WO2009120056A1 - Dispositivo de bombeo de fluido y componentes con sello estático - Google Patents

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WO2009120056A1
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fluid
pump
sealing
inlet
sealing element
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PCT/MX2009/000029
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Francisco Javier TOVAR LÓPEZ
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Innovamédica S.A.P.I. De C.V.
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Definitions

  • the present invention generally relates to static seals and enclosures and devices that use static seals.
  • the present invention relates to fluid pumping devices that use static seals such as ventricular assist devices.
  • static seals can be used to prevent unwanted fluid leakage or flow in the interface between assembled components.
  • said fluid pumping devices may include internal regions that need to be maintained at a certain pressure or at least without loss of pressure.
  • Static seals can be used to prevent fluid leakage and pressure loss.
  • Fluid pumping devices that use static seals include Ventricular Assist Devices (VAD), which are used as circulatory support devices for patients during or after open heart surgery, or as a bridge for heart transplantation in patients with heart failures
  • Other circulatory support devices include rotating blood pumps and axial blood pumps.
  • circulatory support devices include some type of a pumping unit, or components configured to provide a pumping action, contained in a suitable enclosure.
  • the pumping unit of the circulatory support device can be connected to the heart of a patient through cannulas attached to the heart in appropriate locations according to known surgical practices.
  • the pumping unit may include a flexible blood bag to support or replace the activity of the heart.
  • the blood bag can be attached to an inlet cannula through a one-way inlet valve and to an outlet cannula through a one-way outlet valve.
  • the blood bag enclosure can be provided in the form of two half housings that are coupled together to enclose the blood bag, resulting in an assembled VAD.
  • a sealing element is included in the interface of the two half housings to hermetically seal the interior (containing the blood bag) against the environment outside the assembled VAD.
  • the sealing element is usually constructed of a deformable material, while the half shells are rigid. When coupling the half housings together with the deformable sealing element in the middle, the half housings exert pressure on the sealing element. Consequently, the sealing element is compressed and essentially filled (or adjusts a) the interface between the half housings, thus establishing a static seal.
  • one of the half housings can provide an accessory configured for connection with a pneumatic drive unit.
  • the pneumatic drive unit can be operated to supply air or other gas into the enclosure in pulses (or fluctuating pressure levels).
  • the blood bag In response to an air inlet pulse, the blood bag is compressed (for example, it collapses, contracts, etc.), thereby pumping the blood that resides within the blood bag through the outlet cannula. Between impulses, the blood bag relaxes or expands to allow blood to fill the blood bag from the inlet cannula.
  • FIG. 1 is a perspective view in parts of a VAD 100 as described in US Patent No. 7,217,236, commonly assigned to the assignee of the present invention and which is incorporated herein by reference in its entirety in this application.
  • the VAD 100 includes a disposable pumping unit 120 housed within a reusable pump housing 112.
  • the pumping unit 120 includes a disposable blood bag 122 having an inlet 132 and an outlet 134 respectively attached to an inlet valve of a disposable line 126 and outlet valve 124.
  • Tubing connectors 130 and 128 are respectively attached to the valve inlet 126 and outlet valve 124 as interfaces with the cannulas (not shown).
  • the pump housing 112 includes an upper half-fold housing 114 and a lower half-fold case 116.
  • the upper half-fold case 114 and the lower half-fold case 116 define a pump chamber 142 where the pouch resides. blood 122.
  • the lower half-fold housing 116 has an air inlet 138 for connection to a pneumatically operated unit (not shown).
  • the pneumatic drive unit provides a flow of air propelled to the pump chamber 142 through the air inlet 138, thereby alternating the air pressure in the pump chamber 142 between the high and low levels.
  • the blood bag 122 alternately contracts and expands so that the blood is pumped along a trajectory of flow from the inlet tubing connector 130, to the inlet valve 126, the inside of the blood bag 122, the outlet valve 124, and to the outlet tubing connector 128.
  • a static, hermetic seal is formed, at least in part, through a disposable sealing element 118.
  • the sealing element 118 is located along the plane of the interface between the upper folding half housing 114 and the half lower folding housing 116. In other words, the sealing element 118 is located in the plane of the assembly of the two-piece pump housing 112 where the respective faces of the assembly of the upper half folding housing 114 and the middle are located Bottom collapsible housing 116.
  • the configuration of the VAD 100 makes this sealing element 118 consistently provide a tight seal in the assembly plane without the challenge of pressure loss.
  • the configuration of the VAD 100 is characterized by the fluid inlet and outlet lines that are located in the same assembly of the plane as the faces of the upper half-fold housing 114 and the half-shell Bottom folding 116. Therefore, as shown in Figure 1, the inlet 132 and outlet 134 of the blood bag 122, the inlet valve 126 and the outlet valve 124, the tubing connectors 130 and 128, and the inlet and outlet cannulas (not shown) are all essentially placed in the assembly plane, between the upper half-fold housing 114 and the lower half-fold case 116. In addition, the tubing connectors 130 and 132 are located near from one another on the same side of the VAD 100.
  • this configuration for the VAD 100 can be considered as optimal for a variety of reasons. For example, a surgeon can easily visualize and remember which tubing connectors 130 and 132 are being used for the input and output directions of the blood flow, respectively. If the cannulas are initially connected to the wrong tubing connectors 130 and 132, a surgeon can easily change the connections. In addition, the inputs and outputs to the device are easily observable at a location to determine if the blood bag 122 or one of valves 124 and 126 has failed. In addition, the assembly and disassembly of the VAD 100, for the purpose of replacing blood bag 122 or valves 124 and 126, is considered to be facilitated by this configuration.
  • Valves 124 and 126 as well as tubing connectors 128 and 130 are accommodated by a region of cylindrical inlet 146, a cylindrical outlet region 144, and associated notches, surfaces, edges and the like.
  • the pump chamber 142 to be sealed is in open communication with the input region 146 and the output region 144.
  • the location of the input region 146 and the output region 144 is such that there are essentially breaks in the plane of the VAD 100 assembly.
  • the sealing element 118 cannot properly seal the inlet region 146 and the outlet region 144.
  • the seal inside the VAD 100 is based, in part, on the assurance of tubing connectors 128 and 130 to the upper half-fold housing 114 and the lower half-fold case 116 in locations such as annular supports 137 and the like.
  • the configuration illustrated in Figure 1 requires that the faces of the assembly of the upper half-fold housing 114 and the lower half-fold case 116 are parallel to ensure that the pressure is imparted to the sealing element 118 in a uniform manner. This parallelism limits the range of design options for the VAD 100 and results in the VAD 100 being larger and more bulky than necessary, which is particularly inconvenient when the VAD 100 is intended to be implanted in the patient.
  • the blood bag 122, the valves 124 and 126 and the cannulas connected to the valves 124 and 126 through the tubing connectors 130 and 132 are constructed of a flexible material such as silicone rubber. Therefore, these components are unstable during the handling and handling required to assemble the components together, prior to their enclosure between the upper and lower half shells 114 and 116. Once Filled with fluid, these components are easy to deform, making proper handling and handling even more difficult.
  • a structure Static seal for a fluid pump housing includes a support structure, a first sealing element, and a second sealing element.
  • the support structure circumscribes a pump chamber.
  • the support structure includes a first sealing side, a second sealing side opposite the first sealing side, a first opening located on the first sealing side, a second opening located on the second sealing side, a first sealing surface circumscribing the first opening, a second sealing surface circumscribing the second opening, a fluid transfer end interposed between the first sealing side and the second sealing side, a fluid inlet hole formed through the transfer end of fluid, and a fluid outlet hole formed through the fluid transfer end.
  • the support structure provides a fluid flow path that runs through the fluid transfer end and into the pump chamber, through the fluid inlet hole and from the pump chamber back through the end of fluid transfer through the exit hole of fluid
  • the first sealing element is placed on the first sealing surface
  • the second sealing element is placed on the second sealing surface.
  • the first sealing element and the second sealing element are configured to form sealed interfaces between the support structure and the fluid pump housing when assembled in the fluid pump housing.
  • a fluid pump housing includes a support structure, a first sealing element, a second sealing element, a first housing section and a second housing section.
  • the support structure circumscribes a pump chamber.
  • the support structure includes a first sealing side, a second sealing side opposite the first sealing side, a first opening located on the first sealing side, a second opening located on the second sealing side, a first sealing surface circumscribing the first opening, a second sealing surface circumscribing the second opening, a fluid transfer end interposed between the first sealing side and the Second sealing side, a fluid inlet hole formed through the fluid transfer end, and a fluid outlet hole formed through the fluid transfer end.
  • the support structure provides a fluid flow path that runs through the fluid transfer end and into the pump chamber through the fluid inlet hole, and from the pump chamber back through the end of fluid transfer through the fluid outlet hole.
  • the first sealing element is placed on the first sealing surface
  • the second sealing element is placed on the second sealing surface.
  • the first housing section contacts the first sealing element and covers the first opening
  • the second housing section contacts the second sealing element and covers the second opening.
  • the support structure, the first sealing element, the second sealing element, the first housing section, and the second housing section fluidly and cooperatively seal the pump chamber against an environment outside the fluid pump housing, with the first sealing element forming a sealed interface between the first housing section and the support structure and the second sealing element forming a sealed interface between the second housing section and the support structure.
  • a fluid pump includes a support structure, a first sealing element, a second sealing element, a first housing section, a second housing section, and a pump unit.
  • the support structure circumscribes a pump chamber.
  • the support structure includes a first sealing side, a second sealing side opposite the first sealing side, a first opening located on the first sealing side, a second opening located on the second sealing side, a first sealing surface circumscribing the first opening, a second sealing surface circumscribing the second opening, a fluid transfer end interposed between the first sealing side and the second sealing side, a fluid inlet hole formed through the transfer end of fluid, and a fluid outlet hole formed to through the fluid transfer end.
  • the first sealing element is placed on the first sealing surface, and the second sealing element is placed on the second sealing surface.
  • the first housing section contacts the first sealing element and covers the first opening, and the second housing section contacts the second sealing element and covers the second opening.
  • the pump unit is placed in the pump chamber, and includes a pump inlet that fluidly communicates with the fluid inlet hole and a pump outlet that fluidly communicates with the fluid outlet.
  • the support structure, the first sealing element, the second sealing element, the first housing section, and the second housing section cooperatively and fluidly seal the pump chamber and the pump unit against an environment outside the housing of fluid pump, with the first sealing element forming a sealed interface between the first housing section and the support structure and the second sealing element forming a sealed interface between the second housing section and the structure of support
  • a method for forming a static seal in a fluid pump housing is provided.
  • a support structure is seated in a first housing section so that a first sealing element is interposed between a first sealing surface of the support structure and a first inner surface of the first housing section.
  • the support structure circumscribes a pump chamber and the first sealing element circumscribes a first opening between the interior space and a first interior of the first housing section.
  • a second housing section is seated in the support structure so that a second sealing element is interposed between a second sealing surface of the support structure and a second inner surface of the second housing section.
  • the second sealing surface is located on one side of the support structure opposite the first sealing surface and circumscribes a second opening between the interior space and a second interior of the second section of accommodation.
  • the support structure, the first sealing element, the second sealing element, the first housing section, and the second housing section cooperatively and fluidly seal the pump chamber against an environment outside the fluid pump housing.
  • FIG 1 is a perspective view in parts of a known Ventricular Assist Device (VAD).
  • Figure 2 is a perspective view in parts of an example of a fluid pump supplied in accordance with the present invention.
  • VAD Ventricular Assist Device
  • Figure 3 is a perspective view of an example of a static seal structure that can be provided with the fluid pump illustrated in Figure 2.
  • Figure 4 is a plan view of a sealing side of the support structure illustrated in Figure 3.
  • Figure 5 is an elevation view of one end of the support structure illustrated in Figure 3.
  • Figure 6 is an elevation view from one side of the support structure illustrated in Figure 3.
  • Figure 7 is a perspective view of an example of a fluid pump pump unit illustrated in Figure 2 installed with the support structure illustrated in figure 3.
  • Figure 8 is a flat view of a sealing side of the pump unit and support structure illustrated in Figure 7.
  • Figure 9 is an elevation view of a fluid transfer end of the pump unit and support structure illustrated in figure 7.
  • Figure 10 is a side side of the pump unit and support structure illustrated in Figure 7.
  • Figure 11 is a flat view illustrating the pump unit and support structure seated in a section of the housing.
  • Figure 12 is a flat view illustrating the same housing section as illustrated in Figure 11 but with the pump unit and support structure removed.
  • Figure 13 is a cross-sectional elevation view of an example of a one-way valve that can be used in the fluid pump illustrated in Figure 2.
  • Figure 14 is a perspective view in cross section of the one-way valve illustrated in figure 13.
  • Figure 15 illustrates an example of the use of the fluid pump as a Left Ventricular Assist Device (LVAD).
  • LVAD Left Ventricular Assist Device
  • FIG 16 illustrates an example of the use of the fluid pump as a Right Ventricular Assist Device (RVAD).
  • RVAD Right Ventricular Assist Device
  • FIG 17 illustrates an example of the use of two fluid pumps as a Bi-Ventricular Assist Device (BIVAD).
  • BIVAD Bi-Ventricular Assist Device
  • FIG. 2 is a perspective view in parts of an example of a fluid pump 200 provided in accordance with the present invention.
  • pump 200 is adapted for use as a Ventricular Assist Device
  • the pump 200 is not limited to use as a VAD but rather can be used as another type of implantable or non-implantable pump. In addition, pump 200 can be adapted to use for non-medical purposes as well as doctors.
  • the pump 200 generally includes a pump unit 202 and a pump housing 210 which when assembled, tightly encloses and seals the pump unit 202.
  • the pump unit 202 can generally be any device adapted to admit a volume of fluid in its inside through a pump inlet and discharge the fluid through a pump outlet through a pumping action.
  • the fluid can be a liquid, gas, suspension, or the like.
  • the pump unit 202 may be a flexible bag adapted to pump blood.
  • the housing 210 includes a rigid support structure 212 surrounding the pump unit 202, a first housing section 214, and a second housing section 216.
  • the support structure 212 and the housing sections 214 and 216 can be constructed in any suitable rigid material such as various types of plastics, and can be manufactured by any convenient machining or molding process.
  • the pump unit 202 When assembling the pump 200, the pump unit 202 is placed in the support structure 212 in Fluid communication with an inlet tubing connector 222 and an outlet tubing connector 224.
  • the tubing connectors 222 and 224 can be constructed in any suitable rigid material such as various types of plastics and metals (for example, stainless steel, titanium, etc.)
  • the designation of a particular tubing connector 222 or 224 as an input and the other tubing connector 224 or 222 as an output is arbitrary and is simply provided for example.
  • the support structure 212 is then placed in sealing contact with the first housing section 214 and the second housing section 216, in a manner described below.
  • the first housing section 214 and the second housing section 216 are then secured together by means of fasteners or any other convenient means, resulting in a completely sealed sealed pump 200.
  • the tubing connectors 222 and 224 are secured directly to the structure. of support 212 and independently of the first housing section 214 and the second housing section 216.
  • the first housing section 214 and the second section of housing 216 may include respective surfaces 226 and 228 that form openings after assembly to provide access to the tubing connectors 222 and 224. Neither the pump unit 202 nor the tubing connectors 222 and 224 need to be sealed to these openings to maintain a static seal
  • Figures 3-6 illustrate the support structure 212 used to form a static seal for a pump, such as pump 200 illustrated in Figure 2.
  • Figure 3 is a perspective view
  • Figure 4 is a flat view from a sealing side
  • Figure 5 is an elevation view from one end
  • Figure 6 is a side view.
  • the support structure generally includes a first sealing side 302, an opposite second sealing side 304, and a wall 306 between the first sealing side 302 and the second sealing side 304.
  • wall 306 may include a single continuous wall, or more than one wall where adjacent walls are joined.
  • the wall 306 circumscribes an interior space 308 sized to receive the pump unit 202 ( Figure 2) and partly defines a sealing chamber of the pump 200.
  • the support structure 212 generally includes a fluid transfer end 312, an end 314 opposite the fluid transfer end 312, and opposite side sides 316 and 318 extending between the end of fluid transfer 312 and the opposite end 314.
  • the support structure 212 also includes a first sealing surface 322 on the first sealing side 302 and a second opposite sealing surface 324 on the second sealing side 304.
  • the first surface Sealing 322 circumscribes a first opening 326 and the second sealing surface 324 circumscribes a second opening 328.
  • Each sealing surface 322 and 324 may have a flat or rounded profile and may or may not be provided in the form of a notch. More generally, the first sealing surface 322 is configured to receive a first sealing element 332 and the second sealing surface 324 is configured to receive a second sealing element 334.
  • the sealing elements 332 and 334 can be constructed in Any convenient elastic or deformable material. Sealing elements 332 and 334 are they can structure as continuous loops of material.
  • the sealing elements 332 and 334 include curved sections at the fluid transfer end 312 and the opposite end 314, and the straight sections along the side sides 316 and 318.
  • the sealing elements 332 and 334 together with the support structure 212 form a static seal structure.
  • the support structure 212 and the sealing elements 332 and 334 form a static multi-piece seal structure.
  • the sealing elements 332 and 334 are initially physically separated components that are first placed in properly aligned or oriented contact with either the respective sealing surfaces 322 and 324 or the corresponding interior surfaces of the housing sections 214 and 216, prior to the assembly of the support structure 212 and the housing sections 214 and 216 together securely.
  • support structure 212 and sealing elements 332 and 334 are initially provided as a one-piece static seal structure, prior to upon assembly with housing sections 214 and 216.
  • the sealing elements 332 and 334 are initially fixed to the respective sealing surfaces 322 and 324 through any convenient means.
  • the support structure 212 and the sealing elements 332 and 334 can be manufactured together on site in a double injection manufacturing process.
  • the double injection manufacturing process allows uneven polymers or different polymer components to be joined.
  • the sealing elements 332 and 334 can be glued or adhered to the respective sealing surfaces 322 and 324 through any other convenient means that does not undermine the deformability or elasticity of the sealing elements 332 and 334.
  • an inlet hole 342 and an outlet hole 344 are formed at the fluid transfer end 312 of the support structure 212 in open communication with the interior space 308.
  • the designation of one of these holes 342 or 344 as the entrance and the other hole 344 or 342 as the output is arbitrary and is provided simply for example.
  • the inlet hole 342 is oriented around an inlet shaft 346 along which the fluid flows through the fluid transfer end 312 inside the pump unit 202 ( Figure 2).
  • the outlet hole 344 is oriented around an outlet shaft 348 along which the fluid flows from the pump unit 202 and back through the fluid transfer end 312.
  • the inlet hole 342 and the bore hole Output 344 can be configured and positioned so that input shaft 346 and output shaft 348 are parallel to each other and lie in the same plane, as in the illustrated example. In other embodiments, the input shaft 346 and the output shaft 348 may not be parallel.
  • the inlet hole 342 and the outlet hole 344 can be sized to receive tubing connectors 222 and 224 ( Figure 2) of a standard size.
  • the portion of the wall 306 associated with the fluid transfer end 312 is high enough to accommodate the inlet hole 342 and the outlet hole 344.
  • the first sealing element 332 and the second sealing element 334 may not be parallel in accordance with some embodiments of the present invention.
  • the wall 306 of the support structure 212, along the side sides 316 and 318, can be tapered from the height at the fluid transfer end 312 down to a lower height at the opposite end 314 .
  • Figures 7-10 illustrate the pump unit 202 installed with the support structure 212.
  • Figure 7 is a perspective view
  • Figure 8 is a flat view from a sealing side
  • Figure 9 is a view in elevation from the fluid transfer end
  • Figure 10 is an elevation view from a side side.
  • pump unit 202 generally includes a structural enclosure 702 that encloses a pump interior in fluid communication with a pump inlet and a pump outlet.
  • the specific configuration of the pump unit 202 may depend on the particular application of the pump 200 and the type of fluid that is It will pump.
  • at least a portion of the enclosure 702 of the pump unit 202 is flexible, so that the internal volume of the pump unit 202 varies between contraction / expansion cycles of the enclosure 702. Accordingly , the pump unit 202 can be configured similarly to the flexible blood bag described above in conjunction with Figure 1.
  • All or a portion of the pump unit 202 can be constructed in a lightweight elastomer such as silicone, and the pump unit 202 may have a generally rounded profile without sharp or abrupt edges. Such configuration is convenient to avoid damage to blood tissue during pumping.
  • a one-way inlet valve 712 is connected to the inlet of the pump unit 202, and a one-way outlet valve 714 is connected to the outlet of the pump unit 202.
  • the inlet valve 712 and the inlet valve outlet 714 then communicates fluidly with the inside of the pump but can be separated from the pump inlet and pump outlet for replacement, cleaning or the like.
  • the interior space 308 ( Figure 3) defined by the support structure 212 is large enough to accommodate the inlet valve 712 and the outlet valve 714.
  • the ends of the inlet valve 712 and the outlet valve 714, opposite the pump unit 202, are attached to the respective tubing connectors 222 and 224.
  • the inlet valve 712 and the outlet valve 714 can be coupled to the pump unit 202 and the tubing connectors 222 and 224 through any convenient means such as, for example, friction adjustment, threading, accessory type Luer, etc.
  • the tubing connectors 222 and 224 can be securely mounted to the inlet hole 342 and the outlet hole 344 ( Figure 3) in any convenient sealed form that prevents fluid leakage from the interior space 308 through the inlet hole 342 and the outlet hole 344.
  • the tubing connectors 222 and 224 may include threads that engage with complementary threads formed in the inner surface of the inlet hole 342 and the outlet hole 344. Because the hole in inlet 342 and outlet hole 344 are formed through the support structure of a piece 212, rather than being formed by the assembly With two housing sections together, the tubing connectors 222 and 224 are easily sealed against the inlet hole 342 and the outlet hole 344 without risk of leakage.
  • a fluid flow path is established where the fluid enters the inlet tubing connector 222 as indicated by an arrow, passes through the transfer end of fluid 312 of the support structure 212, flows through the inlet valve 712 and into the pump unit 202, flows out of the interior of the pump and through the outlet valve 714, passes back through from the fluid transfer end 312, and exits the outlet tubing connector 224 as indicated by an arrow.
  • an inlet conduit (not shown) can be connected between the inlet tubing connector 222 and a convenient fluid source
  • an outlet conduit (not shown) can be connected between the inlet connector outlet tubing 224 and a convenient fluid destination.
  • the ducts of Inlet and outlet can be medical grade cannulas attached to the heart of a patient according to known surgical procedures.
  • pump 200 such as, for example, pump unit 202, valves 712 and 714, cannulas, etc. they can be manufactured or treated for specific purposes such as to improve blood compatibility and non-thrombogenicity.
  • said components may be coated with lubricant, hydrophobic, antibacterial and / or antithrombotic coatings, including but not limited to PTFE coatings, heparin bonded coatings, fluorinated coatings, treclosan and silver compound coatings, anti-calcification agent release coatings, etc.
  • the inner chamber of the pump 200 which includes the inner space 308 ( Figure 3) circumscribed by the support structure 212, is completed at the time of assembly of the first housing section 214 to the second housing section 216 with the support structure 212 interposed between these two housing sections 214 and 216.
  • the first sealing element 332 is properly seated against a complementary inner surface of the first housing section 214
  • the second sealing element 334 is seated so suitable against a complementary inner surface of the second housing section 216.
  • the consequent compression and deformation of the first and second sealing elements 332 and 334 between the support structure 212 and the first and second respective housing sections 214 and 216 results in that the inner chamber of the pump 200 is hermetically sealed.
  • the components associated with the inlet and outlet fluid lines are still located in a position considered convenient in many executions, including applications involving ventricular assistance, that is, between two housing sections 214 and 216 that are assembled together to enclosing a pump unit 202.
  • these components do not break or interfere with the assembly planes associated with housing sections 214 and 216.
  • the tubing connectors 222 and 224 are far apart.
  • the static seal established in accordance with The present invention does not require that the sealing interfaces be parallel.
  • FIG 9 illustrates that inlet valve 712 and outlet valve 714 can be configured as one-way valves, such as by using two or more flaps or lamellae 902 on each valve 712 and 714 configured to allow fluid flow in only one direction.
  • a further example of one-way valves is described below in conjunction with Figures 13 and 14.
  • Figure 10 illustrates an embodiment where the support structure 212 is tapered so that the first sealing element 332 and the second sealing element 334 are placed in a non-parallel relationship.
  • the pump unit 202 may protrude outside the first sealing side 302 and the second sealing side 304 of the support structure 212.
  • the interior profiles of the first and second housing sections 214 and 216 ( Figure 2) they can be configured to be large enough to enclose the pump unit 202 and provide some space for a gas (e.g. air) to be admitted into the inner chamber of the pump 200 to activate the pumping action of the pump unit. pump 202.
  • a gas e.g. air
  • Figure 11 is a flat view illustrating the pump unit 202 and the support structure 212 seated in a housing section 214 (or 216).
  • the housing sections 214 and 216 can provide openings 1102 and 1104 to access the tubing connectors 222 and 224, as well as features such as ring holders 1106 and 1108 to facilitate the connection of cannulas " or other types of conduits to the connectors. of tubing 222 and 224.
  • FIG. 12 is a flat view illustrating the same housing section 214 (or 216) illustrated in Figure 11 but with the pump unit 202 and the support structure 212 removed
  • Each housing section 214 and 216 may include a surface of internal sealing 1202 configured for complete uniform contact with the corresponding sealing element 332 or 334.
  • the inner sealing surface 1202 may have a flat or rounded profile and may or may not be provided in the form of a notch.
  • the inner sealing surface 1202 may be a continuous surface to ensure uniform contact with sealing element 332 or 334 and the pressure imparted thereto.
  • the housing sections 214 and 216 may include brackets or edges 1204 and 1206 near their corresponding inner sealing surfaces 1202 to facilitate settlement of the rigid support structure 212 (Figure 11) in a aligned manner that ensures the establishment of an appropriate sealing interface.
  • at least one of the housing sections may include a gas port 1212 (for example, air) and an associated accessory 1214 for connection to a pneumatic drive unit (not shown) .
  • the pneumatic drive unit or equivalent device can be operated to inject a gas into the pump chamber 200 in a driven manner to activate the pumping action of the pump unit 202 ( Figure 11).
  • Pump 200 can easily be assembled and disassembled.
  • the tubing connectors 222 and 224 are secured to the respective inlet hole 342 and outlet hole 344 of the support structure 212.
  • the inlet valve 712 and the outlet valve 714 can then be connected to the respective inlet and outlet of the pump unit 202 and the corresponding tubing connectors 222 and 224.
  • the support structure 212 (with associated components mounted thereto) can then be placed in contact with the appropriate inner surface 1202 of one of the housing sections 214 and 216, with one of the sealing elements 332 and 334 interposed between the support structure 212 and the housing section 214 or 216.
  • the other housing section 216 or 214 may be brought into contact with the opposite sealing side of the support structure 212, with the other sealing element 334 or 332 interposed between the support structure 212 and the housing section 216 or 214.
  • the housing sections 214 and 216 are then secured or secured together by any convenient means, thereby compressing the sealing elements 332 and 334 and establishing the static seal active, fluid tight to pump 200.
  • the inlet and outlet cannulas (to other types of conduits) can be connected to the corresponding tubing connectors 222 and 224 before or after the housing sections 214 and 216 are secured to the support structure 212.
  • housing sections 214 and 216 include features adapted to improve the securing of the cannulas to the tubing connectors (for example, supports, edges or the like to perform a crimping, clamping or blocking action), the cannulas can be connected to the tubing connectors 222 and 224 prior to securing the housing sections 214 and 216 to the support structure 212.
  • the support structure 212 provides a rigid component that facilitates the handling and handling of the various components during the assembly and disassembly.
  • FIG. 13 is a cross-sectional elevation view and Figure 14 is a cross-sectional perspective view of an example of a one-way valve 1300 that can be used as the inlet and outlet valves described above. However, it will be understood that other various configurations can be provided for the one-way valves used in the embodiments described herein.
  • the one-way valve 1300 can have a design without a hinge where two or more elastic flaps or flexible lamellae 1302 and 1304 generally extend from one another from an inner surface of a main valve body 1306.
  • the flaps 1302 and 1304 are positioned between an inlet end 1312 and an outlet end 1314 of the one-way valve 1300.
  • the flaps 1302 and 1304 are sized such that the pressure of the fluid at the inlet end 1312 is greater than the pressure of the fluid at the outlet end 1314, the flaps 1302 and 1304 flex in the opposite direction whereby the fluid flows from the inlet end 1312 to the outlet end 1314.
  • the one - way valve 1300 is configured so that the opening and closing of the flaps 1302 and 1304 is moderate and allows a smooth and continuous flow of fluid in the intended direction and in a manner similar to the action of a natural heart valve.
  • the one-way valve 1300 can be configured without sharp edges and the material can be a flexible elastomer such as, for example, silicone.
  • the one-way valve 1300 can be formed by injection molding or any other convenient manufacturing method. A one-way valve, as illustrated in Figures 13 and 14, minimizes or eliminates the risk of damage to blood cells and, therefore, is convenient for blood flow.
  • the one-way valve 1300 may include inner annular surfaces or supports 1322 and 1324 sized to meet the respective ends of an inlet conduit 1326 and an outlet duct 1328.
  • the inlet conduit 1326 may represent an inlet tubing connector and the outlet conduit 1328 may represent the inlet of a pump unit.
  • the inlet duct 1326 may represent the outlet of a pump unit and the outlet duct 1328 may represent an outlet tubing connector.
  • Figures 15-17 illustrate examples of applications of the pump 200 described above.
  • Figure 15 illustrates the use of pump 200 as a Left Ventricular Assist Device (LVAD).
  • a ventricular (or atrial) cannula 1502 is attached to the inlet tubing connector of pump 200 and is surgically attached to an appropriate site of the heart of a 1504, thus providing a flow path for blood from the heart 1504 to the pump 200.
  • An arterial cannula 1506 is attached to the outlet tubing connector of the pump 200 and surgically attached to an appropriate site of the heart 1504, thus providing a flow path for the blood from the pump 200 to the heart 1504.
  • a pneumatic line 1508 is interconnected between the pump 200 and a pneumatically operated device or source of equivalent gas (eg, air) 1702 (Figure 17) in order to provide a propelled gas flow to drive the pump 200 as described above.
  • Figure 16 illustrates the use of pump 200 as a Right Ventricular Assist Device (RVAD).
  • Figure 17 illustrates the use of two pumps 200 as a Ventricular Assist Bi-Device (BIVAD). The two pumps 200 are driven by the pneumatic drive device 1702 through the respective pneumatic lines 1708 and 1718.
  • FIGS 15-17 illustrate examples of extracorporeal applications of pump 200.
  • pump 200 can be used in paracorporeal executions and as an anchored implant.
  • pump 200 is configured in accordance with the present invention, so that its size can be reduced with in relation to conventionally designed pumps, thus greatly facilitating implantable executions.
  • the pump 200 can be used in a wide variety of circulatory support applications, including short-term trans-operative support (e.g., a few hours), post-cardiotomy and acute support (e.g., up to a few weeks), bridge for transplantation (for example, three to six months), bridge for recovery (for example, several years), and target therapy (i.e., for life).
  • the pump 200 can be used in various non-medical applications as well as medical to pump various types of fluids.
  • other types of pump units can benefit through the use of the static seal provided by the present invention.

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Abstract

Una estructura de sello estático para un alojamiento de bomba incluye una estructura de soporte, un primer elemento de sellado, y un segundo elemento de sellado; la estructura de soporte circunscribe una cámara de bomba e incluye una primera superficie de sellado, una segunda superficie de sellado opuesta, y un extremo de transferencia de fluido interpuesto entre las superficies de sellado; la estructura de soporte proporciona una trayectoria de flujo de fluido que corre a través del extremo de transferencia de fluido y dentro de la cámara de bomba mediante un agujero de entrada y desde la cámara de bomba de regreso a través del extremo de transferencia de fluido mediante un agujero de salida; el primer elemento de sellado está colocado en la primera superficie de sellado, y el segundo elemento de sellado está colocado en la segunda superficie de sellado; los elementos de sellado están configurados para formar interfaces de sellado en el alojamiento de bomba, estableciendo un sello estático que aisla la cámara de bomba contra un ambiente exterior al alojamiento de bomba de fluido.

Description

DISPOSITIVO DE BOMBEO DE FLUIDO Y COMPONENTES CON SELLO
ESTÁTICO
REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama prioridad para la
Solicitud Provisional de los Estados Unidos con No. de Serie 61/040,615, titulada "Dispositivo para Sellar Herméticamente una Cámara del Dispositivo de Asistencia Ventricular", presentada el 28 de marzo de 2008, la cual se incorpora en esta solicitud por referencia en su totalidad.
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención generalmente se refiere a sellos estáticos y encerramientos y dispositivos que utilizan sellos estáticos. Como un ejemplo particular, la presente invención se refiere a dispositivos de bombeo de fluido que utilizan sellos estáticos tal como dispositivos de asistencia ventricular.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En dispositivos de bombeo de fluido que requieren el ensamble de dos o más componentes juntos, se pueden utilizar sellos estáticos para evitar la fuga de fluido no deseado o flujo en la interfaz entre componentes ensamblados. Además, dichos dispositivos de bombeo de fluido pueden incluir regiones internas que necesitan ser mantenidas a una cierta presión o por lo menos sin la pérdida de presión. Se pueden utilizar sellos estáticos para evitar la fuga de fluido y la pérdida de presión. Dispositivos de bombeo de fluido que utilizan sellos estáticos incluyen Dispositivos de Asistencia Ventricular (VAD) , los cuales se utilizan como dispositivos de soporte circulatorio para pacientes durante o después de una cirugía a corazón abierto, o como un puente para transplante de corazón en pacientes de fallas cardiacas. Otros dispositivos de soporte circulatorio incluyen bombas de sangre giratorias y bombas de sangre axiales.
Por lo regular, los dispositivos de soporte circulatorio incluyen algún tipo de una unidad de bombeo, o componentes configurados para proporcionar una acción de bombeo, contenida en un encerramiento adecuado. La unidad de bombeo del dispositivo de soporte circulatorio se puede conectar al corazón de un paciente a través de cánulas unidas al corazón en ubicaciones apropiadas de acuerdo con prácticas quirúrgicas conocidas. Particularmente, en el caso de un VAD, la unidad de bombeo puede incluir una bolsa de sangre flexible para soportar o reemplazar la actividad del corazón. La bolsa de sangre se puede unir a una cánula de entrada a través de una válvula de entrada de una via y a una cánula de salida a través de una válvula de salida de una via. El encerramiento para la bolsa de sangre se puede proporcionar en la forma de dos medias carcasas que están acopladas juntas para encerrar la bolsa de sangre, teniendo como resultado un VAD ensamblado. Un elemento de sellado está incluido en la interfaz de las dos medias carcasas para sellar herméticamente el interior (que contiene la bolsa de sangre) contra el ambiente exterior al VAD ensamblado. El elemento de sellado por lo regular es construido en un material deformable, mientras que las medias carcasas son rígidas. Al momento de acoplar las medias carcasas juntas con el elemento de sellado deformable en medio, las medias carcasas ejercen presión sobre el elemento de sellado. En consecuencia, el elemento de sellado es comprimido y esencialmente rellena (o se ajusta a) la interfaz entre las medias carcasas, estableciendo asi un sello estático. En el caso donde una bolsa de sangre flexible es empleada como la unidad de bombeo, una de las medias carcasas puede proporcionar un accesorio configurado para conexión con una unidad de accionamiento neumático. La unidad de accionamiento neumático se puede operar para suministrar aire u otro gas al interior del encerramiento en impulsos (o niveles fluctuantes de presión) . En respuesta a un impulso de entrada de aire, la bolsa de sangre es comprimida (por ejemplo, se colapsa, se contrae, etc.), bombeando asi la sangre que reside dentro de la bolsa de sangre a través de la cánula de salida. Entre impulsos, la bolsa de sangre se relaja o expande para permitir que la sangre llene la bolsa de sangre a partir de la cánula de entrada.
La figura 1 es una vista en perspectiva en partes de un VAD 100 tal como se describe en la Patente EUA No. 7,217,236, comúnmente cedida al cesionario de la presente invención y que se incorpora aqui por referencia en su totalidad en esta solicitud. El VAD 100 incluye una unidad de bombeo desechable 120 alojada dentro de una carcasa de bomba reutilizable 112. La unidad de bombeo 120 incluye una bolsa de sangre desechable 122 que tiene una entrada 132 y una salida 134 respectivamente unidas a una válvula de entrada de una via desechable 126 y válvula de salida 124. Conectores de entubado 130 y 128 están unidos respectivamente a la válvula de entrada 126 y la válvula de salida 124 como interfaces con las cánulas (que no se muestran) . La carcasa de bomba 112 incluye una media carcasa abatible superior 114 y una media carcasa abatible inferior 116. Cuando se ensamblan juntas, la media carcasa abatible superior 114 y la media carcasa abatible inferior 116 definen una cámara de bomba 142 en donde reside la bolsa de sangre 122. La media carcasa abatible inferior 116 tiene una entrada de aire 138 para conexión con una unidad de accionamiento neumático (que no se muestra) . La unidad de accionamiento neumático proporciona un flujo de aire impulsado a la cámara de bomba 142 a través de la entrada de aire 138, alternando asi la presión de aire en la cámara de bomba 142 entre los niveles alto y bajo. En respuesta, la bolsa de sangre 122 alternativamente se contrae y expande de manera que la sangre es bombeada a lo largo de una trayectoria de flujo desde el conector de entubado de entrada 130, a la válvula de entrada 126, el interior de la bolsa de sangre 122, la válvula de salida 124, y al conector de entubado de salida 128. En el VAD 100 que se ilustra en la figura
1, un sello hermético, estático se forma, por lo menos en parte, a través de un elemento de sellado desechable 118. El elemento de sellado 118 está ubicado a lo largo del plano de la interfaz entre la media carcasa abatible superior 114 y la media carcasa abatible inferior 116. Dicho de otra forma, el elemento de sellado 118 está ubicado en el plano del ensamble de la carcasa de bomba de dos piezas 112 donde se encuentran las caras respectivas del ensamble de la media carcasa abatible superior 114 y la media carcasa abatible inferior 116. Sin embargo, la configuración del VAD 100 hace que este elemento de sellado 118, en forma consistente, proporcione un sello hermético en el plano del ensamble sin el reto de una pérdida de presión. La configuración del VAD 100 se caracteriza por las lineas fluidicas de entrada y salida que están ubicadas en el mismo ensamble del plano que las caras de la media carcasa abatible superior 114 y la media carcasa abatible inferior 116. Por lo tanto, tal como se muestra en la figura 1, la entrada 132 y salida 134 de la bolsa de sangre 122, la válvula de entrada 126 y la válvula de salida 124, los conectores de entubado 130 y 128, y las cánulas de entrada y salida (que no se muestran) están todas colocadas esencialmente en el plano del ensamble, entre la media carcasa abatible superior 114 y la media carcasa abatible inferior 116. Además, los conectores de entubado 130 y 132 están ubicados cerca uno de otro en el mismo lado del VAD 100.
Generalmente, esta configuración para el VAD 100 se puede considerar como óptima por una variedad de motivos. Por ejemplo, un cirujano fácilmente puede visualizar y recordar cuáles conectores de entubado 130 y 132 están siendo utilizados para las direcciones de entrada y salida del flujo sanguíneo, respectivamente. Si las cánulas inicialmente son conectadas a los conectores de entubado equivocados 130 y 132, un cirujano fácilmente puede cambiar las conexiones. Además, las entradas y salidas al dispositivo son fácilmente observables en una ubicación para determinar si la bolsa de sangre 122 o una de las válvulas 124 y 126 ha fallado. Además, el ensamble y desensamble del VAD 100, para el propósito de reemplazar la bolsa de sangre 122 o las válvulas 124 y 126, se considera que se ve facilitado por esta configuración. El fácil ensamble y desensamble es particularmente importante durante la cirugía. Sin embargo, la configuración que se ilustra en la figura 1 requiere una geometría compleja, particularmente con respecto a varias superficies en el interior del VAD 100. Las válvulas 124 y 126 asi como los conectores de entubado 128 y 130 están acomodados por una región de entrada cilindrica 146, una región de salida cilindrica 144, y muescas, superficies, bordes y similares asociados. La cámara de bomba 142 que se va a sellar herméticamente está en comunicación abierta con la región de entrada 146 y la región de salida 144. La ubicación de la región de entrada 146 y la región de salida 144 es tal que existen esencialmente rompimientos en el plano del ensamble del VAD 100. El elemento de sellado 118 no puede sellar en forma adecuada la región de entrada 146 y la región de salida 144. Por lo tanto, el sello hermético del interior del VAD 100 se basa, en parte, en el aseguramiento de los conectores de entubado 128 y 130 a la media carcasa abatible superior 114 y la media carcasa abatible inferior 116 en ubicaciones tales como los soportes anulares 137 y similares. Además, la configuración que se ilustra en la figura 1 requiere que las caras del ensamble de la media carcasa abatible superior 114 y la media carcasa abatible inferior 116 sean paralelas para asegurar que la presión sea impartida al elemento de sellado 118 de manera uniforme. Este paralelismo limita el rango de las opciones de diseño para el VAD 100 y produce como resultado que el VAD 100 sea más grande y voluminoso de lo necesario, lo cual es particularmente inconveniente cuando se pretende implantar el VAD 100 en el paciente. Además, la bolsa de sangre 122, las válvulas 124 y 126 y las cánulas conectadas a las válvulas 124 y 126 a través de los conectores de entubado 130 y 132 están construidas en un material flexible tal como caucho de silicona. Por lo tanto, estos componentes son inestables durante el manejo y manipulación que se requiere para ensamblar los componentes juntos, previo a su encerramiento entre las medias carcasas superior e inferior 114 y 116. Una vez que se llenan con fluido, estos componentes son fáciles de deformar, haciendo que el manejo y manipulación adecuados sean aún más dificiles.
Por lo tanto, existe una necesidad de proporcionar un dispositivo de bombeo de fluido que proporcione un sello estático mejorado. También existe una necesidad de proporcionar un dispositivo de bombeo de fluido que no requiera caras de ensamble paralelas y que sea más fácil de ensamblar y desensamblar. Además, existe una necesidad de mejorar la estabilidad de un dispositivo de bombeo de fluido durante el ensamble y desensamble.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN Para corregir los problemas anteriores, en su totalidad o en parte, y/u otros problemas que pudieron haber sido observados por aquellos expertos en la técnica, la presente descripción proporciona métodos, procesos, sistemas, aparatos, instrumentos y/o dispositivos, tal como se describe a manera de ejemplo en las diversas ejecuciones que se establecen a continuación.
De acuerdo con una ejecución, una estructura de sello estático para un alojamiento de bomba de fluido incluye una estructura de soporte, un primer elemento de sellado, y un segundo elemento de sellado. La estructura de soporte circunscribe una cámara de bomba. La estructura de soporte incluye un primer lado de sellado, un segundo lado de sellado opuesto al primer lado de sellado, una primera abertura ubicada en el primer lado de sellado, una segunda abertura ubicada en el segundo lado de sellado, una primera superficie de sellado que circunscribe la primera abertura, una segunda superficie de sellado que circunscribe la segunda abertura, un extremo de transferencia de fluido interpuesto entre el primer lado de sellado y el segundo lado de sellado, un agujero de entrada de fluido formado a través del extremo de transferencia de fluido, y un agujero de salida de fluido formado a través del extremo de transferencia de fluido. La estructura de soporte proporciona una trayectoria de flujo de fluido que corre a través del extremo de transferencia de fluido y dentro de la cámara de bomba, a través del agujero de entrada de fluido y desde la cámara de bomba de regreso a través del extremo de transferencia de fluido a través del agujero de salida de fluido. El primer elemento de sellado está colocado en la primera superficie de sellado, y el segundo elemento de sellado está colocado en la segunda superficie de sellado. El primer elemento de sellado y el segundo elemento de sellado están configurados para formar interfaces selladas entre la estructura de soporte y el alojamiento de bomba de fluido cuando son ensamblados en el alojamiento de bomba de fluido.
De acuerdo con otra ejecución, un alojamiento de bomba de fluido incluye una estructura de soporte, un primer elemento de sellado, un segundo elemento de sellado, una primera sección de alojamiento y una segunda sección de alojamiento. La estructura de soporte circunscribe una cámara de bomba. La estructura de soporte incluye un primer lado de sellado, un segundo lado de sellado opuesto al primer lado de sellado, una primera abertura ubicada en el primer lado de sellado, una segunda abertura ubicada en el segundo lado de sellado, una primera superficie de sellado que circunscribe la primera abertura, una segunda superficie de sellado que circunscribe la segunda abertura, un extremo de transferencia de fluido interpuesto entre el primer lado de sellado y el segundo lado de sellado, un agujero de entrada de fluido formado a través del extremo de transferencia de fluido, y un agujero de salida de fluido formado a través del extremo de transferencia de fluido. La estructura de soporte proporciona una trayectoria de flujo de fluido que corre a través del extremo de transferencia de fluido y dentro de la cámara de bomba a través del agujero de entrada de fluido, y desde la cámara de bomba de regreso a través del extremo de transferencia de fluido mediante el agujero de salida de fluido. El primer elemento de sellado está colocado en la primera superficie de sellado, y el segundo elemento de sellado está colocado en la segunda superficie de sellado. La primera sección de alojamiento contacta el primer elemento de sellado y cubre la primera abertura, y la segunda sección de alojamiento contacta el segundo elemento de sellado y cubre la segunda abertura. La estructura de soporte, el primer elemento de sellado, el segundo elemento de sellado, la primera sección de alojamiento, y la segunda sección de alojamiento sellan en forma fluida y cooperativa la cámara de bomba contra un ambiente exterior al alojamiento de bomba de fluido, con el primer elemento de sellado formando una interfaz sellada entre la primera sección de alojamiento y la estructura de soporte y el segundo elemento de sellado formando una interfaz sellada entre la segunda sección de alojamiento y la estructura de soporte.
De acuerdo con otra ejecución, una bomba de fluido incluye una estructura de soporte, un primer elemento de sellado, un segundo elemento de sellado, una primera sección de alojamiento, una segunda sección de alojamiento, y una unidad de bomba. La estructura de soporte circunscribe una cámara de bomba. La estructura de soporte incluye un primer lado de sellado, un segundo lado de sellado opuesto al primer lado de sellado, una primera abertura ubicada en el primer lado de sellado, una segunda abertura ubicada en el segundo lado de sellado, una primera superficie de sellado que circunscribe la primera abertura, una segunda superficie de sellado que circunscribe la segunda abertura, un extremo de transferencia de fluido interpuesto entre el primer lado de sellado y el segundo lado de sellado, un agujero de entrada de fluido formado a través del extremo de transferencia de fluido, y un agujero de salida de fluido formado a través del extremo de transferencia de fluido. El primer elemento de sellado está colocado en la primera superficie de sellado, y el segundo elemento de sellado está colocado en la segunda superficie de sellado. La primera sección de alojamiento contacta el primer elemento de sellado y cubre la primera abertura, y la segunda sección de alojamiento contacta el segundo elemento de sellado y cubre la segunda abertura. La unidad de bomba está colocada en la cámara de bomba, e incluye una entrada de bomba que de manera fluida se comunica con el agujero de entrada de fluido y una salida de bomba que de manera fluida se comunica con el agujero de salida de fluido. La estructura de soporte, el primer elemento de sellado, el segundo elemento de sellado, la primera sección de alojamiento, y la segunda sección de alojamiento sellan de manera cooperativa y fluida la cámara de bomba y la unidad de bomba contra un ambiente exterior al alojamiento de bomba de fluido, con el primer elemento de sellado formando una interfaz sellada entre la primera sección de alojamiento y la estructura de soporte y el segundo elemento de sellado formando una interfaz sellada entre la segunda sección de alojamiento y la estructura de soporte .
De acuerdo con otra ejecución, se proporciona un método para formar un sello estático en un alojamiento de bomba de fluido. Una estructura de soporte es asentada en una primera sección de alojamiento de manera que un primer elemento de sellado queda interpuesto entre una primera superficie de sellado de la estructura de soporte y una primera superficie interior de la primera sección de alojamiento. La estructura de soporte circunscribe una cámara de bomba y el primer elemento de sellado circunscribe una primera abertura entre el espacio interior y un primer interior de la primera sección de alojamiento. Una segunda sección de alojamiento es asentada en la estructura de soporte de manera que un segundo elemento de sellado queda interpuesto entre una segunda superficie de sellado de la estructura de soporte y una segunda superficie interior de la segunda sección de alojamiento. La segunda superficie de sellado está ubicada en un lado de la estructura de soporte opuesta a la primera superficie de sellado y circunscribe una segunda abertura entre el espacio interior y un segundo interior de la segunda sección de alojamiento. La estructura de soporte, el primer elemento de sellado, el segundo elemento de sellado, la primera sección de alojamiento, y la segunda sección de alojamiento sellan de manera cooperativa y fluida la cámara de bomba contra un ambiente exterior al alojamiento de bomba de fluido.
Otros dispositivos, aparatos, sistemas, métodos, características y ventajas de la invención serán o se volverán aparentes para un experto en la técnica al momento de examinar las siguientes figuras y descripción detallada. Se pretende que todos esos sistemas, métodos, características y ventajas adicionales se incluyan dentro de esta descripción, estén dentro del alcance de la invención, y queden protegidos por las reivindicaciones anexas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La invención se puede entender mejor por referencia a las siguientes figuras. Los componentes en las figuras no necesariamente están a escala, más bien se pone énfasis en la ilustración de los principios de la invención. En las figuras, números de referencia similares designan partes correspondientes en las diferentes vistas.
La figura 1 es una vista en perspectiva en partes de un Dispositivo de Asistencia Ventricular (VAD) conocido. La figura 2 es una vista en perspectiva en partes de un ejemplo de una bomba de fluido suministrada de acuerdo con la presente invención.
La figura 3 es una vista en perspectiva de un ejemplo de una estructura de sello estático que se puede proporcionar con la bomba de fluido que se ilustra en la figura 2.
La figura 4 es una vista plana de un lado de sellado de la estructura de soporte que se ilustra en la figura 3. La figura 5 es una vista en elevación de un extremo de la estructura de soporte que se ilustra en la figura 3.
La figura 6 es una vista en elevación desde un lado lateral de la estructura de soporte que se ilustra en la figura 3.
La figura 7 es una vista en perspectiva de un ejemplo de una unidad de bomba de la bomba de fluido que se ilustra en la figura 2 instalada con la estructura de soporte que se ilustra en la figura 3.
La figura 8 es una vista plana de un lado de sellado de la unidad de bomba y estructura de soporte que se ilustran en la figura 7. La figura 9 es una vista en elevación de un extremo de transferencia de fluido de la unidad de bomba y estructura de soporte que se ilustran en la figura 7.
La figura 10 es un lado lateral de la unidad de bomba y estructura de soporte que se ilustran en la figura 7.
La figura 11 es una vista plana que ilustra la unidad de bomba y estructura de soporte asentadas en una sección del alojamiento. La figura 12 es una vista plana que ilustra la misma sección de alojamiento que se ilustra en la figura 11 pero con la unidad de bomba y estructura de soporte retiradas.
La figura 13 es una vista en elevación en sección transversal de un ejemplo de una válvula de una via que se puede utilizar en la bomba de fluido que se ilustra en la figura 2.
La figura 14 es una vista en perspectiva en sección transversal de la válvula de una vía que se ilustra en la figura 13.
La figura 15 ilustra un ejemplo del uso de la bomba de fluido como un Dispositivo de Asistencia Ventricular Izquierdo (LVAD) .
La figura 16 ilustra un ejemplo del uso de la bomba de fluido como un Dispositivo de Asistencia Ventricular Derecho (RVAD) .
La figura 17 ilustra un ejemplo del uso de dos bombas de fluido como un Dispositivo de Asistencia Bi-Ventricular (BIVAD) .
DESCRIPCIÓN DETALIADA DE IA INVENCIÓN
La figura 2 es una vista en perspectiva en partes de un ejemplo de una bomba de fluido 200 proporcionada de acuerdo con la presente invención. En el ejemplo ilustrado, la bomba 200 está adaptada para uso como un Dispositivo de Asistencia Ventricular
(VAD) . Sin embargo, tal como resultará evidente a partir de la siguiente descripción, la bomba 200 no queda limitada a uso como un VAD sino que más bien se puede utilizar como otro tipo de bomba implantable o no implantable. Además, la bomba 200 se puede adaptar para uso en propósitos no médicos asi como médicos. La bomba 200 generalmente incluye una unidad de bomba 202 y un alojamiento de bomba 210 que cuando es ensamblado, encierra y sella herméticamente la unidad de bomba 202. La unidad de bomba 202 generalmente puede ser cualquier dispositivo adaptado para admitir un volumen de fluido en su interior a través de una entrada de bomba y descargar el fluido a través de una salida de bomba mediante una acción de bombeo. El fluido puede ser un liquido, gas, suspensión, o similar. En el presente ejemplo de un VAD, la unidad de bomba 202 puede ser una bolsa flexible adaptada para bombear sangre. El alojamiento 210 incluye una estructura de soporte rigida 212 que rodea la unidad de bomba 202, una primera sección de alojamiento 214, y una segunda sección de alojamiento 216. La estructura de soporte 212 y las secciones de alojamiento 214 y 216 se pueden construir en cualquier material rígido conveniente tal como diversos tipos de plásticos, y se pueden fabricar mediante cualquier proceso de maquinado o moldeo conveniente .
Al ensamblar la bomba 200, la unidad de bomba 202 es colocada en la estructura de soporte 212 en comunicación de fluido con un conector de entubado de entrada 222 y un conector de entubado de salida 224. Los conectores de entubado 222 y 224 se pueden construir en cualquier material rígido conveniente tal como diversos tipos de plásticos y metales (por ejemplo, acero inoxidable, titanio, etc.) . La designación de un conector de entubado particular 222 ó 224 como una entrada y el otro conector de entubado 224 ó 222 como una salida es arbitraria y se proporciona simplemente por ejemplo. La estructura de soporte 212 entonces se coloca en contacto de sellado con la primera sección de alojamiento 214 y la segunda sección de alojamiento 216, en una forma que se describe a continuación. La primera sección de alojamiento 214 y la segunda sección de alojamiento 216 entonces se aseguran juntas por medio de sujetadores o cualquier otro medio conveniente, teniendo como resultado una bomba sellada completamente hermética 200. Los conectores de entubado 222 y 224 están asegurados directamente a la estructura de soporte 212 e independientemente de la primera sección de alojamiento 214 y la segunda sección de alojamiento 216. La primera sección de alojamiento 214 y la segunda sección de alojamiento 216 pueden incluir superficies respectivas 226 y 228 que forman aberturas después del ensamble para proporcionar acceso a los conectores de entubado 222 y 224. Ni la unidad de bomba 202 ni los conectores de entubado 222 y 224 necesitan estar sellados a estas aberturas para mantener un sello estático.
Las figuras 3-6 ilustran la estructura de soporte 212 utilizada para formar un sello estático para una bomba, tal como la bomba 200 que se ilustra en la figura 2. Específicamente, la figura 3 es una vista en perspectiva, la figura 4 es una vista plana desde un lado de sellado, la figura 5 es una vista en elevación desde un extremo, y la figura 6 es una vista lateral.
Haciendo referencia a la figura 3, la estructura de soporte generalmente incluye un primer lado de sellado 302, un segundo lado de sellado opuesto 304, y una pared 306 entre el primer lado de sellado 302 y el segundo lado de sellado 304. En el presente contexto, la pared 306 puede incluir una sola pared continua, o más de una pared en donde se unen paredes adyacentes. En cualquier caso, la pared 306 circunscribe un espacio interior 308 dimensionado para recibir la unidad de bomba 202 (figura 2) y en parte define una cámara de sellado de la bomba 200. La estructura de soporte 212 generalmente incluye un extremo de transferencia de fluido 312, un extremo 314 opuesto al extremo de transferencia de fluido 312, y lados laterales opuestos 316 y 318 que se extienden entre el extremo de transferencia de fluido 312 y el extremo opuesto 314. La estructura de soporte 212 también incluye una primera superficie de sellado 322 en el primer lado de sellado 302 y una segunda superficie de sellado opuesta 324 en el segundo lado de sellado 304. La primera superficie de sellado 322 circunscribe una primera abertura 326 y la segunda superficie de sellado 324 circunscribe una segunda abertura 328. Cada superficie de sellado 322 y 324 puede tener un perfil plano o redondeado y puede o no ser proporcionado en la forma de una muesca. De manera más general, la primera superficie de sellado 322 está configurada para recibir un primer elemento de sellado 332 y la segunda superficie de sellado 324 está configurada para recibir un segundo elemento de sellado 334. Los elementos de sellado 332 y 334 se pueden construir en cualquier material elástico o deformable conveniente. Los elementos de sellado 332 y 334 se pueden estructurar como bucles continuos de material. En el presente ejemplo, los elementos de sellado 332 y 334 incluyen secciones curvas en el extremo de transferencia de fluido 312 y el extremo opuesto 314, y las secciones rectas a lo largo de los lados laterales 316 y 318. Los elementos de sellado 332 y 334 junto con la estructura de soporte 212 forman una estructura de sello estático.
En una ejecución, la estructura de soporte 212 y los elementos de sellado 332 y 334 forman una estructura de sello estático de múltiples piezas. En esta ejecución, los elementos de sellado 332 y 334 inicialmente son componentes físicamente separados que primero son colocados en contacto alineado u orientado de forma apropiada ya sea con las superficies de sellado respectivas 322 y 324 o las superficies interiores correspondientes de las secciones de alojamiento 214 y 216, previo al ensamble de la estructura de soporte 212 y las secciones de alojamiento 214 y 216 juntas en forma segura. En otra ejecución, la estructura de soporte 212 y los elementos de sellado 332 y 334 inicialmente se proporcionan como una estructura de sello estático de una pieza, previo al ensamble con las secciones de alojamiento 214 y 216. En esta ejecución, los elementos de sellado 332 y 334 inicialmente se fijan a las superficies de sellado respectivas 322 y 324 a través de cualquier medio conveniente. Como un ejemplo no limitativo, la estructura de soporte 212 y los elementos de sellado 332 y 334 se pueden fabricar juntos en sitio en un doble proceso de manufactura por inyección. Tal como lo podrán apreciar aquellos expertos en la técnica, el doble proceso de manufactura por inyección permite que polímeros desiguales o componentes poliméricos diferentes sean unidos. En otras ejecuciones, los elementos de sellado 332 y 334 se pueden pegar o adherir a las superficies de sellado respectivas 322 y 324 a través de cualquier otro medio conveniente que no atente contra la deformabilidad o elasticidad de los elementos de sellado 332 y 334.
Continuando con la figura 3, un agujero de entrada 342 y un agujero de salida 344 son formados en el extremo de transferencia de fluido 312 de la estructura de soporte 212 en comunicación abierta con el espacio interior 308. La designación de uno de estos agujeros 342 ó 344 como la entrada y el otro agujero 344 ó 342 como la salida es arbitraria y se proporciona simplemente por ejemplo. El agujero de entrada 342 está orientado alrededor de un eje de entrada 346 a lo largo del cual el fluido fluye a través del extremo de transferencia de fluido 312 dentro de la unidad de bomba 202 (figura 2) . El agujero de salida 344 está orientado alrededor de un eje de salida 348 a lo largo del cual el fluido fluye desde la unidad de bomba 202 y de regreso a través del extremo de transferencia de fluido 312. El agujero de entrada 342 y el agujero de salida 344 se puede configurar y colocar de manera que el eje de entrada 346 y el eje de salida 348 sean paralelos entre si y yazcan en el mismo plano, tal como en el ejemplo ilustrado. En otras ejecuciones, el eje de entrada 346 y el eje de salida 348 pueden no estar paralelos. Como también se muestra en la figura 3, el agujero de entrada 342 y el agujero de salida 344 pueden ser dimensionados para recibir conectores de entubado 222 y 224 (figura 2) de un tamaño estándar. La porción de la pared 306 asociada con el extremo de transferencia de fluido 312 es lo suficientemente alta para acomodar el agujero de entrada 342 y el agujero de salida 344. Sin embargo, tal como se muestra en la figura 3 y además en la figura 6, el primer elemento de sellado 332 y el segundo elemento de sellado 334 pueden no ser paralelos de acuerdo con algunas ejecuciones de la presente invención. En este caso, la pared 306 de la estructura de soporte 212, a lo largo de los lados laterales 316 y 318, se puede ahusar desde la altura en el extremo de transferencia de fluido 312 hacia abajo a una altura menor en el extremo opuesto 314.
Las figuras 7-10 ilustran la unidad de bomba 202 instalada con la estructura de soporte 212. Específicamente, la figura 7 es una vista en perspectiva, la figura 8 es una vista plana desde un lado de sellado, la figura 9 es una vista en elevación desde el extremo de transferencia de fluido, y la figura 10 es una vista en elevación desde un lado lateral .
Haciendo referencia a la figura 7, la unidad de bomba 202 generalmente incluye un encerramiento estructural 702 que encierra un interior de bomba en comunicación de fluido con una entrada de bomba y una salida de bomba. La configuración especifica de la unidad de bomba 202 puede depender de la aplicación particular de la bomba 200 y el tipo de fluido que se va a bombear. En el presente ejemplo de un VAD, por lo menos una porción del encerramiento 702 de la unidad de bomba 202 es flexible, de manera que el volumen interno de la unidad de bomba 202 varia entre ciclos de contracción/expansión del encerramiento 702. Por consiguiente, la unidad de bomba 202 se puede configurar de manera similar a la bolsa de sangre flexible que se describió anteriormente en conjunto con la figura 1. Toda o una porción de la unidad de bomba 202 se puede construir en un elastómero ligero tal como silicona, y la unidad de bomba 202 puede tener un perfil generalmente redondeado sin bordes filosos o abruptos. Dicha configuración es conveniente para evitar el daño al tejido sanguíneo durante el bombeo. Una válvula de entrada de una via 712 está conectada a la entrada de la unidad de bomba 202, y una válvula de salida de una via 714 está conectada a la salida de la unidad de bomba 202. La válvula de entrada 712 y la válvula de salida 714 entonces se comunican de manera fluida con el interior de la bomba pero se pueden separar de la entrada de bomba y salida de bomba para reemplazo, limpieza o similar. El espacio interior 308 (figura 3) definido por la estructura de soporte 212 es lo suficientemente grande para acomodar la válvula de entrada 712 y la válvula de salida 714. Los extremos de la válvula de entrada 712 y la válvula de salida 714, opuestos a la unidad de bomba 202, están unidos a los conectores de entubado respectivos 222 y 224. La válvula de entrada 712 y la válvula de salida 714 se pueden acoplar a la unidad de bomba 202 y los conectores de entubado 222 y 224 a través de cualquier medio conveniente tal como, por ejemplo, ajuste por fricción, roscado, accesorio tipo Luer, etc.
Los conectores de entubado 222 y 224 se pueden montar de manera segura al agujero de entrada 342 y el agujero de salida 344 (figura 3) en cualquier forma sellada conveniente que evite la fuga de fluido del espacio interior 308 a través del agujero de entrada 342 y el agujero de salida 344. En un ejemplo, los conectores de entubado 222 y 224 pueden incluir roscas que se acoplen con roscas complementarias formadas en la superficie interior del agujero de entrada 342 y el agujero de salida 344. Debido a que el agujero de entrada 342 y el agujero de salida 344 están formados a través de la estructura de soporte de una pieza 212, en lugar de estar formados por el ensamble de dos secciones de alojamiento juntas, los conectores de entubado 222 y 224 fácilmente son sellados contra el agujero de entrada 342 y el agujero de salida 344 sin riesgo de fuga. Cuando los diversos componentes son ensamblados tal como se ilustra en la figura 7, se establece una trayectoria de flujo de fluido en donde el fluido entra al conector de entubado de entrada 222 conforme a lo indicado por una flecha, pasa a través del extremo de transferencia de fluido 312 de la estructura de soporte 212, fluye a través de la válvula de entrada 712 y al interior de la unidad de bomba 202, fluye fuera del interior de la bomba y a través de la válvula de salida 714, pasa de regreso a través del extremo de transferencia de fluido 312, y sale del conector de entubado de salida 224 conforme a lo indicado por una flecha. En la práctica, un conducto de entrada (que no se muestra) se puede conectar entre el conector de entubado de entrada 222 y una fuente de fluido conveniente, y un conducto de salida (que no se muestra) se puede conectar entre el conector de entubado de salida 224 y un destino de fluido conveniente. En el caso de un VAD, los conductos de entrada y salida pueden ser cánulas grado médico unidas al corazón de un paciente de acuerdo con procedimientos quirúrgicos conocidos.
Diversos componentes de la bomba 200, tal como por ejemplo, la unidad de bomba 202, las válvulas 712 y 714, cánulas, etc. se pueden fabricar o tratar para propósitos específicos tal como para mejorar la compatibilidad sanguínea y la no trombogenicidad. Como ejemplos, dichos componentes pueden ser recubiertos con lubricante, recubrimientos hidrofóbicos, antibacteriales y/o antitrombóticos, incluyendo pero no limitado a recubrimientos PTFE, recubrimientos unidos con heparina, recubrimientos fluorinados, recubrimientos compuestos de treclosán y plata, recubrimientos de liberación de agente anticalcificación, etc.
Haciendo referencia a las figuras 2, 7 y 8, se puede observar que la cámara interior de la bomba 200, la cual incluye el espacio interior 308 (figura 3) circunscrito por la estructura de soporte 212, es completada al momento del ensamble de la primera sección de alojamiento 214 a la segunda sección de alojamiento 216 con la estructura de soporte 212 interpuesta entre estas dos secciones de alojamiento 214 y 216. Durante el ensamble, el primer elemento de sellado 332 es asentado de manera apropiada contra una superficie interior complementaria de la primera sección de alojamiento 214, y el segundo elemento de sellado 334 es asentado de manera apropiada contra una superficie interior complementaria de la segunda sección de alojamiento 216. La compresión y deformación consecuente del primer y segundo elementos de sellado 332 y 334 entre la estructura de soporte 212 y la primera y segunda secciones de alojamiento respectivas 214 y 216 produce como resultado que la cámara interior de la bomba 200 sea herméticamente sellada. Los componentes asociados con las lineas fluidicas de entrada y salida (por ejemplo, la entrada y salida de la unidad de bombeo 202, las válvulas de entrada y salida 712 y 714, los agujeros de entrada y salida 342 y 344 de la estructura de soporte, y los conectores de entubado 222 y 224) siguen estando ubicados en una posición considerada conveniente en muchas ejecuciones, incluyendo aplicaciones que involucran la asistencia ventricular, es decir, en medio de dos secciones de alojamiento 214 y 216 que son ensambladas juntas para encerrar una unidad de bomba 202. Sin embargo, debido a la configuración ilustrada, estos componentes no se rompen o interfieren con los planos del ensamble asociados con las secciones de alojamiento 214 y 216. En particular, los conectores de entubado 222 y 224 están alejados y completamente independientes del primer y segundo elementos de sellado 332 y 334 que sirven como las interfaces de ensamble de los componentes estructurales del alojamiento de bomba 210. Además, como se muestra de forma adicional en la figura 10, el sello estático establecido de acuerdo con la presente invención, no requiere que las interfaces de sellado sean paralelas.
La figura 9 ilustra que la válvula de entrada 712 y la válvula de salida 714 se pueden configurar como válvulas de una via, tal como mediante el uso de dos o más solapas o laminillas 902 en cada válvula 712 y 714 configuras para permitir que el fluido fluya en una sola dirección. Un ejemplo adicional de válvulas de una via se describe a continuación en conjunto con las figuras 13 y 14.
La figura 10 ilustra una ejecución en donde la estructura de soporte 212 está ahusada de manera que el primer elemento de sellado 332 y el segundo elemento de sellado 334 están colocados en una relación no paralela. En este caso, la unidad de bomba 202 puede sobresalir fuera del primer lado de sellado 302 y el segundo lado de sellado 304 de la estructura de soporte 212. Los perfiles interiores de la primera y segunda secciones de alojamiento 214 y 216 (figura 2) se pueden configurar para que sean lo suficientemente grandes para encerrar la unidad de bomba 202 y proporcionar cierto espacio para que un gas (por ejemplo, aire) sea admitido en la cámara interior de la bomba 200 para activar la acción de bombeo de la unidad de bomba 202. Debido a que no se requiere que el primer elemento de sellado 332 y el segundo elemento de sellado 334 estén paralelos, el alojamiento de bomba 210 no necesita asumir una forma tipo caja o cilindrica más tradicional. Por el contrario, el alojamiento de bomba 210 puede ser más pequeño y ocupar menos volumen, lo cual es particularmente útil en aplicaciones implantables .
La figura 11 es una vista plana que ilustra la unidad de bomba 202 y la estructura de soporte 212 asentadas en una sección de alojamiento 214 (ó 216) . Las secciones de alojamiento 214 y 216 pueden proporcionar aberturas 1102 y 1104 para tener acceso a los conectores de entubado 222 y 224, asi como características tales como soportes anulares 1106 y 1108 para facilitar la conexión de cánulas "u otros tipos de conductos a los conectores de entubado 222 y 224. Sin embargo, no se requiere que los conectores de entubado 222 y 224 estén acoplados de manera sellada a estas aberturas 1102 y 1104 para formar un sello estático. Por el contrario, los conectores de entubado 222 y 224 pueden estar acoplados de manera segura al agujero de entrada 342 y al agujero de salida 344 de la estructura de soporte 212, con el sello estático establecido por los elementos de sellado 332 y 334. La figura 12 es una vista plana que ilustra la misma sección de alojamiento 214 (ó 216) que se ilustra en la figura 11 pero con la unidad de bomba 202 y la estructura de soporte 212 retiradas. Cada sección de alojamiento 214 y 216 puede incluir una superficie de sellado interior 1202 configurada para el completo contacto uniforme con el elemento de sellado 332 ó 334 correspondiente. La superficie de sellado interior 1202 puede tener un perfil plano o redondeado y puede o no ser proporcionada en la forma de una muesca. La superficie de sellado interior 1202 puede ser una superficie continua para asegurar el contacto uniforme con elemento de sellado 332 ó 334 y la presión impartida al mismo. Como también se ilustra en la figura 12, las secciones de alojamiento 214 y 216 pueden incluir soportes o aristas 1204 y 1206 cerca de sus superficies de sellado interiores correspondientes 1202 para facilitar el asentamiento de la estructura de soporte rígida 212 (figura 11) en una manera alineada que asegure el establecimiento de una interfaz de sellado apropiada. Como también se muestra en la figura 12, por lo menos una de las secciones de alojamiento puede incluir un puerto de gas 1212 (por ejemplo, aire) y un accesorio asociado 1214 para conexión a una unidad de accionamiento neumático (que no se muestra) . Como se describió anteriormente, la unidad de accionamiento neumático o dispositivo equivalente se puede operar para inyectar un gas en la cámara de la bomba 200 en una forma impulsada para activar la acción de bombeo de la unidad de bomba 202 (figura 11) .
La bomba 200 fácilmente se puede ensamblar y desensamblar. Como un ejemplo del ensamble de la bomba 200, los conectores de entubado 222 y 224 son asegurados al respectivo agujero de entrada 342 y agujero de salida 344 de la estructura de soporte 212. La válvula de entrada 712 y la válvula de salida 714 entonces se pueden conectar a la respectiva entrada y salida de la unidad de bomba 202 y a los conectores de entubado 222 y 224 correspondientes. La estructura de soporte 212 (con los componentes asociados montados a la misma) entonces se puede colocar en contacto con la superficie interior 1202 apropiada de una de las secciones de alojamiento 214 y 216, con uno de los elementos de sellado 332 y 334 interpuesto entre la estructura de soporte 212 y la sección de alojamiento 214 ó 216. La otra sección de alojamiento 216 ó 214 puede ser puesta en contacto con el lado de sellado opuesto de la estructura de soporte 212, con el otro elemento de sellado 334 ó 332 interpuesto entre la estructura de soporte 212 y la sección de alojamiento 216 ó 214. Las secciones de alojamiento 214 y 216 entonces son aseguradas o sujetadas entre si a través de cualquier medio conveniente, comprimiendo asi los elementos de sellado 332 y 334 y estableciendo el sello estático activo, hermético al fluido de la bomba 200. Las cánulas de entrada y salida (a otro tipo de conductos) se pueden conectar a los conectores de entubado correspondientes 222 y 224 antes o después que las secciones de alojamiento 214 y 216 sean aseguradas a la estructura de soporte 212. En una ejecución donde una o ambas secciones de alojamiento 214 y 216 incluyen características adaptadas para mejorar el aseguramiento de las cánulas a los conectores de entubado (por ejemplo, soportes, bordes o similares para efectuar una acción de engarce, sujeción o bloqueo), las cánulas se pueden conectar a los conectores de entubado 222 y 224 previo al aseguramiento de las secciones de alojamiento 214 y 216 a la estructura de soporte 212. También se puede observar que la estructura de soporte 212 proporciona un componente rígido que facilita el manejo y manipulación de los diversos componentes durante el ensamble y desensamble. La estructura de soporte 212 puede ser manejada directamente por el usuario cuando se une/separa la válvula de entrada 712 y la válvula de salida 714 a/de la unidad de bomba 202 y conectores de entubado 222 y 224, y se unen/separan los conectores de entubado 222 y 224 a/de las cánulas. La figura 13 es una vista en elevación en sección transversal y la figura 14 es una vista en perspectiva en sección transversal de un ejemplo de una válvula de una via 1300 que se puede utilizar como las válvulas de entrada y salida que se describieron anteriormente. Sin embargo, se entenderá que se pueden proporcionar otras configuraciones diversas para las válvulas de una via utilizadas en las ejecuciones aqui descritas. En el presente ejemplo, la válvula de una via 1300 puede tener un diseño sin bisagra en donde dos o más solapas elásticas o laminillas flexibles 1302 y 1304 se extienden generalmente entre si desde una superficie interior de un cuerpo de válvula principal 1306. Las solapas 1302 y 1304 están colocadas entre un extremo de entrada 1312 y un extremo de salida 1314 de la válvula de una via 1300. Las solapas 1302 y 1304 están dimensionadas de manera que la presión del fluido en el extremo de entrada 1312 es mayor que la presión del fluido en el extremo de salida 1314, las solapas 1302 y 1304 se flexionan en dirección opuesta con lo cual fluye el fluido desde el extremo de entrada 1312 al extremo de salida 1314. Cuando la presión del fluido en el extremo de entrada 1312 es menor que la presión del fluido en el extremo» de salida 1314, las solapas 1302 y 1304 son comprimidas entre si de manera que se evita que el fluido fluya desde el extremo de salida 1314 de regreso al extremo de entrada 1312. La válvula de una via 1300 está configurada de manera que la abertura y cierre de las solapas 1302 y 1304 es moderado y permite un flujo suave y continuo de fluido en la dirección pretendida y en una manera similar a la acción de una válvula natural del corazón. La válvula de una via 1300 se puede configurar sin bordes afilados y el material puede ser un elastómero flexible tal como, por ejemplo, silicona. La válvula de una via 1300 se puede formar mediante moldeo por inyección o cualquier otro método de fabricación conveniente. Una válvula de una via, tal como se ilustra en las figuras 13 y 14, reduce al minimo o elimina el riesgo de daño a las células sanguineas y, por lo tanto, es conveniente para el flujo de sangre.
Como se ilustra de manera adicional por ejemplo en la figura 13, la válvula de una via 1300 puede incluir superficies o soportes anulares interiores 1322 y 1324 dimensionados para topar con los extremos respectivos de un conducto de entrada 1326 y un conducto de salida 1328. Sin embargo, se podrá apreciar que se pueden ejecutar configuraciones de acoplamiento alternas. En un caso donde la válvula de una via 1300 se utiliza como una válvula de entrada, el conducto de entrada 1326 puede representar un conector de entubado de entrada y el conducto de salida 1328 puede representar la entrada de una unidad de bomba. En un caso donde la válvula de una via 1300 se utiliza como una válvula de salida, el conducto de entrada 1326 puede representar la salida de una unidad de bomba y el conducto de salida 1328 puede representar un conector de entubado de salida.
Las figuras 15-17 ilustran ejemplos de aplicaciones de la bomba 200 que se describió anteriormente. La figura 15 ilustra el uso de la bomba 200 como un Dispositivo de Asistencia Ventricular Izquierdo (LVAD) . Una cánula ventricular (o atrial) 1502 está unida al conector de entubado de entrada de la bomba 200 y es quirúrgicamente unida a un sitio apropiado del corazón de un 1504, proporcionando asi una trayectoria de flujo para la sangre desde el corazón 1504 hacia la bomba 200. Una cánula arterial 1506 es unida al conector de entubado de salida de la bomba 200 y quirúrgicamente unida a un sitio apropiado del corazón 1504, proporcionando asi una trayectoria de flujo para la sangre desde la bomba 200 hacia el corazón 1504. Una linea neumática 1508 está interconectada entre la bomba 200 y un dispositivo de accionamiento neumático o fuente de gas equivalente (por ejemplo, aire) 1702 (figura 17) a fin de proveer un flujo impulsado de gas para accionar la bomba 200 como se describió anteriormente. La figura 16 ilustra el uso de la bomba 200 como un Dispositivo de Asistencia Ventricular Derecho (RVAD) . La figura 17 ilustra el uso de dos bombas 200 como un Bi-Dispositivo de Asistencia Ventricular (BIVAD) . Las dos bombas 200 son impulsadas por el dispositivo de accionamiento neumático 1702 a través de las lineas neumáticas respectivas 1708 y 1718.
Las figuras 15-17 ilustran ejemplos de aplicaciones extracorporales de la bomba 200. Sin embargo, se podrá apreciar que la bomba 200 se puede utilizar en ejecuciones paracorpóreas y como un implante anclado. Como se observó anteriormente, la bomba 200 está configurada de acuerdo con la presente invención, de manera que su tamaño se puede reducir con relación a las bombas de diseño convencional, facilitando asi grandemente las ejecuciones implantables. La bomba 200 se puede utilizar en una amplia variedad de aplicaciones de soporte circulatorio, incluyendo soporte trans-operativo a corto plazo (por ejemplo, unas pocas horas), soporte post-cardiotomia y agudo (por ejemplo, hasta unas pocas semanas), puente para transplante (por ejemplo, tres a seis meses) , puente para recuperación (por ejemplo, varios años) , y terapia de destino (es decir, de por vida) . De forma más general, la bomba 200 se puede utilizar en varias aplicaciones no médicas asi como médicas para bombear varios tipos de fluidos. Además de la configuración de bolsa flexible descrita anteriormente por ejemplo, otros tipos de unidades de bomba se pueden beneficiar a través del uso del sello estático proporcionado por la presente invención.
En general, términos tales como "comunicar" y "en... comunicación con" (por ejemplo, un primer componente "se comunica con" o "está en comunicación con" un segundo componente) se utilizan aqui para indicar una relación estructural, funcional, mecánica, eléctrica, de señal, óptica, magnética, electromagnética, iónica o fluidica entre dos o más componentes o elementos. Debido a esto, el hecho de mencionar que un componente está en comunicación con un segundo componente, no pretende excluir la posibilidad de que componentes adicionales puedan estar presentes entre, y/o asociados operativamente o acoplados con, el primer y segundo componentes.
Se entenderá que los diversos aspectos o detalles de la invención se pueden modificar sin apartarse del alcance de la invención. Además, la descripción anterior es para propósito de ilustración únicamente, y no para propósito de limitación, la invención queda definida por las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Una estructura de sello estático para un alojamiento de bomba de fluido, que comprende: una estructura de soporte que circunscribe una cámara de bomba, la estructura de soporte incluye un primer lado de sellado, un segundo lado de sellado opuesto al primer lado de sellado, una primera abertura ubicada en el primer lado de sellado, una segunda abertura ubicada en el segundo lado de sellado, una primera superficie de sellado que circunscribe la primera abertura, una segunda superficie de sellado que circunscribe la segunda abertura, un extremo de transferencia de fluido interpuesto entre el primer lado de sellado y el segundo lado de sellado, un agujero de entrada de fluido formado a través del extremo de transferencia de fluido, y un agujero de salida de fluido formado a través del extremo de transferencia de fluido, en donde la estructura de soporte proporciona una trayectoria de flujo de fluido que corre a través del extremo de transferencia de fluido y al interior de la cámara de bomba a través del agujero de entrada de fluido y desde la cámara de bomba de regreso a través del extremo de transferencia de fluido por medio del agujero de salida de fluido; un primer elemento de sellado colocado en la primera superficie de sellado; y un segundo elemento de sellado colocado en la segunda superficie de sellado, en donde el primer elemento de sellado y el segundo elemento de sellado están configurados para formar interfaces selladas entre la estructura de soporte y el alojamiento de bomba de fluido cuando son ensamblados en el alojamiento de bomba de fluido.
2.- La estructura de sello estático de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el primer elemento de sellado es paralelo al segundo elemento de sellado.
3.- La estructura de sello estático de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el primer elemento de sellado no es paralelo al segundo elemento de sellado.
4.- La estructura de sello estático de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el agujero de entrada de fluido está colocado alrededor de un eje de entrada, y el agujero de salida de fluido está colocado alrededor de un eje de salida paralelo al eje de entrada.
5.- La estructura de sello estático de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el agujero de entrada de fluido está colocado alrededor de un eje de entrada, y el agujero de salida de fluido está colocado alrededor de un eje de salida no paralelo al eje de entrada.
6.- La estructura de sello estático de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende un conector de entubado de entrada unido al agujero de entrada de fluido, y un conector de entubado de salida unido al agujero de salida de fluido.
7.- La estructura de sello estático de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el primer elemento de sellado y el segundo elemento de sellado están configurados, cada uno, como un bucle continuo de material.
8.- La estructura de sello estático de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la primera superficie de sellado y la segunda superficie de sellado son superficies contiguas.
9.- Un alojamiento de bomba de fluido, que comprende : una estructura de soporte que circunscribe una cámara de bomba, la estructura de soporte incluye un primer lado de sellado, un segundo lado de sellado opuesto al primer lado de sellado, una primera abertura ubicada en el primer lado de sellado, una segunda abertura ubicada en el segundo lado de sellado, una primera superficie de sellado que circunscribe la primera abertura, una segunda superficie de sellado que circunscribe la segunda abertura, un extremo de transferencia de fluido interpuesto entre el primer lado de sellado y el segundo lado de sellado, un agujero de entrada de fluido formado a través del extremo de transferencia de fluido, y un agujero de salida de fluido formado a través del extremo de transferencia de fluido, en donde la estructura de soporte proporciona una trayectoria de flujo de fluido que corre a través del extremo de transferencia de fluido y dentro de la cámara de bomba a través del agujero de entrada de fluido y desde la cámara de bomba de regreso a través del extremo de transferencia de fluido mediante el agujero de salida de fluido; un primer elemento de sellado colocado en la primera superficie de sellado; un segundo elemento de sellado colocado en la segunda superficie de sellado; una primera sección de alojamiento que contacta el primer elemento de sellado y que cubre la primera abertura; y una segunda sección de alojamiento que contacta el segundo elemento de sellado y que cubre la segunda abertura, en donde la estructura de soporte, el primer elemento de sellado, el segundo elemento de sellado, la primera sección de alojamiento, y la segunda sección de alojamiento sellan de manera cooperativa y fluida la cámara de bomba contra un ambiente externo al alojamiento de bomba de fluido, con el primer elemento de sellado formando una interfaz sellada entre la primera sección de alojamiento y la estructura de soporte, y el segundo elemento de sellado formando una interfaz sellada entre la segunda sección de alojamiento y la estructura de soporte.
10.- El alojamiento de bomba de fluido de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el primer elemento de sellado es paralelo al segundo elemento de sellado.
11.- El alojamiento de bomba de fluido de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el primer elemento de sellado no es paralelo al segundo elemento de sellado.
12.- El alojamiento de bomba de fluido de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el agujero de entrada de fluido está colocado alrededor de un eje de entrada, y el agujero de salida de fluido está colocado alrededor de un eje de salida paralelo al eje de entrada.
13.- El alojamiento de bomba de fluido de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el agujero de entrada de fluido está colocado alrededor de un eje de entrada, y el agujero de salida de fluido está colocado alrededor de un eje de salida no paralelo al eje de entrada.
14.- El alojamiento de bomba de fluido de conformidad con la reivindicación 9, que además comprende un conector de entubado de entrada unido al agujero de entrada de fluido, y un conector de entubado de salida unido al agujero de salida de fluido.
15.- El alojamiento de bomba de fluido de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el primer elemento de sellado y el segundo elemento de sellado están configurados, cada uno, como un bucle continuo de material.
16.- El alojamiento de bomba de fluido de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la primera superficie de sellado y la segunda superficie de sellado son superficies continuas.
17.- El alojamiento de bomba de fluido de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque una entrada de gas se forma por lo menos en una de la primera sección de alojamiento y la segunda sección de alojamiento, la entrada de gas en comunicación fluida con la cámara de bomba y configurada para conexión a un conducto de gas.
18.- Una bomba de fluido, que comprende: una estructura de soporte que circunscribe una cámara de bomba, la estructura de soporte incluye un primer lado de sellado, un segundo lado de sellado opuesto al primer lado de sellado, una primera abertura ubicada en el primer lado de sellado, una segunda abertura ubicada en el segundo lado de sellado, una primera superficie de sellado que circunscribe la primera abertura, una segunda superficie de sellado que circunscribe la segunda abertura, un extremo de transferencia de fluido interpuesto entre el primer lado de sellado y el segundo lado de sellado, un agujero de entrada de fluido formada a través del extremo de transferencia de fluido, y un agujero de salida de fluido formado a través del extremo de transferencia de fluido; un primer elemento de sellado colocado en la primera superficie de sellado; un segundo elemento de sellado colocado en la segunda superficie de sellado; una primera sección de alojamiento que contacta el primer elemento de sellado y que cubre la primera abertura; una segunda sección de alojamiento que contacta el segundo elemento de sellado y que cubre la segunda abertura; y una unidad de bomba colocada en la cámara de bomba, la unidad de bomba incluye una entrada de bomba que de manera fluida se comunica con el agujero de entrada de fluido y una salida de bomba que de manera fluida se comunica con el agujero de salida de fluido, en donde la estructura de soporte, el primer elemento de sellado, el segundo elemento de sellado, la primera sección de alojamiento, y la segunda sección de alojamiento sellan de manera cooperativa y fluida la cámara de bomba y la unidad de bomba contra un ambiente externo al alojamiento de bomba de fluido, con el primer elemento de sellado formando una interfaz sellada entre la primera sección de alojamiento y la estructura de soporte, y el segundo elemento de sellado formando una interfaz sellada entre la segunda sección de alojamiento y la estructura de soporte.
19.- La bomba de fluido de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque el primer elemento de sellado es paralelo al segundo elemento de sellado.
20.- La bomba de fluido de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque el primer elemento de sellado no es paralelo al segundo elemento de sellado.
21.- La bomba de fluido de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque el agujero de entrada de fluido está colocado alrededor de un eje de entrada, y el agujero de salida de fluido está colocado alrededor de un eje de salida paralelo al eje de entrada.
22.- La bomba de fluido de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque el agujero de entrada de fluido está colocado alrededor de un eje de entrada, y el agujero de salida de fluido está colocado alrededor de un eje de salida no paralelo al eje de entrada.
23.- La bomba de fluido de conformidad con la reivindicación 18, que además comprende un conector de entubado de entrada unido al agujero de entrada de fluido, y un conector de entubado de salida unido al agujero de salida de fluido.
24.- La bomba de fluido de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque el primer elemento de sellado y el segundo elemento de sellado están configurados, cada uno, como un bucle continuo de material .
25.- La bomba de fluido de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque la primera superficie de sellado y la segunda superficie de sellado son superficies continuas.
26.- La bomba de fluido de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque una entrada de gas se forma por lo menos en una de la primera sección de alojamiento y la segunda sección de alojamiento, la entrada de gas en comunicación fluida con la cámara de bomba y configurada para conexión a un conducto de gas.
27.- La bomba de fluido de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque por lo menos una porción de la unidad de bomba se puede deformar para establecer un flujo impulsado de fluido desde la entrada de bomba a la salida de bomba.
28.- La bomba de fluido de conformidad con la reivindicación 18, que además comprende una válvula de entrada de una via conectada a la entrada de bomba y una válvula de salida de una via conectada a la salida de bomba .
29.- La bomba de fluido de conformidad con la reivindicación 28, caracterizada porque la válvula de entrada de una via y la válvula de salida de una via están configuradas, cada una, como una válvula sin bisagra que incluye una pluralidad de porciones flexibles móviles entre una posición abierta y una posición cerrada.
30.- La bomba de fluido de conformidad con la reivindicación 28, que además comprende un conector de entubado de entrada que interconecta el agujero de entrada de fluido y la válvula de entrada de una via, y un conector de entubado de salida que interconecta el agujero de salida de fluido y la válvula de salida de una via.
31.- Un método para formar un sello estático en un alojamiento de bomba de fluido, el método comprende: asentar una estructura de soporte en una primera sección de alojamiento de manera que un primer elemento de sellado queda interpuesto entre una primera superficie de sellado de la estructura de soporte y una primera superficie interior de la primera sección de alojamiento, la estructura de soporte circunscribe una cámara de bomba y el primer elemento de sellado circunscribe una primera abertura entre el espacio interior y un primer interior de la primera sección de alojamiento; y asentar una segunda sección de alojamiento en la estructura de soporte de manera que un segundo elemento de sellado queda interpuesto entre una segunda superficie de sellado de la estructura de soporte y una segunda superficie interior de la segunda sección de alojamiento, la segunda superficie de sellado ubicada en un lado de la estructura de soporte opuesta a la primera superficie de sellado y que circunscribe una segunda abertura entre el espacio interior y un segundo interior de la segunda sección de alojamiento, en donde la estructura de soporte, el primer elemento de sellado, el segundo elemento de sellado, la primera sección de alojamiento, y la segunda sección de alojamiento sellan de manera cooperativa y fluida la cámara de bomba contra un ambiente externo al alojamiento de bomba de fluido.
32.- El método de conformidad con la reivindicación 31, que además comprende asegurar un conector de entubado de entrada a un agujero de entrada formado a través de la estructura de soporte, y asegurar un conector de entubado de salida a un agujero de salida formado a través de la estructura de soporte, el agujero de entrada y el agujero de salida están ubicados entre la primera abertura y la segunda abertura de la estructura de soporte.
33.- El método de conformidad con la reivindicación 31, que además comprende colocar una unidad de bomba en la cámara de bomba de manera que una entrada de bomba de la unidad de bomba está en comunicación de fluido con un agujero de entrada formado a través de la estructura de soporte y una salida de bomba de la unidad de bomba está en comunicación de fluido con un agujero de salida formado a través de la estructura de soporte, el agujero de entrada y el agujero de salida están ubicados entre la primera abertura y la segunda abertura de la estructura de soporte.
34.- El método de conformidad con la reivindicación 33, que además comprende colocar una válvula de entrada en comunicación de fluido con la entrada de bomba y una válvula de salida en comunicación de fluido con la salida de bomba, en donde la válvula de entrada queda interpuesta entre la entrada de bomba y el agujero de entrada y la válvula de salida queda interpuesta entre la salida de bomba y el agujero de salida, y la válvula de entrada y la válvula de salida están ubicadas entre la primera abertura y la segunda abertura de la estructura de soporte .
35.- El método de conformidad con la reivindicación 34, que además comprende asegurar un conector de entubado de entrada al agujero de entrada y asegurar un conector de entubado de salida al agujero de salida, en donde el conector de entubado de entrada se comunica de manera fluida con la entrada de bomba a través de la válvula de entrada y el conector de entubado de salida se comunica de manera fluida con la salida de bomba a través de la válvula de salida.
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