BR112017028408B1

BR112017028408B1 - Válvula de substituição para substituir uma válvula cardíaca danificada

Info

Publication number: BR112017028408B1
Application number: BR112017028408-1A
Authority: BR
Inventors: Robert V. Snyders
Original assignee: Robert V. Snyders
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2016-06-30
Publication date: 2021-11-16
Also published as: CA2991155A1; US10881508B2; WO2017004360A1; EP3316821B1; US20180185144A1; EP3316821A1; EP3316821A4; BR112017028408A2

Abstract

válvula cardíaca regenerativa vitalícia. a presente invenção refere-se a uma válvula de substituição para substituir uma válvula cardíaca danificada tendo várias cúspides separando uma região a montante de uma região a jusante de uma passagem. a válvula de substituição inclui uma banda flexível incluindo cibramento biocompatível dimensionado para contato com uma parede circundando a passagem no coração do paciente. a válvula inclui um elemento resiliente fixado na dita banda flexível para expandir a dita banda flexível para contatar a parede da passagem. a válvula inclui suportes regenerativos espaçados em torno da banda flexível. cada suporte se estende de uma extremidade externa unida a uma face interna da banda flexível em uma extremidade central. as extremidades centrais dos suportes são unidas. a válvula inclui uma membrana regenerativa flexível unida a suportes adjacentes. a membrana se estende para fora para uma face interna da banda. uma borda externa da membrana está livre para mover entre uma posição fechada e uma posição aberta.

Description

ANTECEDENTES

[001] A presente invenção refere-se, em geral, a implantes de vál vula biomecânica, e mais particularmente a válvulas cardíacas regenerativas para substituir válvulas cardíacas danificadas.

[002] Um coração humano tem quatro câmaras que se expandem e contraem alternadamente para bombear sangue através dos vasos do corpo. O coração também inclui uma válvula de retenção na extremidade a montante de cada câmara para assegurar eu o sangue flui em uma direção correta através do corpo quando as câmaras cardíacas se expandem e contraem. Estas válvulas algumas vezes são malformadas ou se tornam danificadas, resultando em sua inabilidade para fechar quando a câmara a jusante se contrai. Quando a válvula não fecha, o sangue flui para trás através da válvula, resultando em fluxo de sangue diminuído e baixa pressão sanguínea. As válvulas podem também se tornar danificadas assim não se abrem suficientemente, o que resulta também em fluxo sanguíneo a jusante diminuído.

[003] Muitas válvulas mecânicas e bioprotéticas foram desen volvidas para substituir válvulas cardíacas nativas. Algumas destas válvulas anteriores são discutidas na Patente U.S. 6.540.782 intitulada "artificial Heart Valve" e Patente U.S. 6.821.297 intitulada, "Artificial Heart Valve, Implantation Instrument and Method therefor", ambas são incorporadas em suas totalidades na presente invenção por referência. Estas patentes são direcionadas em parte a avanços em válvulas cardíacas artificiais, tendo uma construção algumas vezes referida como uma Válvula de Funil tri-folheto (FV).

[004] Válvulas de funil anteriores incluem uma estrutura metálica construída de fios em forma de U unidos em seus centros. Os fios são espaçados angularmente em sua junção de modo que a estrutura é em formato de cúpula, tendo lados côncavos e convexos opostos. Âncoras (por exemplo, ganchos) são formadas nas extremidades de cada fio para fixar os fios no músculo formando uma passagem no coração. Em uso, a estrutura é orientada de modo que seu lado convexo se volta para a montante. Uma banda de material sintético biocompatível se estende em torno de um interior e um exterior da estrutura adjacente às âncoras, assim uma face externa da banda contata o músculo cardíaco formando a passagem (por exemplo, anel tubular ou anel de válvula) e uma face interna fornece uma superfície contínua em todo do interior da estrutura. Três folhetos de tecido sintético ou heterólogo flexível são fixados na estrutura. Cada folheto é em geral triangular, tendo um canto interno fixado no centro da estrutura. Os folhetos se estendem a jusante e para fora do centro da estrutura para cantos externos opostos fixados a face interna da banda. A borda externa de cada folheto, que se estende entre os cantos externos, está livre para flexionar para dentro, criando uma abertura entre a borda externa e a banda. O folheto flexiona para fora para vedar contra a banda. O folheto também flexiona para dentro quando a pressão de fluido a montante da válvula é maior que a pressão a jusante e flexiona para fora quando a pressão a jusante é maior que a pressão a montante. Assim, o sangue flui através da válvula de funil em somente uma direção.

[005] Embora válvulas e procedimentos cirúrgicos tenham sido desenvolvidos para substituir válvulas cardíacas danificadas ou malfor- madas, eles têm inconvenientes significantes. Muitas válvulas biopro- téticas têm vidas úteis limitadas (por exemplo, cerca de 10-15 anos) e devem então ser substituídas durante uma segunda operação. Uma vez que o risco comórbido de tais operações aumenta com a idade, múltiplas operações são indesejáveis, não somente devido ao aumento risco de morte, mas também a tensões emocionais associadas com o aumento de risco. Assim existe uma necessidade de uma substituição de válvula tendo uma vida útil equivalente àquela do paciente.

[006] Adicionalmente, as válvulas substituídas em bebês e crian ças pequenas não crescem com a criança, resultando em uma necessidade de substituir a válvula de substituição por uma válvula maior quando a criança supera a válvula de substituição anterior. Dependendo do tamanho da criança quando a válvula original é substituída, a criança pode precisar múltiplas cirurgias durante sua vida. Assim, existe uma necessidade de uma válvula de substituição que elimina a necessidade de substituição.

SUMÁRIO

[007] Em um aspecto, uma válvula de substituição para substituir uma válvula cardíaca danificada compreende uma banda flexível incluindo cimbramento (scaffolding) biocompatível dimensionado para contato com uma parede circundando a passagem no coração do paciente. Adicionalmente, a válvula compreende um elemento resiliente fixado na banda flexível para expandir a banda flexível para contatar a parede da passagem. Além disso, a válvula compreende uma pluralidade de suportes regenerativos espaçados em torno da banda flexível. Cada suporte se estende de uma extremidade externa unida a uma face interna da banda flexível em uma extremidade central. As extremidades centrais dos suportes são unidas. A válvula também compreende uma membrana regenerativa flexível unida a pares adjacentes de suportes. A membrana se estende para fora para uma face interna da banda. Uma borda externa da membrana está livre para mover entre uma posição fechada em que a membrana contata a face interna da banda para impedir o fluxo de fluido além da membrana e uma posição aberta em que a borda externa da membrana é espaçada da face interna da banda para permitir o fluxo de fluido além da membrana.

[008] Em outro aspecto, uma válvula de substituição para substituir uma válvula cárdica danificada compreende uma banda flexível incluindo cimbramento biocompatível dimensionado para contato com uma parede circundando a passagem no coração do paciente. Adicionalmente, a válvula compreende vários suportes regenerativos espaçados em torno da banda flexível. Cada suporte se estende de uma extremidade externa unida em uma face interna da banda flexível para uma extremidade central. As extremidades centrais dos vários suportes são unidas. A válvula também compreende uma membrana regenerativa em formato de cone, flexível unida a pares adjacentes dos vários suportes. A membrana tem uma borda externa dimensionada para corresponder com uma face interna da banda. Pelo menos partes da borda externa da membrana estão livres para se mover entre uma posição fechada em que a membrana contata a face interna da banda para impedir o fluxo de fluido além da membrana e uma posição aberta em que a membrana de borda externa é espaçada da face interna da banda para permitir o fluxo de fluido além da membrana.

[009] Outros aspectos da presente invenção serão evidentes em vista da descrição e reivindicações seguintes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0010] A figura 1 é uma elevação de um coração em seção parcial mostrando uma válvula de substituição;

[0011] a figura 2 é uma perspectiva de uma válvula de substituição tendo folhetos em uma configuração fechada;

[0012] a figura 3 é uma perspectiva fragmentada de um colar da válvula de substituição;

[0013] a figura 4 é uma elevação de uma unidade de folheto da válvula de substituição;

[0014] a figura 5 é uma seção transversal vertical da unidade de folheto;

[0015] a figura 6 é uma perspectiva da válvula de substituição da figura 2 tendo folhetos em uma configuração aberta;

[0016] a figura 7 é um plano da válvula de substituição tendo folhetos em uma configuração fechada; e

[0017] a figura 8 é um plano da válvula de substituição da figura 7 tendo folhetos em uma configuração aberta.

[0018] Caracteres de referência correspondentes indicam partes correspondentes por todos os desenhos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS

[0019] Referindo-se aos desenhos e em particular à figura 1, uma válvula cardíaca regenerativa vitalícia ou válvula de substituição desta invenção é designada em sua totalidade pelo número de referência 10. A válvula 10 é especificamente configurada para substituir uma válvula mitral danificada M de um coração, em geral designado por H. A válvula de substituição 10 pode ter vários tamanhos e configurações. Por exemplo, a válvula 10 pode ser dimensionada e configurada para substituir uma válvula aórtica danificada A, válvula cardíaca pulmonar (não mostrada), ou válvula cardíaca tricúspide (não mostrada).

[0020] Como ilustrado na figura 2, a válvula de substituição 10 compreende um colar flexivelmente resiliente, em geral designado por 12, e uma unidade de folheto, em geral designada por 14. Como mostrado na figura 3, o colar 12 é formado de uma banda flexível 20 suportada em sua configuração em geral tubular por uma alça de rigidez resiliente 22. Em um exemplo, a alça 22 é fibra biocompatível (por exemplo, tiras de ácido poli-1 lático absorvível) formada em uma espiral. As alças 22 tendo outros formatos (por exemplo, um anel circular ou ovoide) são também consideradas. Em um exemplo, a alça 22 pode ter uma configuração similar a um stent esofágico Ella. Ella é uma marca de ELLA-CS, s.r.o. da República Tcheca. A alça 22 tem um diâmetro em geral igual ao diâmetro médio da passagem em que a válvula de substituição deve ser usada. A banda 20 compreende uma ou mais pregas de material de cimbramento revestindo o interior da bobina e uma ou mais pregas de material de cimbramento circundando a espiral. Embora a banda 20 possa ter outras espessuras, em um exemplo, a banda é cerca de 3 mm. Como será apreciado por aqueles versados na técnica, o colar 12 pode ser comprimido para um tamanho suficiente para ser posicionado na passagem e retorna a seu tamanho não deformado, original em temperatura corporal sob a influência da alça resiliente 22 embutida nele. É considerado que em alguns exemplos a laça 22 pode ser omitida do colar 12. Em um exemplo, o colar 12 tem um diâmetro externo de cerca de 28 mm. Como será apreciada, a alça 22 facilita a construção da válvula 10 enrijecendo o colar 12.

[0021] O material de cimbramento da banda 20 permite que o tecido nativo circundante cresça na banda por biogêneses assim a banda se torna uma parte integral do tecido nativo. Em uso pediátrico, é considerado que a banda 20 integrará com o tecido nativo assim o colar 12 aumenta com a passagem cardíaca nativa à medida que o paciente cresce. Tal material de cimbramento pode ser feito de qualquer material biocompatível que suporta biogênese com células sanguíneas e tecido circundante.

[0022] Embora materiais de cimbramento sintéticos sejam previs tos, em geral, materiais comuns incluem materiais à base de tecido regenerativo compreendendo elementos celulares e de matriz colhidos. Estes materiais podem ser colhidos do paciente (isto é, autólogo) para regeneração usando técnicas de cultura de tecido para fornecer um povoamento de cimbramento melhorado de tecidos. Em alguns estudos, células pluripotentes, primordiais seletivas tais como células-tronco mesenquimais derivadas de osso estreito do paciente foram isoladas. Métodos regenerativos de procedimentos de cultura de células incubadas expandiram as contas celulares em cimbramentos viáveis que podem ser convertidos em desenhos geométricos estáveis adequados para várias aplicações cardiovasculares incluindo construções de válvula cardíaca. Alternativamente, tal material de cimbramento pode compreender materiais de matriz extracelular descelularizada hete- rólogos (ECM) derivado das fontes alogênicas (por exemplo, membranas de leitão de submucosa de intestino delgado). Os materiais ECM podem ser feitos em tiras ou folhas e mantidas em uma condição liofilizada (por exemplo, seco-congelado) para armazenamento seguro. Antes de ser usado para fazer componentes de válvula cardíaca, o material é reidratado com solução salina estéril. Como será apreciado por aqueles versados na técnica, quando implantado em um paciente, estes materiais são repovoados com tecido hospedeiro por repovoa-mento regenerativo celular assistido por crescimento de vaso sanguíneo melhorado (isto é, revascularização) devido à geometria e posicionamento da válvula de substituição. Em outras palavras, como o sangue flui através do material, o tecido hospedeiro se forma no cimbramento. Assim, o tecido se torna geneticamente idêntico ao hospedeiro independente de se é colhido do paciente ou feito de outra fonte. Uma material ECM cimbramento adequado está disponível em CorMatriz Cardiovascular, Inc. de Atlanta, Georgia.

[0023] Como ilustrado nas figuras 4 e 5, a unidade de folheto 14 compreende suportes regenerativos 30 formados como uma estrutura de treliça tridimensional. Cada suporte 30 é formado reidratando a membrana ECM com solução salina, rolando a membrana em um suporte alongado, e prendendo a membrana na configuração enrolada, tal como com estruturas reabsorvíveis 32 (por exemplo, suturas de polidioxana). Os suportes individuais 20 são unidos em um nó central, tal como com suturas reabsorvíveis adicionais 34. Embora os suportes montados possam ter outras dimensões, em alguns exemplos, os suportes têm uma espessura em uma faixa de cerca de 1 mm a cerca de 3 mm, e um comprimento de cerca de 25 mm. Embora outros números de suportes possam ser montados, em um exemplo, três suportes são unidos no nó central.

[0024] Uma folha de membrana regenerativa 36 (por exemplo, material ECM de uma dobra) é cortada em um tamanho particular correspondendo com os suportes 30. A membrana de corte é formada como um cone e unida aos suportes, tais como com suturas reab- sorvíveis 38. Em um exemplo, a membrana 36 é cortada de modo que tem cerca de 5° de sobreposição para suturar. E, o cone é dimensionado assim o perímetro externo da base do cone combina com o perímetro interno do colar 12 durante o fechamento. Em alguns exemplos, o cone é dimensionado de modo que o perímetro externo da base do cone é em geral igual a ou pelo menos tão grande quanto um perímetro da face interna da banda 20 formando o colar 12. Embora os suportes 30 possam ser espaçados de modo diferente quando unidos na membrana 36, em alguns exemplos, os suportes são espaçados uniformemente em intervalos de cerca de 120°. Usando uma membrana unitária para os folhetos, é mais fácil fazer a unidade de folheto 14 e a posição e tamanho de cada folheto são mais precisos que poderiam ser obtidos se os folhetos são não unitários (isto é, formados como peças separadas e unidas para formar a unidade). Embora a membrana possa ter outras dimensões, em alguns exemplos a membrana tem uma espessura em uma faixa de cerca de 0,127 mm (0,005 polegadas) a cerca de 0,254 mm (0,010 polegadas).

[0025] A extremidade externa de cada suporte 30 é presa no colar 12 com suturas reabsorvíveis 40, como mostrado na figura 2 assim a borda exterior ou externa da membrana unitária 36 não é conectada na banda e está livre para mover com relação à banda. Assim, a estrutura de válvula completada como mostrada nas figuras 2 e 7 se comporta de modo diferente que muitas válvulas artificiais. Quando a pressão a montante da válvula 10 é maior que a pressão a jusante da válvula, a membrana 36 flexiona para dentro para uma linha central axial de válvula para uma posição em que a borda externa da membrana é separada da banda 20 como mostrado nas figuras 6 e 8. Nesta configuração de membrana, a válvula 10 é aberta. E, quando a pressão a jusante da válvula 10 é maior que a pressão a montante da válvula, a membrana 36 flexiona para fora para uma posição em que a borda externa da membrana veda contra a banda 20 como mostrado nas figuras 2 e 7. Nesta configuração de membrana, a válvula 10 é fechada. Como será apreciado por aqueles versados na técnica, a configuração de válvula descrita acima permite que a membrana vede contra a banda independente de se o local de válvula nativo é redondo. Assim, ao contrário das válvulas cardíacas nativas, que podem vazar excessivamente quando o vaso em que são posicionadas se torna oval, a válvula deste desenho veda completamente quando a válvula fecha independente do formato da passagem na qual está posicionada.

[0026] Embora a válvula 10 possa ter outras dimensões, algumas válvulas têm uma altura em uma faixa de cerca de 10 mm a cerca de 20 mm. Adicionalmente, algumas válvulas têm uma altura em uma faixa de cerca de 15 mm a cerca de 20 mm. Ainda adicionalmente, algumas válvulas 10 são montadas de modo que têm uma abertura na junção dos suportes 30, permitindo que uma pequena quantidade de sangue flua através da válvula 10 quando fechada para impedir estase dentro da unidade de folheto 14, que poderia favorecer formação de coágulo sanguíneo. Como será apreciado por aqueles versados na técnica, coágulos sanguíneos são indesejáveis porque uma vez formados, os coágulos podem se libertar e migrar para áreas onde podem causar dano, tal como derrame.

[0027] Com o tempo (por exemplo, cerca de 3 a 6 meses), a banda 20 se integra com o tecido cardíaco formando a passagem, e sangue fluindo através da válvula infunde os suportes 30 e membrana 36 com células. Como um resultado, o material regenerativo se torna essencialmente tecido do paciente e tem uma vida útil equivalente ao tecido do paciente circundante. Acredita-se que esta característica torna as válvulas da presente invenção particularmente adequada para implante em pacientes pediátricos porque as válvulas se tornam integrais com o tecido do paciente e são capazes de expandir para se adaptar ao crescimento da criança. Adicionalmente, porque a válvula 10 tem uma membrana que se desvia para dentro para a linha central axial da válvula em vez de cúspide que flexionam para fora, a área de fluxo potencial relativa através das válvulas cardíacas nativas similarmente dimensionadas tendo cúspides. Como um resultado, é previsto que as válvulas funcionais podem ser feitas em tamanhos menores enquanto retêm características de fluxo suficientes.

[0028] A válvula de substituição pode ser posicionada em e fixada no coração H usando qualquer técnica adequada, O colar 12 é suturado inteiramente em torno da passagem para reter a válvula 10 no lugar e em contato com o tecido cardíaco.

[0029] Nota-se que o posicionamento da válvula cardíaca regene rativa no átrio esquerdo e direito pode ser benéfico em que evita colocação intraventricular habitual que pode prejudicar a biomecânica ventricular normal.

[0030] É previsto que a válvula regenerativa 10 descrita acima pode ser usada em várias aplicações de válvula. Para um primeiro exemplo, a válvula 10 pode ser usada para substituir uma válvula mitral para controlar a regurgitação de válvula mitral isquêmica funcional e outras falhas. Em um segundo exemplo, a válvula 10 pode ser usada como uma válvula venosa de veia cava para controla a regurgitação da válvula tricúspide em insuficiência cardíaca direita em estágio final. Neste segundo exemplo, a válvula pode ser implantada como indicado tanto na veia cava inferior abaixo das veias hepáticas do átrio direito, ou na veia cava superior acima de sua junção com o átrio direito. Em um terceiro exemplo, a válvula 10 pode ser usada para corrigir estenose de válvula aórtica calcificada ou doença combinada de estenose/regur- gitante.

[0031] Tendo descrito a invenção em detalhe, será evidente que modificações e variações são possíveis sem se afastar do escopo da invenção definido nas reivindicações anexas.

[0032] Ao introduzir elementos da presente invenção ou a(s) modalidade(s) preferida(s) da mesma, os artigos "um", "uma", "o", "a", e "dito", "dita"são destinados a significar que existem um ou mais dos elementos. Os termos "compreendendo", "incluindo" e "tendo"são destinados a serem inclusivos e significam que podem existir elementos adicionais diferentes dos elementos listados.

[0033] Como várias mudanças poderiam ser feitas nas construções acima, produtos e métodos sem se afastar do escopo da invenção, é pretendido que toda a matéria contida na descrição acima e mostrada nos desenhos anexos deve ser interpretada como ilustrativa e não em um sentido limitante.

Claims

1. Válvula de substituição (10) para substituir uma válvula cardíaca danificada possuindo uma pluralidade de cúspides separando uma região a montante de uma região a jusante de uma passagem, a dita válvula de substituição (10) que compreende: uma banda flexível (20) incluindo cimbramento biocom- patível dimensionado para contato com uma parede circundando a passagem no coração do paciente; um elemento resiliente (22) fixado na dita banda flexível (20) para expandir a dita banda flexível (20) para contatar a parede da passagem; uma pluralidade de suportes (30) espaçados em torno da banda flexível (20), cada suporte (30) se estendendo a partir de uma extremidade externa unida a uma face interna da banda flexível (20) para uma extremidade central, as extremidades centrais da dita pluralidade de suportes (30) sendo unidas; e uma membrana flexível (36) unida a pares adjacentes da dita pluralidade de suportes (30), a dita membrana (36) se estendendo para fora para uma face interna da banda (20), uma borda externa da dita membrana (36) estando livre para se mover entre uma posição fechada na qual a membrana (36) contata a face interna da banda (20) para impedir o fluxo de fluido além da membrana (36) e uma posição aberta na qual a borda externa da membrana (36) é espaçada da face interna da banda (20) para permitir fluxo de fluido além da membrana (36), caracterizada pelo fato de que cada suporte (30) da dita pluralidade de suportes (30) e a dita membrana (36) compreendem material regenerativo.

2. Válvula de substituição (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que: a membrana flexível (36) tem formato de cone; e o cone possui um perímetro em uma base pelo menos tão largo quanto um perímetro da face interna da banda (20).

3. Válvula de substituição (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a membrana flexível (36) compreende uma pequena matriz extracelular de submucosa intestinal descelularizada e derivada de um animal.

4. Válvula de substituição (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a membrana flexível (36) compreende um tecido de cimbramento que inclui componentes de matriz e celulares regenerativos derivados de células tronco de paciente de osso estreito mesenquimais.

5. Válvula de substituição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a membrana (36), a banda flexível (20) e a pluralidade de suportes regenerativos (30) são construídas usando suturas reabsorvíveis.

6. Válvula de substituição (10) para substituir uma válvula cárdica danificada possuindo uma pluralidade de cúspides separando uma região a montante de uma região a jusante de uma passagem, a dita válvula de substituição (10) que compreende: uma banda flexível (20) incluindo cimbramento biocom- patível dimensionado para contato com uma parede circundando a passagem no coração do paciente; uma pluralidade de suportes (30) espaçados em torno da banda flexível (20), cada suporte (30) se estendendo a partir de uma extremidade externa unida em uma face interna da banda flexível (20) para uma extremidade central, as extremidades centrais da dita pluralidade de suportes (30) sendo unidas; e uma membrana flexível em formato de cone (36) unida a pares adjacentes da dita pluralidade de suportes (30), a dita membrana (36) tendo uma borda externa dimensionada para corresponder com uma face interna da banda (20), pelo menos partes da borda externa da dita membrana (36) estando livres para se mover entre uma posição fechada na qual a membrana (36) contata a face interna da banda (20) para impedir fluxo de fluido além da membrana (36) e uma posição aberta na qual a membrana (36) de borda externa é espaçada da face interna da banda (20) para permitir fluxo de fluido além da membrana (36); caracterizada pelo fato de que cada suporte (30) da dita pluralidade de suportes (30) e a dita membrana flexível (36) compreendem material regenerativo.

7. Válvula de substituição (10), de acordo com a reivindi-cação 6, caracterizada pelo fato de que a borda externa da membrana (36) possui um perímetro pelo menos tão grande quanto um perímetro da face interna da banda (20).

8. Válvula de substituição (10), de acordo com a reivindi-cação 6, caracterizada pelo fato de que a membrana flexível (36) compreende matriz extracelular de submucosa intestinal descelula- rizada derivada de um animal.

9. Válvula de substituição (10), de acordo com a reivindica-ção 6, caracterizada pelo fato de que a membrana flexível (36) compreende um tecido de cimbramento incluindo componentes de matriz e de celulares regenerativos derivados de células tronco de paciente de osso estreito mesenquimais.

10. Válvula de substituição (10), de acordo com a reivindica-ção 6, caracterizada pelo fato de que a membrana (36), a banda flexível (20), e a pluralidade de suportes (30) são construídos usando suturas reabsorvíveis.