Протез клапана сердца

Протез клапана сердца

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к области медицины, в частности к сердечно-сосудистой хирургии, и предназначено для замены пораженных естественных клапанов сердца в ходе проведения кардиохирургических операций.

Уровень техники

Конструкция корпусного протеза клапана сердца включает корпус кольцеобразной формы. Как правило, две или три створки устанавливаются в корпусе с возможностью повтора между открытым положением для пропускания прямого (восходящего) потока крови и закрытым положением для перекрытия канала и ограничения обратного (нисходящего) потока крови. Кроме того, протез клапана сердца содержит соединительный механизм для соединения корпуса клапана с окружающими тканями сердца в виде манжеты, которая пришивается к тканям сердца и охватывает боковую поверхность корпуса протеза клапана. Важной проблемой является проблема высокого гемодинамического сопротивления, вносимого установленным в сердце протезом клапана сердца. Сопротивление определяется толщиной корпуса и створок, а также поверхностью ограничителей хода и поворота створок, частично перекрывающих проходное сечение клапана.

Из уровня техники известны конструкции клапанов сердца, в которых ограничители хода створок имеют минимальную площадь (см., например, опубликованную заявку США №2007193632). Однако в раскрытом здесь протезе створки вращаются на оси, закрепленной в корпусе и пересекающей проходное сечение по центру, поэтому сопротивление потоку крови создают сами створки из-за перекрытия центра проходного сечения в открытом положении клапана.

Известны конструкции протезов клапанов сердца (см. патент США 4274437, патент РФ 2066984) с обеспечением основной зоны проходного сечения по центру. При такой компоновке очевидно, что центральная часть потока через клапан остается слабо возмущенной, а искажения, вносимые створками, минимальны. Однако эти клапаны в хирургической практике не применяются из-за низкой надежности и высокой вероятности выпадения створок.

Таким образом, очевидна потребность в новой конструкции протеза клапана сердца, надежность которого сочеталась бы с неискаженной гемодинамикой потока крови и улучшенным омыванием элементов протеза клапана струями прямого и обратного потоков крови.

Наиболее близким аналогом для настоящего изобретения является искусственный клапан сердца, раскрытый в международной публикации WO 2007/075121 от 25 июля 2007 и содержащий кольцеобразный корпус и, по меньшей мере, две створки, установленные в корпусе с возможностью образования зоны проходного сечения клапана по центру. Клапан имеет ограничители поворота створок в виде двух пар выступов, размещенных на его торцевой поверхности, обращенной к нисходящему потоку крови. Ограничители снабжены упорами. Недостатком этого протеза клапана сердца является значительная толщина корпуса со стороны, обращенной к нисходящему потоку крови, что служит причиной повышенного гемодинамического сопротивления при его имплантации в митральную или трикуспидальную позиции и особенно при малых размерах фиброзных колец нативных клапанов, в том числе у пациентов детского возраста.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение направлено на решение задачи создания искусственного клапана сердца, устраняющего недостатки известных аналогов: имеющего простую конструкцию, обеспечивающую низкое гемодинамическое сопротивление и улучшенное омывание элементов протеза струями прямого и обратного потоков крови.

Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в снижении гемодинамического сопротивления за счет уменьшения толщины корпуса и улучшении омывания элементов протеза за счет упрощения конструкции ограничителей поворота створок.

Технический результат достигается за счет того, что в протезе клапана сердца, включающем кольцеобразный корпус, по меньшей мере, две створки, установленные в корпусе с возможностью поворота и образования основной зоны проходного сечения по центру отверстия корпуса, и ограничители поворота створок, представляющие собой выступы, расположенные на торцевой поверхности корпуса, обращенной к нисходящему потоку крови, установленные с возможностью взаимодействия с боковой поверхностью створок, на максимально удаленной от центральной части боковой поверхности каждой створки выполнен сквозной паз, имеющий возможность взаимодействия своими поверхностями с соответствующим выступом ограничителя поворота створок во время открытия и закрытия протеза клапана сердца, а торцевая поверхность корпуса, обращенная к обратному потоку крови, включает наклонную часть, выполненную под углом к оси проходного отверстия и имеющую возможность взаимодействия с поверхностью створки, обращенной к прямому потоку крови, при открытии протеза.

Внутренняя поверхность отверстия кольцеобразного корпуса выполнена в виде боковой поверхности кругового цилиндра и ограничена двумя плоскими торцами, обращенными к прямому и обратному потокам крови.

Наклонные части расположены с обеих сторон от каждого выступа ограничителя поворота створок.

На наружной поверхности корпуса выполнена кольцевая канавка для крепления пришивной манжеты.

Корпус и створки выполнены из пиролитического углерода.

Перечень фигур чертежей

Сущность изобретения будет более понятна из описания, приведенного далее со ссылками на позиции чертежей, где

на фиг.1 и 2 изображен протез клапана сердца с закрытыми и открытыми створками, вид спереди,

а на фиг.3 изображен протез клапана сердца с закрытыми створками, вид сверху.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Протез клапана сердца содержит кольцеобразный корпус 1, изготовленный из пиролитического углерода и имеющий, по меньшей мере, две створки 3, также выполненные из пиролитического углерода и с возможностью поворота и образования основной зоны проходного сечения по центру, установленные в корпусе 1. Кольцевой корпус 1 ограничен двумя торцами - верхним 12, обращенным к нисходящему или обратному потоку крови 5, и нижним 21, обращенным к восходящему или прямому потоку крови 4. На максимально удаленной от центральной поверхности 7 каждой створки части 8 боковой поверхности 6 створки 3 выполнен сквозной паз 9, имеющий боковые поверхности и поперечную поверхность 19. Ограничители поворота 2 створок 3 имеют выступ 10, который взаимодействует с поверхностями сквозного паза 9 во время открытия и закрытия клапана сердца.

Ограничители 2 расположены на верхнем торце 12, обращенном к нисходящему потоку крови 5.

Корпус 1 с внешней стороны имеет кольцевую канавку 16 для крепления пришивной манжеты. Внутренняя поверхность 11 отверстия кольцеобразного корпуса выполнена в виде боковой поверхности кругового цилиндра и ограничена двумя плоскими торцами 21 и 12, обращенными соответственно к восходящему прямому 4 и нисходящему обратному 5 потокам крови.

Торцевая поверхность 12 корпуса 1, обращенная к нисходящему (обратному) потоку 5 крови, включает наклонную часть 13, выполненную под углом к центральной оси 14 проходного отверстия и имеющую возможность взаимодействия с поверхностью 15 створки, обращенной к восходящему (прямому) потоку 4 крови при открытии.

Наклоненные части 13 торцевой поверхности корпуса 1 расположены с обеих сторон от каждого выступа 10 ограничителя поворота 2 створок 3, взаимодействующего с пазом 9 створки 3.

На наружной поверхности корпуса 1 выполнена кольцевая канавка 16 для крепления пришивной манжеты.

Открытие створок происходит до контакта поверхности 19 сквозного паза створки с поверхностью 20 выступа 10.

Протез клапана сердца работает следующим образом.

При открытии протеза клапана под действием прямого потока крови створки 3, взаимодействуя частями 18 боковой поверхности 6 с поверхностями 17 ограничителя поворота 2, поворачиваются из положения закрытия в открытое положение. Поворот створки 3 происходит до наступления контакта продольной поверхности 19 паза 9 с поверхностью 20 выступа 10. При этом створка своей поверхностью 15, обращенной к прямому потоку крови, контактирует с наклонной поверхностью 13 торца корпуса 1 клапана, обращенного к обратному потоку крови 5. При этом кровь течет в прямом направлении, центральная часть отверстия корпуса 1 клапана свободно без искажения пропускает поток 4. Створки 3 располагаются практически вертикально и не создают сопротивление потоку 4. Взаимодействующие поверхности 17 и 18 ограничителя поворота 2 и створок 3, а также наклонные поверхности 13 и контактирующие поверхности 19 и 20 выступа и сквозного паза надежно удерживают створки 3 в открытом положении. При прекращении прямого потока 4 створки 3, взаимодействуя поверхностями 18 с поверхностями 17 ограничителя поворота 2, начинают поворачиваться и возвращаются в исходное положение до момента касания друг с другом. При этом ограниченный обратный поток крови 5, возникающий при закрытии клапана, течет вдоль зазора между поверхностями сквозного паза 9 и выступа 10, омывая зоны взаимодействия створки 3 и ограничителя поворота 2 и препятствуя тромбообразованию в этой области.

Конструкция искусственного клапана сердца имеет следующие преимущества:

1) обеспечивает высокую эффективность проходного сечения клапана, практически не оказывая сопротивления потоку в открытом положении створок за счет выполнения корпуса с уменьшенной толщиной,

2) исключает образование застойных зон за счет омывания зон взаимодействия створок и ограничителя поворота прямым и обратным потоком крови,

3) значительно снижает фактор тромбообразования,

4) исключает неустойчивость клапана при открытии благодаря выполнению наклонных поверхностей на торце, обращенном к нисходящему потоку крови,

5) имеет высокую надежность и долговечность, хорошую совместимость с естественными тканями за счет выполнения из пиролитического углерода.

1. Протез клапана сердца, включающий кольцеобразный корпус, по меньшей мере две створки, установленные в корпусе с возможностью поворота и образования основной зоны проходного сечения по центру отверстия корпуса, и ограничители поворота створок, представляющие собой выступы, расположенные на торцевой поверхности корпуса, обращенной к нисходящему потоку крови, и установленные с возможностью взаимодействия с боковой поверхностью створок, отличающийся тем, что на максимально удаленной от центральной части боковой поверхности каждой створки выполнен сквозной паз, имеющий возможность взаимодействия своими поверхностями с соответствующим выступом ограничителя поворота створок во время открытия и закрытия протеза клапана сердца, при этом торцевая поверхность корпуса, обращенная к обратному потоку крови, включает наклонную часть, выполненную под углом к оси отверстия корпуса и имеющую возможность взаимодействия с поверхностью створки, обращенной к прямому потоку крови при открытии протеза.

2. Протез по п.1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность отверстия кольцеобразного корпуса выполнена в виде боковой поверхности кругового цилиндра и ограничена двумя плоскими торцами, обращенными к прямому и обратному потокам крови.

3. Протез по п.1, отличающийся тем, что наклонные части расположены с обеих сторон от выступа ограничителя поворота створок.

4. Протез по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что на наружной поверхности корпуса выполнена кольцевая канавка для крепления пришивной манжеты.

5. Протез по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что корпус и створки выполнены из пиролитического углерода.

6. Протез по п.4, отличающийся тем, что корпус и створки выполнены из пиролитического углерода.