PT84916B

PT84916B - Dispositivo de auxilio cardiaco

Info

Publication number: PT84916B
Application number: PT84916A
Authority: PT
Inventors: Stig Lundback
Original assignee: Astra Tech Ab
Priority date: 1986-05-22
Filing date: 1987-05-20
Publication date: 1990-02-08
Also published as: NO872108D0; CN1013243B; SE8602335D0; DE3787925D1; DK252387D0; RU2020899C1; FI92013B; DK252387A; CS372287A2; FI92013C; DD256451A5; PT84916A; NO162003B; JPS62284644A; PH26007A; DK163344B; MX169873B; BR8702612A; MY101218A; US4957477A

Description

Campo do Invento

Este invento refere-se a dispositivos de auxílio cardíaco para use intraccrporal. Mais particularmente, o inven /Uir.

to refere-se a/dispositivo de auxílio cardíaco para inserção na cavidade torácica de um doente para abranger pelo menos a porção ventricular do coração do doente.

Antecedentes do Invento

Como descrito em Lundback S., Cardiac Pumping and Function of the Ventricular Septum, Estocolmo, 1986, o bombeamsnto e regulação do coração humano é efectuádo de uma fo_r ma que está em desacordo corr. a visão predominante.

De acordo com a publicação citada, o coração saudável efectua a sua acção de bombeamento sem alterar substancialmente a sua forma e volume exteriores.

Mais particularments, durante a sístole ventricular (a fase activa, expulsiva do ciclo cardíaco) □ chamado plano valvular, isto é, o plano contendo as válvulas cardíacas auriculoventriculares é levada em direcção ao apex do coração e força o sangue contido nos ventrículos para dentro da circulação pulmonar e sistémica, e ao mesme tempo, o sangue é puxado para dentro das aurículas como consequência do movimento do plano valvular.

Durante a diástole ventricular, a fase do ciclo cardíaco na qual o músculo cardíaco está relaxado, □ plano valvular volta à posição inicial sob a influência do impulso que é comunicado ao sangue que entra como uma consequência do movimento para baixo do plana valvular durante a sístole ventricular.

Descrevs-se também na publicação (com base na descoberta de que o volume e formato exteriores do coração são substancialmente constantes ao longo do ciclo cardíaco),que a capacidade do coração de variar as capacidades volumétricas relativas dos ventrículos direito e esquerdo é atribuível so

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-3mente à parede ventricular comum, o septo ventricular, nomeadamente em virtude da sua flexibilidade no estado de rela xamento do coração. Durante a sístole ventricular, o septo ventricular juntamente com o resto da musculatura do ventrículo esquerdo assume sempre uma configuração circular em seç. ção e toma uma posição distinta independentemente da sua fog? ma e posição durante a diástole. Isto é assim, porque dura_n te a sístole ventricular, a pressão no ventrículo esquerdo é sempre superior à pressão no ventrículo direito. Se a confi guração e posição do septo ventricular durante a diástole, o estado relaxado, são diferentes da configuração e posição du rante a sístole, o estado activo, o septo ventricular, autuando como uma bomba diafragmática, proporciona portanto um volume de ejecção aumentado para um ventrículo e um volume de ejecção reduzido correspondentemente para o outro ventrículo. Desta forma, o septo ventricular consegue uma relação de acção dupla para manter o balanço entre os dois ramos do sistema circulatório (a circulação pulmonar e a circulação sistémica).

Puitas vantagens são atribuíveis a este modo de funcionamento e regulação do coração, e a realização deste modo de funcionamento responde a questões que dizem respeito ã fi siologia do coração que não foram até agora respondidas de uma forma consistente.

Para que o coração seja capaz de efectuar o seu bombeamento e regulação com uma forma e volume externos constantes, é necessário que o poder muscular do septo ventricular não esteja substancialmente reduzido em comparação com □ resto da musculatura do ventrículo esquerdo, como pode ser □ caso de por exemplo quando um enfarto atinge o septo ventricular. Como consequência ds um tal dano, o septo ventricular durante a sístole ventricular torna-se incapaz de aguentar a pressão no ventrículo esquerdo e de efectuar uma fun ção reguladora adequada. Portanto, o septo ventricular cede rá à pressão no ventrículo esquerdo e proporcionará um volume de ejecção anormalmente aumentado no lado direito do cora.

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-4ção e uma redução correspondente do volume de ejecção do lado esquerdo. Consequentemente, mais sangue é bombeado para a circulação pulmunar que para a circulação sistémica. Isto, por sua vez, devido a uma função reguladora deficiente ou per dida do aepto ventricular, provoca uma acumulação de sangue ncs pulmbes resultando em edema pulmonar. Uma tal situação põe em risco a vida.

Contudo, experiências efsctuadas em animais com o coração a trabalhar no toráx aberto, isto ê, rodeado de ar, têm mostrado que enfartes simulados inflingidos no septo ven tricular não têm as consequências desastrosas acima indicadas .

Sob as condições em que as experiências foram efectua das, o coração trabalha como um tipo diferente de bomba de deslocação, nomeadamente como uma bomba efectuando o seu tra balho variando □ volume e forma externos. Isto significa tajn bém que os ventrículos em diástole podem variar os seus volu mes não só como resultado de deslocamento do septo ventricular, mas também como resultado de deslocamento do resto das paredes ventriculares. Durante a sístole os ventrículos podem portanto proporcionar volumes de ejecção diferentes sem se influenciarem tanto um ao outro. Este tipo de bombeamento e regulação á consistente com a visão predominante sobre a forma de funcionamento do coração quando está encerrado no corpo.

Descrição do invento nativo do presente invento ê a verificação que o cç ração, quando encerrado no corpo, funciona de uma forma que á diferente da forma que funciona quando está exposto, isto é, quando está rodeado de ar, e que no primeiro caso mencionado, enfartes graves no septo ventricular podem levar a alterações desastrosas na circulação enquanto enfartes simulados no septo ventricular de um coração rodeado de ar não pr_o vocam alterações circulatórias fatais.

De acorda com o invento, proporciona-se um dispcsiti

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-5uo de auxilia cardíaco para ser inserido na cavidade torácica de um doente e compreendendo um invólucro para envolver pelo menos a porção ventricular do coração do doente, oossuin do o dispositivo de auxílio cardíaco os factos caracterizantes apresentados na reivindicação 1.

Como explicado mais detalhadamente adiante, o disposi, tivo de acordo com o invento é usado para proporcionar um su porte com capacidade para pelo menos a porção ventricular do coração dentro da cavidade torácica. Devido a este suporte de capacidade o coração, quando encerrado na cavidade toráci ca do doente, pode trabalhar com o formato e volume externes variando ritmicamente com as batidas do coração.

Principalmente, o dispositivo de acordo com o invento é útil para fins terapêuticos em casos em que o septo vsntri cular do coração de um doente sofreu um enfarte e é portanto incapaz de efectuar a sua função reguladora normal mantendo o balanço entre a circulação pulmonar e a circulação sistémi ca.

De acordo ccm o inventa, o invólucro permite que aque la porção da parede do ventrículo esquerdo que está ligada pela parede interna do invólucro se mova para fora como resposta a um aumento de pressão da enchimento diastólico no z ventrículo esquerdo. E, portanto, possível que o ventrículo esquerdo aumente o ssu volume de ejecção não só através de um movimento do septo ventricular em direcção ao ventrículo direito mas também através de um movimento para fora do resto da parsde ventricular.

r ora

C movimento para do e os aumentos dos volumes da da tantes provocam um movimento em direcção à pareds externa, portado pelos órgãos adjacentes parede do ventrículo enchimento e ejecção do invólucro parede interna que é bastante do tórax, isto esquerresuldo corpo do doente que definem a cavidade que aleja o coração. Consequentemente, o fluído é deslocado dentre do invó lucro e provoca ums diminuição dos volumes de enchimento e de ejecção do ventrículo direito por, por exemplo, um movi

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Ref: 20844 BN/vb mento para dentro da parte da parede dc ventrículo direito que está ligado pelo invólucro. Esta interacção contribui para balançar os fluxos de saída dos ventrículos.

Por outras palavras, de acordo com o invento, a função reguladora do septo ventricular é desviada para aquela porção da parede dc ventrículo esquerdo que está ligada pela parede interna do invólucro.

De preferência, □ fluido encerrada no invólucro, ou pelo menos uma porção do fluido, é compressível. Para que c fluido possa ser adicionado ou removido, urna extremidade de um tubo flexível pode ser ligada ao espaço intersticial e a outra extremidade provida de um terminal auto salante através do qual o fluido pode ser fornecido ou removido do invólucro, através ds uma seringa. Adequadamente, o terminal está posicionado sob a pele do doente.

Está também dentro do alcance do invento proporcionar o invólucro com um recipiente de expansão que comunica com o espaço intersticial do invólucro e pode incluir meios para controlar a pressão do fluido no espaço intersticial.

Um invólucro que encerra somente a parte ventricular do coração pode ser suficiente para fins práticos e tem as vantagens de ser estruturalmente simples e de ser fácil de aplicar ao coração. 3e o invólucro é adaptado para encerrar substancialmente todo o coração, podem-se conseguir vantagens adicionais. Por exemplo, as variações do volume da ps_r te do invólucro que encerra a porção ventricular do coração podem ser utilizadas para efectuar variações dos volumes das aurículas do coração em oposição de fase às variações dos vo lumes dos ventrículos.

C invólucro pode ser uma estrutura unitária ou de uma só peça a qual é dobrável para encerrar só a porção ventricu lar ou todo o coração. Alternativamente, pode ser feito de duas ou mais partes separadas que podem ser montadas em torno do coração.

Se o invólucro é destinado a encerrar todo o coração,

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-7os bordos do invólucro têm adequadamente recantos em localizações adequadas de forma que se possam formar passagens de condução para os vasos sanguíneos que vão e vêm do coração.

Se o invólucro é feito de duas ou mais partes separadas, os espaços encerrados entre as paredes das partes podem ser colocados em comunicação de fluxo de fluido entre si de forma que o fluido possa ser movido de um lado para o outro entre as partes.

Quando o invólucro é inserido no corpo pode ser adequado fortalecer o septo ventricular com um material adequado. Vantajosamente, isto é efectuado no lado virado para c ventrículo direito, de forma que qualquer êmbolo causado pelo material fortalecedor seja impedido de entrar na circulação sistémica.

Os desenhos anexos mostram esquematicamente duas concretizações do dispositivo de auxílio cardíaco de acordo ccm o invento e a utilização do dispositivo para sustentar um co ração humane in situ.

A Fig. 1 é uma vista em secção mostrando uma concreti zação na qual o invólucro do dispositivo encerra somente a porção ventricular do coração.

A Fig. 2 é uma vista em secção semelhante mostrando uma concretização na qual o invólucro do dispositivo encerra todo o coração e tem aberturas ou passagens de condução para os vasos sanguíneos que vão e vêm do coração.

A Fig. 3 ê uma vista de cima da concretização da Fig. 2 e ilustra a divisão do invólucro em duas metades ou partes que são montadas para encerrar o coração entre elas.

Com referência aos desenhos, e Figs. 1 e 2 em particu lar, a parede da cavidade torácica acomodando □ coração do doente H é mostrada em T. Também se mostra a veia cava sup.e rior S e a veia cava inferior I, abrindo ambas para a aurícu la direita AD gue por sua vez se abre no ventrículo direito VD através da válvula auriculoventricular direita VAD; a, a_r téria pulmonar P recebendo sangue do ventrículo direito VD

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Ref: 20844 Bí\l/vb — 3através da válvula pulmonar VP; as veias pulmonares V abrin do para a aurícula esquerda AE.que por sua vez se abre no ve£i trículo esquerdo VE através da válvula auriculoventricular esquerda VAE j a aorta fi recebendo sangue do ventrículo esquerdo VE através da válvula aórtica VA; e o septo ventricu lar W separando os dois ventrículos.

Inserido entre a parede da cavidade torácica T e o co. ração H está o invólucro, em forma de bexiga, do dispositivo de auxílio cardíaco do presente invento. Este invólucro é designado na Fig. 1 e 10a nas Figs. 2 e 3.

Com referência agora à Fig. 1, o invólucro 10 tem o formato de uma tigela cujo formato interno corresponde ao formato da porção ventricular do coração Η, A parede interi or 11 é feita de uma película, fina, flexível de material de preferência totalmente ou parcialmente radio-opaco, biocompa. tível, de forma que possa prontamente tomar a forma e encai. xar confortavelmente o lado exterior da porção ventricular do coração e adoptar o seu formato, fissim, a parede interna 11 é capaz de se mover juntamente com a parede exterior da porção ventricular do coração.

Vantajosamente, a parede externa 12 consiste também de uma película fina flexível de material biocompatível de forma que quando o invólucro 10 é inserido dentro da cavidade torácica, a parede externa 12 pode tomar o formato da parede da cavidade torácica T em redor.

inter-espaço hermeticamente fechado 13 entre a pare de interna 11 e a parede externa 12 é enchido com um fluído adequado, marcado por ponteado, o qual pode ser um gás ou um líquido ou parcialmente gás e parcialmente líquido. De preferência, pelo menos uma porção do fluído è um gás.

fluido mantém a parede interna 11 e a parede externa 12 afastadas, pelo menos ao longo da porção principal da área na qual a parede interna 11 encaixa o coração H, de for, ma que as paredes externas dos ventrículos VD, VE se possam mover para lá e para cá da parede externa do invólucro 12 e,

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assim, da parede da cavidade torácica T.

Excepto se o material das paredes interna e externa 11 e 12 possuir ele próprio propriedades de baixa fricção adequa das, um agente lubrificante adequado sob a forma de um líqui do ou de uma suspensão líquida, deve formar parte do fluído do espaço intersticial, ou as superfícies das paredes interna e externa 11, 12, devem ser revestidas com um lubrificante adequado, de forma que a parede interna 11 possa deslizar facilmente na parede externa 12 no caso das paredes contacta, rem uma com a outra aquando da utilização do invólucro.

Ligado ao invólucro hermeticamente selado 10, está um tubo flexível 14 através do qual o espaço intersticial 13 co munica com um recipiente de expansão 15 implantado, hermeticamente selado. Este recipiente de expansão é mostrado como possuindo válvulas de entrada e de saída 16 e 17, respectiva

Como se mostra na Fig. 1, o recipiente de expansão 15 compreende um saco ou bexiga que pode ser comprimido ou deixado expandir para alterar o seu volume.

Porque a porção ventricular do coração é suportada elasticanente (resilientemente se pelo menos uma porção do fluído é compressível) pela parede interna 11, as paredes ventriculares do coração H podem-se mover sem restrição subs tancial de forma que o coração pode efectuar a sua acção de bombeamento da forma acima explicada, isto é, de forma que os ventrículos VD, VE possam interagir não só através do intermediário do septo ventricular W, mas também através do resto das paredes ventriculares, à medida da necessidade no caso de uma lesão do septo ventricular W de forma que a função reguladora possa ser mantida. 0 recipiente de expansão 15 é dimensionado de forma que a alteração do volume do esp_a ço intersticial 13 não resulte em alterações de pressão inadequadas .

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-100 invólucro 10a das Figs. 2 e 3 difere do da fig. 1 pelo facto de envolver todo o coração H como uma cápsula. Pa, ra facilitar a aplicação do invólucro ao coração Η, o invólu cro é feito de duas partes lOal e 10a2, que podem ser dobradas ou montadas em torno do coração e interligadas através de fechos adequados 18 como se mostra na Fig. 3. As duas partes são formadas com recessos 16al e 16a2 naqueles bordos que são destinados a serem encaixados ou colocados adjacentes entre si quando as partes são colocadas em torno do Goração. Os recessos estão localizados e formados de tal forma que po, dem formar passagens de condução para a veia cava superior, S, a veia cava inferior I (não representada), a artéria pulmonar P, as veias pulmonares V e a aorta A.

Os espaços intersticiais 13a das diferentes partes es tão hermeticamente selados mas comunicam, ou pode fazer-se que comuniquem, entre eles através de meios de tubos ade. quados como indicado em 19, de forma que o fluído possa ser movido entre as partes.

Como é evidente a partir da Fig. 2, o movimento para dentro das paredes exteriores dos ventrículos VD, VE, aumentará o volume da porção do invólucro 10a que encaixa os ventrículos e provoca uma redução correspondente do volume da porção do invólucro que encaixa as paredes exteriores das a_u rículas AD, AE. Esta redução de volume e o deslocamento resultante do fluído no invólucro provoca um movimento para fo ra das paredes exteriores das aurículas, isto é, um aumento da capacidade volumétrica das aurículas. De forma semelhante, o movimento para fora das paredes externas dos ventrículos provoca um movimento para dentro das paredes exteriores das aurículas. Tais movimentos, em oposição de fase, melhoram o bombeamento do coração.

Na concretização da Fig. 2, não é proporcionado qualquer recipiente de expansão. Em vez disso, a extremidade de fora do tubo flexível 14 está munido de um dispositivo termi nal implantável 20 possuindo um diafragma perfurável auto-se, lante 21, através do qual se pode introduzir ou remover fluí

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-11do dos espaços intersticiais 13a quando necessário, usando uma seringa, cuja agulha é penetrada no diafragma. Naturalmente, um recipiente de expansão correspondendo ao recipiente de expansão 15 da Fig. 1 pode ser adequado em vez de ou em adição ao dispositivo terminal 20. De forma semelhante, na concretização da Fig. 1, pode-se proporcionar um dispositivo terminal correspondendo ao dispositivo terminal 20 em adição a ou em vez de o recipiente de expansão 15.

Numa terceira concretização, não apresentada, o invólucro encerra de forma semelhante todo o coração, Nesta con cretização, o invólucro compreende uma parte inferior idênti ca à do invólucro 10 da Fig. 1 (com ou sem recipiente de expansão 15) e uma parte superior adaptada para encerrar a poj? ção superior ou auricular do coração, fl parte superior do invólucro é feita de duas subpartes ou segmentos para facili tar a aplicação ao coração de forma que quando visto de cima pareça a porção do invólucro 10a mostrada na Fig. 3, Uma vista em corte da terceira concretização seria mais ou menos idêntica à ilustração dada na Fig. 2.

Se desejado, as partes superior e inferior da terceira concretização podem estar munidas de tubos interligantes através dos quais os interiores das partes comunicam. Tal comunicação pode, contudo, ser dispensada.

Deve-se notar que o dispositivo de acordo com o inve_n to em todas as suas concretizações define um sistema hermeti camente selado dentro do qual o fluído é deslocável, e que aquando da utilização do dispositivo para manter a função re guiadora que é normalmente conseguida através do septo ventricular mas/^esviada para outras partes das paredes ventriculares no caso de um enfarte no septo ventricular, nenhuma força é aplicada ao coração do exterior do corpo por intermé dio do invólucro. Isto é, o dispositivo de acordo com o invento deve ser distinguido dos dispositivos que são usados para aplicar uma força externa ao coração de forma a comprimi-lo, p.e. com a finalidade de reduzir os volumes dos ventrículos ou para estimular o músculo cardíaco.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1 - Dispositivo de auxílio cardíaco para inserção na cavidade torácica de um doente e compreendendo um invólucro para encerrar e encaixar pelo menos a porção ventricular do coração do doente, caracterizado pelo facto do invólucro (10, 10a) ter paredes internas e externas (11, 12) relativamente móveis, definindo entre elas um espaço intersticial fechado (13, 13a) contendo um fluído que ê deslocável dentro do espja ço intersticial em resposta a movimentos relativos das paredes interna e externa, e pelo facto de pelo menos a parede interna (11) ser maleável de forma a adaptar-se confortavelmente em torno do coração (H) e a mexer-se juntamente com a parede do coração em que encaixa.
2 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caraç: terizado pelo facto do invólucro (10a) estar adaptado para encerrar substancialmente todo o coração (H).
3 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo facto do invólucro (10a) compreender pelo menos duas partes (10al, 10a2) que são adaptadas a formar em conjunto uma cápsula em torno do coração (H).
4 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto do espaço intersticial (13a) entre as paredes de cada parte (lOal, 10a2) estar encerrado mas comunicar com o espaço intersticial da outra parte ou de cada uma das outras partes.
5 - Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivin dicaçães de 1 a 4, caracterizado pelo facto do espaço inters. ticial (13, 13a) entre as paredes (11, 12) do invólucro (10, 10a) estar em comunicação de fluxo de fluído com um recipie_n te de expansão (15).
6 - Dispositivo de acordo com a reivindicação 5, carac terizado pelo facto do volume do recipiente de expansão (15)

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Ref: 20844 BN/vb ser variável.
7 - Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivi_n dicaçSes 1 a 6, caracterizado pelo facto de pelo menos uma parte do fluido ser compressivel.
8 - Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivin dicaçbes 1 a 7, caracterizado pelo facto de possuir um tubo flexível (14), estando uma extremidade ligada ao invólucro (10a) e a outra extremidade munida de um dispositivo terminal implantável (20) possuindo meios de selagem próprios (21) através dos quais o fluido pode ser fornecido ao invólucro e removido dele.