ES2932463T3

ES2932463T3 - Bomba de sangre

Info

Publication number: ES2932463T3
Application number: ES20711586T
Authority: ES
Inventors: Marius Grauwinkel; Wolfgang Kerkhoffs
Original assignee: Abiomed Europe GmbH
Current assignee: Abiomed Europe GmbH
Priority date: 2019-03-19
Filing date: 2020-03-16
Publication date: 2023-01-19
Anticipated expiration: 2040-03-16
Also published as: DK3914310T3; CA3129188A1; WO2020187860A1; CN113613707A; EP3914310B1; US20220161020A1; EP3711784A1; JP2022525531A; EP3914310A1; KR20210142688A; IL285549A; AU2020244142A1; SG11202109013SA; EP4134123A1

Abstract

Esta invención se refiere a una bomba de sangre intravascular (1) para la inserción percutánea en el vaso sanguíneo de un paciente. La bomba de sangre (1) comprende una carcasa de bomba (2) que tiene una entrada de flujo de sangre (21) y una salida de flujo de sangre (22), un impulsor (3) dispuesto en dicha carcasa de bomba (2) para poder girar alrededor de un eje de giro (10). El impulsor (3) tiene palas (31) de tamaño y forma para transportar sangre desde la entrada de flujo de sangre (21) hasta la salida de flujo de sangre (22). La bomba de sangre (1) comprende una unidad de accionamiento (4) para girar el impulsor (3), la unidad de accionamiento (4) comprende un núcleo magnético (400) que incluye una pluralidad de postes (40) dispuestos alrededor del eje de rotación (10) y una placa trasera (50) que conecta los postes (40) y se extiende entre los postes (40) en una zona intermedia (59). Un devanado de bobina (44) está dispuesto alrededor de cada uno de los postes (40). Los devanados de la bobina (44) son controlables para crear un campo magnético giratorio, en el que el impulsor (3) comprende una estructura magnética (32) dispuesta para interactuar con el campo magnético giratorio para provocar la rotación del impulsor (3). Un material de al menos una porción de al menos uno de los postes (40) es integral con un material del área intermedia (59) de la placa trasera (50). Además, la invención se refiere a un método de fabricación de un núcleo magnético (400) ya un método de fabricación de una bomba de sangre intravascular (1). Un material de al menos una porción de al menos uno de los postes (40) es integral con un material del área intermedia (59) de la placa trasera (50). Además, la invención se refiere a un método de fabricación de un núcleo magnético (400) ya un método de fabricación de una bomba de sangre intravascular (1). Un material de al menos una porción de al menos uno de los postes (40) es integral con un material del área intermedia (59) de la placa trasera (50). Además, la invención se refiere a un método de fabricación de un núcleo magnético (400) ya un método de fabricación de una bomba de sangre intravascular (1). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Bomba de sangre

Esta invención es como está definida como en las reivindicaciones adjuntas y se refiere a una bomba de sangre, en concreto, a una bomba de sangre intravascular para su introducción percutánea en el vaso sanguíneo de un paciente, para soportar un flujo sanguíneo en un vaso sanguíneo de un paciente. La bomba de sangre tiene una unidad de accionamiento mejorada.

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR

Se conocen bombas de sangre de diferentes tipos, tales como bombas de sangre axiales, bombas de sangre centrífugas (es decir, radiales) o bombas de sangre de tipo mixto, en las que el flujo sanguíneo es producido por fuerzas tanto axiales como radiales. Las bombas de sangre intravasculares son introducidas en un vaso sanguíneo del paciente, tal como la aorta, por medio de un catéter. Una bomba de sangre comprende, habitualmente, una envoltura de la bomba que tiene una entrada de flujo sanguíneo y una salida de flujo sanguíneo, conectadas mediante un conducto. Con el fin de crear un flujo sanguíneo a lo largo del conducto desde la entrada del flujo sanguíneo a la salida del flujo sanguíneo, un impulsor o rotor está soportado de manera giratoria en el interior de la envoltura de la bomba, estando el impulsor dotado de palas para transportar la sangre.

Las bombas de sangre son accionadas, habitualmente, mediante una unidad de accionamiento, que puede ser un motor eléctrico. Por ejemplo, la Patente US 2011/0238172 A1 da a conocer bombas de sangre extracorpóreas que tienen un impulsor que puede ser acoplado magnéticamente a un motor eléctrico. El impulsor comprende imanes que están dispuestos adyacentes a imanes en el motor eléctrico. Debido a las fuerzas de atracción entre los imanes en el impulsor y en el motor, la rotación del motor es transmitida al impulsor. Con el fin de reducir el número de piezas giratorias, también es conocida, a partir de la Patente US 2011/0238172 A1, la utilización de un campo magnético giratorio, teniendo la unidad de accionamiento una pluralidad de bornes estáticos, dispuestos alrededor del eje de rotación, y cada borne un devanado de bobina de alambre que actúa como un núcleo magnético. Una unidad de control suministra secuencialmente una tensión a los devanados de la bobina para crear el campo magnético giratorio. Con el fin de proporcionar un acoplamiento magnético suficientemente fuerte, las fuerzas magnéticas deben ser bastante elevadas, lo que se puede conseguir mediante una corriente suficientemente alta suministrada a la unidad de accionamiento, o disponiendo imanes grandes, lo que, no obstante, conduce a un gran diámetro del conjunto de la bomba de sangre.

La Patente EP 3222301 B1 da a conocer una bomba de sangre, en concreto, una bomba de sangre intravascular, que tiene un acoplamiento magnético entre la unidad de accionamiento y el impulsor, en la que la bomba de sangre tiene un diseño compacto y, en concreto, una alta relación entre la potencia de bombeo y el tamaño de la bomba, de lo que resulta unas dimensiones exteriores suficientemente pequeñas para permitir la introducción de la bomba de sangre por vías transvascular, transvenosa, transarterial o transvalvular, o incluso más pequeñas, por razones de manejo y comodidad.

Más específicamente, la bomba de sangre de la Patente EP3222301 B1 comprende una envoltura de la bomba con una entrada de flujo sanguíneo y una salida de flujo sanguíneo, un impulsor y una unidad de accionamiento para hacer girar el impulsor. Mediante la rotación del impulsor alrededor de un eje de rotación y en el interior de la envoltura de la bomba, la sangre puede ser transportada desde la entrada del flujo sanguíneo hasta la salida del flujo sanguíneo mediante las palas del impulsor. La unidad de accionamiento comprende un núcleo magnético que comprende preferentemente una pluralidad de seis bornes y una placa posterior que conecta los extremos posteriores de los bornes para actuar como un yugo. Los bornes están dispuestos en círculo alrededor del eje de rotación, visto en un plano perpendicular al eje de rotación, en el que cada uno de los bornes tiene un eje longitudinal, que es preferentemente paralelo a dicho eje de rotación. La placa posterior tiene aberturas pasantes en cada una de las cuales se aloja un extremo posterior del borne de modo que se ajuste a la forma de tal manera que la superficie extrema del extremo trasero de cada borne quede al ras con la superficie trasera de la placa posterior. De esta manera, se genera una conexión magnética entre los bornes y la placa posterior entre un círculo de bornes y el contorno interior de las aberturas de la placa posterior. Cada uno de los bornes tiene un devanado en bobina, dispuesto alrededor del borne. Con el fin de generar un campo magnético giratorio para accionar el impulsor, los devanados en bobina pueden ser controlados de manera coherente. El impulsor comprende una estructura magnética en forma de imán que está dispuesto para interactuar con el campo magnético giratorio de tal manera que el impulsor sigue su rotación.

Un objetivo de la invención es mejorar el flujo magnético en el núcleo magnético.

CARACTERÍSTICAS DE LA INVENCIÓN

La bomba de sangre de la presente invención corresponde a la bomba de sangre mencionada anteriormente. En consecuencia, puede ser una bomba de sangre axial o una bomba de sangre diagonal, que bombea en parte axialmente y en parte radialmente (el diámetro de las bombas de sangre centrífugas puras suele ser demasiado grande para aplicaciones intravasculares). Sin embargo, según un aspecto de la invención, el material de, como mínimo, una parte de, como mínimo, uno de los bornes del núcleo magnético es integral con el material de una zona intermedia de la placa posterior del núcleo magnético, en la que la zona intermedia de la placa posterior es una zona de la placa posterior situada entre los bornes. Preferentemente, todos los bornes están conectados de manera integral a la placa posterior de esta manera. En otras palabras, como mínimo un borne y la placa posterior, preferentemente todo el núcleo magnético, pueden estar fabricados de un solo bloque de material, en lo sucesivo también denominado monobloque. Una ventaja de dicho núcleo magnético es que se minimiza la resistencia magnética en la transición entre los bornes y la placa posterior y, por lo tanto, se mejora el flujo magnético. Además, se puede conseguir una buena rigidez mecánica de la transición entre los bornes y la placa posterior.

Cada uno de los bornes tiene un eje longitudinal, que puede ser paralelo al eje de rotación. Preferentemente, el núcleo magnético comprende un material magnético flexible discontinuo. Más preferentemente, el material magnético flexible del núcleo magnético es discontinuo en sección transversal, preferentemente perpendicular, al eje longitudinal de los bornes. En otras palabras, el material magnético flexible de los bornes es discontinuo en sección transversal, preferentemente perpendicular, a la dirección del flujo magnético creado por el devanado en bobina respectivo en el borne. Dividiendo o interrumpiendo el material magnético flexible en sección, se pueden reducir o evitar las corrientes parásitas en los bornes, de tal manera que la generación de calor y el consumo de energía se pueden reducir. Reducir el consumo de energía es especialmente útil en aplicaciones de larga duración de la bomba de sangre, en las que es deseable que la bomba de sangre funcione con batería para proporcionar movilidad al paciente. Asimismo, en aplicaciones de larga duración, la bomba de sangre puede funcionar sin purga, lo que solo es posible si la generación de calor es baja.

“Discontinuo” en el sentido del presente documento significa que el material magnético flexible visto en cualquier sección transversal, por ejemplo, al eje longitudinal del borne, está interrumpido, separado o cortado por medio de material aislante o de otros materiales o espacios para formar zonas totalmente separadas de material magnético flexible o zonas que están interrumpidas pero conectadas en una ubicación diferente.

Disponer un material magnético flexible discontinuo en planos en sección transversal a la dirección del flujo magnético reduce las corrientes parásitas y, por lo tanto, la generación de calor y el consumo de energía tal como se explicó anteriormente. Con el fin de no debilitar sustancialmente el campo magnético en comparación con un material magnético flexible continuo o de cuerpo completo (es decir, sólido), la cantidad total de material magnético flexible debe ser maximizada, mientras se minimizan las zonas continuas de material magnético flexible. Esto se puede conseguir, por ejemplo, disponiendo el material magnético flexible en forma de una pluralidad de láminas de material magnético flexible, tal como acero eléctrico. En concreto, las láminas pueden formar una pila de láminas. Las láminas están preferentemente aisladas eléctricamente unas de otras, por ejemplo, mediante adhesivo, laca, esmalte para horno, entre láminas adyacentes. Dicha disposición se puede denominar “ranurada”. En comparación con un material magnético flexible de cuerpo completo, la cantidad de material magnético flexible se recupera solo un poco, y la cantidad de material aislante se mantiene pequeña, de tal manera que el campo magnético producido por un borne ranurado es sustancialmente el mismo que el campo magnético producido por un borne sólido. En otras palabras, mientras que la generación de calor y el consumo de energía pueden ser reducidos significativamente, la pérdida de campo magnético producida por el material aislante es insignificante.

Las láminas se extienden con preferencia sustancialmente en paralelo al eje longitudinal del borne respectivo. En otras palabras, las láminas se pueden extender sustancialmente paralelas a la dirección del flujo magnético, de tal manera que los bornes son discontinuos en la sección transversal o perpendicular a la dirección del flujo magnético. Se comprenderá que las láminas se pueden extender formando un ángulo con respecto al eje longitudinal del borne respectivo, siempre que el material magnético flexible sea discontinuo en la sección transversal al eje longitudinal. Las láminas tienen, preferentemente, un grosor en el intervalo comprendido entre, aproximadamente, 25 pm hasta, aproximadamente, 1 mm, más preferentemente entre, aproximadamente, 50 pm hasta, aproximadamente, 450 pm, por ejemplo 200 pm.

En particular, las zonas de un cierto tipo de material, tales como las láminas de material magnético flexible, se pueden extender tanto en los bornes como en la placa posterior. Aunque el material es discontinuo, el núcleo magnético puede estar fabricado de un solo bloque de dicho material. La extensión de dichas zonas de un determinado tipo de material no se interrumpe por la transición entre los bornes y la placa posterior, sino que continúa de manera integral desde los bornes hacia una zona intermedia de la placa posterior situada entre los bornes.

Es conocido, en general, disponer material magnético flexible ranurado, tal como acero eléctrico, en motores eléctricos, para evitar o reducir las corrientes parásitas. No obstante, esta tecnología ha sido aplicada en el caso de dispositivos grandes, en los que las láminas suelen tener un grosor en el intervalo comprendido entre, aproximadamente, 500 pm o superior. En aplicaciones pequeñas, tales como la bomba de sangre de la presente invención, en las que uno de los bornes suele tener un diámetro de dicho orden de magnitud, y en las que la entrada de energía es relativamente baja (por ejemplo, hasta 20 vatios (W)), no son de esperar corrientes parásitas y los problemas asociados a las mismas. Sorprendentemente, a pesar del pequeño diámetro de los bornes, las corrientes parásitas y, por lo tanto, la generación de calor y el consumo de energía, se pueden reducir disponiendo bornes ranurados. Esto es ventajoso para el funcionamiento de la bomba de sangre, que puede funcionar a una alta velocidad de hasta 50.000 rpm (revoluciones por minuto).

Se comprenderá que son posibles otras disposiciones distintas de la disposición ranurada mencionada anteriormente, para proporcionar un material magnético flexible discontinuo en los bornes. Por ejemplo, en lugar de una pluralidad de láminas, se pueden disponer una pluralidad de alambres, fibras, bornes u otros elementos alargados, para formar cada uno de los bornes de la unidad de accionamiento. Los alambres pueden estar dispuestos en forma de un haz, estando aislados eléctricamente entre sí los alambres, por ejemplo, por medio de un recubrimiento que rodea cada alambre o de una matriz aislante en la que están incrustados los alambres, y pueden tener diversas formas en sección transversal, tal como circular, redonda, rectangular, cuadrada, poligonal, etc. Asimismo, se pueden disponer partículas de un material magnético flexible, lana de alambre u otras estructuras esponjosas o porosas de material magnético flexible, en las que el espacio entre las zonas de material magnético flexible esté compuesto de un material eléctricamente aislante, tal como adhesivo, laca, o una matriz polimérica. Una estructura porosa y, por lo tanto, discontinua, de material magnético flexible también puede estar formada por un material sinterizado o prensado. En dicha estructura, se puede suprimir el material aislante adicional, porque las capas aislantes pueden ser formadas automáticamente por las capas de óxido resultantes de la oxidación del material magnético flexible por su exposición al aire.

Si bien las láminas u otras estructuras de material magnético flexible pueden estar formadas de manera uniforme, es decir, las láminas del interior de uno de los bornes, o de todos los bornes, pueden tener el mismo grosor, o los alambres pueden tener el mismo diámetro, se puede proporcionar una disposición no uniforme. Por ejemplo, las láminas pueden tener un grosor variable o los alambres pueden tener un diámetro variable. Más específicamente, en concreto con respecto a una pila de láminas, una o varias láminas centrales pueden tener un grosor mayor, mientras que las láminas adyacentes hacia los extremos de la pila pueden tener un grosor menor, es decir, el grosor de las láminas disminuye del centro a los extremos de la pila, es decir, hacia las láminas más exteriores de la pila. De manera similar, uno o varios alambres centrales en un haz de alambres pueden tener un diámetro mayor, mientras que los alambres en el borde del borne pueden tener un diámetro menor, es decir, el diámetro de los alambres puede disminuir del centro hacia los bordes del haz, es decir, hacia los alambres más exteriores del haz. Disponer una zona continua más grande de material magnético flexible en el centro del borne con respecto a una sección transversal a su eje longitudinal, es decir, láminas o alambres relativamente gruesos en el centro, puede ser ventajoso, porque esto puede mejorar el flujo magnético en el centro a lo largo del eje longitudinal de cada borne, y las corrientes parásitas en el centro tienen menos importancia que las corrientes parásitas en los lados de los bornes. En otras palabras, dicha disposición puede ser ventajosa porque las corrientes parásitas en las zonas laterales de los bornes son más críticas y pueden ser reducidas mediante láminas delgadas o alambres en las zonas laterales.

El diámetro de la placa posterior puede estar comprendido en el rango entre 3 mm y 9 mm, tal como 5 mm o 6 mm a 7 mm. El grosor de la placa posterior puede estar comprendido en el rango de 0,5 mm a 2,5 mm, tal como 1,5 mm. El diámetro exterior de la bomba de sangre puede estar comprendido en el rango de 4 mm a 10 mm, preferentemente 7 mm. El diámetro exterior de la disposición de la pluralidad de bornes puede estar comprendido en el rango de 3 mm a 8 mm, tal como 4 mm a 7,5 mm, preferentemente 6,5 mm.

Tal como se indicó anteriormente, los bornes están fabricados de un material magnético flexible, tal como acero eléctrico (acero magnético). Los bornes y la placa posterior pueden estar fabricados del mismo material. Preferentemente, la unidad de accionamiento, incluidos los bornes y la placa posterior, está fabricada de acero al cobalto. La utilización del acero al cobalto contribuye a reducir el tamaño de la bomba, en concreto el diámetro. Con la mayor permeabilidad magnética y la mayor densidad de flujo de saturación magnética entre todos los aceros magnéticos, el acero al cobalto produce el mayor flujo magnético para la misma cantidad de material utilizado.

Las dimensiones de los bornes, en concreto la longitud y el área de la sección transversal, pueden variar y depender de diversos factores. A diferencia de las dimensiones de la bomba de sangre, por ejemplo, el diámetro exterior que depende de la aplicación de la bomba de sangre, las dimensiones de los bornes están determinadas por las propiedades electromagnéticas, que se ajustan para conseguir el rendimiento deseado de la unidad de accionamiento. Uno de los factores es la densidad de flujo que se conseguirá por medio del área de la sección transversal más pequeña de los bornes. Cuanto menor sea el área de la sección transversal, mayor será la corriente necesaria para conseguir el flujo magnético deseado. Sin embargo, una corriente más elevada genera más calor en el alambre de la bobina, debido a la resistencia eléctrica. Eso significa que, aunque se prefieren bornes “delgados” para reducir el tamaño total, esto requeriría una corriente elevada y, por lo tanto, produciría un calor indeseable. El calor generado en el alambre también depende de la longitud y el diámetro del alambre utilizado para los devanados de la bobina. Se prefiere una longitud de alambre corta y un diámetro del alambre grande, para minimizar las pérdidas del devanado (denominadas “pérdida de cobre” o “pérdida de potencia de cobre” si se utilizan alambres de cobre, como suele ser el caso). En otras palabras, si el diámetro del alambre es pequeño, se genera más calor en comparación con un alambre más grueso para la misma corriente, siendo el diámetro de alambre preferido, por ejemplo, de entre 0,05 mm a 0,2 mm, tal como 0,1 mm. Otros factores que influyen en las dimensiones del borne y en el funcionamiento de la unidad de accionamiento son el número de devanados de la bobina y el diámetro exterior de los devanados, es decir, el borne incluyendo los devanados. Se puede disponer un gran número de devanados en más de una capa alrededor de cada borne, por ejemplo, pueden estar dispuestos dos o tres capas. No obstante, cuanto mayor sea el número de capas, más calor se generará debido al aumento de la longitud del alambre en las capas exteriores que tienen un diámetro de devanado mayor. La mayor longitud del alambre puede generar más calor debido a la mayor resistencia de un alambre largo en comparación con uno más corto. Por lo tanto, sería preferente una única capa de devanados con un diámetro de devanado pequeño.

Un número habitual de devanados que, a su vez, depende de la longitud del borne, puede estar comprendido entre aproximadamente 50 y aproximadamente 150, por ejemplo, 56 o 132. Independientemente del número de devanados, los devanados de la bobina están fabricados de un material eléctricamente conductor, en concreto de metal, tal como cobre o plata. Se puede preferir la plata al cobre porque la plata tiene una resistencia eléctrica que es, aproximadamente, un 5 % menor que la resistencia eléctrica del cobre.

Preferentemente, el núcleo magnético comprende una o varias soldaduras. Las soldaduras pueden estar dispuestas en una superficie exterior del núcleo magnético, que es especialmente accesible, por ejemplo, para, soldadura por láser. Las soldaduras puentean discontinuidades en cuanto a conductividad eléctrica en el material magnético flexible y, por lo tanto, conectan eléctricamente como mínimo dos láminas de material magnético flexible. Las soldaduras también añaden estabilidad mecánica al material magnético flexible discontinuo.

Se pueden disponer una o más soldaduras en una superficie de la placa posterior opuesta a los bornes. Pueden ser generadas mediante soldadura por láser. En el caso de que se utilice un material formado por hojas laminadas, las soldaduras puentean preferentemente láminas magnéticas flexibles vecinas de manera oblicua o transversal.

En otro aspecto de la invención, se propone un procedimiento para fabricar un núcleo magnético para una unidad de accionamiento de una bomba de sangre intravascular. El núcleo magnético tiene un eje de rotación e incluye una pluralidad de bornes que están dispuestos alrededor del eje de rotación y una placa posterior que conecta los bornes. El procedimiento comprende las fases de proporcionar un monobloque de material magnéticamente conductor y cortar ranuras en el monobloque para crear los bornes de tal manera que estén dispuestos alrededor del eje de rotación y de la placa posterior, de modo que la placa posterior forme una pieza integral con los bornes. Tal como se señaló anteriormente, una ventaja de dicha fabricación es fabricar un núcleo magnético con una resistencia magnética reducida.

Como mínimo una ranura, preferentemente todas las ranuras que están opuestas entre sí con respecto al eje de rotación, se pueden realizar cortando el eje de rotación del núcleo magnético. Por lo tanto, se puede conseguir fácilmente una distribución uniforme de los bornes alrededor del eje de rotación.

Preferentemente, las ranuras son cortadas de modo que todos los bornes tengan una longitud idéntica. Concretamente, las ranuras son cortadas de tal manera que la placa posterior tenga un grosor que es menor que la dimensión transversal máxima de los bornes transversales a un eje longitudinal de los mismos.

Se prefiere cortar las ranuras usando mecanizado por electroerosión, especialmente mecanizado por descarga eléctrica con alambre, o mecanizado electroquímico. Estos procedimientos aplican solo pequeñas fuerzas sobre el material a mecanizar y, por lo tanto, son especialmente ventajosos para mecanizar el material discontinuo.

En otro aspecto de la invención, se propone un procedimiento para fabricar una bomba de sangre. La bomba de sangre comprende una unidad de accionamiento con un núcleo magnético, en la que el núcleo magnético es fabricado de la manera descrita anteriormente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

El resumen anterior, así como la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferentes, se comprenderán mejor cuando se lean conjuntamente con los dibujos adjuntos. Con el fin de ilustrar la presente invención, se hace referencia a los dibujos. No obstante, el alcance de la invención no está limitado a las realizaciones específicas dadas a conocer en los dibujos. En los dibujos:

la figura 1 muestra una vista, en sección transversal, de una bomba de sangre;

la figura 2 muestra una vista, en sección transversal, de una realización preferente de una disposición de unidad de accionamiento-impulsión;

las figuras 3A a 3C muestran fases de fabricación de un núcleo magnético integrado para la unidad de accionamiento según la figura 2;

las figuras 4A a 4C muestran soldaduras en el núcleo magnético integrado fabricado según las figuras 3A a 3C; y

las figuras 5A a 5J muestran secciones transversales a través de bornes según diversas realizaciones.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Haciendo referencia a la figura 1, se muestra una vista, en sección transversal, de una bomba de sangre 1. La bomba de sangre 1 comprende una envoltura de la bomba 2 con una entrada 21 de flujo sanguíneo y una salida 22 de flujo sanguíneo. La bomba de sangre 1 está diseñada como una bomba intravascular, denominada, asimismo, bomba de catéter, y es implantada en un vaso sanguíneo del paciente por medio de un catéter 25. La entrada 21 de flujo sanguíneo está en el extremo de una cánula 23 flexible que puede ser colocada a través de una válvula cardíaca, tal como la válvula aórtica, durante la utilización. La salida 22 de flujo sanguíneo está situada en una superficie lateral de la envoltura 2 de la bomba y puede ser colocada en un vaso cardíaco, tal como la aorta. La bomba de sangre 1 está conectada eléctricamente con una línea eléctrica 26 que se extiende a través del catéter 25 para suministrar energía eléctrica a la bomba de sangre 1 para accionar la bomba 1 por medio de una unidad de accionamiento 4, tal como se explica en más detalle a continuación.

Si la bomba de sangre 1 está prevista para ser utilizada en aplicaciones a largo plazo, es decir, en situaciones en las que la bomba de sangre 1 está implantada en el paciente durante varias semanas o incluso meses, la energía eléctrica es suministrada, preferentemente, por medio de una batería. Esto permite que un paciente tenga movilidad, porque el paciente no está conectado a una estación base por medio de cables. La batería puede ser transportada por el paciente y puede suministrar energía eléctrica a la bomba de sangre 1, por ejemplo, de manera inalámbrica.

La sangre es transportada a lo largo de un conducto 24 que conecta la entrada 21 de flujo sanguíneo y la salida 22 de flujo sanguíneo (flujo sanguíneo indicado mediante flechas). Un impulsor 3 está dispuesto para transportar sangre a lo largo del conducto 24, y está montado para que pueda girar alrededor de un eje de rotación 10 en el interior de la envoltura 2 de la bomba por medio de un primer cojinete 11 y un segundo cojinete 12. El eje de rotación 10 es, preferentemente, el eje longitudinal del impulsor 3. Ambos cojinetes 11, 12 son cojinetes de tipo de contacto en esta realización. No obstante, como mínimo, uno de los cojinetes 11, 12 podría ser un cojinete de tipo sin contacto, tal como un cojinete magnético o hidrodinámico. El primer cojinete 11 es un cojinete de pivotamiento que tiene superficies de apoyo esféricas que permiten el movimiento de rotación, así como un movimiento de pivotamiento hasta cierto grado. Está dispuesta una clavija 15, que forma una de las superficies de apoyo. El segundo cojinete 12 está dispuesto en un elemento de soporte 13 para estabilizar la rotación del impulsor 3, teniendo el elemento de soporte 13, como mínimo, una abertura 14 para el flujo sanguíneo. Están dispuestas palas 31 en el impulsor 3, para transportar la sangre cuando el impulsor 3 gira. La rotación del impulsor 3 es producida por una unidad de accionamiento 4 que está acoplada magnéticamente a un imán 32 en una parte extrema del impulsor 3. La bomba de sangre 1 mostrada es una bomba de sangre de tipo mixto, siendo axial la dirección principal del flujo. Se comprenderá que la bomba de sangre 1 también podría ser una bomba de sangre puramente axial, dependiendo de la disposición del impulsor 3, en concreto de las palas 31.

La bomba de sangre 1 comprende el impulsor 3 y la unidad de accionamiento 4. La unidad de accionamiento 4 comprende una pluralidad de bornes 40, tal como seis bornes 40, de los cuales solo dos son visibles en la vista en sección transversal de la figura 1. Los bornes 40 están dispuestos en paralelo al eje de rotación 10, más específicamente, el eje longitudinal de cada uno de los bornes 40 es paralelo al eje de rotación 10. Un extremo de los bornes 42 está dispuesto adyacente al impulsor. Los devanados 44 de la bobina están dispuestos alrededor de los bornes 40. Los devanados 44 de la bobina están controlados secuencialmente por medio de un control para crear un campo magnético giratorio. Una parte de la unidad de control es la placa de circuito impreso 6 que está conectada a la línea eléctrica 26. El impulsor tiene un imán 32, que está formado como un imán de piezas múltiples en esta realización. El imán 32 está dispuesto en el extremo del impulsor 3 frente a la unidad de accionamiento 4. El imán 32 está dispuesto para interactuar con el campo magnético giratorio para producir la rotación del impulsor 3 alrededor del eje de rotación 10.

Con el fin de cerrar la trayectoria del flujo magnético, una placa posterior 50 está situada en el extremo de los bornes 40 opuesto al lado del impulsor de los bornes. Los bornes 40 actúan como un núcleo magnético, y están fabricados de un material adecuado, en concreto un material magnético flexible, tal como acero o una aleación adecuada, en concreto acero al cobalto. Asimismo, la placa posterior 50 está fabricada de un material magnético flexible adecuado, tal como acero al cobalto. La placa posterior 50 incrementa el flujo magnético, lo que permite la reducción del diámetro total de la bomba de sangre 1, lo cual es importante en el caso de las bombas de sangre intravasculares. Con el mismo propósito, está dispuesto un yugo 37, es decir, una placa posterior adicional del impulsor, en el impulsor 3 en un lado del imán 32 orientado hacia el exterior de la unidad de accionamiento 4. El yugo 37 en esta realización tiene una forma cónica, para guiar el flujo sanguíneo a lo largo del impulsor 3. El yugo 37 también puede estar fabricado de acero al cobalto. Uno o varios canales de lavado que se extienden hacia el cojinete central 11 pueden estar formados en el yugo 37 o en el imán 32.

La figura 2 muestra una vista, en sección transversal, de una realización preferente de una disposición de unidad de accionamiento-impulsión para la bomba de sangre según la figura 1. Tal como se puede ver en la figura 2, los extremos 420 del lado del impulsor de los bornes 40 no se extienden radialmente sobre los devanados 44. Más bien, la sección transversal de los bornes 40 es constante en la dirección de un eje longitudinal, LA, de los bornes 40. Se evita así que los bornes 40 queden unos junto a otros, ya que esto podría ocasionar un cortocircuito magnético parcial con el resultado de una menor potencia del motor eléctrico de la bomba de sangre.

La unidad de accionamiento según la figura 2 puede comprender como mínimo dos, como mínimo tres, como mínimo cuatro, como mínimo cinco o preferentemente seis bornes 40. Puede ser posible un mayor número de bornes 40, tal como nueve o doce. Debido a la vista transversal, solo son visibles dos bornes 40. Los bornes 40 y la placa posterior 50 forman un núcleo magnético 400 de la unidad de accionamiento 4, que puede tener un diámetro de menos de 10 mm.

El núcleo magnético 400 comprende los componentes magnéticos de la unidad de accionamiento 4, que son los bornes 40 y la placa posterior 50, como una sola pieza o monobloque. El monobloque está compuesto de un material magnético flexible discontinuo que es discontinuo en lo que respecta a la conductividad eléctrica. El material magnético flexible discontinuo comprende una pluralidad de láminas 85 que están fabricadas de un material ferromagnético y que están laminadas entre sí. La dirección de laminación está dispuesta en la dirección del eje longitudinal LA de los bornes 40 y está indicada por medio de una flecha DL. Tal como se muestra, los bornes 40 están dispuestos en paralelo al eje de rotación 10.

Los devanados 44 de la bobina se extienden hasta el extremo 420 del lado del impulsor de los bornes 40. Esto tiene la ventaja de que se puede generar una fuerza magnetomotriz a lo largo del borne 40 completo. El núcleo magnético 400 comprende un saliente 401 en el extremo posterior 450 de los bornes 40 que sobresale radialmente con respecto a los bornes 40. Este saliente 401 puede ser un tope para los devanados 44 de la bobina hacia la placa posterior 50. Puesto que el núcleo magnético 400 integral tiene una gran rigidez entre la placa posterior 50 y los bornes 40, el separador entre los bornes 40 en el extremo del lado del impulsor 420 de las publicaciones puede ser omitido. El núcleo magnético 400 integral tiene la ventaja de que se puede conseguir una conexión magnética óptima entre los bornes 40 y la placa posterior 50. El núcleo magnético 400 puede tener un diámetro inferior a 10 mm.

Las figuras 3A a 3C muestran fases de fabricación del núcleo magnético 400 para la unidad de accionamiento 4 de la disposición de unidad de accionamiento-impulsión tal como se muestra en la figura 2. La figura 3A muestra en una vista, en perspectiva, un monobloque 9 de forma cúbica que forma una pieza a conformar para fabricar el núcleo magnético 400. El monobloque 9 está compuesto de un material magnético flexible discontinuo que es discontinuo en lo que respecta a la conductividad eléctrica. Comprende láminas 85 que están orientadas en la dirección de laminación DL que discurre a lo largo del plano principal de las láminas 85. Cada una de las láminas 85 está unida a su respectiva lámina adyacente mediante una capa de unión de un material no conductor eléctrico, que no se muestra explícitamente en las figuras 3A a 3C.

La figura 3B muestra el núcleo magnético 400 en un estado semifabricado en el que ha sido mecanizado, por ejemplo torneado, de un monobloque cúbico 9 a un cuerpo sustancialmente cilíndrico 94. En esta fase de mecanizado, se fabrica el saliente 401. Una sección 404 de diámetro reducido del cuerpo 94, que forma la superficie periférica de los bornes 40 del núcleo magnético 400, está fabricada con un diámetro que corresponde al radio exterior de las superficies laterales convexas más exteriores 842 de los bornes 40.

Por lo tanto, el cuerpo 94 puede ser fabricado adicionalmente para producir el núcleo magnético 400 tal como se muestra en la figura 3C. En esta fase de fabricación, se puede utilizar mecanizado por electroerosión. Se puede aplicar especialmente el mecanizado por electroerosión mediante corte con alambre para producir las ranuras 49 que separan los bornes 40 entre sí. En el interior de las ranuras, está dispuesto un espacio para los devanados 44 de la bobina. En la parte inferior de las ranuras 49, se extiende una zona intermedia 59 de la placa posterior 50 integral entre los extremos posteriores de los bornes 40. La zona intermedia está integrada con los bornes 40 y con la placa posterior 50. De este modo, todo el núcleo magnético está formado por el monobloque 9.

La dirección de laminación DL en el núcleo magnético 400 es tal que es paralela al eje de rotación 10. Se puede tolerar que la dirección de laminación DL en la placa base 50 no sea paralela con respecto al flujo magnético entre los bornes 40 en la placa base 50. También es posible fabricar el núcleo magnético 400 a partir de un material magnético flexible laminado, enrollado, que está separado mediante capas no conductoras eléctricamente. Por lo tanto, la dirección de laminación DL en la placa base 50 es siempre en la dirección circunferencial, lo que es ventajoso para evitar corrientes parásitas en el flujo magnético en la placa base 50.

Las figuras 4A a 4C muestran cómo se pueden disponer una o varias soldaduras en las superficies del núcleo magnético integrado fabricado según las figuras 3A a 3C. En consecuencia, en la realización mostrada, están dispuestos tres cordones de soldadura 82, 83 en una cara lateral del monobloque 9 cúbico. Los cordones de soldadura 82, 83 están soldados a una cierta distancia uno de otro y a través de la sección transversal del cuerpo 94, para ser cortadas del monobloque 9. Los cordones de soldadura 82, 83 discurren perpendiculares a la dirección de laminación DL de las láminas 85. De esta manera, las láminas de material magnético flexible discontinuo quedan conectadas entre sí. En lugar de tres cordones de soldadura, se pueden disponer más cordones de soldadura o una única soldadura ancha. Además, se pueden disponer cordones de soldadura similares en el lado opuesto del monobloque 9 (no mostrado). Como alternativa o en adición a las soldaduras en las caras laterales opuestas, se pueden disponer uno o varios cordones de soldadura en una superficie lateral del monobloque 9 al nivel de la placa posterior 50, para rodear la placa posterior 50 por completo, o como mínimo parcialmente. Las láminas 85 tienen una mejor conexión mecánica entre sí debido a los cordones de soldadura 82, 83 y también están conectadas eléctricamente. Esto último tiene la ventaja de que la corriente eléctrica puede fluir desde cualquier posición del material magnético flexible discontinuo a cada posición de la conexión eléctrica del cuerpo 94, lo que puede ser necesario, por ejemplo, para el mecanizado por electroerosión. De esta manera, se facilita significativamente el mecanizado por electroerosión. Además, se consigue una mayor fiabilidad del proceso, puesto que la unidad de placa posterior-borne que se va a cortar del cuerpo 94 no se puede romper por delaminación. Preferentemente, se aplica soldadura por láser. Puede ser ventajoso aplicar energía de soldadura a la misma soldadura dos veces o incluso más veces.

Las figuras 5A a 5J muestran diversas realizaciones de bornes vistos en sección transversal. Las figuras 5A a 5D muestran realizaciones en las que el borne está ranurado, es decir, está formado por una pluralidad de láminas 171 aisladas entre sí por capas aislantes 172. Las capas aislantes 172 pueden comprender adhesivo, laca o esmalte para horno. Las figuras 5A y 5B muestran realizaciones en las que el grosor de las láminas 171 es uniforme. El grosor puede estar comprendido en el rango entre 25 pm y 450 pm. Las láminas 171 que se muestran en la figura 5A tienen un grosor mayor que las láminas 171 que se muestran en la figura 5B. Las láminas de la figura 5C tienen grosores variables, siendo la lámina central la que tiene el mayor grosor y las láminas exteriores las que tienen el menor grosor. Esto puede ser ventajoso porque las corrientes parásitas en las zonas laterales de los bornes son más críticas y pueden ser reducidas mediante las láminas delgadas. Las corrientes parásitas en la zona central son menos críticas, y la lámina central relativamente gruesa puede ayudar a mejorar el flujo magnético. La orientación de las láminas 171 puede ser diferente, tal como se muestra a modo de ejemplo en la figura 5D, siempre que el material magnético flexible en la sección mostrada, es decir, el material magnético flexible en la sección transversal a la dirección del flujo magnético, sea discontinuo o esté interrumpido.

Las figuras 5E y 5F muestran realizaciones en las que los bornes 141 están formados por un haz de alambres 181 que están aislados unos de otros por un material aislante 182. El material aislante 182 puede estar presente como un recubrimiento de cada uno de los alambres 181 o puede ser una matriz en la que están incrustados los alambres 181. En la realización de la figura 5E, todos los alambres tienen el mismo diámetro, mientras que en la realización de la figura 5F un alambre central tiene un mayor diámetro y los alambres exteriores tienen diámetros más pequeños, de manera similar a la realización que se muestra en la figura 5C que tiene láminas con grosores variables. Tal como se muestra en la figura 5G, se pueden mezclar alambres 181 de diferentes diámetros, lo que puede aumentar el área total de la sección transversal de material magnético flexible en comparación con las realizaciones en las que todos los alambres tienen el mismo diámetro. Todavía como alternativa, para minimizar aún más las capas aislantes 184 entre los alambres 183, los alambres 183 pueden tener un área de la sección transversal poligonal, tal como rectangular, cuadrada, etc.

Alternativamente, la sección transversal discontinua de los bornes 141 puede ser creada mediante partículas de metal 185 incrustadas en una matriz polimérica 186 tal como se muestra en la figura 51, o mediante lana de acero u otras estructuras porosas impregnadas con una matriz aislante. Una estructura porosa y, por lo tanto discontinua, de material magnético flexible también puede ser producida mediante un proceso de sinterización o un proceso de moldeo a alta presión en el que se puede suprimir la matriz aislante porque las capas aislantes se forman automáticamente por oxidación del material magnético flexible, mediante su exposición al aire. Aun como alternativa, el borne 141 puede estar formado por una lámina 187 enrollada de un material magnético flexible, en el que las capas de la lámina 187 enrollada están separadas por capas aislantes 188, tal como se muestra en la figura 5J. Esto también proporciona una sección transversal discontinua en el sentido de la presente invención, que reduce las corrientes parásitas en los bornes 141 o los bornes 40.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Bomba de sangre intravascular (1) para su introducción percutánea en el vaso sanguíneo de un paciente, que comprende:

una envoltura (2) de la bomba, que tiene una entrada (21) de flujo sanguíneo y una salida (22) de flujo sanguíneo, un impulsor (3) dispuesto en dicha envoltura (2) de la bomba de modo que pueda girar alrededor de un eje de rotación (10), teniendo el impulsor (3) palas (31) dimensionadas y conformadas para transportar sangre desde la entrada (21) del flujo sanguíneo hasta la salida (22) del flujo sanguíneo,

una unidad de accionamiento (4) para hacer girar el impulsor (3), comprendiendo la unidad de accionamiento (4) un núcleo magnético (400) que incluye una pluralidad de bornes (40) dispuestos alrededor del eje de rotación (10), y una placa posterior (50) que conecta los bornes (40) y se extiende entre los bornes (40) en una zona intermedia (59), y

un devanado (44) en bobina, dispuesto alrededor de cada uno de los bornes (40), siendo los devanados (44) de la bobina controlables para crear un campo magnético giratorio,

en la que el impulsor (3) comprende una estructura magnética (32) dispuesta para interactuar con el campo magnético giratorio para producir la rotación del impulsor (3),

caracterizada por que un material como mínimo de una parte de como mínimo uno de los bornes (40) está integrado con un material de la zona intermedia (59) de la placa posterior (50).

2. Bomba de sangre intravascular (1), según la reivindicación 1, en la que el núcleo magnético (400) comprende o está compuesto de un material magnético flexible que es discontinuo en lo que respecta a la conductividad eléctrica en una sección transversal al eje de rotación (10).

3. Bomba de sangre intravascular (1), según la reivindicación 2, en la que el material magnético flexible comprende hojas (85) laminadas de material magnético flexible.

4. Bomba de sangre intravascular (1), según la reivindicación 2 o 3, en la que las láminas (85) de material magnético flexible están orientadas paralelas al eje de rotación (10).

5. Bomba de sangre intravascular (1), según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, que comprende, como mínimo, una soldadura (82, 83, 86) que puentea una discontinuidad de la conductividad eléctrica en el material magnético flexible.

6. Bomba de sangre intravascular (1), según la reivindicación 5, en la que, como mínimo, una de como mínimo una soldadura (82, 83, 86), está dispuesta en una superficie de la placa posterior (50) opuesta a los bornes (40).

7. Bomba de sangre intravascular (1), según la reivindicación 5 o 6, en la que, como mínimo, una de como mínimo una soldadura está dispuesta en una superficie extrema de un borne (40) opuesta a la placa posterior (50).

8. Procedimiento de fabricación de un núcleo magnético (400) para una unidad de accionamiento (4) de una bomba de sangre intravascular (1), teniendo el núcleo magnético un eje de rotación (10) e incluyendo una pluralidad de bornes (40) dispuestos alrededor del eje de rotación (10), y una placa posterior (50) que conecta los bornes (40), comprendiendo dicho procedimiento las fases de proporcionar un monobloque (9) de material magnéticamente conductor y cortar ranuras en el monobloque (9) para crear los bornes (40), de modo que los bornes (40) estén dispuestos alrededor del eje de rotación (10) y de la placa posterior (50), de modo que la placa posterior (50) forme una pieza integral con los bornes (40).

9. Procedimiento, según la reivindicación 8, en el que, como mínimo, una de las ranuras (49) está cortada a través del eje de giro (10).

10. Procedimiento, según la reivindicación 8 o 9, en el que las ranuras (49) son cortadas de modo que los bornes (40) tengan todos la misma longitud.

11. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que las ranuras (49) son cortadas de tal manera que la placa posterior (50) tiene un grosor que es menor que la dimensión máxima de la sección transversal de los bornes (40) transversales a un eje longitudinal (LA) del mismo.

12. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en el que las ranuras (49) son cortadas mediante mecanizado por electroerosión.

13. Procedimiento, según la reivindicación 12, en el que las ranuras son cortadas mediante corte con alambre utilizando mecanizado por electroerosión.

14. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en el que las ranuras son cortadas mediante mecanizado electroquímico.

15. Procedimiento de fabricación de una bomba de sangre intravascular (1) que tiene una unidad de accionamiento (4) con un núcleo magnético (400), en el que el núcleo magnético (400) es fabricado según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 14.