BOMBA SANGUINEA ROTATORIA.

Una bomba sanguínea centrífuga rotatoria que comprende:

un alojamiento de bomba (10);

un rotor (32) dentro de dicho alojamiento y que comprende un impulsor (36);

al menos un rodamiento de empuje hidrodinámico axial definido por un intersticio (88) entre el impulsor (36) y el alojamiento (10);

al menos un rodamiento radial hidrodinámico definido por un intersticio (96) entre el impulsor (36) y una extensión hacia adentro (92) del alojamiento para proveer soporte radial del impulsor;

comprendiendo el impulsor (36) (i) una pluralidad de cuchillas espaciadas (106, 108, 110, 112) teniendo cada uno sobre una cara que define el rodamiento de empuje hidrodinámico axial, una superficie afilada (132, 134, 136, 138) sobre el extremo de cada cuchilla que es de máxima profundidad en el borde de guía de la cuchilla (106, 108, 110, 112) y disminuye gradualmente en profundidad, y (ii) paredes extremas (140) en la periferia de las superficies afiladas (132, 134, 136, 138);

donde las superficies afiladas (132, 134, 136, 138) y las paredes extremas (140) están adaptadas para canalizar la sangre hacia adentro y a través del rodamiento de empuje hidrodinámico axial

Bomba sanguínea rotatoria.

Campo de la invención

La invención se relaciona en general con el campo de las bombas sanguíneas. Más específicamente la invención es pertinente al diseño de bombas rotatorias adecuadas para la implantación en humanos.

Antecedentes de la invención

Los dispositivos de asistencia ventricular ("VAD"), con base en bombas sanguíneas rotatorias sin sellos, no tienen ejes de transmisión para la transmisión del torque. La transmisión del torque puede ser lograda fácilmente mediante el uso de acoplamientos magnéticos o electromagnéticos, pero el soporte del impulsor plantea retos debido a las propiedades únicas de la sangre. La sangre puede ser utilizada para el soporte hidrodinámico y la lubricación de las superficies en las bombas rotatorias sin sellos. Pero el uso de la sangre para la lubricación plantea muchos retos que no se encuentran con los lubricantes convencionales tales como aceite, grafito, etc. La sangre está compuesta de elementos celulares que pueden ser afectados adversamente o destruidos por fuerzas mecánicas y calor. Además, la sangre transporta moléculas grandes, tales como proteínas, enzimas y precursores de la coagulación que pueden ser deteriorados, desnaturalizados o activados como resultado del calor, el rozamiento, las superficies de los materiales o los espacios en los rodamientos encontrados en las bombas sanguíneas rotatorias. También, la sangre puede formar coágulos.

Así, el uso de la sangre para el soporte hidrodinámico y la lubricación de la superficie imponen un rango muy estrecho de condiciones de operación. Para evitar el daño a las células, solo pueden producirse niveles de rozamiento muy bajos. Para evitar la desnaturalización de las proteínas, el calor local no debe exceder los 45°C. Para evitar la formación de coágulos, las superficies deben ser hechas de materiales compatibles con la sangre y debe asegurarse un intercambio rápido de la sangre dentro de los espacios estrechos.

WO-A-94-9274 y WO-A-99-12587 describen bombas sanguíneas rotatorias centrífugas sin ejes.

De acuerdo con lo anterior, es un objeto de la presente invención proveer una bomba sanguínea rotatoria como se define en la reivindicación 1 y posiblemente utilizando rodamientos hidrodinámicos, rodamientos magnéticos, rodamientos híbridos hidrodinámicos/magnéticos o combinaciones de los mismos. Otros objetivos y ventajas serán evidentes a medida que avance la descripción.

Resumen de la invención

La presente invención proporciona una bomba sanguínea centrífuga rotatoria son ejes de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 6.

De acuerdo con las realizaciones ilustrativas de la presente invención, una bomba rotatoria sanguínea incluye un alojamiento para bomba y un rotor que comprende un impulsor dentro del alojamiento.

El rotor puede estar suspendido dentro del alojamiento mediante fuerzas magnéticas e hidrodinámicas o una combinación de fuerzas magnéticas e hidrodinámicas de manera que bajo condiciones normales no hay o hay muy poco contacto de frotamiento entre el alojamiento y el rotor. Con ese fin, la bomba puede estar provista con rodamientos hidrodinámicos, rodamientos magnéticos rodamientos híbridos hidrodinámicos/magnéticos y combinaciones de estos tipos de rodamientos.

Se describe una bomba sanguínea rotatoria como se define en la reivindicación 1 que tiene un alojamiento y un rotor dentro del alojamiento.

Una porción de una cara del alojamiento y una porción de una cara del impulsor pueden tener superficies conformadas de manera complementaria y ser separados por un intersticio con suficiente espacio libre de manera que no se provea soporte hidrodinámico radial pequeño o ninguno.

En otras alternativas, el rodamiento magnético radial en el área de la bomba es eliminado. En algunas de estas alternativas, una bomba sanguínea rotatoria tiene un alojamiento de bomba y un rotor dentro del alojamiento. El rotor incluye un impulsor y un eje. Un rodamiento de empuje hidrodinámico se define por un espacio entre el impulsor y el alojamiento. Un rodamiento radial hidrodinámico en el impulsor está definido por un intersticio entre el impulsor y una extensión hacia adentro del alojamiento.

Un rodamiento de empuje hidrodinámico es definido por un intersticio entre el impulsor y el alojamiento.

En ciertas realizaciones, el espacio libre del rodamiento radial magnético es reducido de manera que el rodamiento proporciona soporte hidrodinámico adicional. En otras alternativas, la bomba rotatoria incluye más de un rodamiento radial magnético comprendiendo cada uno o más magnetos transportados por el impulsor y uno o más magnetos trasportados por una extensión hacia el interior del alojamiento.

En realizaciones preferidas de la presente invención, los magnetos y los estatores del motor pueden ser compensados uno con respecto al otro, por ejemplo axialmente, radialmente, o ambos para proveer fuerzas para sostener el rotor y sus partes en relación apropiada con el alojamiento, para amortiguar o prevenir el movimiento excéntrico del rotor, o para precargar los rodamientos para contrarrestar la presión hidrodinámica. En algunas de estas realizaciones preferidas, los magnetos o los estatores del motor en una parte de la bomba son compensados de tal manera que proporcionan fuerzas opuestas a los magnetos o a los estatores del motor compensando en otra parte de la bomba.

Las realizaciones de la presente invención incorporan nuevos descubrimientos relacionados con formas no intuitivas para soportar el rotor de una bomba sanguínea. Un descubrimiento especialmente significativo se relaciona con las mejoras en los cojinetes de empuje. Se ha encontrado que precargando los cojinetes de empuje hidrodinámicos balanceando magnetos o estatores del motor con aproximadamente 2.2 a 3.3N ( a lb) de fuerza, empleando una superficie de rodamiento grande, y proporcionando un flujo alto a través del rodamiento se logran beneficios sustanciales. Con estas mejoras, el cojinete de empuje hidrodinámico proporciona una cantidad inesperada de fuerzas axial y restauradora del momento para soportar el rotor en la dirección axial y para prevenir la inclinación y el movimiento excéntrico del rotor. La cantidad de soporte y estabilidad es tan sustancial que es posible eliminar los rodamientos magnéticos hacia adelante en el área de la entrada de la bomba, y el eje, vástago, cabilla y cubo de la bomba mostrados en la patente de los Estados Unidos No. 5,840,070. Así el diseño de la bomba puede ser simplificado, pueden reducirse los costos de manufactura, y las áreas potencialmente estancables de la bomba pueden ser eliminadas.

A través de la presente invención, se proporcionan también mejoras y beneficios sustanciales en los cojinetes radiales o lisos en el área del impulsor.

En efecto, el soporte y restauración de las fuerzas estabilizantes proporcionado por la presente invención es tan sustancial que se considera posible ajustar esta fuerzas para proveer un rotor con movimiento que tiene una cantidad controlada de excentricidad radialmente, axialmente o ambas. Si el movimiento del rotor no es perfectamente circular, pueden alcanzarse incrementos adicionales en el intercambio de sangre en los rodamientos. Una explicación más detallada de la invención se proporciona en la siguiente descripción y reivindicaciones y se ilustra en los dibujos acompañantes.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una perspectiva frontal izquierda de una disposición ilustrativa de la bomba sanguínea de la presente invención;

la Figura 2 es una representación simplificada, fragmentaria, de un corazón humano, que representa la bomba implantada dentro del ventrículo izquierdo del corazón;

la Figura 3 es una vista longitudinal, transversal de una representación esquemática, simplificada de una disposición ilustrativa de la bomba;

la Figura 3A es una vista agrandada de la porción encerrada en un círculo 3Ade la Figura 3;

la Figura 4 es una vista del extremo transversal de la bomba de la Figura 3 con el extremo del alojamiento retirado para claridad;

la Figura 5 es una vista en perspectiva, parcialmente cortada por claridad, de la bomba sanguínea de la Figura 3;

la Figura 5A es una vista en perspectiva de una porción de la Figura 5, mostrando el estator de motor con ranuras;

la Figura 5B es una vista en perspectiva, similar a la Figura 5A pero mostrando un estator de motor sin ranuras;