Medios para realizar un patrón de flujo de fluido en un conducto.

Aparato para la generación de flujo helicoidal de un fluido, comprendiendo el aparato un conducto (3,

15) y una estructura helicoidal (100, 5, 6, 11, 400, 600, 25), estando la estructura helicoidal (100, 5, 6, 11, 400, 600, 25) externamente situada alrededor del conducto (3, 15) y comprendiendo la estructura helicoidal (100, 5, 6, 11, 400, 600, 25) medios de deformación de conductos (4a-c), deformando los medios de deformación de conductos (4a-c) las paredes laterales del conducto (3, 15), y formando la deformación de las paredes laterales una formación helicoidal (4a-c) dentro del conducto (3, 15) que es capaz de general un flujo helicoidal en un fluido que fluye a través del conducto (3, 15), en donde el conducto es un tubo de flujo sanguíneo artificial.

Medios para realizar un patrón de flujo de fluido en un conducto

La presente invención se refiere a medios para la expulsión de patrones de flujo de fluidos en conductos, particularmente, pero no exclusivamente en conductos tales como tubos de flujo sanguíneo y endoprótesis vasculares, y otros tubos que transportan fluidos esenciales para la vida o fluidos industriales.

El documento WOOO/38591 desvela conductos tales como tubos y endoprótesis vasculares ideados para inducir un flujo helicoidal de tal manera como para eliminar o reducir la turbulencia y/o eliminar o reducir las regiones de flujo muerto en los conductos. El conducto tiene ranuras o rebordes helicoidales internos u otras medidas que inducen tal flujo helicoidal, teniendo en cuenta las dimensiones del conducto y la viscosidad y velocidad del fluido.

Las estructuras externas se han utilizado para proporcionar refuerzo en los conductos (véase, por ejemplo, los documentos US3479670 y US4130904), lo que puede servir para proteger los conductos del retorcimiento o para mantener los conductos en una posición abierta pero no influir directamente en la geometría interna del lumen del conducto. Por ejemplo, en el documento US3479670 el lumen del tubo sigue siendo suave a pesar de la presencia de monofilamentos de polipropileno de refuerzo envueltos alrededor del tubo.

El documento GB2344053 desvela endoprótesis vasculares para soportar vasos sanguíneos distintos de los injertos en los que la endoprótesis vascular tiene una forma y/o una orientación mediante las que se hace que el flujo dentro del vaso siga una curva no plana.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un aparato para la generación de flujo helicoidal de un fluido, comprendiendo el aparato un conducto y una estructura helicoidal, estando la estructura helicoidal situada externamente alrededor del conducto y comprendiendo la estructura helicoidal medios de deformación de conductos, deformando los medios de deformación de conductos las paredes laterales del conducto y formando la deformación de las paredes laterales una formación helicoidal dentro del conducto que es capaz de generar flujo helicoidal en un fluido que fluye a través del conducto.

La formación helicoidal puede tener un ángulo de hélice de entre 52 y 502. Por ejemplo, la formación helicoidal puede tener un ángulo de hélice de aproximadamente 82, en particular, pero no exclusivamente, en relación con el flujo arterial en injertos arteriales de piernas.

Normalmente, el fluido que se tiene que transportar por el conducto comprende un líquido. El fluido puede ser únicamente un líquido, un líquido mezclado con un sólido en partículas, o un sólido licuado. Por ejemplo, cuando el conducto son los vasos sanguíneos, el líquido es el vaso.

La estructura helicoidal puede comprender rebordes que definen un perfil específico de la formación helicoidal que efectúa el patrón de flujo de fluido. Adicional o alternativamente, la estructura helicoidal puede comprender ranuras que definen un perfil específico de la formación helicoidal que efectúa el patrón de flujo de fluido.

La formación helicoidal se puede orientar con una torsión Z. Una orientación de torsión Z (también referida como una hélice a mano derecha) crea la inducción de flujo en sentido horario en la dirección de flujo hacia delante. Como alternativa, la formación helicoidal se puede orientar con una torsión S (también referida como una hélice a mano izquierda).

La estructura helicoidal puede comprender protuberancias simétricas y/o protuberancias asimétricas, teniendo las protuberancias asimétricas un borde delantero gradualmente inclinado y un borde trasero en pendiente empinada.

La estructura helicoidal puede comprender la formación de ranuras y/o rebordes de inicio único o de inicio múltiple.

La estructura helicoidal puede comprender un bastidor. El bastidor puede estar formado por partes circulares, rectangulares, ovoides y/o de manera diferente. El bastidor puede comprender partes que tienen al menos dos diámetros diferentes.

La estructura helicoidal puede comprender metales tales como acero inoxidable. Alternativa o adicionalmente, la estructura puede comprender un material sintético o plastifiable u otro termoplástico, plastificándose y restableciéndose en la condición retorcida. Los materiales adecuados incluyen politetrafluoroetileno (PTFE, también conocido como "Teflon"), polipropileno, nylon u otro material sintético.

El acero inoxidable u otras estructuras metálicas se pueden revestir con material sintético o plastifiable u otro termoplástico.

La estructura helicoidal puede tener una apariencia retorcida con una sección ovalada, rectangular u no circular. La estructura se puede enrollar a lo largo de su eje longitudinal y tener una sección transversal circular.

La estructura helicoidal puede comprender material modelado o sólido. La estructura puede ser fija o plegable.

La formación helicoidal puede afectar el flujo helicoidal de tal manera como para eliminar o reducir la turbulencia y/o eliminar o reducir las regiones de flujo muerto en el conducto. El ángulo helicoidal óptimo para lograr dicho flujo dependerá de factores tales como el diámetro del conducto, la velocidad longitudinal y rotacional del fluido, y la viscosidad y otras características del fluido.

El aparato puede tener ramificaciones.

El conducto puede comprender tubos. Por ejemplo, el conducto puede comprender tubo de flujo sanguíneo artificial, tal como un injerto. El tubo se puede utilizar en el tratamiento de la sangre o equipos de suministro, por ejemplo, una máquina cardiopulmonar, equipo de diálisis o un conjunto de suministro. El tubo se puede utilizar también en equipos industriales, por ejemplo, mangueras, tuberías o mangueras contra incendios.

Como alternativa, el conducto puede comprender una endoprótesis vascular. Las endoprótesis vasculares, por ejemplo fabricadas de malla, lámina expandida o de tipo muelle con tubo o alambre, se insertan en los vasos sanguíneos para proporcionar soporte mecánico y evitar la contracción del vaso sanguíneo. Una estructura que forma parte de un aparato de acuerdo con la presente invención se podría colocar dentro o fuera del vaso sanguíneo para imponer, mantener y/o reforzar una formación de guía de flujo a través del vaso sanguíneo.

El conducto puede ser un injerto de endoprótesis vascular, es decir, una combinación de endoprótesis vascular e injerto.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método ex vivo de generación de flujo helicoidal en un fluido que fluye a través de un conducto, comprendiendo el método la colocación de una estructura externamente alrededor del conducto, comprendiendo la estructura medios de deformación de conductos que deforman las paredes laterales del conducto cuando la estructura se coloca alrededor del conducto, formando la deformación de las paredes laterales una formación de guía de flujo dentro del conducto que genera flujo helicoidal en un fluido que fluye a través del conducto.

La configuración del flujo a través de un conducto puede, en general, medirse utilizando tales técnicas de RM (resonancia magnética) y/o ecografía Doppler, y la formación de guía de flujo se puede modificar en consecuencia hasta que se logre una configuración de flujo deseada. El diseño inicial de la configuración del flujo se puede hacer por modelos matemáticos o por ensayo y error, con la modificación como se ha descrito anteriormente.

El ángulo de la formación helicoidal o formación de guía de flujo se puede determinar a partir de las dimensiones internas del conducto, el flujo másico de fluido del conducto, la caída de presión a lo largo del conducto y la energía cinética turbulenta dentro del conducto.

Como alternativa, el ángulo de hélice de la formación helicoidal o formación de guía de flujo se puede determinar mediante la especificación de las dimensiones internas del conducto y del flujo másico de fluido previsto a través del conducto, y la determinación del ángulo de hélice a partir de la caída de presión y la energía cinética turbulenta para un conducto que tiene las dimensiones internas especificadas y el flujo másico de fluido previsto.

Normalmente, la caída de presión y la energía cinética turbulenta no se dimensionan antes de determinar el ángulo de hélice.

Preferentemente, el ángulo de hélice se determina como el ángulo de hélice en el que la caída de presión adimensional y la energía cinética turbulenta adimensional son sustancialmente ¡guales.

Ejemplos del aparato de acuerdo con la invención se describirán... [Seguir leyendo]

1. Aparato para la generación de flujo helicoidal de un fluido, comprendiendo el aparato un conducto (3, 15) y una estructura helicoidal (100, 5, 6, 11, 400, 600, 25), estando la estructura helicoidal (100, 5, 6, 11, 400, 600, 25) externamente situada alrededor del conducto (3, 15) y comprendiendo la estructura helicoidal (100, 5, 6, 11, 400, 600, 25) medios de deformación de conductos (4a-c), deformando los medios de deformación de conductos (4a-c) las paredes laterales del conducto (3, 15), y formando la deformación de las paredes laterales una formación helicoidal (4a-c) dentro del conducto (3, 15) que es capaz de general un flujo helicoidal en un fluido que fluye a través del conducto (3,15), en donde el conducto es un tubo de flujo sanguíneo artificial.

2. Aparato para la generación de flujo helicoidal de un fluido, comprendiendo el aparato un conducto (3, 15) aislado del cuerpo humano y una estructura helicoidal (100, 5, 6, 11, 400, 600, 25), estando la estructura helicoidal (100, 5, 6, 11, 400, 600, 25) externamente situada alrededor del conducto (3, 15) y comprendiendo la estructura helicoidal (100, 5, 6, 11,400, 600, 25) medios de deformación de conductos (4a-c), deformando los medios de deformación de conductos (4a-c) las paredes laterales del conducto (3, 15), y formando la deformación de las paredes laterales una formación helicoidal (4a-c) dentro del conducto (3, 15) que es capaz de generar un flujo helicoidal en un fluido que fluye a través del conducto (3, 15).

3. Aparato de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en el que los medios de deformación de conductos (1a-c, 13a- c, 19, 24, 27) comprenden rebordes internos que definen un perfil específico de la deformación de las paredes laterales internas.

4. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la estructura (100, 5, 6, 11, 400, 600, 25) comprende además ranuras que definen un perfil específico de la deformación de las paredes laterales internas.

5. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la formación helicoidal (4a-c) tiene un ángulo helicoidal de entre 52 y 502.

6. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la estructura (100, 5, 6, 11, 400, 600, 25) comprende la formación de ranuras y/o rebordes de inicio único o de inicio múltiple.

7. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la estructura (100, 5, 6, 11, 400, 600, 25) comprende un bastidor (100, 6, 11,400, 600).

8. Aparato de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el bastidor (600, 6, 11, 400, 600) está formado por partes circulares, rectangulares, ovoides y/o de forma diferente.

9. Aparato de acuerdo con la reivindicación 7 o con la reivindicación 8, en el que el bastidor (100, 6, 11, 400, 600) comprende partes que tienen al menos dos diámetros diferentes.

10. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la estructura (100, 5, 6, 11,400, 600, 25) comprende acero inoxidable.

11. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la estructura (100, 5, 6, 11,400, 600, 25) comprende un material sintético u otro material plastifiable o termoplástico, plastificándose y restableciéndose en la condición retorcida.

12. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la estructura (6) tiene una apariencia retorcida con una sección transversal ovalada, rectangular u otra no circular.

13. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la estructura (11) se enrolla a lo largo de su eje longitudinal y tiene una sección transversal circular.

14. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la estructura (100, 5,6,11,400, 600, 25) comprende material modelado o sólido.

15. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la estructura (100, 5, 6, 11,400, 600, 25) es fija o plegable.

16. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la estructura (100, 5, 6, 11,400, 600, 25) está ramificada.

17. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el conducto (3, 15) comprende un tubo.

18. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el conducto (3, 15) comprende una endoprótesis vascular.

19. Un método de generación de flujo helicoidal en un fluido que fluye a través de un conducto (3, 15), 5 comprendiendo el método la colocación de una estructura (100, 5, 6, 11, 400, 600, 25) externamente alrededor del

conducto (3, 15), comprendiendo la estructura (100, 5, 6, 11, 400, 600, 25) medios de deformación de conductos (1a-c, 13a-c, 19, 24, 27) que deforman las paredes laterales del conducto (3, 15) cuando la estructura (100, 5, 6, 11, 400, 600, 25) se coloca alrededor del conducto (3, 15), formando la deformación de las paredes laterales un formación de guía de flujo (4a-c) dentro del conducto (3, 15) que genera un flujo helicoidal en un fluido que fluye a 10 través del conducto (3, 15), en donde el método no se aplica al cuerpo humano o animal.

20. Un método de acuerdo con la reivindicación 19, en el que la formación de guía de flujo (4a-c) comprende una

formación helicoidal.

21. Un método de acuerdo con las reivindicaciones 19 o 20, en el que la formación de guía de flujo de (4a-c)

comprende una deformación helicoidal a lo largo del eje longitudinal del conducto (3,15).