專(zhuān)利名稱(chēng)：人工心臟瓣膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有由組織或合成材料制成的可彎曲的小葉的人工心臟瓣膜，還涉及 制造這樣的瓣膜的改進(jìn)的方法。
背景技術(shù)：
人類(lèi)的心臟具有控制循環(huán)中血液流動(dòng)方向的四個(gè)主要瓣膜。主動(dòng)脈瓣和二尖瓣是 "左"心的部分，控制富含氧的血液從肺流動(dòng)到身體，而肺動(dòng)脈瓣和三尖瓣是"右"心的部分， 控制耗盡氧的血液從身體流動(dòng)到肺。主動(dòng)脈瓣和肺動(dòng)脈瓣位于泵送室(心室)和主動(dòng)脈之 間，防止血液在被噴射入循環(huán)后漏回到心室。二尖瓣和三尖瓣位于接收室(心房)和心室 之間，防止血液在噴射期間漏回到心房?jī)?nèi)。 心臟瓣膜可以由于先天或后天的瓣膜疾病而表現(xiàn)出異常解剖結(jié)構(gòu)和功能。先天性 瓣膜畸形可以被忍耐多年而僅在老年患者中發(fā)展為威脅生命的問(wèn)題，或者可以嚴(yán)重到在發(fā) 病的最初幾小時(shí)內(nèi)就需要緊急手術(shù)的程度。高血壓也會(huì)導(dǎo)致心臟瓣膜畸形。后天瓣膜疾病 包括退行性疾病(例如，巴羅病、纖維彈性組織缺乏)、炎性疾病(例如，風(fēng)濕性心臟病)和 感染性疾病(例如，心內(nèi)膜炎)。此外，由先前的心臟病發(fā)作(即，繼發(fā)于冠心病的心肌梗 死)或其他心臟病(例如，心肌病)引起的心室損傷會(huì)使瓣膜的幾何形狀變形，造成其功能 障礙。 由于心臟瓣膜是響應(yīng)于特定瓣膜兩側(cè)的壓差僅僅開(kāi)放和關(guān)閉的被動(dòng)結(jié)構(gòu)，因此， 伴隨瓣膜而顯現(xiàn)出來(lái)的問(wèn)題可以被分為兩類(lèi)(l)狹窄，其中瓣膜沒(méi)有正確地打開(kāi)，以及 (2)不全(也稱(chēng)為反流)，其中瓣膜沒(méi)有正確地關(guān)閉。瓣膜狹窄存在于由于瓣膜沒(méi)有完全打 開(kāi)而造成到血流的相對(duì)阻塞時(shí)。瓣膜反流存在于由于瓣膜沒(méi)有完全關(guān)閉而造成血液漏回到 先前的室時(shí)。狹窄和不全可以在同一瓣膜或不同瓣膜中相伴存在。這兩種情況均增加心臟 的工作負(fù)荷并且是非常嚴(yán)重的情況。這種對(duì)心臟和患者的壓力增加的嚴(yán)重性，及心臟適應(yīng) 其的能力，決定了異常的瓣膜是否需要手術(shù)置換或在一些情況下進(jìn)行修復(fù)。如果沒(méi)有得到 處理，這些情況就會(huì)導(dǎo)致衰弱癥狀，包括充血性心力衰竭、永久性心臟損傷和最終的死亡。
功能障礙的瓣膜可以被修復(fù)，保留患者自身的瓣膜，或被某種類(lèi)型的機(jī)械或生物 瓣膜替代物置換。由于所有的人工瓣膜都具有一些缺點(diǎn)(例如，需要用血液稀釋劑終身處 理，形成凝塊的風(fēng)險(xiǎn)和有限的耐用年限)，因此在可能的情況下，瓣膜修復(fù)通常優(yōu)選于瓣膜 置換。然而，許多功能障礙的瓣膜的患病程度超出了修復(fù)的限度。 左側(cè)瓣膜(主動(dòng)脈瓣和二尖瓣)的功能障礙通常更嚴(yán)重，因?yàn)樽笮氖沂切呐K的主 要泵送室。主動(dòng)脈瓣更傾向于狹窄，其通常是由瓣葉上的鈣化物質(zhì)累積造成的并且通常需
3要主動(dòng)脈瓣置換。回流的主動(dòng)脈瓣有時(shí)可以被修復(fù)，但通常是被置換。在現(xiàn)代社會(huì)中，最常 見(jiàn)的二尖瓣病狀涉及由于小葉的總涌動(dòng)(gross billowing of leaflets)到相對(duì)較小的腱 索伸長(zhǎng)及缺血性疾病造成的回流。在這些情況的大多數(shù)中，二尖瓣小葉柔軟易彎，在多種修 復(fù)過(guò)程中可以長(zhǎng)期維持。然而，在第三世界國(guó)家中和來(lái)自第三世界國(guó)家的高遷移率的中心， 最常見(jiàn)的病狀或病癥是風(fēng)濕性二尖瓣疾病。這產(chǎn)生的具有顯著變形的腱(chord)的增厚 的、不易彎折的小葉或腱索(chordae tendinae)經(jīng)常伴有兩個(gè)小葉的融合。風(fēng)濕性瓣膜不 適于任何類(lèi)型的修復(fù)過(guò)程，因此其幾乎總是被置換。 因?yàn)閷?duì)心臟的右側(cè)的需求顯著小于左側(cè)，因此涉及肺動(dòng)脈瓣和三尖瓣的功能障礙 并不常見(jiàn)。肺動(dòng)脈瓣具有類(lèi)似于主動(dòng)脈瓣的結(jié)構(gòu)和功能。肺動(dòng)脈瓣的功能障礙幾乎總是與 復(fù)雜的先天性心臟缺陷相關(guān)。有時(shí)在具有長(zhǎng)年先天性心臟病的成人中實(shí)施肺動(dòng)脈瓣置換。 三尖瓣的解剖結(jié)構(gòu)和功能與二尖瓣類(lèi)似。它也具有瓣環(huán)(an皿lus)、腱索(chords)和乳頭 肌，但是具有三個(gè)小葉(前葉、后葉和隔葉)。瓣環(huán)的形狀稍有不同，蝸形更大且輕微不對(duì) 稱(chēng)。 人工心臟瓣膜可以用于置換任何的心臟瓣膜。兩種主要類(lèi)型的心臟瓣膜假體是已 知的。 一種是機(jī)械型心臟瓣膜，其利用樞接的機(jī)械閉合或球和籠式設(shè)計(jì)以提供單向血流。另 一種是"生物人工"瓣膜，其由用天然組織制成的小葉構(gòu)建并且其以模仿心臟瓣葉的天然動(dòng) 作的方式非常類(lèi)似于天然人類(lèi)心臟瓣膜的小葉而發(fā)揮作用，例如，它們彼此密封或者在稱(chēng) 為連合(commissure)的相鄰組織連接之間連合。另一種類(lèi)型的人工瓣膜的結(jié)構(gòu)具有類(lèi)似 于生物人工瓣膜的結(jié)構(gòu)，但是其小葉由可彎曲的合成材料制成。 每種類(lèi)型的人工瓣膜具有其自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。目前，機(jī)械瓣膜具有可利用的置 換心臟瓣膜的最長(zhǎng)的耐用年限。然而，機(jī)械瓣膜的植入需要受者按規(guī)定服用抗凝血?jiǎng)┮苑?止血塊形成。抗凝血?jiǎng)┑某掷m(xù)使用可能是危險(xiǎn)的，因?yàn)樗鼧O大地增加了使用者發(fā)生嚴(yán)重出 血的風(fēng)險(xiǎn)。此外，機(jī)械瓣膜對(duì)于受者通?？陕?tīng)到聲音，并且會(huì)沒(méi)有預(yù)兆地失效，其會(huì)導(dǎo)致嚴(yán) 重的后果，甚至死亡。 相反，具有生物瓣和/或合成小葉的人工瓣膜是可彎曲的且無(wú)聲的，并且那些采 用天然組織小葉的瓣膜不需要使用血液稀釋劑。然而，人體內(nèi)天然存在的過(guò)程會(huì)隨時(shí)間使 小葉硬化或鈣化，尤其是在瓣膜的高應(yīng)力區(qū)，如在瓣葉之間的連合連接處和在每個(gè)小葉的 外邊緣的外圍小葉附著點(diǎn)處或"尖端"處。此外，瓣膜承受來(lái)自體內(nèi)持續(xù)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的應(yīng)力。 尤其是，小葉在閉合位置處于張緊狀態(tài)，而在打開(kāi)位置處于壓縮狀態(tài)。因此，這些類(lèi)型的人 工瓣膜隨時(shí)間磨損并需要更換。生物瓣和合成小葉心臟瓣膜與機(jī)械心臟瓣膜相比，制造困 難得多，花費(fèi)更多的時(shí)間，因?yàn)樗鼈冇山?jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)訓(xùn)練的和熟練的人員基本手工制成。
生物人工瓣膜包括同種移植瓣膜，其包括完全從人類(lèi)供體或尸體收集的瓣膜； 同種異體移植瓣膜，其包括由人類(lèi)尸體提供的生物材料；自體同源瓣膜，其包括由接受瓣膜 的個(gè)體提供的生物材料；以及異種移植瓣膜，其包括從非人類(lèi)生物來(lái)源(包括豬、牛和其他 動(dòng)物)獲得的生物材料。 目前可獲得的異種移植瓣膜是這樣構(gòu)建的，通過(guò)將豬主動(dòng)脈瓣的小葉縫合到線(xiàn)框 /形式或支架(以將小葉保持在正確位置)，或通過(guò)從牛、馬、豬或其他動(dòng)物的心包腔(其 包繞心臟)構(gòu)建瓣葉，并將它們縫合到線(xiàn)框/形式，而線(xiàn)框/形式又連合到支持支架或 環(huán)，其通常被稱(chēng)為心包瓣膜。具有后一種構(gòu)型的商業(yè)瓣膜的實(shí)例是Carpentier-EdwardsPerimo皿tTM心包瓣膜。該瓣膜的支架具有與線(xiàn)結(jié)構(gòu)的下表面"匹配"的上表面，小葉的邊緣夾在其間。對(duì)于這些類(lèi)型的異種移植瓣膜實(shí)施方式的任何一種，構(gòu)建線(xiàn)框/支架以為瓣葉提供尺寸穩(wěn)定的支持結(jié)構(gòu)，其賦予一定程度的可控柔性以減小瓣膜開(kāi)放和關(guān)閉期間小葉組織上的應(yīng)力。所述線(xiàn)框/支架覆蓋有生物相容性織物(通常為聚酯材料，如DacronTM或PTFE)，其為小葉連合和尖端提供了縫合附著點(diǎn)?？商鎿Q地，織物覆蓋的縫合環(huán)可以附著于線(xiàn)框或支架以提供用于在手術(shù)瓣膜置換過(guò)程中在患者心臟內(nèi)正確位置縫合瓣膜結(jié)構(gòu)的附著部位。具有這些構(gòu)建體的許多人工組織瓣膜描述在美國(guó)專(zhuān)利第4， 106， 129、4， 501， 030、4， 647， 283、4， 648， 881、4， 885， 005、5， 002， 566、5， 928， 281、6， 102， 944、6， 214， 054、6， 547， 827、6， 585， 766、6， 936， 067、6， 945， 997、7， 097， 659號(hào)和7， 189， 259以及美國(guó)公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)第2003/0226208號(hào)和第2006/0009842號(hào)中，其全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本文中。
雖然在過(guò)去的幾十年已經(jīng)進(jìn)行了反復(fù)的改進(jìn)，但是現(xiàn)有的組織瓣膜仍具有它們的缺點(diǎn)。 一個(gè)這樣的缺點(diǎn)是線(xiàn)結(jié)構(gòu)和支架的相對(duì)表面之間的大小和質(zhì)量不匹配。所述不匹配通常由于支架環(huán)形狀的可變性?，F(xiàn)有技術(shù)的支架由一定長(zhǎng)度的材料制作，其被形成或彎成圓形構(gòu)型并且末端被焊接在一起。所述形成和焊接過(guò)程使得支架易于"回彈"，即，環(huán)會(huì)隨時(shí)間經(jīng)歷輕微的變形變得不那么圓。在將其與線(xiàn)結(jié)構(gòu)縫合到一起后施加于支架上的張力，以及在瓣膜的正常運(yùn)轉(zhuǎn)期間經(jīng)歷的張力，使得支架進(jìn)一步易于回彈。如圖l所示，不匹配2存在于圓形線(xiàn)結(jié)構(gòu)4和不那么圓的支架環(huán)6之間。這個(gè)不匹配2通常導(dǎo)致線(xiàn)結(jié)構(gòu)4在任一方向上從支架環(huán)6變得偏移，其又導(dǎo)致部件之間的不穩(wěn)定。所述不穩(wěn)定導(dǎo)致不平均的應(yīng)力點(diǎn)，尤其在瓣葉上，并且導(dǎo)致隨后的瓣膜磨損加速。 現(xiàn)存生物人工組織瓣膜的構(gòu)建體的另一缺點(diǎn)是在置于線(xiàn)結(jié)構(gòu)和支架環(huán)上的覆蓋物范圍之內(nèi)有可能形成凝塊。這可以參照?qǐng)D2最好地解釋?zhuān)涫境隽嗽谶B合位于閉合位置時(shí)經(jīng)受由小葉施加的自然力時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)的生物人工瓣膜連合點(diǎn)處的橫截面?zhèn)纫晥D(線(xiàn)結(jié)構(gòu)未示出)。為了加強(qiáng)線(xiàn)結(jié)構(gòu)-支架裝配，連合延伸部或支持件8通常在其連合的每一處并入瓣膜。支持件8是細(xì)長(zhǎng)的突出，其從支架環(huán)6向上延伸(朝向瓣膜的流出開(kāi)口)并基本上位于支架環(huán)6和線(xiàn)結(jié)構(gòu)(未示出)之間在瓣膜的連合點(diǎn)處形成的空間范圍內(nèi)。這些連合件通常由相對(duì)較硬但是可彎曲的(可彎折的)材料制成，例如以商標(biāo)名為MYLAR的出售的醋酸酯材料。同樣地，在施用施加在瓣葉上的向心力(radially inward force)和在自然運(yùn)行條件下施加于瓣膜連合上形成的張力(如，血液回流壓力)后，所述連合件能夠輕微朝內(nèi)彎折、彎曲或傾斜。在該傾斜發(fā)生時(shí)，在織物覆蓋物5和連合支持物8之間可以形成袋7，其中血栓可以形成并阻擋血液流動(dòng)和瓣膜功能。 因此，仍然存在用于改進(jìn)組織心臟瓣膜的性能和穩(wěn)定性以及用于改進(jìn)制造所述瓣膜的技術(shù)的空間。本發(fā)明意在解決前述缺點(diǎn)，同時(shí)維持瓣膜的希望的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)并確保瓣膜的功能壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括人工心臟瓣膜和用于制作它們的方法。所述人工心臟瓣膜包括支架結(jié)構(gòu)、線(xiàn)結(jié)構(gòu)(wireform)和可彎曲的瓣葉。所述支架結(jié)構(gòu)包括環(huán)狀基底和在瓣膜的流出方向上從所述基底伸出的連合延伸部。所述線(xiàn)結(jié)構(gòu)在其流出端可操作地連接到支架結(jié)構(gòu)。所述小葉由可彎曲的生物相容性材料形成，包括生物組織，如心包組織，和/或合成材料，如聚氨酯，或它們的組合。 所述瓣膜并入多種改進(jìn)以解決和克服現(xiàn)有技術(shù)組織瓣膜的缺點(diǎn)。這些改進(jìn)中的一些解決了可以存在于所述線(xiàn)結(jié)構(gòu)和支架之間的"不匹配"問(wèn)題。例如，在一種變體中，支架的厚度尺寸(即，支架的外徑和內(nèi)徑之間的尺寸)被制成等于或大于線(xiàn)結(jié)構(gòu)的直徑尺寸。在另外的變體中，支架結(jié)構(gòu)的流出表面的尺寸大于流入表面的尺寸。在一些實(shí)施方式中，支架
的流出表面尺寸與支架的流入表面尺寸的比率可以為i : l到至少約8 : 5或更大。在另
一變體中，支架的流出表面在尖端部分內(nèi)設(shè)置有凹陷以容納線(xiàn)結(jié)構(gòu)的直徑尺寸。另外，在另外的變體中，所述支架以這樣的方式形成以致其結(jié)構(gòu)是無(wú)縫的并具有在瓣膜的正常運(yùn)轉(zhuǎn)下基本上維持恒定的直徑形狀。此外，所述瓣膜的線(xiàn)結(jié)構(gòu)可以具有與所述支架結(jié)構(gòu)基本上相同的直徑形狀以致所述線(xiàn)結(jié)構(gòu)和支架結(jié)構(gòu)彼此間隔恒定距離，由此該間隔在瓣膜的正常運(yùn)轉(zhuǎn)下維持恒定(保持不變)。 由本發(fā)明提供的一些另外的改進(jìn)解決了在置于瓣膜的線(xiàn)結(jié)構(gòu)和支架上的覆蓋物
的范圍內(nèi)血栓形成的問(wèn)題。尤其是，其中，在延伸部由于在正常運(yùn)轉(zhuǎn)條件下施加在瓣膜上的力而向內(nèi)拉緊時(shí)，所述改進(jìn)最小化或防止覆蓋部和支架的連合延伸部的內(nèi)表面之間形成袋。 在本發(fā)明的人工瓣膜的一種變體中，所述支架結(jié)構(gòu)具有在所述線(xiàn)結(jié)構(gòu)的連合最高
處內(nèi)對(duì)準(zhǔn)的連合延伸部，其中所述延伸部輕微向內(nèi)成角度以限定與支架的內(nèi)壁的預(yù)先固定
的角度，通常在從約o。到約io。的范圍內(nèi)。這樣，連合延伸部經(jīng)歷的移動(dòng)的范圍被最小
化，由此使得在覆蓋部與支架壁之間的形成袋的可能性最小化。連合延伸部的成角可以通過(guò)機(jī)械方式，如縫合，將分別形成的連合延伸部連接到支架基底來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中它們的連接限定為柔性接頭?？商鎿Q地，所述延伸部可以以預(yù)先固定的或預(yù)先確定的角度與支架整體式形成。在兩種情況下，支架連合和支架基底之間的可彎曲的連接點(diǎn)允許連合在承受施加在瓣膜和其小葉上的正常運(yùn)轉(zhuǎn)力時(shí)向內(nèi)折曲或彎曲。為了進(jìn)一步防止織物材料和連合延伸部的內(nèi)表面之間形成袋，覆蓋物的設(shè)置基本上與內(nèi)表面齊平。這可以通過(guò)將二者之間縫合而實(shí)現(xiàn)。 本發(fā)明的方法包括制造人工瓣膜，其中支架結(jié)構(gòu)至少部分地被模制為具有與線(xiàn)結(jié)構(gòu)的形狀基本上匹配的形狀。這樣的方法可以進(jìn)一步包括從相同的模子模制的連合延伸部作為支架基底以形成整體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的其他瓣膜制作方法包括以與支架的內(nèi)壁所成的角度形成或提供支架的連合延伸部。在另外的實(shí)施方式中，連合延伸部從支架的基底分別地形成并隨后以在每個(gè)連合延伸部和支架基底之間提供柔性接頭的方式連接到其中。
從下面參照附圖的描述，發(fā)明的其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更顯而易見(jiàn)。


在結(jié)合附圖閱讀時(shí)，從下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明將被最好地理解。要強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)常規(guī)實(shí)踐，附圖的多種特征不是成比例的。相反，為了清楚，多種特征的尺寸被主觀地?cái)U(kuò)大或縮小。也是為了清楚的目的，本發(fā)明的一些特征在一些附圖中沒(méi)有繪出。下面的圖包括在附圖中 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中生物人工瓣膜的俯視圖的示意圖，其中實(shí)線(xiàn)代表線(xiàn)結(jié)構(gòu)，虛線(xiàn)代表支架結(jié)構(gòu)；
圖2為現(xiàn)有技術(shù)人工瓣膜的連合延伸部在連合點(diǎn)的橫截面?zhèn)纫晥D； 圖3A為本發(fā)明的人工瓣膜的裝配的線(xiàn)結(jié)構(gòu)和支架結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖； 圖3B為圖3A的瓣膜組件沿圖3A的線(xiàn)B_B的橫截面視圖； 圖3C為圖3B的圈C限定的瓣膜組件的橫截面的放大的端視圖； 圖3D為瓣膜組件沿圖3B的線(xiàn)D-D的放大的橫截面視圖；以及 圖4為本發(fā)明的瓣膜組件的尖端部分的基底的橫截面?zhèn)纫晥D。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照?qǐng)D3A-圖3D和圖4，通過(guò)對(duì)下面的示例性實(shí)施方式和新型裝置、系統(tǒng)和方法的變體的描述，更詳細(xì)地描述本發(fā)明。本發(fā)明通常包括可植入的人工心臟瓣膜10，所述心臟瓣膜10具有環(huán)形式的瓣環(huán)支架12和線(xiàn)結(jié)構(gòu)(wireform)或框架14，其中所述支架和線(xiàn)結(jié)構(gòu)具有基本上相似的直徑。所述線(xiàn)結(jié)構(gòu)具有可替換模式的弓形尖瓣14a和直立的連合14b，由此每個(gè)瓣膜的弓形尖瓣14a和直立的連合14b的數(shù)量通常為三個(gè)，以便最緊密地匹配其意欲置換的天然心臟瓣膜的結(jié)構(gòu)和功能，如主動(dòng)脈瓣(雖然本發(fā)明的三_小葉瓣膜也適合于置換有兩個(gè)尖瓣的瓣膜，如二尖瓣)。這種波浪形的模式模擬小葉附件的天然輪廓，用于支持瓣膜內(nèi)的人工小葉(未示出)。支架12具有緊密匹配模式的尖瓣部分12a和連合12b，其在支架與線(xiàn)結(jié)構(gòu)可操作地連接在一起時(shí)與線(xiàn)結(jié)構(gòu)14的相應(yīng)尖瓣14a和連合14b對(duì)準(zhǔn)(所述連合的尖端的小部分22開(kāi)放或未被占用)。具有連合部件12b、14b的瓣膜10的末端限定瓣膜的流出端，相對(duì)端為流入端。 如同許多常規(guī)人工組織瓣膜，在線(xiàn)結(jié)構(gòu)14可操作地連接到支架12前，組織小葉子組件(未示出)被首先應(yīng)用、安裝和固定到已經(jīng)被織物材料42覆蓋的線(xiàn)結(jié)構(gòu)14(參見(jiàn)圖4)。結(jié)合的組織_線(xiàn)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)隨后被固定到支架結(jié)構(gòu)12，小葉組織邊緣44夾在其中，以形成組裝的瓣膜IO。如圖4所示，環(huán)12也分別地用織物材料42覆蓋。支架和線(xiàn)結(jié)構(gòu)放射狀地從所述部件向外延伸以分別形成突出物42a和42b，織物材料的部分提供了用于將兩個(gè)部件縫合到一起的裝置46。在可操作地連接到一起時(shí)，線(xiàn)結(jié)構(gòu)14位于支架12上方，由此線(xiàn)結(jié)構(gòu)與支架12的頂部或流出表面34對(duì)準(zhǔn)并經(jīng)過(guò)支架12的頂部或流出表面34。在具有整合的小葉子組件的完全組裝的瓣膜中，限定于所述兩個(gè)部件之間的間隙或間隔20在間隙20的全部長(zhǎng)度上由小葉的組織邊緣44占據(jù)。如前所述，所述瓣膜被配置為直接固定于天然瓣膜環(huán)(a皿ulus)或可以另外地附著于縫合環(huán)(未示出)，所述縫合環(huán)附著于天然瓣膜環(huán)。
許多用于形成小葉、形成/彎曲線(xiàn)結(jié)構(gòu)14、制作支架12、以及安裝和連接多種部件到一起的多種技術(shù)和材料已經(jīng)在前面專(zhuān)利文件中描述(其以引用方式并入)，它們是眾所周知的并且被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解。例如，組織小葉可以從收獲的組織切下，如牛心包。用于覆蓋線(xiàn)結(jié)構(gòu)和支架的織物材料可以為DACR0N 或其他合適的紡織材料。線(xiàn)結(jié)構(gòu)14可以由通常用于這樣的線(xiàn)結(jié)構(gòu)的鎳鈷合金絲(由Elgiloy Ltd Partnership制造)制成，支架12可以由機(jī)械加工的金屬或機(jī)械加工或模制的塑性材料(例如，DELRINTm)制成。
采用模制的支架環(huán)的本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于支架結(jié)構(gòu)是無(wú)縫的(不同于在焊接支架中不可避免地形成的接頭)，支架的形狀可以被更精確地形成為希望的形狀，因此，更精確地與線(xiàn)結(jié)構(gòu)的形狀匹配。同樣地，隨著各自的形狀非常緊密地匹配，在瓣膜制作過(guò)程中瓣膜承受施加于其上的力時(shí)，例如在支架和線(xiàn)結(jié)構(gòu)被縫合到一起時(shí)，較大、較重的支架部件不會(huì)使較弱、較輕的線(xiàn)結(jié)構(gòu)變形。例如，沒(méi)有這樣緊密的匹配，當(dāng)施加于覆蓋兩個(gè)部件的織物 之間的縫合太緊或不夠緊時(shí)，存在線(xiàn)結(jié)構(gòu)相對(duì)于環(huán)12的流出端表面34變得不居中的傾向 (參見(jiàn)圖4，示出線(xiàn)結(jié)構(gòu)相對(duì)于所述環(huán)的流出表面均勻地居中)。這個(gè)部件匹配還確保線(xiàn)結(jié) 構(gòu)和支架彼此維持均勻地間隔，即，它們之間的間隔關(guān)于整個(gè)瓣膜維持恒定，由此均勻地分 配位于其間的組織上的壓力。瓣膜整體上和尤其小葉組織上均勻分配的力意欲使瓣膜太早 磨損的風(fēng)險(xiǎn)最小化。 本發(fā)明的另一特征是支架的流出表面34與線(xiàn)結(jié)構(gòu)的直徑的相對(duì)厚度，其單獨(dú)或 與支架和線(xiàn)結(jié)構(gòu)部件的緊密匹配的形狀結(jié)合，輔助維持正確的對(duì)準(zhǔn)和線(xiàn)結(jié)構(gòu)相對(duì)于支架的 流出端表面的中心定位。典型地，常規(guī)的生物人工瓣膜具有約0.020〃到約0.030〃的線(xiàn) 結(jié)構(gòu)直徑，而支架的厚度為約0.015〃 。伴隨這些相對(duì)尺寸，在承受由血流施加于瓣膜上的 天然力及由將線(xiàn)結(jié)構(gòu)固定到支架而形成的縫合施加的張力時(shí)，線(xiàn)結(jié)構(gòu)具有突出(overhang) 支架的流出表面34的傾向。這個(gè)突出可以發(fā)生在內(nèi)支架表面30或外支架表面32。為了 解決這個(gè)問(wèn)題，所述瓣膜支架可以具有厚度等于或大于線(xiàn)結(jié)構(gòu)直徑的厚度的流出支架表面 34。例如，流出表面可以具有范圍從約0.020〃到約O. 1〃的厚度。同樣地，"肩部"被提供 在支架表面上以容納其上的線(xiàn)結(jié)構(gòu)的任何滑動(dòng)或移動(dòng)，使得線(xiàn)結(jié)構(gòu)在支架表面上的中心定 位更容易實(shí)現(xiàn)和可維持。 如圖3C所示，所述瓣膜支架的另一可選特征是提供了在支架的尖瓣部分的流出 表面34內(nèi)的凹陷或溝槽38。所述凹陷可以具有任何合適的橫截面輪廓，例如楔形、圓形等， 并且具有足以容納所述線(xiàn)的直徑的尺寸(或具有織物覆蓋的線(xiàn)的半徑的尺寸)的尺寸，例 如，曲率半徑。 本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到希望維持盡可能寬而不包括瓣膜的功能和穩(wěn)定性的瓣 膜開(kāi)口。同樣地，考慮到本發(fā)明的瓣膜相對(duì)于天然瓣膜環(huán)的瓣環(huán)上定位(supra-a皿ular positioning)，所述瓣膜提供了較厚的支架流出表面，同時(shí)維持與通過(guò)瓣膜的血流通路同 樣的寬度。這通過(guò)選擇支架橫截面形狀而實(shí)現(xiàn)，所述形狀從流出表面34到流入表面36逐漸 變細(xì)，即，支架的流出表面34大于支架的相應(yīng)的流入表面36。在圖3C示出的實(shí)施方式中， 流出表面34厚于或大于流入表面36。在一些變體中，流出與流入表面比率可以從約1 : 1 到至少約8 : 5，但是可以依賴(lài)于實(shí)施而更大或更小。在一個(gè)實(shí)施方式中，流出表面具有約 0.040〃的尺寸或厚度，流入表面具有約0.025〃的尺寸或厚度。 除了流出和流入支架表面的相對(duì)大小，可以設(shè)計(jì)支架橫截面的特定形狀以提高流 動(dòng)動(dòng)力學(xué)。例如，圖3C的支架環(huán)的橫截面形狀大致為梯形，內(nèi)表面30基本平行于流動(dòng)方向， 而外表面32向外成角度以限定朝向天然瓣環(huán)延伸的架狀突出物(ledge)或肩部。這樣，容 納了流出表面34的增加的厚度而不減少有效的孔面積。雖然示出的實(shí)施方式示出了成角 度的外表面32，但是可以采用整合到瓣膜結(jié)構(gòu)中的具有其他容納性幾何形狀的直立表面。
支架12具有連合支持件或延伸部或柱12b，每一個(gè)從與支架基部的連接點(diǎn)延伸， 在環(huán)12可操作地與線(xiàn)結(jié)構(gòu)14連接時(shí)，其在線(xiàn)結(jié)構(gòu)的各自的連合部分內(nèi)被對(duì)準(zhǔn)。不同于現(xiàn)存 生物人工瓣膜構(gòu)型中的與支架的基部部分12a在同一平面內(nèi)齊平并平放，連合延伸部12b 向內(nèi)輕微成角度以限定固定的或預(yù)先確定的與內(nèi)支架壁30的角度a，角度a典型地在約 0°到約10°的范圍內(nèi)(參見(jiàn)圖3D)。形成支持件12b的材料的柔性以及支持件與環(huán)12的 基部部分的連結(jié)方式，使得在延伸件12b承受施于瓣葉上的天然力時(shí)，該支持件產(chǎn)生一定
8受限范圍的運(yùn)動(dòng)或在有限的移動(dòng)范圍內(nèi)彎曲，限定為角度e。角度e通常在約0。到約
45°的范圍內(nèi)，更常見(jiàn)在約2。到約5°的范圍內(nèi)。這樣，施于支持件12b上的應(yīng)力被最小 化。在一種變體中，連合延伸部12b可以分別地形成多個(gè)部件(piece)，其各自在指定的連 合位置被連接到基部12a。所述延伸部可以通過(guò)縫合或其他適合的方式被連接到支架以限 定柔性接頭48?？商鎿Q地，完整的支架可以被整體式模制，其在基部12a和延伸部12b之間 具有預(yù)先確定的角度a ，并設(shè)置有活動(dòng)鉸鏈(living hinge)以使得在承受由小葉經(jīng)受的 張力時(shí)可在角度范圍P內(nèi)彎曲?？蛇x地，為了在延伸部向內(nèi)撓曲后防止在延伸部12b的內(nèi) 表面38和織物覆蓋物38之間形成可以出現(xiàn)的任何血栓，縫合線(xiàn)40可以穿過(guò)二者而施加或 在二者的周?chē)┘右跃S持織物覆蓋物與內(nèi)表面38基本齊平?？商鎿Q地，織物可以通過(guò)任何 其他合適的方式，如通過(guò)聲波焊接，被粘附或固定于延伸部的內(nèi)表面。 與所述瓣膜裝置相關(guān)的方法也被預(yù)期包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。所述方法可以包括
制造和/或裝配步驟或活動(dòng)，包括但不限于支架環(huán)的模制和/或機(jī)械加工、線(xiàn)結(jié)構(gòu)的彎曲、
組織附著于線(xiàn)結(jié)構(gòu)以形成瓣葉、將線(xiàn)結(jié)構(gòu)與支架縫合在一起等。其他方法提供了與體內(nèi)瓣
膜的應(yīng)用和植入相關(guān)的步驟和活動(dòng)或暗含體內(nèi)瓣膜的應(yīng)用和植入的步驟和活動(dòng)。 本發(fā)明的另一方面包括具有至少一個(gè)本發(fā)明的瓣膜的試劑盒。試劑盒可以包括用
于制備、遞送、植入和固定瓣膜的多種其他部件。所述試劑盒還可以包括用于裝置的植入的
書(shū)面說(shuō)明。這樣的說(shuō)明可以被印刷在基底上，如紙張或塑料等。同樣地，說(shuō)明可以在試劑盒
中作為包裝插頁(yè)存在，在試劑盒的容器或其部件的標(biāo)記中存在，或作為儲(chǔ)存在合適的計(jì)算
機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)如CD-R0M、USB等上的電子數(shù)據(jù)文件提供。 前文僅僅示出了本發(fā)明的原則。應(yīng)當(dāng)明了，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠設(shè)計(jì)雖然在本文 沒(méi)有明確地描述或示出，但是體現(xiàn)了本發(fā)明的原則并包括在其精神和范圍內(nèi)的各種配置。 此外，本文所述的所有實(shí)例和附條件的語(yǔ)言主要旨在幫助讀者理解本發(fā)明的原則和發(fā)明人 為發(fā)展本領(lǐng)域而貢獻(xiàn)的構(gòu)思，并且應(yīng)解釋為不限于這樣的明確陳述的實(shí)例和條件。此外，本 文所述的本發(fā)明的原則、方面、和實(shí)施方式以及其具體實(shí)施例的所有敘述意圖包括其結(jié)構(gòu) 和功能等價(jià)物。此外，這樣的等價(jià)物旨在包括目前已知的等價(jià)物和未來(lái)開(kāi)發(fā)的等價(jià)物，即， 所開(kāi)發(fā)的實(shí)施同樣功能的任何元件，而不論其結(jié)構(gòu)如何。因此，本發(fā)明的范圍并不旨在限于 本文描述和示出的示例性實(shí)施方式。相反，本發(fā)明的范圍和精神由所附的權(quán)利要求所體現(xiàn)。
必須注意如本文和所附的權(quán)利要求中所用的，單數(shù)形式的"一個(gè)"、"一種"、和"所 述"包括復(fù)數(shù)對(duì)象，除非上下文明確指出其他含義。因此，例如，參照"一個(gè)線(xiàn)繩"可以包括 多個(gè)這樣的線(xiàn)繩，參照"所述管狀件"包括涉及一個(gè)或多個(gè)管狀件和本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的 其等價(jià)物，等等。 除非上下文明確地指出其他含義，當(dāng)提供數(shù)值范圍時(shí)，應(yīng)理解為還具體地披露了
該范圍的上限和下限之間的介于其間的值，每個(gè)具體的值精確到下限單位的十分之一，。所
述范圍中的任何所述值或介于其間的值與該所述范圍中任何其他所述值或介于其間的值
之間的每個(gè)較小范圍均包括在本發(fā)明內(nèi)。這些較小范圍的上限和下限可以在范圍中被包括
或被排除，本發(fā)明包括每個(gè)范圍的上限和下限之一、上限和下限均不包括在較小范圍內(nèi)或
上限和下限均包括在較小范圍內(nèi)，在所述范圍內(nèi)接受任何具體排除的限制。在所述的范圍
包括一個(gè)或兩個(gè)界限時(shí)，排除包括一個(gè)或兩個(gè)界限的范圍也包括在本發(fā)明內(nèi)。 本文提及的所有出版物以引用方式被并入本文中以披露和描述與被引用的出版物相關(guān)的方法和/或材料。本文討論的出版物在本申請(qǐng)?zhí)峤蝗涨氨粏为?dú)地提供用于它們的 披露。本文的內(nèi)容不能被解釋為承認(rèn)本發(fā)明由于在先發(fā)明先于這樣的出版物而不能被授 權(quán)。此外，提供的出版物的日期可以不同于實(shí)際的出版日期，其可能需要被單獨(dú)確認(rèn)。
權(quán)利要求
一種人工心臟瓣膜，包括限定尖端和連合的線(xiàn)結(jié)構(gòu)；支架結(jié)構(gòu)，具有基底和多個(gè)在所述線(xiàn)結(jié)構(gòu)的連合內(nèi)對(duì)準(zhǔn)的連合延伸部，其中所述連合延伸部輕微向內(nèi)成角度以限定與所述支架基底的內(nèi)壁的角度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工心臟瓣膜，其中所述角度在從約0。到約10°的范圍內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工心臟瓣膜，其中每個(gè)所述連合延伸部和所述支架基底之 間的相交限定具有約0。到約45°之間的移動(dòng)范圍的可彎曲的連接點(diǎn)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的人工心臟瓣膜，其中所述移動(dòng)范圍在約2。到約5°之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的人工心臟瓣膜，其中所述連合延伸部為分別形成的部件，其 中它們到所述支架基底的各自的連接點(diǎn)通過(guò)機(jī)械方式形成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的人工心臟瓣膜，其中所述機(jī)械方式包括縫合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的人工心臟瓣膜，其中所述連合延伸部與所述支架基底整體形 成，每個(gè)連接點(diǎn)通過(guò)活動(dòng)鉸鏈限定。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工心臟瓣膜，進(jìn)一步包括至少覆蓋每個(gè)連合延伸部的內(nèi)表面的織物材料，其中所述織物材料與所述連合延伸部 的內(nèi)表面基本上齊平。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的人工心臟瓣膜，其中縫合維持所述織物覆蓋物與每個(gè)連合延 伸部的所述內(nèi)表面基本上齊平。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工心臟瓣膜，其中所述連合延伸部包括Mylar。
11. 一種用于制造權(quán)利要求1所述的人工瓣膜的方法，所述方法包括提供與所述支架 基底的所述內(nèi)壁成預(yù)先固定的角度的所述連合延伸部。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中形成的步驟包括模制包括所述支架基底和所述 連合延伸部的整體結(jié)構(gòu)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中形成的步驟包括將所述連合延伸部連接到所述 支架基底。
全文摘要
本發(fā)明包括具有可彎曲的小葉的人工心臟瓣膜和用于制造所述瓣膜的方法，其改進(jìn)了現(xiàn)有技術(shù)。
文檔編號(hào)A61F2/24GK101711139SQ200880017531
公開(kāi)日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月25日
發(fā)明者揚(yáng)軍, 范·許恩, 邁克爾·埃斯蒂斯 申請(qǐng)人:天成醫(yī)療有限公司