CN106456330A - 用于治疗导致影响下肢的逆流的疾病的人工瓣膜 - Google Patents

Abstract

提供了一种单尖瓣人工瓣膜(1)，包括由生物兼容性材料制成的膜瓣(2)，以及由生物兼容性材料或生物吸收性材料制成的支架(3)，所述支架(3)具有对于轮廓由任何闭合曲线或多边形形状表示的孔(3’)加以限定的网格(3”)，所述人工瓣膜(1)特征在于，所述瓣膜(2)由沿着所述膜瓣(2)的相反表面而纵向延伸的成对(6)的缝合点而缝合到所述支架(3)上。

Description

用于治疗导致影响下肢的逆流的疾病的人工瓣膜

技术领域

本发明涉及医疗领域。本发明更详细地涉及待在静脉系统中植入的新的人工瓣膜，通常是下肢的人工瓣膜，其适于允许在已经由导致影响下肢的逆流的疾病改变了血液流动情况下的生理血液流动。

背景技术

下肢的静脉系统代表复杂系统,包括:由动脉的卫星静脉所形成的深入区，由隐静脉及其分支所代表的浅表系统,介于该二者之间的由对于后腿肌肉特别重要的肌内静脉的富集网络以及由交通静脉构成的互连系统。这些系统中的每个系统能够产生病理生理改变，诸如来确定显著的慢性静脉功能不全情形。

深静脉系统的疾病是特别严重的，既在关于困难的治疗方面，以及在关于用来对抗具有极暂时影响的相关联的浅表系统和交通静脉疾病的措施方面都是这样。下肢的静脉系统实际上充当单个整体，并且一个部段的改变通常被传递至其它部段。特别低，已知的是大型静脉曲张能够导致深静脉系统的扩张且具有其瓣膜的相对闭合不全，仅在纠正了静脉曲张本身之后恢复大小和功能。换言之，这是由于浅表系统的过载而导致的深静脉系统的可逆的功能性不足。逆向互连是由于通过所述交通静脉的扩张的深逆流而发生的浅表系统的扩张。后者的结扎导致暂时的结果，因为深度的疾病能够持续地扩张其它交通静脉。

因此，如果是病理学的，则将要通过调查整个静脉系统以及针对纠正所述深系统的治疗来检查影响到下肢的逆流疾病。一般而言，影响到深静脉系统的逆流源自生理上防止逆流的结构(例如瓣膜)的改变。瓣膜要么是先天地改变的，要么是它们后天获得的这样的改变。先天的改变能够包括功能不良，如改变的结构，或缺少瓣膜本身。功能不良是最常见的形式。考虑到瓣膜是由两个内膜瓣构成，所述两个内膜瓣布置成使得它们的开口向上，以便形成袋状从而防止静脉流动的反生理性流动，则可能发生的是这些膜瓣不会执行它们的包容功能及允许两个方向上的血液流动。这种可能性被称为主瓣膜功能不全。在其它情形下，膜瓣存在但为生长障碍的；在其它情况下，更罕见地，它们是萎缩的并且因此整体不存在。这些情形通常确定了慢性静脉功能不全的严重形式，已经存在于年轻人之中，并且另外，它们能够在具备有静脉血栓的叠加的生命期间复杂化。替代地，后天类型的瓣膜的改变源自由血栓形成所引起的损伤，并且因此这是血栓形成后综合征。所述血栓形成后综合征，比先天形式更频繁得多，源自由具备影响到所述深静脉系统的经扩张的静脉血栓的内源性纤维蛋白溶解过程而引起的改道。静脉能够再次获取他们的轴向渗透性，但通常所述瓣膜导致在纤维类型的腔壁增厚过程中完全地损坏以及合并。所述逆流的大小，通常与浅表静脉系统的改变以及与交通静脉的改变相关联，产生了重度的慢性静脉功能不全的情形，且出现了复发性溃疡。当慢性静脉功能不全是利用影响到浅表静脉系统的手术或者与物理辅助(弹性护套)相关联的交通静脉的纠正而可控的时，则深静脉逆流的存在能够被容许。在特定的情况下，不过，显著的并且失能(disabling)症状能够提出一种目的旨在纠正所述深逆流本身的外科手术。深静脉逆流在肢体的营养性的改变的形成机理方面的重要性是在1931年对于Linton已知的，他提出了股静脉的结扎的纠正，因而引入了这样的概念即，被阻碍的流动优选地是逆流本身。沿着相同路线，Bauer在1955年提出了腘静脉的结扎：接收此治疗的患者没有报告严重的并发症，而是他们改善了他们的状况，但是几乎他们所有人都由于导致结扎功能不全的回转/倒转逆流的副作用的形成而出现了复发。心脏瓣膜手术替代地具有更新近得多的起源：它实际上由于在1968年执行第一例人心脏瓣膜手术的Kistner而产生。这种情况是主瓣膜功能不足之一。Kistner的手术随后由其他人频繁地修改，仍然保持为对于此类型疾病通常执行的手术：在已经利用彩色多普勒超声和对于静脉造影术辨识出瓣膜套的基部以后，在非功能性/丧失功能性的瓣膜存在的情况下，则执行手术，该手术提供通过静脉造影术达到瓣膜本身的直接通路。通常的脱垂的瓣膜膜瓣被向上压迫和延展，以便重新给予他们正确的形态以及一定的功能性。这是精细的手术，将要非常小心地执行。大多数结果是特别激励人的，并且在大多数情况下发生了对于难治疗的营养性损伤的治愈。

不过，所述手术修复了静脉轴内的仅一个瓣膜，从而使得仍有必要在手术后的阶段中采用补充动作(散步，弹性收缩，抗水肿装置)，以便维持肢体的内环境稳定。如果Kistner的手术能够纠正先天瓣膜疾病，然而同样的情况不适用于呈先天形式的生长障碍和萎缩，以及呈后天形式的血栓形成后类型。为了纠正这些形式，并且特别是血栓形成后类型的那些形式，由于它们的高频率，则已提出了两种手术类型：第一种是由Kistner在1978年提出的股换位，且另一个是由Taheri在1981年提出的自体移植。

换位是关注的手术，其包括浅表股静脉的切段、以及在具备机能的瓣膜上游的在深股静脉上或隐静脉上的远端块的吻合。

这是引人关注的、工作良好的手术，然而，其在超过一半患者中不能进行。主要原因包括如下事实：深股静脉也经常是在其第一分段中无功能性的，并且隐静脉要么是无机能性的、要么是由于先前的移除而经常不存在的。

由Taheri提出的自体移植包括：从手臂抽取具有机能性的瓣膜的腋静脉的一段、以及在腘静脉中具备端对端吻合的它的随后的植入物。必需预先确认所述腋静脉包含工作的瓣膜；然而，患者的大小差异和患者接受上肢的限制的不情愿导致了此手术是罕见的应用之一。

通过执行腔壁解剖而创建新瓣膜是另一种可能性，但这是在仅数个中心处并且以有限次数而执行的外科手术。

当上述手术不能进行时，则引起纠正动作的研究已导致创建各种技术的创建，包括：股静脉大小的减少，低温保存的瓣膜的的植入，以及瓣膜在支架上的植入。

前两种方法没有提供令人满意的结果，而同时瓣膜在支架上的植入仍处于实验阶段。

特别地，到目前为止所设计的瓣膜已呈现不令人满意的实验研究和临床研究，这是由于两个主要因素，如下：瓣膜的故障以及在瓣膜套中的血栓形成。

在开始描述本发明之前，应观察到，在生理学上，瓣膜没有被插入到在瓣膜本身处、以及这样的瓣膜上方和下方处具有相同大小的圆筒形部段内，而是其以被称作瓣膜套的容器的生理上的扩张而被插入。这种生理上的扩张的显著性近来是由利用B流技术(二维血流显像技术)而执行的体内研究而证据充分地佐证的，所述B流技术示出了上升流-其通过降低其速度以及随后创建能够在外侧-内侧方向上作用于瓣膜的回复力而实现-导致了这样的瓣膜的闭合。更清楚地，瓣膜位于在所述打开和所述闭合之间的中间位置，并且通过仅能够凭借瓣膜套本身的形态而施加的力相同流动打开和闭合。

支架上的没有迄今为止制成的瓣膜已考虑到此重要规则并且因此瓣膜没有正确地工作，其瓣膜套没有被流动冲洗，从而使得瓣膜维持处于固定位置并且瓣膜套早熟地造成了血栓形成。

就此点而言，是指实质上存在着预见到用于克服这种大障碍的两种可能性：创建支架，其复制了静脉套的生理扩张并且将该新的瓣膜插入到该扩张处，或者以另外方式克服血栓形成以及固定。特别低，最重要的特征在于，瓣膜装置必需满足下列：移动性(瓣膜必须可动并且不固定)并且实际上瓣膜套，即，包括于瓣膜本身及静脉壁之间的套被血液循环说冲洗。因为这种冲洗动作由血液的返回来施加，并且假定这种返回不不存在，因为没有瓣膜套的扩张，则本工业发明专利申请的目的如下文详细描述，是提出一种新的装置，其满足瓣膜移动性需求以及冲洗所述瓣膜套的可能性二者。

应指出的是，瓣膜移动性源于在瓣膜膜瓣上的相反力，并且假定在瓣膜套内不存在流动，则膜瓣保持实际上固定，除了施加相反流的流动的偶尔的力。也适宜的是规定：抗逆流的动作能够由瓣膜机构施加，瓣膜机构由具备两个膜瓣(双尖瓣)或三个膜瓣(三尖瓣)或一个膜瓣(单尖瓣)的瓣膜形成。事实上，单尖瓣施加有效的抗逆流动作，等于双尖瓣或三尖瓣，已允许获得本目的的限定，如下文所描述。

重要的是规定：瓣膜位于支流静脉的下方，即，沿着主静脉轴线插入的侧分支以及主流动允许在速度降低及加速期间，支流静脉的本身通过抽吸机构和速度加速(文丘里效应)而被清空。

生理性瓣膜不具有直接源自静脉套的支流静脉，它的清洗如上所述是由上升流的返回循环而表示。这些方面的认识已允许借助于数学模型而设计和获得能够恢复生理性血液流动以用于治疗上述疾病的瓣膜装置。

发明内容

本说明书涉及到一种待用在医疗领域中的用于获得可移动的瓣膜并且具有由血液流合适地冲洗的套的新型的且创新的装置。更清楚地，本说明书涉及到一种瓣膜装置，其成形为单尖瓣瓣膜，由此由缝合于支架上的仅一个膜瓣形成。所有这些限定了针对瓣膜的插入基部而设计的并且特定地实现的极其创新性的瓣膜。

本瓣膜实际上被合适地设计以用于不会如总是暗示般定位在连续的腔壁部段中，而是从诸如大支流静脉这样的侧支静脉跨越。以此方式，大支流静脉将会维持所述瓣膜套持续地受冲洗，因而避免了血栓形成的风险。本瓣膜允许防止逆流。大支流静脉维持所述瓣膜膜瓣打开，推压其朝向相反的侧向壁。膜瓣的此空间构造确保了抗逆流动作，假设源于上述的血液的可能推力将会在打开的膜瓣中朝向相反的侧向壁施加其全部力，并且血液将会被引导指向具备工作的瓣膜的所述支流静脉，这将会在该处阻止逆流。这也避免了所述瓣膜膜瓣被推抵于所述相反的侧向壁代表着对于病态的静脉的正常流动而言的障碍的风险，因为已经示出了用来仿真本瓣膜的运作的数学模型。

更具体地，所述数学模型已图示出，由支流静脉处的流动所确定的此静脉的完全闭塞仅仅是暂时的。该闭塞确定了在主静脉本身处的压力增加并且这样的压力增加将会打开所述瓣膜，允许正常流动。该数学模型也示出了，所述主静脉和所述支流静脉因而形成了竞争流动，能够恰好地在主轴线与支流静脉之间实现的生理性流动上重叠。另外，在瓣膜的应用中，支流静脉源自瓣膜套并且不远离瓣膜套。

因而，单尖瓣瓣膜的实现合适地被设计用于其从诸如大支流静脉这样的侧支静脉跨越的插入，完全地实现了冲洗瓣膜套的目的，因而防止了血栓形成，并且获得了可动膜瓣。也重要的是规定：新的瓣膜膜瓣在所述瓣膜植入之后维持位置从而使得允许所述主轴线内的支流静脉的正常流动，并且在每次出现逆流时阻止逆流。这是利用将瓣膜缝合到支架上的简单且特定系统而实现。所有这些的结果是维持所述膜瓣处于永久的半打开位置，防止了其扭曲以及故障二者。

可用于获得该瓣膜的材料优选地是绵羊心包，其已广泛用于借助于经皮的插入而获得心脏瓣膜，但是也能够使用其它生物兼容性材料。因此，通过将已经广泛地测试和使用的两种结构(诸如支架和生物组织)接合，将所有这些恰好地集中为跨越大支流静脉出现处，并且将膜瓣以特定方式缝合在支架上，则可能获得满足静脉生理的血液动力学需求的瓣膜并且允许治疗导致影响到下肢的血液逆流的疾病。此支架优选地是具有宽网格的结构，其因而使得防止血液流动的任何障碍。

附图说明

图1示出作为本工业发明专利申请的主题的人工瓣膜1的示意性视图。所考虑的附图旨在示出，瓣膜1包括内膜瓣2和支架3，所述瓣膜1被确定大小、形状和空间构造为用于在介于所述静脉100与侧支静脉200之间的接合部300的高度处插入到静脉100中。在所考虑的图中，由箭头10和20所代表的附图标记分别地指示出了在心脏和脚的方向上的所述静脉100的方向。所述图也示出了所述支架3由网格3’形成，所述网格3’限定了具有菱形轮廓的孔3”。

图2示出了静脉100的透视图，所述静脉100具有在与侧支静脉200的接合部300的高度处在其内部植入的人工瓣膜1。所考虑的图旨在强调所述静脉200的血液流动的方向。流动的所述方向由箭头30代表。如从观察所述图而能够理解到的，利用箭头30指示的流动的方向允许维持(由膜瓣2所限定的)所述瓣膜套4被连续地冲洗，因而防止了在所述套4内形成血液滞积以及因此形成血栓。附图也示出了生理性瓣膜5的存在，所述瓣膜5包括侧支静脉200的瓣膜套5’和5”。所述瓣膜5正确地工作。

图3类似于图2，但是旨在强调所述人工瓣膜1的膜瓣2的移动性，该移动性是由分别指示源自侧支静脉200和源自静脉100的血液流动的方向的箭头30和40所代表的血液流动造成。

图4类似于之前的图2和3，但是旨在强调，由于在接合部300的高度处所述人工瓣膜1的植入，不存在由箭头50的方向代表的血液逆流。

图5示出在接合部300的高度处所述静脉100内的人工瓣膜1的植入的透视图。该图旨在示出所述瓣膜1的膜瓣2被缝合在支架3上。所述缝合是特定的并且由沿着所述膜瓣2的相反表面而纵向延伸的多个成对6的缝合点来表示。

图6示出与静脉200接合的正常静脉100的示意图，图中能够观察到其中所存在的生理性瓣膜。该图旨在示出，在接合部300的高度处不能找到除了作为二尖瓣以外的生理性瓣膜，所述生理性瓣膜与由单尖瓣所表示的当前的人工瓣膜1相反。

具体实施方式

如在本说明的过程中多次预期的，本发明的主题是待植入于具有导致血液逆流的疾病的受试体中的新型人工瓣膜1。更具体而言，本工业发明专利申请描述了合适地设计和获得的人工瓣膜1以用于防止逆流以及由血液滞积所导致的血栓形成的风险二者，它们在瓣膜套本身中是不可避免地产生的。本人工瓣膜1也包括膜瓣2，所述膜瓣2的移动性没有改变静脉区内的生理性血液流动。所有这些发生的同时，还避免了血液逆流的风险。前述目的的实现已通过限定合适地被确定形状和大小以用于在侧支静脉200(诸如大支流静脉)处植入的瓣膜1来获得。更具体而言，人工瓣膜1即本发明的主题是单尖瓣膜，其包括由生物兼容材料制成的被具体地缝合到支架3上的膜瓣2，所述膜瓣2也被合适地设计用于赋予给所述瓣膜1，是用于实现本发明目的的必需特征。

还更具体地，瓣膜1使得在空间上被构造在介于侧支静脉200与静脉100之间的接合部300处，在静脉100中，血液流动也在能够相对远离所述人工瓣膜1的植入区的点处被瓣膜功能紊乱所改变。植入到此特定植入区中的瓣膜1使得，其膜瓣2和由所述膜瓣2限定的静脉套4都持续地由来自侧支静脉200的血液流动冲洗。

作为示例，考虑静脉100和与所述静脉100接合的侧支静脉200，则人工瓣膜1的植入将要在所述两个静脉的接合部300处执行。所述瓣膜膜瓣2因而在所述静脉100内的血液流动的方向上延伸并且限定了持续地由来自侧支静脉200的血液流动冲洗的瓣膜套4。在此空间构造中，瓣膜膜瓣2采取构造使得具有正确的移动性，这继而能够确保静脉100内的生理性血液流动以及该静脉100内没有逆流。实际上，不仅通过由新的膜瓣2的移动性促成的在静脉100内的正常血液流动，而且通过由已经在其内部正确地工作的支流静脉200的血液流动所施加的推力，来防止了逆流的风险。

如已经讨论的，人工瓣膜1的正确工作的有效性已通过运用数学模型而验证。特别低，所获得的仿真是用流体-结构相互作用(FSI)分析而检测的。对于血液以及对于瓣膜1的结构特征，采取下列参数：

血液：

-密度：1060Kg/m3

-动态粘度：0.035泊

-牛顿流动

-粘度对于速度或压力的忽略的依赖性

-各向同性

瓣膜的结构特征：

对于在数学模型中测试的材料，没有遇到结构临界。另外，流体动态工运作方案导致与期望相干/一致。

下文中报告了当所述瓣膜1将要在具有从6至20mm的范围中可变的直径的静脉内被植入时候，人工瓣膜1的特定实施例的特征的非限制性示例。

支架：

材料：镍钛诺

重量：从1至4g，例如2.5g

由网格3’所限定的孔3”的平均直径：从1至5mm，例如4mm

由支架3的网格3’所限定的孔3”的轮廓：长菱形的

网格3’的截面的轮廓：矩形或圆形

膜瓣：

材料：牛心包，绵羊心包、猪心包或其它生物兼容性材料

瓣膜：

瓣膜的长度：从1.5至2.5cm，例如2cm。

在其最大点处的曲率半径：从3至10mm，例如5.5mm。

应指出的是，在其它实施例中，本人工瓣膜1具有适于增强其植入的有效性的结构特征。特别地，某些实施例提出，支架3由生物兼容性的和生物可重吸收性的材料制成，作为非限制性示例，诸如聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)和聚二恶烷酮(PDS)的材料；和/或能够由任何闭合曲线或多边形形状表示的、由支架3的网格3’所限定的所述孔3”的轮廓，类似于限定所述支架3的相同网格的截面，即椭圆形。

作为非限制性示例，本人工瓣膜1的特定实施例提出，孔3”具有椭圆形轮廓，并且网格3’的截面具有圆形轮廓。

Claims (10)

1.单尖瓣人工瓣膜(1)，包括由生物兼容性材料制成的膜瓣(2)，以及由生物兼容性材料或生物吸收性材料制成的支架(3)，所述支架(3)具有利用由任何闭合曲线或多边形形状表示的轮廓来限定孔(3”)的网格(3’)，所述人工瓣膜(1)的特征在于，所述膜瓣(2)由沿着所述膜瓣(2)的相反表面而纵向延伸的成对(6)的缝合点而缝合到所述支架(3)上。

2.根据前述权利要求所述的单尖瓣人工瓣膜(1)，其特征在于，所述支架(3)的网格(3’)的截面由任何闭合曲线或多边形形式限定。

3.根据权利要求1和2所述的单尖瓣人工瓣膜(1)，其特征在于，由所述支架(3)的网格(3’)限定的孔(3”)具有长菱形轮廓而所述网格(3’)的截面是圆形。

4.根据权利要求1和2所述的单尖瓣人工瓣膜(1)，其特征在于，由所述支架(3)的网格(3’)限定的孔(3”)具有椭圆轮廓而所述网格(3’)的截面是圆形。

5.根据权利要求1和2所述的单尖瓣人工瓣膜(1)，其特征在于，由所述支架(3)的网格(3’)限定的孔(3”)具有长菱形轮廓而所述网格(3’)的截面是矩形。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的单尖瓣人工瓣膜(1)，其特征在于，所述膜瓣(2)由牛心包、绵羊心包、或猪心包制成而所述支架(3)由镍钛诺制成。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的单尖瓣人工瓣膜(1)，其特征在于，所述膜瓣(2)由牛心包、绵羊心包、或猪心包制成而所述支架(3)由生物可重吸收性材料制成，所述生物可重吸收性材料是聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)和聚二恶烷酮(PDS)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的单尖瓣人工瓣膜(1)，其特征在于，所述孔(3”)的平均直径的长度在3mm与5mm之间变动，使得所述瓣膜(1)的长度被包括于1.5cm与2.5cm之间，并且在其最大点处测量的其曲率半径被包括于3mm与10mm之间。

9.根据前述权利要求所述的单尖瓣人工瓣膜(1)，其特征在于，所述孔(3”)的平均直径的长度是4mm，使得所述瓣膜(1)的长度是2cm，并且在其最大点处测量的其曲率半径是5.5mm。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的单尖瓣人工瓣膜(1)，用在治疗导致影响下肢的逆流的病理的方法中。