CN104000672B - 心脏瓣膜假体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于心脏瓣膜假体的支架，其用于支承心脏瓣膜并沿着纵向轴线包括流入道、流出道以及位于流入道和流出道之间的过渡区域，所述支架具有输送的收缩构型和部署的展开构型。在展开构型，流入道具有与瓣环原生结构匹配的内凹结构。通过该内凹结构，本发明的支架能够实现自定位功能，并且在植入后贴合紧密，防止移位以及周漏的发生。本发明还提供一种用于心脏瓣膜置换的心脏瓣膜假体。

Description

心脏瓣膜假体
技术领域
本发明总体涉及一种不用开刀即可进行心脏瓣膜替换的心脏瓣膜假体。更具体地，本发明涉及一种能够准确紧密贴合心脏解剖结构定位、从而不易发生位移并防止瓣周漏的瓣膜假体支架。
背景技术
随着全球老龄化社会的到来，主动脉瓣膜病变已成为常见的心血管疾病之一。在我国国内的发病率为2％-5％，而在欧美国家位于冠心病和高血压病之后，居第三位。每年有成千上万的患者能从外科主动脉瓣膜置换术中获益，但即使在发达国家，仍有大量严重主动脉瓣膜病变的患者因为疾病晚期、高龄以及存在多种合并症等原因而不能接受外科手术治疗，经皮人工主动脉瓣产品的出现和产品性能的不断完善，无疑为这部分病人带来了福音，提供了一种有效的治疗方法。
主动脉瓣膜疾病可由先天性缺陷、自然老化过程、感染或瘢痕的形成而引起。随着时间的推移，钙化物可能在主动脉瓣周围沉积，导致主动脉瓣狭窄和/或瓣膜关闭不全引起“主动脉返流”。主动脉瓣膜疾病的患者病症主要表现在心绞痛、晕厥和心衰，使病人的生活质量严重下降，存活时间明显缩短，必须进行有效的治疗。
2002年Cribier等首先报道了第一例人体经导管主动脉瓣膜置换病例，此后，国内外众多学者、医生均开展了经导管主动脉瓣膜置换(TAVR)的基础和临床研究，并取得了较好的临床效果，研究表明：对于无法进行外科换瓣或外科换瓣手术存在高风险的患者，这项新技术是安全有效的。与外科手术相比，经皮主动脉瓣膜置换术无需开胸及体外循环支持，是一种创伤小、并发症少、术后康复快、患者痛苦小、容易接受的治疗方法。尽管进行TAVR手术的多为高风险患者，但术后30天存活率高于90％，术后患者血流动力学指标得到了明显的改善。
经皮人工主动脉瓣产品经过不断的更新改良，目前应用于临床的代表性产品有Edwards瓣膜支架系统和CoreValve瓣膜支架系统两大类。Edwards-SAPIEN生物瓣，由牛心包制成，缝合组装在不锈钢(或钴铬合金)支架上，使用球囊扩张支架实现瓣膜在瓣环处的定位，无需输送鞘管，可采用顺行、逆行或经心尖途径的方法置入，可供临床应用的瓣膜有直径23mm和26mm两种规格。专利申请WO2009/149462A2中描述了这种主动脉瓣膜的例子。Edwards-SAPIEN主动脉瓣系统已经进行大量的临床实验，得到了非常理想的研究结果。CoreValve瓣膜系统是另一个在临床上成功使用的瓣膜支架，于2005年首次应用于人体并获成功。其主要由三叶式猪心包制成的人工瓣膜缝合在镍钛合金自膨式支架上，这种支架目前有26mm、29mm和31mm三种规格。美国专利公开文献US2011/0172765A1中给出了这种瓣膜系统的例子。CoreValve瓣膜支架由镍钛记忆合金制成，支架上部用于锚定在瓦氏窦上方的升主动脉，其径向支撑力较低；支架中部缝制有瓣叶，其几何形状内凹，使冠状动脉血流不受阻挡；支架下部用于置入固定于主动脉瓣环处，其径向支撑力强。最新的临床研究证实，植入CoreValve瓣膜系统不仅有良好的血流动力学效果，而且30天死亡率为8％，显示了比较理想的安全性。
然而，目前已上市的主动脉瓣膜产品仍然存在着一些弊端和不够合理的地方。对于经皮主动脉瓣置换(TAVI)手术而言，瓣膜支架的定位是否准确直接关系着手术的成败。人体主动脉瓣膜区域的原生结构复杂，瓣叶上方有左右冠状动脉开口，下方有左心室室间隔传导束支，右侧毗邻二尖瓣，如果定位不准确很可能造成冠状动脉开口的堵塞、传导束阻滞等致命的并发症。就两种代表性的瓣膜系统(Edwards和CoreValve)来说，两种产品都不可回收和重新定位。Edwards瓣膜支架由球囊迅速膨胀扩张释放，一旦定位没有调整的余地；CoreValve瓣膜支架部分释放时可做一定程度的调整，释放后也无法调整。如植入后发现定位存在偏差或支架规格不当，易引起位移发生严重的并发症，威胁病人生命。此外，经临床反馈，CoreValve瓣膜支架时常有伸入心室过长破坏传导束支和植入后发生位移的情况
本发明旨在解决上面提到以及现有技术中存在的一个或多个其他技术问题。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种心脏瓣膜假体，其中瓣膜支架能够准确与瓣环紧密贴合，从而防止发生瓣周漏。
本发明的另一目的在于提供一种瓣膜能够牢固定位从而不容易发生位移的心脏瓣膜假体。
本发明的又一目的在于提供一种心脏瓣膜假体，其能够解决瓣膜支架伸入左心室过长因而易发生左束支受阻的问题。
本发明的又一目的在于提供一种心脏瓣膜假体，其能够解决瓣膜设计缺陷或定位不准确引起的冠状动脉口血流受阻的问题。
本发明的目的还在于提供一种心脏瓣膜假体，其能够解决植入时由于成像误差不能准确定位等的诸多问题。
相应地，本发明提供一种用于心脏瓣膜假体的支架，其用于支承心脏瓣膜并沿着纵向轴线包括流入道、流出道以及位于流入道和流出道之间的过渡区域，所述支架具有输送的收缩构型和部署的展开构型，其中，在展开构型，流入道具有与瓣环原生结构匹配的内凹结构。
根据一种实施方式，所述支架是自膨胀式的，并包括网格形式的多个结构单元。
根据一种实施方式，所述流入道在所述内凹结构处采用与流入道其它部分相比更大的结构单元。
根据一种实施方式，在所述展开构型，所述支架从所述流入道到所述过渡区域呈锥形，继而朝着流出道扩张。
根据一种实施方式，所述流入道和所述流出道的端部略微内缩呈收口设计。
根据一种实施方式，所述流入道周向包括12个结构单元，所述流出道周向包括6个结构单元。
根据一种实施方式，所述支架在流入道区域采取具有比在流出道和过渡区域更大的杆宽的结构单元。
根据一种实施方式，所述内凹结构处的过渡圆角的取值为R4-R6，内凹深度为1-2mm，且内凹结构定位在距支架1近端1-2个波段处。
根据一种实施方式，所述支架采用镍钛合金制成。
本发明还提供一种用于心脏瓣膜置换的心脏瓣膜假体，其包括心脏瓣膜和上述的支架。
根据一种实施方式，所述心脏瓣膜为三叶式瓣膜，其由经过防钙化处理的猪心包组成的三叶单向开放的瓣膜缝制而成。
根据一种实施方式，所述心脏瓣膜通过利用聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的医用缝合线缝合到所述支架。
根据本发明的瓣膜支架定位区通过采用内凹结构实现了瓣膜支架的自动定位，从而提高了支架定位的准确性、降低了手术的难度。支架完全释放前，如发现定位失当或支架规格不合适可实现支架的回收和重定位操作；同时，支架流入道采用楔形结构，有效防止了冠状动脉口的堵塞，从而能够严格控制支架流入道伸入心室的长度，避免支架伸入心室过长而导致传导束阻滞等严重的并发症。
附图说明
通过以下结合附图对仅是示例性而非限制性的实施方式的描述，本发明的上述和其它特征和优点将变得更加清楚：
图1是根据本发明的一种示例性心脏瓣膜假体的透视图；
图2是图1所示的心脏瓣膜假体的端视图；
图3是示出了本发明的心脏瓣膜假体处于部分释放的输送构型的透视图；以及
图4是描述部署在患者体内的本发明的心脏瓣膜假体的侧视图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。本发明总体涉及一种心脏瓣膜假体，其具有支承心脏瓣膜的自膨胀式支架。自膨胀式支架具有沿着纵向方向分布的近侧区域、中间区域和远侧区域。在描述本发明的支架时，近侧区域指的是与瓣膜假体的流入道对应的区域，相应地，远侧区域指的是与瓣膜假体的流出道对应的区域。
图1示出了根据本发明一种示例性实施方式的心脏瓣膜假体，具体为一种介入式人工主动脉瓣膜假体，用于置换发生病变的主动脉瓣。该瓣膜假体包括支架1和主动脉瓣膜3。瓣膜3通过例如缝合固定到支架1的内表面。支架1具有用于植入输送过程的收缩构型和植入时与心脏原生结构符合的部署展开构型，图1示出了这种示例性的部署展开构型。
如图1的部署展开构型所示，支架1整体上包括网格状结构单元并具有纵向方向。具体地，支架1呈喇叭形网格结构，沿纵向自上而下分为流出道6、过渡区域7和流入道8。流入道8对应在瓣膜操作时血液流入假体的假体部分，在植入后伸入左心室。流出道6对应在瓣膜操作时血液流出假体的假体部分，在植入后附着于升主动脉。
从图1可看到，在根据本发明的支架1中，流入道8至过渡区域7呈锥形，并且又朝着流出道6扩张。根据一种实施方式，流入道8的定位直径可以在21mm～30mm的范围内，例如为30mm；流出道6的直径可以在38mm～43mm的范围内，例如为43mm，以用于不同规格的支架，从而匹配不同尺寸的原生解剖结构。具体地，支架流出道6周向由6个单元格组成的网状结构，网格单元面积约为0.8～1.6cm2。例如，相邻网格单元面积可分别为大约0.8cm2和大约1.3cm2。相邻波杆之间的夹角为60°～120°，更优选为60°±5°。流出道6的头端平均布置两个挂耳2，用于牵引支架进入输送器鞘管或推送瓣膜出鞘。瓣膜假体植入后，流出道6伸入升主动脉与升主动脉内壁相贴合，并能校准瓣膜支架平行于血流方向。
继续参照图1，所示的瓣膜支架过渡区域7连接直径较大的流出道6和直径较小的流入道8，周向网格结构由流出道6的6个网格单元过渡到流入道8的12个网格单元，相邻波杆之间的夹角为50°±5°，网格面积约为0.7cm2。
支架1的流入道8在周向上具有最密集的网格单元，在图示的实施方式中，支架流入道8周向由12个网格单元组成，网格面积约为0.5～0.8cm2，相邻波杆之间的夹角为30°～65°。在瓣膜假体植入后，该流入区域8放置在主动脉根部的瓣环中。特别地，根据本发明，流入道8设有自动顺应瓣环原生结构的内凹结构(图中的箭头9所示位置)，以与原生瓣环结构紧密贴合并实现准确定位。通过部署展开构型时流入道8的这种内凹结构，与不具有该内凹结构的现有瓣膜假体相比，这种外形可实现瓣膜支架的自定位，降低瓣膜定位的难度和提高定位的准确性。并且，形状的匹配本身就能提供径向上强的支撑力以保证瓣膜支架与瓣环周向紧密贴合，并能够为瓣膜工作提供空间，同时有效防止瓣周漏和瓣膜支架受力发生位移。
根据一种优选实施方式，该内凹结构处可采用较大的网格单元，过渡圆角的取值可在R4-R6的范围，内凹深度可为1-2mm，且内凹结构可定位在距支架1近端1-2个波段处。可以理解，该内凹结构通过与原生瓣环的形状匹配，使得本发明的瓣膜假体具有自定位功能。此外，该内凹结构对于支架的重新定位和回收具有重要意义。具体地，由于在部署后，该内凹部分与原生瓣环结构配合，例如在将支架流入道部分、甚至连同过渡区域一起从输送鞘管释放时，已经释放的流入道部分、特别是其内凹结构即恢复到接近其完全部署展开形状，因此将借助其轮廓与主动脉瓣环自然贴靠。在此过程中医护人员可通过例如各种影像学技术检查定位情况，如发现输送的位置不理想，或者瓣膜规格不合适，不能与瓣环完美贴合，这时释放部分的张力仍不妨碍将该已经释放的部分回收到输送鞘管中，使得能够重新定位或者更换瓣膜后再次输送。
上述的部署展开构造可通过使用本领域已知的技术施加在金属合金材料上来获得。例如，支架1的优选自膨胀式结构可通过金属合金管材经激光雕刻而成，并经一系列热处理工艺(例如定型、研磨、抛光等)成型为所需的形状，达到所需的超弹性和记忆功能。所述金属合金管材可以是诸如镍钛合金等形状记忆材料。
主动脉瓣膜3固定在支架流入道8中。如图2的端视图所示，瓣膜3为三叶式瓣膜，其由经过防钙化处理的猪心包组成的三叶单向开放的瓣膜缝制而成，通过医用缝合线5与首先缝合在瓣膜支架流入道8上的裙边4缝合在一起而固定于支架流入道8。由于在缝合前经过防钙化处理，瓣膜3在体内钙化速度明显下降，疲劳寿命明显延长。裙边4可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或经过防钙化处理的猪心包膜。
如上所述，支架1优选采用具有超弹性质的记忆金属-镍钛合金制成，而医用缝合线5优选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PTFE)制成。
如图1所示，根据本发明的支架1的流入道8和流出道6两端均略微内缩呈“收口”11设计，视图夹角可在8°～12°的范围内，更优选为10°，以防止在贴合左心室和主动脉内壁时金属支架对体内组织造成损伤(图4中更清楚显示)。
根据本发明的心脏瓣膜假体可以实现许多优点。图4显示了根据本发明的瓣膜假体植入后的示意图，从该图可更清楚看到，通过在支架流入道定位处采用顺应原生瓣环结构的内凹形设计，本发明的瓣膜支架能够实现与瓣环紧密贴合，因此能够准确定位，并同时能防止植入后发生移位和发生周漏。同时，由于流入道在内凹结构处采用相对较大的网格单元，能够有效回避因患者瓣环处存在大颗粒钙化物的突兀而网格单元又过密不易随突兀轮廓变形而导致支架贴壁不严，造成瓣周漏的现象，与流入道周向采用15个网格单元的传统支架设计相比，这种大网格设计的内凹结构具有更显而易见的好处。
如上所述，支架流入道区域采用的起始端为大头的锥度设计，加上流入道区域的较大杆宽W设计确保了该区段具有强支撑力，从而实现支架的稳固定位。这进一步增强了支架植入后的抗移位能力。
由于本发明的支架在结构上实现了瓣膜的准确定位，因而可对瓣膜支架伸入左心室的长度进行了严格控制，例如使得内凹结构近侧再设置1-2个波段就已足够。
除了流入道的锥度设计，本发明的支架还通过采用合适的全裙边高度H，使冠状动脉口不因瓣膜支架的植入而阻碍冠状动脉血流的畅通。
另外，瓣膜支架过渡区和流出道采用开放式(大网格)设计，能够使支架在瓣环与升主动脉不同轴的情况下顺应原生结构，保证瓣膜能够正常工作。流出道伸入升主动脉，并具有良好的贴壁性。
以下以主动脉瓣膜为例描述根据本发明的心脏瓣膜假体植入到患者体内的一般步骤。
1、根据食道超声心动检查或CT测量病人主动脉瓣环尺寸，并据此选择合适规格的介入式人工主动脉瓣膜；
2、在冰水中，将人工主动脉瓣膜支架装载进瓣膜输送器(未显示)前端的鞘管10中；
3、在病人全身麻醉(或局部麻醉)状态下，穿刺股动脉，置入输送器鞘管10，经输送器鞘管将导丝(未显示)经腹主动脉、胸主动脉，过主动脉瓣至左心室，建立轨道；
4、将装载有人工主动脉瓣膜支架的输送鞘管10沿导丝送至主动脉瓣环处，部分释放瓣膜支架，图3显示了处于部分释放状态的支架；
5、影像学检查瓣膜支架的定位情况，如发现位置不理想，可调整位置，待调整到理想位置时，释放瓣膜支架使其膨胀，达到置换主动脉瓣膜的目的。主动脉根部造影，评价有无动脉瓣返流；
6、沿导丝轨道退出鞘管10，退出导丝；
7、根据食道超声心动图及再次造影结果确定人造瓣膜植入的位置和效果，然后，缝合血管穿刺口，手术完成。
上面已经结合具体实施例对本发明进行了描述，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作改动或修改，这些等同形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (12)

1.一种用于心脏瓣膜假体的支架，其用于支承心脏瓣膜并沿着纵向轴线包括流入道、流出道以及位于流入道和流出道之间的过渡区域，所述支架具有输送的收缩构型和部署的展开构型，
其特征在于，
在所述展开构型，所述流入道具有与瓣环原生结构匹配的内凹结构，并且所述内凹结构的纵向端部与流入道的其他部分连续过渡。
2.根据权利要求1所述的支架，其特征在于，所述支架是自膨胀式的，并包括网格形式的多个结构单元。
3.根据权利要求2所述的支架，其特征在于，所述流入道在所述内凹结构处采用与流入道其它部分相比更大的结构单元。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的支架，其特征在于，在所述展开构型，所述支架从所述流入道到所述过渡区域呈锥形，继而朝着流出道扩张。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的支架，其特征在于，所述流入道和所述流出道的端部略微内缩呈收口设计。
6.根据权利要求1-2中任一项所述的支架，其特征在于，所述流入道周向包括12个结构单元，所述流出道周向包括6个结构单元。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的支架，其特征在于，所述支架在流入道区域采取具有比在流出道和过渡区域更大的杆宽的结构单元。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的支架，其特征在于，所述内凹结构处的过渡圆角的取值为R4-R6，内凹深度为1-2mm，且内凹结构定位在距支架近端1-2个波段处。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的支架，其特征在于，所述支架采用镍钛合金制成。
10.一种用于心脏瓣膜置换的心脏瓣膜假体，包括：
心脏瓣膜；和
根据权利要求1-9任一项所述的支架。
11.根据权利要求10所述的心脏瓣膜假体，其特征在于，所述心脏瓣膜为三叶式瓣膜，其由经过防钙化处理的猪心包组成的三叶单向开放的瓣膜缝制而成。
12.根据权利要求10所述的心脏瓣膜假体，其特征在于，所述心脏瓣膜通过利用聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的医用缝合线缝合到所述支架。
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