MÉTODO PARA MANIPULAR ALAMBRE DE NITINOL.

Un método de manipular un material manipulable, que comprende:

formar el material manipulable en una forma deseada; aplicar una sustancia resistente al calor en una forma no sólida al material manipulable; endurecer la sustancia resistente al calor de manera que la sustancia mantenga el material manipulable en dicha forma deseada; calentar el material manipulable hasta una temperatura y durante un tiempo suficiente para que el material manipulable retenga la forma; enfriar el material manipulable; y retirar la sustancia resistente al calor del material manipulable

Esta solicitud reivindica el beneficio de la solicitud provisional de Estados Unidos con Nº de Serie 60/296.727 presentada en Estados Unidos el 11 de Junio de 2001.

Campo de la Invención 5

La invención se refiere a un método para manipular alambre de nitinol, particularmente la manipulación del alambre de nitinol en formas complicadas que serían costosas o imposibles mediante métodos convencionales.

Antecedentes de la Invención

El nitinol, una aleación níquel-titanio, es bastante conocida en la técnica por su magnífica elasticidad. El alambre y malla de alambre de nitinol pueden formarse permanentemente en una forma deseada mediante un proceso 10 denominado manipulación. La manipulación consiste primero en manipular manualmente el material manipulable en la forma deseada y después tratarlo térmicamente mientras se mantiene firmemente en dicha forma. El tratamiento térmico consiste en someter al material a una alta temperatura durante una cantidad particular de tiempo y después enfriarlo. Para el nitinol, esta alta temperatura está normalmente entre aproximadamente 450 y 600ºC, y este tiempo varía normalmente desde unos pocos segundos a tres minutos. Después que el nitinol se enfría subsecuentemente, 15 mantendrá la forma deseada.

Los métodos del tratamiento térmico son bastante conocidos en la técnica. El tratamiento térmico de un material requiere una velocidad uniforme de calentamiento y de enfriamiento para minimizar la tensión no deseada en el material. Un método de tratar térmicamente y revenir geometrías complejas sin distorsión o agrietamiento se enseña en al patente de Estados Unidos Nº 4.789.410 de Parizek. Ésta enseña el uso de dos baños salinos mantenidos a 20 diferentes temperaturas dentro de los que el material que tiene que tratarse se sumerge a diferentes tiempos.

Durante el tratamiento térmico, el nitinol debería mantenerse firmemente en su forma deseada, de lo contrario la forma del nitinol se pandeará durante el tratamiento térmico. Para solucionar este pandeo y proporcionar un soporte firme para el nitinol durante el tratamiento térmico, el método convencional para formar nitinol en una forma deseada es primero crear un molde de metal que pueda soportar una alta temperatura. El molde consiste en al menos una primera 25 pieza y una segunda pieza, la primera pieza capaz de fijarse firmemente dentro de la segunda pieza, y las dos piezas son capaces de bloquearse entre sí. El nitinol en una forma de alambre o malla de alambre se intercala después entre las dos piezas y después las piezas se presionan y se bloquean entre sí, proporcionándole así al nitinol la forma deseada. Todo el molde con el nitinol en el interior se somete después al proceso de calentamiento. Para formas más complicadas, pueden usarse más de dos piezas, pero en cada caso cada parte de nitinol se intercala entre al menos 30 dos de estas piezas y permanece intercalado durante el proceso de calentamiento.

Otro método de reducir el pandeo durante el tratamiento térmico se enseña en la patente de Estados Unidos Nº 6.210.500 de Zurfluh. Ésta enseña una fijación que tiene paredes de soporte porosas que engranan lados opuestos del material que tiene que tratarse térmicamente. Un medio de calentamiento y de enfriamiento líquido se hace fluir después a través de las paredes porosas para tratar térmicamente el material mientras que las paredes de soporte minimizan el 35 pandeo del material.

Un problema con los métodos convencionales es que no son conducentes a ciertas formas. Por ejemplo, las formas que tienen un volumen limitado no pueden formarse fácilmente usando los métodos convencionales. Esto se debe a que una vez que se ha realizado el tratamiento térmico, no es posible retirar un molde de metal sólido desde el interior. Una forma de solucionar este problema es usando un molde interior plegable, pero este método es bastante 40 costoso y complicado. Otro problema con este método es que algunas formas complicadas no son ni siquiera conducentes a tales moldes plegables.

Otra forma de solucionar el problema de manipular materiales en formas complicadas es usando un molde que se cree a partir de un limite arenoso mediante un aglutinante resinoso. El material puede después formarse alrededor del molde de arena y tratarse térmicamente con la arena aún en el interior. Después del tratamiento térmico, el molde de 45 arena puede romperse o retirarse, por ejemplo, mediante vibración. Un medio para procesar y reutilizar los moldes de arena se describe en la patente de Estados Unidos Nº 5.901.775 de Musschoot et al.

El documento US 5944738 describe un dispositivo de oclusión de bajo perfil para tratamiento no quirúrgico del defecto de tabique cardiaco que comprende un solo tubo amallado trenzado fabricado de aleación con memoria de forma. Éste se forma y se trata térmicamente en un molde con dos discos de oclusión unidos mediante una sección de 50 eje central. El elemento de moldeo puede formarse de un material seleccionado para permitir que el elemento de moldeo tenga que destruirse o retirarse desde el interior de la tela metálica.

Un problema con un método de este tipo es que el molde de arena es bastante rudimentario y el material manipulado resultante debe de procesarse o mecanizarse para retirar la robustez y la imperfección que resulta del molde de arena. Otro problema es que la parte externa del molde, fabricada de metal o de arena (dependiendo de la 55

aplicación) es abultada y pesada. Esto da como resultado tres problemas adicionales: coste elevado del molde externo; coste elevado de calentar y enfriar continuamente materiales de moldeo; coste elevado de grandes baños u hornos de tratamiento térmico y del equipo de procesamiento; dificultad en conseguir una velocidad uniforme de calentamiento y de enfriamiento debido al espesor de la parte externa del molde. Esto hace que el proceso de enfriamiento y la velocidad de enfriamiento sean más difíciles de controlar. La velocidad de enfriamiento debe controlarse 5 cuidadosamente. El nitinol debe enfriarse hasta un punto en el que retenga la forma deseada sin el soporte del molde, pero si se enfría demasiado rápido, puede hacerse inaceptablemente quebradizo.

Sumario de la Invención

Un objeto de la presente invención es solucionar las desventajas de la técnica anterior descritas anteriormente.

Otro problema de la presente invención es proporcionar un método para manipular un material configurable o 10 manipulable térmicamente, tal como nitinol, en una forma deseada que no se pandee o cambie su forma durante el proceso de tratamiento térmico.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un método para manipular nitinol en formas complicadas.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un método para manipular nitinol en una forma deseada que incluye al menos un orificio o núcleo a través del que no puede salir un molde sólido. 15

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un método para manipular nitinol de forma económica y sin el uso de moldes pesados, costosos.

La presente invención proporciona un método para manipular un material manipulable, que comprende las etapas de formar el material en una forma deseada, aplicarle al material una sustancia resistente al calor, endurecer la sustancia resistente al calor de manera que la sustancia sea capaz de mantener el material en la forma deseada, 20 calentar el material hasta una temperatura y durante el tiempo suficiente para que el material retenga la forma, enfriar el material y retirar la sustancia del material. En un aspecto preferido, el material retiene permanentemente su forma después de retirar la sustancia del material, y el material comprende una aleación níquel-titanio, tal como, una aleación de nitinol. En otro aspecto preferido, la sustancia permanece en una forma sólida a la temperatura, y comprende uno de escayola tipo paris, hormigón, una cerámica, pintura y goma. Un tiempo y temperatura preferidos son, respectivamente, 25 mayor que un segundo y menor que aproximadamente 10 minutos, y mayor que aproximadamente 450ºC y menos que aproximadamente 600ºC. En otro aspecto preferido, la etapa de enfriamiento comprende enfriar con el uso de un gas, tal como aire o aire comprimido, o con el uso de un líquido, tal como, agua.

En otro aspecto preferido, la etapa de formar el material comprende la formación del material con un molde que comprende un plástico, tal como, un etileno, que...

1. Un método de manipular un material manipulable, que comprende:

formar el material manipulable en una forma deseada;

aplicar una sustancia resistente al calor en una forma no sólida al material manipulable; endurecer la sustancia resistente al calor de manera que la sustancia mantenga el material manipulable en dicha forma deseada; 5

calentar el material manipulable hasta una temperatura y durante un tiempo suficiente para que el material manipulable retenga la forma;

enfriar el material manipulable; y

retirar la sustancia resistente al calor del material manipulable.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el material manipulable retiene permanentemente la forma. 10

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 o reivindicación 2, en el que el material manipulable comprende una aleación níquel-titanio.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 3, en el la aleación níquel-titanio es una aleación de nitinol.

5. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la sustancia resistente de calor comprende escayola de tipo París, hormigón, una cerámica, una pintura o un pegamento. 15

6. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en que la temperatura durante el calentamiento está entre aproximadamente 450ºC y aproximadamente 600ºC.

7. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la sustancia resistente al calor permanece en una forma sólida a la temperatura.

8. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que en la etapa de calentamiento, 20 el tiempo esta entre un segundo y diez minutos.

9. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de enfriamiento del material manipulable comprende el enfriamiento del material manipulable con un gas.

10. Un método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el gas es aire.

11. Un método de acuerdo con la reivindicación 10, en el que el aire se comprime. 25

12. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que la etapa de enfriar el material manipulable comprende enfriar el material manipulable con un líquido.

13. Un método de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el líquido es agua.

14. Un método de acuerdo con una cualquiera de la reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de formar el material manipulable comprende la formación del material con un molde. 30

15. Un método de acuerdo con la reivindicación 14, que comprende además retirar al menos una parte del molde antes de calentar el material manipulable.

16. Un método de acuerdo con la reivindicación 14 o reivindicación 15, en el que al menos una parte del molde se retiene después de aplicar la sustancia resistente al calor y al menos la parte se piroliza durante el calentamiento del material manipulable. 35

17. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, en el que el molde tiene al menos dos piezas y además, en el que la etapa de calentar el material manipulable comprende calentar al menos una pieza del molde.

18. Un método de acuerdo con la reivindicación 17, en el que al menos una pieza se vaporiza a una temperatura de vaporización menor que la temperatura. 40

19. Un método de acuerdo con la reivindicación 18, en el que al menos una pieza se vaporiza completamente durante el tiempo.

20. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, que comprende además la etapa de retirar la al menos una pieza del material manipulable.

21. Un método de acuerdo con la reivindicación 20, en el que la etapa de retirar la pieza comprende disolver la al menos 45

una pieza en una sustancia de disolución de molde.

22. Un método de acuerdo con la reivindicación 21, en el que la sustancia se disolución de molde es agua.

23. Un método de acuerdo con la reivindicación 20, en el que la etapa de retirarla la al menos una pieza comprende romper la al menos una pieza.

24. Un método de acuerdo con la reivindicación 23, en el que la ruptura de la pieza comprende someter la pieza a 5 vibración.

25. Un método de acuerdo con la reivindicación 20, en el que la etapa de retirar la pieza comprende hacer reaccionar químicamente la pieza con una sustancia de reacción de molde.

26. Un método de acuerdo con la reivindicación 25, en el que las etapas de retirar la sustancia resistente al calor y de retirar la al menos una pieza ocurren sustancialmente al mismo tiempo. 10

27. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 26, en el que el molde o al menos una pieza del molde, comprende un plástico.

28. Un método de acuerdo con la reivindicación 27, en el que el molde o la al menos una pieza del molde se ha creado mediante moldeo por inyección.

29. Un método de acuerdo con la reivindicación 27 o reivindicación 28, en el que el plástico es un etileno. 15

30. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de retirar la sustancia resistente al calor comprende disolver la sustancia resistente al calor en una sustancia de disolución.

31. Un método de acuerdo con la reivindicación 30, en el que la sustancia de disolución es agua.

32. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 29, en la que la etapa de retirar la sustancia resistente al calor comprende romper la sustancia resistente al calor. 20

33. Un método de acuerdo con la reivindicación 32, en el que la ruptura de la sustancia resistente al calor comprende someter a vibración la sustancia resistente al calor.

34. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 29, en el que retirar la sustancia resistente del calor comprende hacer reaccionar químicamente la sustancia resistente al calor con una sustancia de reacción.