Globo con capas de tela divisorias y método para trenzar sobre formas tridimensionales.

Un globo médico (46, 100), que comprende:

una sección central (50,

90) del globo, que tiene un primer diámetro exterior (D1);

un extremo que se estrecha gradualmente (52, 101, 103) del globo, que tiene un segundo diámetro exterior (D2) que es menor que el primer diámetro (D1) exterior; y caracterizado por que el globo además comprende

un tela (10, 30, 60) que tiene entretejidas unas primeras (11a, b, c, 148a, 149a, 150a) y unas segundas (11d, e, f, 148b, 149b, 150b) fibras que forman una única capa (18, 32, 102), estando la tela dispuesta en la sección central del globo;

estando las primeras fibras (11a, b, c, 148a, 149a, 150a) entretejidas y además definiendo una primera capa (20, 34, 104) de tela dispuesta en el extremo que se estrecha gradualmente del globo; y

estando las segundas fibras (11d, e, f, 148b, 149b, 150b) entretejidas y además definiendo una segunda capa (21, 36, 112) de tela dispuesta sobre la primera capa (20) de tela.

Globo con capas de tela divisorias y método para trenzar sobre formas tridimensionales Datos de prioridad

Esta solicitud reivindica el beneficio de prioridad de la solicitud de patente provisional de EE. UU. número 6/87.479 presentada el 18 de diciembre 26.

Campo técnico

La presente invención se refiere a métodos y aparatos para trenzar fibras sobre formas tridimensionales. En particular, la invención se refiere al refuerzo de globos con fibras y telas tejidas.

Antecedentes de la técnica

En la técnica de los globos médicos, dichos globos médicos se han reforzado mediante la colocación de fibras en disposiciones predeterminadas utilizando procesos manuales o parcialmente automatizados, como se describe en la patente de EE.UU. número 6.746.425. Algunos procesos de fabricación manuales y parcialmente automatizados requieren la manipulación manual de fibras para disponer adecuadamente las fibras en el lugar deseado del globo. Los aspectos no-automatizados de tales procesos aumentan el coste y el tiempo invertido para fabricar un globo médico reforzado en comparación con los procesos altamente automatizados. Además, los aspectos no automatizados de tales procesos, y el tiempo asociado con los procesos manuales, evitan o impiden la formación o la disposición eficiente de patrones de fibra de complejos, o la formación de patrones de tejido complejos que facilitan la disposición de una tela bidimensional sobre un contorno tridimensional asociado con un globo médico. También se considera que los procesos automatizados facilitan una disposición más precisa y consistente de las fibras que es imposible o difícil de lograr con los procesos manuales o parcialmente automatizados.

Se describen tecnologías de trenzado y máquinas de trenzado en 2D y 3D en: "Braiding", 25 Advanced Composite Materials & Textile Research Laboratory, Universidad de Massachusetts-Lowell, < http://mechanical.uml.edu/acmtrl/research-Braiding.htm >. Se describen tecnologías de trenzado y máquinas de trenzado cartesianas en < http://www.3tex.com/3braid.cfm >. Un informe del Centro Nacional Textil (NTC, National Textile Center) de Springhouse, Pennsylvania describe patrones de trenzado y describe el comportamiento de los trenzados bajo carga de tracción, y el efecto del ángulo del hilo con respecto a la carga y a la condición de interferencia, en "Engineered Non-Linear Elastic Blended Fabrics", Proyecto NTC F-PH5 25, < http://www.ntcresearch.org/pdf-rpts/AnRp2/F-PH5-A2.pdf >. Los siguientes artículos describen trenzados: Guang-Wu Du, Tsu-Wei Chou y P. Popper, "Analysis of three-dimensional textile pre-forms for multidirectional reinforcement of composites", J. Mater. Sci. 26 (1991) 3438-3448; M. Dunn, E. Armstrong-Carroll, Y. Gowayed; "Engineered Non-linear Elastic Bland Fabrics", <http/ www.ntcresearch.org/pdf-rpts/Bref61/F-P5.pdf >; W. Seneviratne, J. Tomblin, "Design Of A Braided Composite Structure With A Tapered Cross-seccion", National Institute for Aviation Research, Wichita State University, Wichita, KS 6726-93; y The Department Of Defense Handbook Composite Materials Handbook, volumen 2, "Polymer Matrix Composites Materials Properties", < http://www.lib.ucdavis.edu/dept/pse/resources/fulltext/HDBK17-2F.pdf >. También se describe tecnología de trenzado en las patentes de EE.UU. números. 5718159, 5758562, 619786, 5957974, 4881444, 4885973 y 462156.

Para los globos médicos, son deseables paredes muy delgadas. Para reducir el grosor de la pared, es necesario reducir el grosor de cada fibra y aumentar el número de fibras para complementar la reducida resistencia de las fibras más delgadas. Si se reduce el grosor de las fibras, es necesario aumentar el número de fibras, y la densidad de la fibra, según el cuadrado de la reducción de grosor, con el fin de mantener la misma resistencia a la tracción en la pared reforzada del globo. Se considera que la reducción del grosor de la fibra conduce a un problema cuando se trenzan las fibras. Esto es debido al efecto de agrupamiento o interferencia que se produce cuando una tela trenzada continua se dispone sobre una parte cilindrica de un globo y luego continúa a través de una parte del globo con un diámetro reducido, tal como cuando una tela se extiende desde una forma de globo cilindrica hasta un extremo cónico del globo. También se considera que existe el mismo problema cuando una tela se dispone sobre cualquier objeto tridimensional que se reduce de un diámetro a un diámetro más pequeño.

En el extremo cónico de un globo, la densidad de la fibra aumenta a medida que el diámetro del globo disminuye, dado que el mismo número de fibras se fabrican para cubrir un área circunferencial decreciente. Si el patrón de tejido se cambia para permitir una densidad de fibra menor en las zonas de diámetro reducido, el grosor de pared puede llegar a ser demasiado delgado y una transición a diferentes ángulos de fibra en el trenzado puede hacer que las fibras se agrupen o interfieran y evitar una reducción adicional en el diámetro del globo. También, el trenzado escaso proporciona una mayor separación entre las fibras y por lo tanto aumenta el ángulo de interferencia entre las fibras, y el grosor de la pared se sacrifica en la parte principal del globo debido a la relación según la inversa del cuadrado entre el grosor de la pared y la densidad de la fibra requerida para conseguir una resistencia de la pared constante. En otras palabras, las fibras deben ser más gruesas para mantener la resistencia reforzada por unidad de

área de la pared del globo. Como resultado, la limitación de la densidad de fibra en los extremos del globo impone una densidad subóptima de fibra -y concomitante con el grosor de la pared- sobre la zona central del globo, en la que el diámetro es más grande.

El documento US 26/8522 describe un globo médico no elástico que puede cambiar de un estado deshinchado a un estado hinchado aumentando la presión dentro del globo. El globo médico no elástico está compuesto por una capa de tela tejida compuesta por, al menos, dos fibras de tela tejida formando un ángulo. El ángulo permanece sustancialmente invariable cuando el globo cambia del estado deshinchado a un estado hinchado.

Descripción de la invención

Una estructura y un método para fabricar un globo reforzado con fibras para tratamientos médicos tales como la angioplastia coronaria transluminal percutánea (PTCA), y el suministro de endoprótesis vasculares o endoprótesis cubiertas, que es susceptible de fabricación automatizada y que permite que los ángulos de fibra sean optimizados para mantener la presión.

En las realizaciones descritas en este documento, un arrollamiento continuo de fibra se teje para hacer una tela que refuerza un globo con un diámetro variable, a la vez que se minimiza la obstrucción de la tela cuando dicha tela pasa de cubrir una parte de gran diámetro del globo a una parte de diámetro más pequeño del globo. Se utiliza un patrón de trenzado que pasa de una sola capa a múltiples capas, a medida que la tela pasa a partes de diámetro más pequeño del globo. Cuando la tela de capa única pasa a un tela de múltiples capas, la densidad de fibra de la tela de una sola capa se reduce en cada una de las múltiples capas, ya que cada fibra de la capa única se dirige a una de las múltiples capas. Cuando dos o más capas se forman a partir de una sola capa, la densidad de fibra de la capa de refuerzo más interna del globo puede ser controlada para minimizar la obstrucción o agrupamiento de la tela tejida. Las densidades de fibra de las capas formadas próximas a la capa más interna, cuando se forma la capa más interna, también pueden ser controladas para permitir la disposición en capas del material compuesto del globo, a medida que el diámetro del globo disminuye. La división de la tela de capa única en múltiples capas de este modo facilita que el globo sea reforzado con fibras que se extienden por todo el globo y en partes del globo con diámetros variables, facilitando por ello la fabricación automatizada de un globo reforzado. La división de una capa única también facilita la disposición de múltiples capas de refuerzo en las partes de diámetro reducido de un globo con agrupamiento minimizado de las telas debido al aumento de la densidad de la fibra.

La presente Invención se define en las reivindicaciones adjuntas.

En una realización, el globo médico incluye primeras y segundas fibras que definen juntas una capa de tela principal que refuerza una parte principal del globo, definiendo las primeras fibras una primera capa de tela que refuerza una primera parte del globo y definiendo las segundas fibras una segunda capa de tela que refuerza la primera parte del globo, y estando la primera... [Seguir leyendo]

1.- Un globo médico (46, 1), que comprende:

una sección central (5, 9) del globo, que tiene un primer diámetro exterior (D1);

un extremo que se estrecha gradualmente (52, 11, 13) del globo, que tiene un segundo diámetro exterior (D2) que es menor que el primer diámetro (D1) exterior; y caracterizado por que el globo además comprende un tela (1, 3, 6) que tiene entretejidas unas primeras (11a, b, c, 148a, 149a, 15a) y unas segundas (11d, e, f, 148b, 149b, 15b) fibras que forman una única capa (18, 32, 12), estando la tela dispuesta en la sección central del globo;

estando las primeras fibras (11a, b, c, 148a, 149a, 15a) entretejidas y además definiendo una primera capa (2, 34, 14) de tela dispuesta en el extremo que se estrecha gradualmente del globo; y

estando las segundas fibras (11 d, e, f, 148b, 149b, 15b) entretejidas y además definiendo una segunda capa (21, 36, 112) de tela dispuesta sobre la primera capa (2) de tela.

2.- El globo médico según la reivindicación 1, en el que la primera capa de tela está separada en una primera capa interior (44) de tela y una primera capa exterior (42) de tela para reforzar una parte extrema del globo.

3.- El globo médico según la reivindicación 1 o de la reivindicación 2, en el que la segunda capa de tela está separada en una segunda capa interior (4) de tela y una segunda capa exterior (38) de tela para reforzar el globo.

4.- El globo médico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la sección central del globo define un cilindro, y en el que los extremos que se estrechan gradualmente del globo definen conos.

- El globo médico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa de tela única pasa a la primera y segunda capas de tela cerca de una transición entre una parte cilindrica del globo y una sección cónica del globo.

6 - El globo médico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el globo está acoplado a un

catéter.

7 - El globo médico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el globo está acoplado a un dispositivo ¡mplantable dispuesto alrededor del exterior del globo.

8.- El globo médico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el globo está acoplado a un stent dispuesto alrededor del exterior del globo.

9.- Un método para fabricar un globo médico (46, 1), que comprende:

entretejer unas primeras (11a, b, c, 148a, 149a, 15a) y unas segundas (11 d, e, f, 148b, 149b, 15b) fibras para tejer una única capa (18, 32, 12) de tela, para reforzar una sección central (5, 9) del globo;

entrelazar solamente las primeras fibras (11a, b, c, 148a, 149a, 15a) para tejer una primera capa (2, 34, 14) de tela para reforzar un extremo que se estrecha gradualmente (52, 11, 13) del globo que tiene un diámetro exterior (D2) que es menor que un diámetro exterior (D1) de la sección central; y

entrelazar solamente las segundas fibras (11 d, e, f, 148b, 149b, 15b) para tejer una segunda capa (21, 36, 112) de tela, para reforzar el extremo que se estrecha gradualmente del globo mediante la disposición de la segunda capa de tela sobre la primera capa de tela.

1.- El método según la reivindicación 9, tejiendo las primeras fibras para formar una primera capa interior (44) de tela y una primera capa exterior (42) de tela para reforzar el extremo que se estrecha gradualmente del globo.

11.- El método según la reivindicación 9 ó 1, tejiendo las segundas fibras para formar una segunda capa interior (4) de tela y una segunda capa exterior (38) de tela para reforzar el extremo que se estrecha gradualmente del globo.

12.- El método según la reivindicación 9, 1 u 11, formando la sección central del globo para definir un cilindro, y formando el extremo que se estrecha gradualmente del globo para definir conos.

13.- El método según la reivindicación 9, 1, 11 ó 12, tejiendo la capa de tela única para pasara la primera y segunda capas de tela cerca de una transición entre una parte cilindrica del globo y una sección cónica del globo.