Протез клапана сердца

Изобретение относится к области медицины и может использоваться в кардиохирургии при операциях по замене естественных клапанов сердца. Протез включает кольцеобразный корпус, ограниченный дистальной и проксимальной торцевыми поверхностями, установленный в корпусе с возможностью поворота для образования проходного сечения и его перекрытия, запирающий элемент, выполненный в виде выпукло-вогнутых створок, и ограничители хода створок в виде крюкообразных выступов. На внутренней поверхности крюкообразного выступа выполнен плоский участок крюкообразного выступа, который взаимодействует со створкой и ограничивает ее поворот при открывании. Технический результат заключается в повышении надежности удержания створок во время перемещения, снижении опасности тромбообразования и уменьшении гидродинамического сопротивления. 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Область техники

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

Самой востребованной конструкцией протеза клапана сердца в настоящее время остается кольцевая с повторными внутри проходного сечения створками. Такие протезы имеют высокую надежность и обеспечивают удовлетворительную гемодинамику, соответствующие усовершенствования снижают акустические шумы, беспокойство пациентов, увеличивают срок бесперебойной работы. Стандартные протезы включают корпус кольцеобразной формы. Одна или более створок устанавливаются в корпусе с возможностью повтора между открытым положением для пропускания прямого потока крови и закрытым положением для перекрытия канала и ограничения обратного потока крови. Кроме того, протез клапана сердца содержит соединительный механизм для соединения корпуса клапана с окружающими тканями сердца. В основном этот механизм выполнен в виде манжеты, которая пришивается к тканям сердца и охватывает боковую поверхность корпуса протеза клапана. Важной проблемой является проблема надежного удержания створок в корпусе. Для этого используются различного вида шарниры, ограничители хода и поворота створок. Из уровня техники известны решения, снижающие вероятность отказа клапана из-за неудовлетворительной фиксации створок (см., например, опубликованную заявку США №2007193632). В представленном здесь протезе створки вращаются на оси, закрепленной в корпусе и пересекающей проходное сечение по центру.

В известном устройстве значительно искажена гемодинамика из-за перекрытия центра проходного сечения в открытом положении клапана.

Известен ряд конструкций (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.

Наиболее близким аналогом для настоящего изобретения является протез клапана сердца (патент РФ 2370245), содержащий кольцеобразный корпус, ограниченный верхним и нижним торцами, установленный в корпусе с возможностью поворота для образования проходного сечения и его перекрытия запирающий элемент, выполненный в виде выпукло-вогнутых створок, и ограничители хода створок, в каждой створке выполнен прямоугольный паз, ограничители хода створок выполнены в виде крюкообразных выступов, которые имеют прямоугольное поперечное сечение для взаимодействия со сквозными пазами створок при их закрытии и открытии, при этом ограничители хода створок снабжены упорами для ограничения поворота створок.

Однако в этом клапане при перемещении створки по крюкообразному выступу внутри выступа образуется мертвая зона, которая может способствовать образованию тромба, кроме того, крюкообразные выступы своей тыльной частью выходят за периметр корпуса и непосредственно примыкают к окружающим тканям сердца, что может спровоцировать образование паннуса из соединительных тканей.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение направлено на решение задачи создания искусственного клапана сердца, устраняющего недостатки известных аналогов, а именно обеспечивающего высокую надежность работы и долговечность имеющего основную бесступенчатую зону проходного сечения по центру протеза клапана сердца. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в повышении надежности удержания створок во время перемещения и исключения контакта элементов конструкции с окружающими тканями сердца, а также в уменьшении гидродинамического сопротивления. Технический результат достигается за счет того, что в протезе клапана сердца, включающем кольцеобразный корпус, ограниченный дистальными и проксимальными торцевыми поверхностями, установленный в корпусе с возможностью поворота для образования проходного сечения и его перекрытия запирающий элемент, выполненный в виде выпукло-вогнутых створок со сквозным прямоугольным пазом, и ограничители хода створок, выполненные в виде крюкообразных выступов, которые имеют прямоугольное поперечное сечение для взаимодействия со сквозными пазами створок при их закрытии и открытии, при этом их внутренняя поверхность состоит из двух цилиндрических участков, соединенных плоским участком, а на длинных внутренних поверхностях сквозного прямоугольного паза выполнены по две грани, а створки Выполнены в виде конического участка, сопряженного с плоским, при этом, по крайней мере, центральная часть внутренней поверхности конического участка является продолжением внутренней поверхности кольцевого корпуса, которая также выполнена конической.

Технический эффект усиливается за счет того, что тыльная сторона крюкообразных выступов не выходит за периметр корпуса.

Корпус с внешней стороны имеет кольцевую канавку для крепления пришивной манжеты, при этом имеется возможность применения сменной манжеты. Корпус и створки выполнены из наноструктурированного пироуглерода.

Перечень 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 створками, соответственно вид спереди и вид сверху, на фиг.3 и 4 изображен протез клапана сердца с открытыми створками, соответственно вид спереди и вид сверху, на фиг.5 изображен крюкообразный выступ, на фиг.6 и 7 изображена створка соответственно вид сбоку и вид сверху.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Протез клапана сердца содержит кольцеобразный корпус 1, изготовленный из наноструктурированного пироуглерода и имеющий три выпукло-вогнутые створки 2, также выполненные из наноструктурированного пироуглерода и с возможностью поворота и образования основной зоны проходного сечения по центру, установленные в корпусе 1. Кольцевой корпус 1 ограничен дистальной 3 и проксимальной 4 торцевыми поверхностями. В каждой створке 2 выполнен прямоугольный сквозной паз 5. Ограничители хода створок 2 выполнены в виде трех крюкообразных выступов 6, которые в поперечном сечении имеют прямоугольную форму и взаимодействуют со сквозными пазами 5 соответствующих створок 2 при их открытии и закрытии. Крюкообразные выступы 6 расположены на проксимальной торцевой поверхности 4 корпуса 1, и их внутренняя поверхность состоит из двух цилиндрических участков 7 и 8, соединенных плоским участком 9. Корпус 1 с внешней стороны имеет кольцевую канавку 10 для крепления пришивной манжеты, а внутренняя поверхность 11 выполнена конической. Створка 2 содержит конический участок 12 и плоский участок 13, а на внутренней поверхности сквозного паза 5 выполнены по две грани 14. Стрелками 15 и 16 обозначены прямой и обратный ток крови соответственно.

Протез клапана сердца работает следующим образом. При открытии протеза клапана под действием прямого потока крови происходит поворот створок 2, первоначально они надежно удерживаются крюкообразными выступами 6, взаимодействующими с прямоугольными пазами 5 каждой створки 2. Поворот створки 2 ограничивает плоский участок 9, выполненный на внутренней поверхности крюкообразного выступа 6, взаимодействующий с наружными поверхностями створок 2. Этот поворот происходит до положения равновесного состояния. При этом кровь течет в прямом направлении, центральная часть отверстия корпуса 1 клапана свободно без искажения пропускает поток. Створки располагаются практически вертикально и не создают сопротивление потоку. При прекращении прямого потока створки 2 начинают поворачиваться и возвращаются в исходное положение до момента касания друг с другом. Ограниченный обратный поток крови, возникающий при закрытии клапана, омывает внутреннюю часть крюкообразных выступов 7 и часть дистальной торцевой поверхности 4.

Заявленная конструкция искусственного клапана сердца имеет следующие преимущества:

1. Полностью исключает выпадение створок за счет выполнения ограничителей хода створки крюкообразными выступами.

2. Обеспечивает высокую эффективность проходного сечения клапана, практически не оказывая сопротивления потоку в открытом положении створок.

3. Исключает образование застойных зон за счет обмывания областей расположения ограничителей потока и упоров прямым и обратным потоком крови.

4. Значительно снижает фактор тромбообразования за счет исключения зон в области протекания крови с высокими сдвиговыми напряжениями.

5. Исключает неустойчивость створок в открытом состоянии благодаря выполнению их внешних поверхностей выпукло-вогнутыми.

6. Снижает опасность развития паннуса за счет исключения контакта элементов конструкции с окружающими тканями сердца

7. Имеет высокую надежность, долговечность и хорошую совместимость с естественными тканями.

1. Протез клапана сердца, включающий кольцеобразный корпус, ограниченный дистальной и проксимальной торцевыми поверхностями, установленный в корпусе с возможностью поворота для образования проходного сечения и его перекрытия запирающий элемент, выполненный в виде выпукло-вогнутых створок, и ограничители хода створок в виде крюкообразных выступов, отличающийся тем, что на внутренней поверхности крюкообразного выступа выполнен плоский участок крюкообразного выступа, который взаимодействует со створкой и ограничивает ее поворот при открывании.

2. Протез по п.1, отличающийся тем, что плоский участок крюкообразного выступа ограничен цилиндрическими участками, которые совместно с плоским участком обеспечивают условия поворота сворок.

3. Протез по п.1, отличающийся тем, что геометрия участка створки, находящаяся в контакте с внутренней поверхностью крюкообразного выступа совпадает с геометрией плоского и цилиндрических участков крюкообразного выступа.

4. Протез по п.1, отличающийся тем, что тыльная сторона крюкообразных выступов не выходит за внешний периметр кольцевого корпуса.

5. Протез по п.1 или 3, отличающийся тем, что створки выполнены в виде конического участка, сопряженного с плоским участком створки.

6. Протез по п.1, отличающийся тем, что в открытом положении клапана, по крайней мере, центральная часть внутренней поверхности конического участка створки является продолжением внутренней поверхности кольцевого корпуса.

7. Протез по п.1 или 4, отличающийся тем, что на стыке конического и плоского участков створки выполнен сквозной прямоугольный паз.

8. Протез по п.6, отличающийся тем, что на длинных внутренних поверхностях сквозного прямоугольного паза выполнены по две грани.

9. Протез по п.1 или 3, отличающийся тем, что внутренняя поверхность кольцевого корпуса выполнена конической.

10. Протез по п.1, отличающийся тем, что кольцевая канавка на внешней стороне корпуса приспособлена и для монтажа съемной манжеты.

11. Протез по п.1, отличающийся тем, что корпус и створки выполнены из наноструктурированного пироуглерода.