circulación sanguínea según la reivindicación 6, caracterizado por que dicho distribuidor (60) es un distribuidor de válvulas y/o de correderas conducidas.
8. Sistema (1) de generación de una circulación sanguínea según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que constituye una prótesis cardiaca total destinada a ser implantada en la cavidad pericárdica de un paciente y capaz de reemplazar los ventrículos izquierdo y derecho de dicho paciente después de la ablación de los mismos, la primera y la segunda cavidades (11), (12) que forman un módulo biventricular, la cámara (31) de circulación de la sangre de la primera cavidad (11) artificial que está destinada a ser conectada a la aurícula izquierda y a la aorta de dicho paciente y la cámara (32) de circulación de la sangre de la segunda cavidad (12) artificial que está destinada a ser conectada a la aurícula derecha y a la arteria pulmonar de dicho paciente.
9. Sistema (1) de generación de una circulación sanguínea según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que forma un circuito de perfusión ex-vivo de dicho órgano, permitiendo mantener vivo dicho órgano para un trasplante.
10. Sistema (1) de generación de una circulación sanguínea según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que comprende una y sólo una bomba (7) neumática.
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