DE102016101868A1

DE102016101868A1 - Artificial heart

Info

Publication number: DE102016101868A1
Application number: DE102016101868.6A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-02-03
Filing date: 2016-02-03
Publication date: 2017-08-03
Also published as: WO2017134218A1

Abstract

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein künstliches Herz (1), insbesondere zur Nachbildung eines menschlichen Herzens, umfassend – zwei Förderkammern (2, 3) mit jeweils einer Eintrittsöffnung (4) sowie einer Austrittsöffnung (5), – eine Antriebseinrichtung (6) zur Veränderung der Volumina der Förderkammern (2, 3) sowie – pro Förderkammer (2, 3) mindestens ein Übertragungselement (7) zur Übertragung von Kräften zwischen der Antriebseinrichtung (6) und der jeweiligen Förderkammer (2, 3), wobei jede Förderkammer (2, 3) mindestens eine flexible Wandung (8) und mindestens eine starre Wandung (9) aufweist und ein inneres Volumen einer jeweiligen Förderkammer (2, 3) mittels Bewegung der zugehörigen flexiblen Wandung (8) relativ zu der zugehörigen starren Wandung (9) veränderbar ist, wobei eine Kraftübertragung zwischen der Antriebseinrichtung (6) und einer jeweiligen flexiblen Wandung (8) einer Förderkammer (2, 3) mittels mindestens eines Übertragungselements (7) erfolgt, das ein proximales Ende (10) und ein distales Ende (11) aufweist, wobei das proximale Ende (10) eines jeden Übertragungselements (7) gelenkig mit der Antriebseinrichtung (6) und das distale Ende (11) eines jeden Übertragungselements (6) gelenkig mit einer flexiblen Wandung (8) einer Förderkammer (2, 3) zusammenwirken. Um ein künstliches Herz bereitzustellen, das im Vergleich zum Stand der Technik geringere Außenabmessungen aufweist, werden erfindungsgemäß Übertragungselemente (7) vorgeschlagen, deren proximalen Enden (10) jeweils in Antriebsebenen (12) bewegbar sind, die senkrecht zu einer Pumpebene (13) der distalen Enden (11) der Übertragungselemente (7) orientiert sind, wobei zumindest eine Bewegungskomponente der proximalen Enden (10) senkrecht zu der Pumpebene (13) orientiert ist.The present application relates to an artificial heart (1), in particular for simulating a human heart, comprising - two delivery chambers (2, 3) each having an inlet opening (4) and an outlet opening (5), - a drive device (6) for changing the Volumes of the delivery chambers (2, 3) and - each delivery chamber (2, 3) at least one transmission element (7) for transmitting forces between the drive means (6) and the respective delivery chamber (2, 3), each delivery chamber (2, 3 ) has at least one flexible wall (8) and at least one rigid wall (9) and an inner volume of a respective delivery chamber (2, 3) is variable by means of movement of the associated flexible wall (8) relative to the associated rigid wall (9), wherein a power transmission between the drive means (6) and a respective flexible wall (8) of a delivery chamber (2, 3) by means of at least one transmission element (7) success gt, which has a proximal end (10) and a distal end (11), wherein the proximal end (10) of each transmission element (7) hingedly connected to the drive means (6) and the distal end (11) of each transmission element (6 ) articulated with a flexible wall (8) of a delivery chamber (2, 3) cooperate. In order to provide an artificial heart, which has smaller outer dimensions compared to the prior art, transmission elements (7) are proposed according to the invention, the proximal ends (10) in each case in drive planes (12) are movable perpendicular to a pumping plane (13) of the distal Ends (11) of the transmission elements (7) are oriented, wherein at least one component of movement of the proximal ends (10) is oriented perpendicular to the pump plane (13).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein künstliches Herz, insbesondere zur Nachbildung eines menschlichen Herzens, umfassend

– zwei Förderkammern mit jeweils einer Eintrittsöffnung sowie einer Austrittsöffnung,
– eine Antriebseinrichtung zur Veränderung der Volumina der Förderkammern sowie
– pro Förderkammer mindestens ein Übertragungselement zur Übertragung von Kräften zwischen der Antriebseinrichtung und der jeweiligen Förderkammer,

wobei jede Förderkammer mindestens eine flexible Wandung und mindestens eine starre Wandung aufweist und ein inneres Volumen einer jeweiligen Förderkammer mittels Bewegung der zugehörigen flexiblen Wandung relativ zu der zugehörigen starren Wandung veränderbar ist, wobei eine Kraftübertragung zwischen der Antriebseinrichtung und einer jeweiligen flexiblen Wandung einer Förderkammer mittels mindestens eines Übertragungselements erfolgt, das ein proximales Ende und ein distales Ende aufweist, wobei das proximale Ende eines jeden Übertragungselements gelenkig mit der Antriebseinrichtung und das distale Ende eines jeden Übertragungselements gelenkig mit einer flexiblen Wandung einer Förderkammer zusammenwirken. The present invention relates to an artificial heart, in particular for the reproduction of a human heart

Two delivery chambers each having an inlet opening and an outlet opening,
- A drive device for changing the volumes of the delivery chambers and
At least one transfer element for transferring forces between the drive device and the respective delivery chamber per delivery chamber,

wherein each delivery chamber has at least one flexible wall and at least one rigid wall and an inner volume of a respective delivery chamber is variable by means of movement of the associated flexible wall relative to the associated rigid wall, wherein a power transmission between the drive means and a respective flexible wall of a delivery chamber by at least a transmission element having a proximal end and a distal end, wherein the proximal end of each transmission element hingedly cooperates with the drive means and the distal end of each transmission element cooperates with a flexible wall of a delivery chamber.

Die „Förderkammern“ entsprechen gewissermaßen den Herzkammern eines natürlichen Herzens. Sie stellen folglich das Pumpvolumen zur Verfügung, mittels dessen Blut durch den jeweiligen Körper gepumpt wird, in den das künstliche Herz eingesetzt wird. Die Förderkammern können beispielsweise derart geformt sein, dass sie im Querschnitt betrachtet eine Bananenform aufweisen. Sinnvollerweise sind die Wandungen einer jeweiligen Förderkammer gekrümmt ausgeführt, um einen gerichteten Blutstrom erzeugen zu können. The "delivery chambers" correspond to a certain extent the heart chambers of a natural heart. They thus provide the pumping volume by means of which blood is pumped through the respective body into which the artificial heart is inserted. For example, the delivery chambers may be shaped to have a banana shape when viewed in cross-section. It makes sense for the walls of a respective delivery chamber to be curved in order to be able to generate a directed blood flow.

Bei den Wandungen, die flexibel oder starr sein können, muss es sich im Sinne der vorliegenden Anmeldung nicht gezwungenermaßen um separate, voneinander losgelöste Wandungen handeln. Stattdessen ist es ebenso vorstellbar, dass die flexible Wandung und die starre Wandung jeweils lediglich von Wandungsteilen oder Wandungsabschnitten gebildet sind, die Teil eines einstückigen Körpers sind. Insbesondere ist es vorstellbar, dass eine Förderkammer von einer einteiligen, flexiblen Membran räumlich begrenzt ist, wobei ein Abschnitt der Membran an einem starren Gehäuse bzw. einer starren Gehäusewandung angeordnet ist und mittels der Verbindung mit dem Gehäuse seine Flexibilität einbüßt. Ein solcher Abschnitt der Membran bildet folglich eine „starre Wandung“ im Sinne der vorstehenden Beschreibung. Ein anderer Abschnitt der Membran ist nicht in derselben Weise gestützt und somit gewissermaßen frei im Raum beweglich. Dieser Abschnitt bildet sodann die „flexible Wandung“ im Sinne der vorstehenden Beschreibung. In the walls, which can be flexible or rigid, it need not necessarily be in the sense of the present application to separate, mutually detached walls. Instead, it is also conceivable that the flexible wall and the rigid wall are each formed only by wall parts or wall sections which are part of a one-piece body. In particular, it is conceivable that a delivery chamber is spatially limited by a one-piece, flexible membrane, wherein a portion of the membrane is arranged on a rigid housing or a rigid housing wall and loses its flexibility by means of the connection with the housing. Such a portion of the membrane thus forms a "rigid wall" in the sense of the above description. Another portion of the membrane is not supported in the same way and thus, as it were, free to move in space. This section then forms the "flexible wall" in the sense of the above description.

Die Begriffe „starr“ und „flexibel“ beziehen sich nicht notwendigerweise auf die jeweilige Wandung als solche. Das heißt, dass auch eine solche Wandung als „flexible Wandung“ im Sinne der vorliegenden Anmeldung verstanden werden kann, die zwar in sich starre ausgebildet ist, jedoch gleichwohl derart beweglich ist, dass sie relativ zu der zugehörigen starren Wandung bewegt werden kann. Mit anderen Worten ist auch beispielsweise eine Wandung in Form einer starren Platte die innerhalb des künstlichen Herzens beweglich angeordnet ist, als flexible Wandung im Sinne der vorliegenden Anmeldung auffassbar. Eine starre Wandung ist hingegen eine solche Wandung die nicht beweglich ist. Insoweit können die Begriffe „starre Wandung“ und „flexible Wandung“ auch als „raumfeste Wandung“ und „bewegliche Wandung“ bezeichnet werden. Trotz dieser theoretischen Möglichkeit der Ausgestaltung der Wandungen einer jeweiligen Förderkammer ist zur Verwendung als „flexible Wandung“ eine tatsächlich in sich flexibel ausgebildete Wandung vorteilhaft. The terms "rigid" and "flexible" do not necessarily refer to the particular wall as such. This means that even such a wall can be understood as a "flexible wall" within the meaning of the present application, which, although rigid in itself, is nevertheless so movable that it can be moved relative to the associated rigid wall. In other words, for example, a wall in the form of a rigid plate which is movably disposed within the artificial heart, as a flexible wall within the meaning of the present application conceivable. A rigid wall, however, is such a wall that is not movable. In that regard, the terms "rigid wall" and "flexible wall" may also be referred to as "room-fixed wall" and "movable wall". Despite this theoretical possibility of configuring the walls of a respective delivery chamber, a wall that is actually flexible in design is advantageous for use as a "flexible wall".

Die Bewegung der flexiblen Wandung relativ zu der starren Wandung geht in jedem Fall mit einer Änderung des Volumens der jeweiligen Förderkammer einher. Insbesondere ist das Volumen der jeweiligen Förderkammer mittels der Bewegung der flexiblen Wandung zyklisch zwischen einem Minimum und einem Maximum veränderbar. Idealerweise beträgt das Volumen bei Vorliegen des Minimums näherungsweise Null. In diesem Zustand ist sämtliches Blut aus der Förderkammer verdrängt. Bei Vorliegen des Maximums ist das Volumen der Förderkammer hingegen maximal. Typischerweise ist die Förderkammer in diesem Zustand zumindest im Wesentlichen vollständig mit Blut gefüllt. The movement of the flexible wall relative to the rigid wall is in any case accompanied by a change in the volume of the respective delivery chamber. In particular, the volume of the respective delivery chamber by means of the movement of the flexible wall is cyclically variable between a minimum and a maximum. Ideally, the volume is approximately zero when the minimum is present. In this state, all blood is displaced from the delivery chamber. In the presence of the maximum, however, the volume of the delivery chamber is maximum. Typically, in this state, the delivery chamber is at least substantially completely filled with blood.

Die Vergrößerung des Volumens einer jeweiligen Förderkammer geht mit einer Sogwirkung einher, die dazu führt das Blut angesaugt wird, welches sodann in die Förderkammer einströmt. Die Stellung der Förderkammer, in der das Volumen derselben maximal ist, kann folglich auch als „Saugstellung“ bezeichnet werden. Ausgehend von dieser Saugstellung wird das Blut im Zuge der Verringerung des Volumens der Förderkammer aus selbiger herausgedrückt, bis das Volumen der Förderkammer minimal ist. Die Stellung der Förderkammer, in der dies der Fall ist, kann folglich auch als „Druckstellung“ bezeichnet werden. The increase in the volume of a respective delivery chamber is associated with a suction effect, which leads to the blood is sucked, which then flows into the delivery chamber. The position of the delivery chamber, in which the volume of the same is maximum, can therefore also be referred to as "suction position". Starting from this suction position, the blood is forced out in the course of reducing the volume of the delivery chamber until the volume of the delivery chamber is minimal. The position of the delivery chamber, in which this is the case, can therefore also be referred to as a "printing position".

Das vorstehend beschriebene Herz verfügt über zumindest zwei Übertragungselemente, wobei mindestens ein Übertragungselement mit jeweils einer Förderkammer zusammenwirkt. Da die Übertragungselemente an ihren beiden Enden gelenkig angeschlossen sind, sind sie nicht dazu in der Lage, Biegemomente und/oder Querkräfte zu übertragen. Mit anderen Worten dienen die Übertragungselemente ausschließlich der Übertragung von- und Druckkräften. Im statischen Sinne können die Übertragungselemente folglich als Pendelstäbe bezeichnet werden. Die Übertragungselemente bewirken mithin eine Kraftübertragung zwischen der Antriebseinrichtung und der jeweils zugehörigen Förderkammer mittels der Übertragung von Druck- oder Zugkräften. The heart described above has at least two transmission elements, wherein at least one transmission element cooperates with a respective delivery chamber. Since the transmission elements at both ends articulated are connected, they are not able to transmit bending moments and / or shear forces. In other words, the transmission elements are used exclusively for the transmission of compressive and compressive forces. In the static sense, the transmission elements can therefore be referred to as pendulum rods. The transmission elements thus cause a force transmission between the drive device and the respective associated delivery chamber by means of the transmission of compressive or tensile forces.

Das „Zusammenwirken“ der Übertragungselemente mit der Antriebseinrichtung, die vorzugsweise zwischen den Förderkammern angeordnet ist, und der flexiblen Wandung einer jeweiligen Förderkammer umfasst sowohl einen unmittelbaren Anschluss des jeweiligen Übertragungselements an eines oder beide Teile als auch einen mittelbaren Anschluss. Insbesondere ist es vorstellbar, dass das distale Ende eines Übertragungselements unter Zwischenschaltung eines Verbindungsteils an die flexible Wandung einer zugehörigen Förderkammer angeschlossen ist. The "interaction" of the transmission elements with the drive device, which is preferably arranged between the delivery chambers, and the flexible wall of a respective delivery chamber comprises both a direct connection of the respective transmission element to one or both parts and an indirect connection. In particular, it is conceivable that the distal end of a transmission element is connected with the interposition of a connecting part to the flexible wall of an associated delivery chamber.

Stand der Technik State of the art

Ein künstliches Herz der eingangs beschriebenen Art ist im Stand der Technik bereits bekannt. Hierzu wird zum einen auf die deutsche Offenlegungsschrift DE 31 36 969 A1 verwiesen. Diese offenbart ein künstliches Herz mit zwei Förderkammern, wobei jede der Förderkammern jeweils eine starre und eine flexible Wandung aufweist. Eine Kontraktion der Förderkammern wird mittels einer Antriebseinrichtung bewirkt, die mittels Übertragungselementen Druck- und Zugkräfte jeweils auf die flexiblen Wandungen ausübt und auf diese Weise eine fortwährende Veränderung der Volumina der Förderkammern herbeiführt. An artificial heart of the type described above is already known in the prior art. This is on the one hand to the German patent application DE 31 36 969 A1 directed. This discloses an artificial heart with two delivery chambers, each of the delivery chambers each having a rigid and a flexible wall. A contraction of the delivery chambers is effected by means of a drive device which exerts pressure and tensile forces on the flexible walls by means of transfer elements and in this way brings about an ongoing change in the volumes of the delivery chambers.

Als nachteilig für die bekannte Konstruktion ist zu sehen, dass die Antriebseinrichtung vergleichsweise viel Raum zwischen den Förderkammern einnimmt. Eine kompakte, das heißt raumsparende, Konstruktion ist nicht gegeben. A disadvantage of the known construction can be seen that the drive device occupies comparatively much space between the delivery chambers. A compact, that is space-saving, construction is not given.

Zum anderen wird auf die internationale Patentanmeldung WO 2013/060701 A1 verwiesen. Bei dieser ist vergleichbar zu dem künstlichen Herzen der eingangs beschriebenen Art sowie zu dem der vorgenannten Schrift eine Antriebseinrichtung zwischen den Förderkammern angeordnet. Gemäß dem Dokument ist die Antriebseinrichtung auf verschiedene Arten ausführbar, wobei in jedem Fall Übertragungselemente, die zwischen der Antriebseinrichtung und den flexiblen Wandungen der jeweiligen Förderkammern wirken, sich in einer in den Figuren des Dokuments dargestellten Zeichnungsebene bewegen. On the other hand, the international patent application WO 2013/060701 A1 directed. In this is comparable to the artificial heart of the type described above and to the above-mentioned document, a drive means between the delivery chambers arranged. According to the document, the drive means can be executed in various ways, in which case transfer elements acting between the drive means and the flexible walls of the respective delivery chambers move in a plane of the drawing shown in the figures of the document.

Auch bei dieser Konstruktion besteht vergleichbar zu der genannten deutschen Offenlegungsschrift der Nachteil, dass die Antriebseinrichtung zwischen den Förderkammern einen nicht unerheblichen Raum einnimmt, wodurch das künstliche Herz insgesamt ein vergleichsweise großes Volumen einnimmt. Also in this construction is comparable to the said German Offenlegungsschrift the disadvantage that the drive means occupies a considerable space between the delivery chambers, whereby the artificial heart occupies a relatively large total volume.

Aufgabe task

Der vorliegenden Anmeldung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, ein künstliches Herz bereitzustellen, das im Vergleich zum Stand der Technik geringere Außenabmessungen aufweist. It is therefore an object of the present application to provide an artificial heart which has smaller outer dimensions in comparison with the prior art.

Lösung solution

Die zugrunde liegende Aufgabe wird ausgehend von dem künstlichen Herz der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die proximalen Enden der Übertragungselemente in Antriebsebenen bewegbar sind, wobei diese Antriebsebenen senkrecht zu einer Pumpebene der distalen Enden der Übertragungselemente orientiert sind. Hierbei ist von Bedeutung, dass die proximalen Enden jeweils zumindest eine Bewegungskomponente aufweisen, die senkrecht zu der Pumpebene orientiert ist. Mit anderen Worten finden die Bewegungen der proximalen Enden und der distalen Enden der Übertragungselemente nicht in einer gemeinsamen Ebene statt, sondern in voneinander linear unabhängigen Ebenen. Diese sind hier als die beschriebene „Antriebsebene“ und die „Pumpebene“ bezeichnet. The underlying object is achieved on the basis of the artificial heart of the type described above according to the invention in that the proximal ends of the transmission elements are movable in drive planes, these drive planes being oriented perpendicular to a pump plane of the distal ends of the transmission elements. It is important here that the proximal ends each have at least one movement component which is oriented perpendicular to the pump plane. In other words, the movements of the proximal ends and the distal ends of the transmission elements do not take place in a common plane but in planes which are linearly independent of one another. These are referred to here as the "drive level" described and the "pump level".

Die „Pumpebene“ bezeichnet dabei diejenige Ebene des künstlichen Herzens, in der gewissermaßen die flexible Wandung einer jeweiligen Förderkammer „angetrieben“ wird. Es versteht sich, dass zur Kontraktion einer jeweiligen Förderkammer die flexible Wandung auf die zugehörige starre Wandung zu bewegt werden muss. Diese Bewegung der flexiblen Wandung findet in eine bestimmte Richtung statt, die einer Bewegungsrichtung der distalen Enden der Übertragungselemente bzw. des Übertragungselements entspricht. Die Pumpebene fällt somit gewissermaßen mit einer Querschnittsebene des künstlichen Herzens zusammen, die beide Förderkammern beinhaltet und diese längs durchschneidet. Die Lage der Pumpebene ergibt sich insbesondere aus den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Die distalen Enden der Übertragungselemente sind vorzugsweise so geführt, dass sie sich während des Betriebs des künstlichen Herzens ausschließlich innerhalb der Pumpebene bewegen. The "pumping plane" designates that plane of the artificial heart in which, so to speak, the flexible wall of a respective delivery chamber is "driven". It is understood that for contraction of a respective delivery chamber, the flexible wall must be moved to the associated rigid wall. This movement of the flexible wall takes place in a certain direction, which corresponds to a direction of movement of the distal ends of the transmission elements or of the transmission element. The pumping plane thus effectively coincides with a cross-sectional plane of the artificial heart, which contains both delivery chambers and cuts them longitudinally. The position of the pump level results in particular from the embodiments described below. The distal ends of the transmission elements are preferably guided so that they move during the operation of the artificial heart exclusively within the pumping plane.

Die „Antriebsebenen“ sind zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Pumpebene orientiert. Sie bezeichnen jene Ebenen, in denen die proximalen Enden der Übertragungselemente bewegt werden. Hierbei versteht es sich, dass je nach Lage eines jeweiligen proximalen Endes eines Übertragungselements verschiedene Antriebsebenen vorliegen können, die parallel zueinander orientiert sind. Somit hat gewissermaßen jedes Übertragungselement seine „eigene Antriebsebene“, wobei diese in geringen Abständen zueinander angeordnet sind. Selbst verständlich ist es denkbar, dass sich tatsächlich mehrere proximale Enden von Übertragungselementen in identischen Ebenen befinden und bewegen. Im Unterschied zum Stand der Technik werden folglich die distalen Enden und proximalen Enden der Übertragungselemente nicht in einer gemeinsamen oder in zueinander parallelen Ebenen bewegt, sondern in voneinander linear unabhängigen Ebenen, wobei die Antriebsebenen vorzugsweise senkrecht auf der Pumpebene stehen. The "drive planes" are oriented at least substantially perpendicular to the pump plane. They designate those planes in which the proximal ends of the transmission elements move become. It is understood that depending on the position of a respective proximal end of a transmission element different drive levels may be present, which are oriented parallel to each other. Thus, in a sense, each transmission element has its "own drive plane", wherein these are arranged at small distances from each other. Of course, it is conceivable that actually several proximal ends of transmission elements are in identical planes and move. In contrast to the prior art, consequently, the distal ends and proximal ends of the transmission elements are not moved in a common or mutually parallel planes, but in mutually linearly independent planes, wherein the drive planes are preferably perpendicular to the pump plane.

Das erfindungsgemäße Herz hat viele Vorteile. Insbesondere ist die Bewegung der proximalen Enden der Übertragungselemente in der zu der Pumpebene senkrecht orientierten Antriebsebene besonders sinnvoll, um eine Abmessung der Antriebseinrichtung in eine parallel zu der Pumpebene betrachtete Richtung möglichst gering zu halten. Dadurch ergibt sich, dass eine Bewegung der proximalen Enden nicht vollständig innerhalb der Pumpebene erforderlich ist. Hierdurch wird erreicht, dass die Übertragungselemente lediglich zeitweise mit ihrer gesamten Länge in der Pumpebene liegen und auch nur in diesem Moment einen maximalen Raum zwischen den Förderkammern einnehmen. Im Übrigen sind die Übertragungselemente so orientiert, dass sie nicht parallel zu der Pumpebene liegen. Während des Betriebs des künstlichen Herzens ändern die Übertragungselemente folglich fortwährend ihre Orientierung im Raum. In Positionen, in denen die Übertragungselemente nicht vollständig in der Pumpebene liegen, ist eine auf die Pumpebene projizierte Länge der Übertragungselemente geringer als ihre axiale Länge. Durch das erfindungsgemäße „Ausweichen“ der proximalen Enden der Übertragungselemente in ihren jeweiligen Antriebsebenen ist demzufolge der Vorteil gegeben, dass der Abstand zwischen den Förderkammern und folglich das Volumen des künstlichen Herzens insgesamt vergleichsweise gering gehalten werden können. The heart of the invention has many advantages. In particular, the movement of the proximal ends of the transmission elements in the plane perpendicular to the pump plane oriented drive plane is particularly useful to keep a dimension of the drive device in a direction parallel to the pump plane considered as low as possible. As a result, movement of the proximal ends is not required completely within the pumping plane. This ensures that the transmission elements are only temporarily with their entire length in the pumping level and occupy even at this moment a maximum space between the delivery chambers. Incidentally, the transmission elements are oriented so that they are not parallel to the pump plane. Consequently, during the operation of the artificial heart, the transmission elements continually change their orientation in space. In positions where the transfer elements are not completely in the pumping plane, a length of the transfer elements projected onto the pumping plane is less than their axial length. The inventive "evasion" of the proximal ends of the transmission elements in their respective drive levels therefore has the advantage that the distance between the delivery chambers and consequently the volume of the artificial heart as a whole can be kept comparatively low.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Herzens sind die Übertragungselemente jeweils derart mit der Antriebseinrichtung antreibbar, dass sie zyklisch jeweils eine Maximalstellung und eine Minimalstellung einnehmen, wobei sich das distale Ende eines jeweiligen Übertragungselements in dessen Maximalstellung in einem maximalen Abstand und in dessen Minimalstellung in einem minimalen Abstand von der starren Wandung der jeweils zugehörigen Förderkammer befindet. Mittels einer solchen Ausführung ist es besonders einfach möglich, eine jeweilige Förderkammer zwischen ihrer Saugstellung und ihrer Druckstellung zu überführen. Hierbei ist es insbesondere vorstellbar, dass sich sämtliche Übertragungselemente einer Förderkammer gleichzeitig in ihrer Maximalstellung bzw. ihrer Minimalstellung befinden. Bei Vorliegen der Übertragungselemente in ihren Maximalstellungen befindet sich die zugehörige Förderkammer folglich in ihrer Saugstellung (Volumen der Förderkammer maximal). Umgekehrt befindet sich die Förderkammer bei Vorliegen der Übertragungselemente in ihren Minimalstellungen ihrer Druckstellung (Volumen der Förderkammer minimal). In an advantageous embodiment of the heart according to the invention, the transmission elements can each be driven in such a way with the drive device that they assume a maximum position and a minimum position cyclically, with the distal end of a respective transmission element in its maximum position at a maximum distance and in its minimum position in a minimum Distance from the rigid wall of the respective associated delivery chamber is located. By means of such an embodiment, it is particularly easy to transfer a respective delivery chamber between its suction position and its printing position. It is particularly conceivable that all transmission elements of a delivery chamber are simultaneously in their maximum position or their minimum position. In the presence of the transmission elements in their maximum positions, the associated delivery chamber is thus in its suction position (volume of the delivery chamber maximum). Conversely, when the transmission elements are present, the delivery chamber is in its minimum position of its pressure position (volume of the delivery chamber minimal).

Für eine möglichst gleichmäßige Verteilung bzw. Einleitung von Kräften in die flexiblen Wandungen der jeweiligen Förderkammern ist es besonders von Vorteil, wenn jede Förderkammer jeweils mit einer Mehrzahl von Übertragungselementen, insbesondere mit mindestens zwei Übertragungselementen, vorzugsweise mit mindestens drei Übertragungselementen, weiter vorzugsweise mit mindestens vier Übertragungselementen, zusammenwirken. Bei Verwendung mehrerer Übertragungselemente pro Förderkammer ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die distalen Enden der jeweiligen Übertragungselemente an unterschiedlichen Stellen der jeweils gehörigen flexiblen Wandung angeschlossen sind. Auf diese Weise ist eine Verteilung der Krafteinleitung mittels der Übertragungselemente auf die zugehörige flexible Wandung besonders einfach möglich. Die einzelnen Übertragungselemente können je nach ihrer Positionierung relativ zu einer jeweiligen Förderkammer unterschiedlich lang ausgeführt sein. For a uniform distribution or introduction of forces into the flexible walls of the respective delivery chambers, it is particularly advantageous if each delivery chamber each with a plurality of transmission elements, in particular with at least two transmission elements, preferably with at least three transmission elements, more preferably with at least four Transmission elements, interact. When using a plurality of transmission elements per delivery chamber, it is also advantageous if the distal ends of the respective transmission elements are connected at different locations of each associated flexible wall. In this way, a distribution of the introduction of force by means of the transmission elements on the associated flexible wall is particularly easy. Depending on their positioning, the individual transmission elements can be of different lengths relative to a respective delivery chamber.

Alternativ oder zusätzlich zu der Verwendung mehrerer Übertragungselemente pro Förderkammer kann es zudem von besonderem Vorteil sein, wenn das erfindungsgemäße Herz über mindestens ein Anschlusselement verfügt, mittels dessen mindestens ein distales Ende eines Übertragungselements an eine jeweils zugehörige flexible Wandung der zugehörigen Förderkammer angeschlossen ist. Ein derartiges Anschlusselement kann insbesondere flächig ausgeführt sein, sodass eine der flexiblen Wandung zugewandte Fläche des Anschlusselements flächig mit der flexiblen Wandung zusammenwirkt. Ein solches Anschlusselement ist dazu geeignet, mittels des bzw. der distalen Enden der Übertragungselemente gewissermaßen „punktuell“ übertragene Kräfte auf eine Wirkungsfläche der flexiblen Wandung zu verteilen und auf diese Weise eine möglichst flächige Einleitung der Kräfte der Übertragungselemente auf die flexible Wandung zu gewährleisten. Alternatively, or in addition to the use of multiple transmission elements per delivery chamber, it may also be particularly advantageous if the heart according to the invention has at least one connection element, by means of which at least one distal end of a transmission element is connected to a respective associated flexible wall of the associated delivery chamber. Such a connection element may in particular be designed flat, so that one of the flexible wall facing surface of the connection element cooperates with the flexible wall surface. Such a connection element is suitable for distributing by means of the or the distal ends of the transmission elements in a sense "punctually" transmitted forces on an effective surface of the flexible wall and in this way to ensure the largest possible introduction of the forces of the transmission elements on the flexible wall.

Dies ist insbesondere insofern von Vorteil, als für die Erzeugung einer gerichteten Blutströmung mittels des erfindungsgemäßen Herzens die Kontraktion einer jeweiligen Förderkammer möglichst gleichmäßig erfolgen sollte, sodass im Zuge der Überführung der Förderkammer ausgehend von ihrer Saugstellung in ihre Druckstellung zumindest im Wesentlichen sämtliches in der Förderkammer befindliches Blut durch die Ausgangsöffnung der jeweiligen Förderkammer aus selbiger herausgedrückt wird. Die Ausbildung einer lokalen Höhle, in der eventuell Blut verbleiben könnte, ist für den Betrieb des künstlichen Herzens hingegen besonders schädlich. Daher besteht ein Interesse daran, sämtliche Stellen der flexiblen Wandung gleichmäßig zu bewegen und lokale Säcke oder Höhlen zu vermeiden. This is particularly advantageous insofar as for the generation of a directed blood flow by means of the heart according to the invention, the contraction of a respective delivery chamber should be as even as possible, so that in the course of the transfer of the delivery chamber from their Suction position in its printing position at least substantially all located in the delivery chamber blood is forced out through the outlet opening of the respective delivery chamber from the same. However, the formation of a local cavity in which blood could possibly remain is especially detrimental to the operation of the artificial heart. Therefore, there is an interest in smoothly moving all locations of the flexible wall and avoiding local sacks or cavities.

Bei der Verwendung eines Anschlusselements zum Anschluss des oder der distalen Enden eines Übertragungselements an eine zugehörige flexible Wandung kann es besonders vorteilhaft sein, eine Mehrzahl von Anschlusselementen zu verwenden. Dies erlaubt insbesondere eine voneinander unabhängige Krafteinleitung in die flexible Wandung. Vorteilhafterweise sind die verschiedenen Anschlusselemente miteinander verbunden, insbesondere in einer solchen Weise, dass sie relativ zueinander beweglich, insbesondere relativ zueinander verdrehbar, sind. Beispielsweise ist es denkbar, die einzelnen Anschlusselemente unter Ausbildung von Drehgelenken aneinander zu koppeln. Diese Ausbildung erlaubt es, dass die verschiedenen Anschlusselemente relativ zueinander sich ändernde Orientierungen aufweisen können und auf diese Weise eine gegebene Geometrie der jeweils zugehörigen flexiblen Wandung der jeweiligen Förderkammer nachbilden können. Dies erschließt sich insbesondere aus den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen. When using a connection element for connecting the distal end or ends of a transmission element to an associated flexible wall, it may be particularly advantageous to use a plurality of connection elements. This allows in particular an independent force introduction into the flexible wall. Advantageously, the various connection elements are connected to one another, in particular in such a way that they are movable relative to each other, in particular relative to each other rotatable. For example, it is conceivable to couple the individual connection elements together to form hinges. This design makes it possible for the various connection elements to have relative orientations that change relative to one another and in this way to be able to simulate a given geometry of the respectively associated flexible wall of the respective delivery chamber. This is apparent in particular from the embodiments described below.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Herzens sind die Übertragungselemente auf eine bestimmte Art und Weise an der Antriebseinrichtung angeordnet, und zwar so, dass mindestens zwei Übertragungselemente, vorzugsweise mindestens zwei Übertragungselemente pro Förderkammer, ihre jeweilige Maximalstellung und/oder ihre jeweilige Minimalstellung zu unterschiedlichen Zeitpunkten während des Betriebs des Herzens erreichen. Bei dieser Ausführung befinden sich mithin die einzelnen Übertragungselemente nicht gleichzeitig während des Betriebs des Herzens in ihren Maximalstellungen bzw. Minimalstellungen. Einer solchen Ausbildung liegt die Überlegung zugrunde, dass es für die Pumpwirkung einer jeweiligen Förderkammer vorteilhaft sein kann, wenn diese gewissermaßen eine „gerichtete Kontraktion“ ausführt. Hierunter wird verstanden, dass die flexible Wandung der jeweiligen Förderkammer in Form einer gerichteten Bewegung auf die starre Wandung zu bewegt wird. In a particularly advantageous embodiment of the heart according to the invention, the transmission elements are arranged in a certain way on the drive device, in such a way that at least two transmission elements, preferably at least two transmission elements per delivery chamber, their respective maximum position and / or their respective minimum position at different times during the operation of the heart. In this embodiment, therefore, the individual transmission elements are not simultaneously during operation of the heart in their maximum positions or minimum positions. Such a design is based on the consideration that it may be advantageous for the pumping action of a respective delivery chamber, if it executes a kind of a "directed contraction". This is understood to mean that the flexible wall of the respective delivery chamber is moved towards the rigid wall in the form of a directed movement.

Diese Bewegung erfolgt insbesondere in solcher Form, dass die flexible Wandung im Zuge der Überführung der jeweiligen Förderkammer von ihrer Saugstellung in ihre Druckstellung in einer zeitlichen Abfolge auf die starre Wandung zu bewegt wird. Beispielsweise ist es denkbar, dass die Ausgangsöffnung der jeweiligen Förderkammer an einem Ende der Förderkammer angeschlossen ist. In diesem Fall ist es besonders von Vorteil, wenn zur Verdrängung des Blutes aus der Förderkammer die flexible Wandung zunächst an einer der Ausgangsöffnung abgewandten Stelle der Förderkammer auf die starre Wandung zu bewegt wird und eine solche Bewegung erst als letztes unmittelbar im Bereich der Ausgangsöffnung selbst stattfindet. Ein Zeitpunkt, zu dem an dieser, von der Ausgangsöffnung abgewandten Stelle die flexible Wandung mit der starren Wandung in Kontakt tritt und somit lokal das Volumen der Förderkammer auf Null reduziert ist, liegt bei dieser Ausführung vor einem Zeitpunkt, zu dem eine der Austrittsöffnung weiter zugewandte Stelle der Förderkammer lokal kontrahiert wird. Die Stelle, an der die Austrittsöffnung der Förderkammer angeordnet ist, wird bei dieser Vorgehensweise entsprechend vorzugsweise erst am Ende des Vorgangs der Überführung der Förderkammer in ihre Druckstellung erreicht. This movement takes place in particular in such a form that the flexible wall is moved in the course of the transfer of the respective delivery chamber from its suction position into its printing position in a time sequence on the rigid wall. For example, it is conceivable that the outlet opening of the respective delivery chamber is connected at one end of the delivery chamber. In this case, it is particularly advantageous if, for the displacement of the blood from the delivery chamber, the flexible wall is initially moved to one of the output opening facing away from the pumping chamber on the rigid wall and such movement takes place only as the last directly in the region of the outlet opening itself , A point in time at which the flexible wall comes into contact with the rigid wall at this point, which faces away from the exit opening, and thus locally the volume of the delivery chamber is reduced to zero, lies in this embodiment before a time at which one of the outlet opening further faces Site of the delivery chamber is locally contracted. The point at which the outlet opening of the delivery chamber is arranged, in accordance with this procedure, is preferably reached only at the end of the process of transfer of the delivery chamber into its printing position.

Durch diese Art der Bewegung der flexiblen Wandung wird das Blut aus der Förderkammer gewissermaßen von einem Ende der Förderkammer zu dem jeweils anderen, die Austrittsöffnung aufweisenden Ende „ausgequetscht“. Diese Art der „gerichteten Kontraktion“ einer Förderkammer ist für die Erzeugung eines gerichteten Blutstroms und für die vollständige Verdrängung möglichst sämtlichen Blutes aus der Förderkammer besonders vorteilhaft. As a result of this type of movement of the flexible wall, the blood from the delivery chamber is "squeezed out" from one end of the delivery chamber to the other end that has the exit opening. This type of "directed contraction" of a delivery chamber is particularly advantageous for the generation of a directed blood flow and for the complete displacement of all possible blood from the delivery chamber.

Eine Anordnung der Übertragungselemente an der Antriebseinrichtung, die eine solche gerichtete Kontraktion der Förderkammer ermöglicht, kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass die Übertragungselemente in verschiedenen Raumorientierungen an der Antriebseinrichtung angeordnet werden, und zwar derart, dass sie im Zuge ihrer Bewegung mittels der Antriebseinrichtung in unterschiedlichen Stellungen der Antriebseinrichtung (und somit zu unterschiedlichen Zeitpunkten während des Betriebs des Herzens) ihre jeweilige Minimalstellung einnehmen, in der der Abstand zwischen dem distalen Ende des jeweiligen Übertragungselements und der starren Wandung der zugehörigen Förderkammer minimal ist. Dabei versteht es sich, dass die Übertragungselemente vorzugsweise so an der Antriebseinrichtung angeordnet sind, dass sie beginnend mit dem von der Austrittsöffnung am weitesten entfernten Übertragungselement und endent mit dem am nächsten an der Austrittsöffnung angeordneten Übertragungselement nacheinander während einer Kontraktion der Förderkammer ihre Minimalstellungen einnehmen. An arrangement of the transmission elements on the drive device, which allows such a directed contraction of the delivery chamber, for example, be arranged so that the transmission elements are arranged in different spatial orientations on the drive means, in such a way that in the course of their movement by means of the drive means in different Positions of the drive means (and thus at different times during the operation of the heart) assume their respective minimum position in which the distance between the distal end of the respective transmission element and the rigid wall of the associated delivery chamber is minimal. It is understood that the transmission elements are preferably arranged on the drive device such that, beginning with the transmission element furthest away from the outlet opening and ending with the transmission element closest to the outlet opening, they assume their minimum positions successively during a contraction of the delivery chamber.

Für die Erzeugung einer beschriebenen „gerichteten Kontraktion“ ist es besonders vorteilhaft, wenn eine jeweilige flexible Wandung mindestens drei, vorzugsweise mit mindestens vier, Übertragungselementen zusammenwirkt. Ferner ist es besonders von Vorteil, wenn die Übertragungselemente mit Anschlusselementen einen den zusammenwirken, die eine Kraftverteilung in die flexible Wandung ermöglichen, wobei vorzugsweise eine Mehrzahl von Anschlusselementen vorgesehen ist, die gelenkig miteinander verbunden sind. For generating a described "directed contraction", it is particularly advantageous if a respective flexible wall has at least three, preferably at least four, Interacts transmission elements. Furthermore, it is particularly advantageous if the transmission elements with connecting elements cooperate with one that allow a force distribution in the flexible wall, wherein preferably a plurality of connecting elements is provided, which are hinged together.

Bei Verwendung mindestens zweier Übertragungselemente pro Förderkammer es von Vorteil, wenn die proximalen Enden dieser Übertragungselemente an unterschiedlichen Stellen an der Antriebseinrichtung angeordnet sind. Diese Anordnung der proximalen Enden ermöglicht es, die vorstehend beschriebene „gerichtete Kontraktion“ einer Förderkammer einzustellen. Insbesondere ist es möglich, die Raumorientierung der einzelnen Übertragungselemente unterschiedlich voneinander zu gestalten und auf diese Weise zu erreichen, dass die an den Übertragungselemente zu unterschiedlichen Zeitpunkten ihre jeweilige Minimalstellung einnehmen. Typischerweise nehmen die Übertragungselemente bei einer derartigen Anordnung auch ihre Maximalstellung in zu unterschiedlichen Zeitpunkten ein. Dies muss allerdings nicht zwingend der Fall sein. When using at least two transmission elements per delivery chamber, it is advantageous if the proximal ends of these transfer elements are arranged at different locations on the drive device. This arrangement of the proximal ends makes it possible to adjust the above-described "directed contraction" of a delivery chamber. In particular, it is possible to make the spatial orientation of the individual transmission elements different from each other and in this way to achieve that occupy their respective minimum position on the transmission elements at different times. In such an arrangement, the transmission elements typically also assume their maximum position at different times. However, this does not necessarily have to be the case.

Das erfindungsgemäße Herz weiter ausgestaltend umfasst die Antriebseinrichtung mindestens ein Antriebselement, das in der Antriebsebene oder in einer zu der Antriebsebene parallelen Ebene gelagert ist, wobei das Antriebselement vorzugsweise zwischen den Förderkammern angeordnet ist. In einer solchen Ausführung können die proximalen Enden der Übertragungselemente besonders einfach mit dem Antriebselement verbunden sein, sodass mittels Bewegung des Antriebselements in der Antriebsebene bzw. einer zu der Antriebsebene parallelen Ebene gleichermaßen die proximalen Enden der Übertragungselemente in entsprechenden Antriebsebenen bewegbar sind. The heart further embodying the invention, the drive device comprises at least one drive element which is mounted in the drive plane or in a plane parallel to the drive plane, wherein the drive element is preferably arranged between the delivery chambers. In such an embodiment, the proximal ends of the transmission elements can be connected to the drive element in a particularly simple manner, so that the proximal ends of the transmission elements can be moved in corresponding drive planes by movement of the drive element in the drive plane or a plane parallel to the drive plane.

Dabei ist es besonders von Vorteil, wenn die Antriebseinrichtung mindestens zwei Antriebselemente umfasst, die jeweils um eine Lagerachse rotierbar gelagert sind. Die Lagerachsen befinden sich vorteilhafterweise in der Pumpebene des künstlichen Herzens und sind folglich senkrecht zu der Antriebsebene ausgerichtet. Die Verwendung zweier Antriebselemente erlaubt insbesondere eine differenzierte Gestaltung der Bewegungsabläufe der einzelnen Übertragungselemente. Mit anderen Worten ist es nicht notwendig, die Bewegung bzw. den Bewegungsablauf eines einzelnen Antriebselements derart zu gestalten, dass sie sich zum Antrieb sämtlicher Übertragungselemente, die das Herz insgesamt umfasst, eignet. Die Aufteilung auf mehrere Antriebselemente erleichtert die Gestaltung der Bewegungsabläufe der einzelnen Übertragungselemente bis hin zu einem solchen Grad, zu dem bestimmte Bewegungsabläufe unter Verwendung lediglich eines einzelnen Antriebselements gar nicht realisierbar sind. It is particularly advantageous if the drive device comprises at least two drive elements, which are rotatably mounted in each case about a bearing axis. The bearing axes are advantageously in the pumping plane of the artificial heart and are therefore aligned perpendicular to the drive plane. The use of two drive elements allows in particular a differentiated design of the motion sequences of the individual transmission elements. In other words, it is not necessary to make the movement of a single driving member such that it is suitable for driving all the transmitting elements comprising the heart as a whole. The division into several drive elements facilitates the design of the motion sequences of the individual transmission elements up to such a degree to which certain movements using only a single drive element are not feasible.

Bei Verwendung mehrerer Antriebselemente ist es von besonderem Vorteil, wenn diese in Kraft übertragender Weise miteinander gekoppelt sind. Insbesondere ist es denkbar, die Übertragungselemente mittels eines Formschlusses, insbesondere mittels Ineinandergreifens von Verzahnungen, miteinander zu verbinden. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass auch bei Vorliegen mehrerer Antriebselemente lediglich ein einzelnes Antriebsglied erforderlich ist, um die Antriebselemente gemeinsam zu bewegen. Dies folgt der Überlegung, dass der Antrieb eines der miteinander gekoppelten Antriebselemente aufgrund der Koppelung unmittelbar auf das andere bzw. die anderen Antriebselemente übertragen wird und somit gleichermaßen deren Bewegung zur Folge hat. Die Koppelung der einzelnen Antriebselemente ist dementsprechend für die Ausgestaltung der Antriebseinrichtung insgesamt von Vorteil, wobei insbesondere ein energiesparender Antrieb des künstlichen Herzens realisiert werden kann. Weiterhin ist von Vorteil, dass mittels der Koppelung die einzelnen Antriebselemente in jedem Fall synchron laufen und nicht die Gefahr einer sich über die Zeit einstellenden Asynchronität der einzelnen Antriebselemente besteht. When using multiple drive elements, it is particularly advantageous if these are coupled in force transmitting manner. In particular, it is conceivable to connect the transmission elements by means of a positive connection, in particular by means of intermeshing teeth. This embodiment has the advantage that even in the presence of multiple drive elements only a single drive member is required to move the drive elements together. This follows the consideration that the drive of one of the coupled drive elements is transmitted due to the coupling directly to the other or the other drive elements and thus equally has their movement result. The coupling of the individual drive elements is accordingly for the design of the drive device overall advantageous, in particular, an energy-saving drive of the artificial heart can be realized. A further advantage is that by means of the coupling, the individual drive elements in each case run synchronously and there is no risk of adjusting over time asymmetry of the individual drive elements.

In einer möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Herzens können einzelne Antriebselemente beispielsweise von dreiecksförmigen Scheiben gebildet sein, die gewissermaßen sich gegenüberliegend angeordnet sind, wobei einander zugewandte Seiten der dreiecksförmig Scheiben vorzugsweise jeweils mit miteinander korrespondierenden Verzahnungen versehen sind. Mittels dieser Verzahnungen sind die dreiecksförmigen Scheiben in Kraft übertragender Weise miteinander verbunden, sodass sich die Bewegung einer der Scheiben unmittelbar auf die jeweils andere Scheibe überträgt. Die dreiecksförmigen Scheiben sind jeweils rotierbar um eine eigene Lagerachse gelagert, wobei diese Lagerachsen vorzugsweise zum einen parallel zueinander angeordnet sind und weiter vorzugsweise zum anderen in der Pumpebene des künstlichen Herzens liegen. Die Dreiecksform der dreiecksförmigen Scheiben ist dabei so gestaltet, dass sich die einzelnen Scheiben ausgehend von ihren Lagerachsen jeweils auf die andere Scheibe zu hin erweitern. Während des Betriebs einer mit solchen Antriebselementen ausgestatteten Antriebseinrichtung werden die beiden Antriebselemente jeweils um ihre Lagerachsen rotiert und beschreiben mithin eine kreisbogenförmige Bewegung. Die einander zugewandten Seiten der dreiecksförmigen Scheiben sind mithin nicht gerade ausgeführt, sondern weisen gleichermaßen eine Kreisbogenform auf, entlang derer sich die beschriebenen Verzahnungen erstrecken. In one possible embodiment of the heart according to the invention, individual drive elements may be formed, for example, by triangular disks which are arranged to a certain extent opposite one another, wherein mutually facing sides of the triangular disks are preferably provided with mutually corresponding toothings. By means of these teeth, the triangular discs are connected to each other in a force-transmitting manner, so that the movement of one of the discs transmits directly to the respective other disc. The triangular discs are each rotatably mounted about a separate bearing axis, wherein these bearing axes are preferably arranged on the one hand parallel to each other and further preferably lie to the other in the pumping plane of the artificial heart. The triangular shape of the triangular discs is designed so that expand the individual discs, starting from their bearing axes in each case to the other disc towards. During operation of a drive device equipped with such drive elements, the two drive elements are each rotated about their bearing axes and thus describe a circular arc-shaped movement. The mutually facing sides of the triangular discs are therefore not straight executed, but equally have a circular arc shape along which the teeth described extend.

Unabhängig von dem Vorhandensein einzelner oder mehrerer Antriebselemente kann das erfindungsgemäße Herz dann besonders vorteilhaft sein, wenn es über mindestens ein Antriebsglied verfügt, dass um eine zu der Antriebsebene senkrechte Antriebsachse rotierbar gelagert ist. Ein derartiges Rotieren des Antriebsglieds ist im Hinblick auf die Energieeffizienz des erfindungsgemäßen Herzens besonders vorteilhaft. Insbesondere ist es vorstellbar, die Bewegungen der Übertragungselemente und folglich die Kontraktionen der Förderkammern allein aufgrund einer rotatorischen Bewegung des mindestens einen Antriebsglieds zu erzielen. Eine rotatorische Bewegung hat dabei den Vorteil, dass es während des Betriebs des entsprechenden Antriebsglieds zu keinem Zeitpunkt zu einer Bewegungsumkehr der schwingenden Massen kommt und folglich ein Energieverbrauch infolge ständigen Beschleunigens und Abbremsens schwingender Massen ausbleibt. Auf diese Weise wird ein sehr energieeffizienter Antrieb des Herzens ermöglicht. Regardless of the presence of individual or multiple drive elements, the heart according to the invention can be particularly advantageous if it has at least one drive member that is rotatably mounted about a drive axis perpendicular to the drive plane. Such a rotation of the drive member is particularly advantageous with regard to the energy efficiency of the heart according to the invention. In particular, it is conceivable to achieve the movements of the transmission elements and consequently the contractions of the delivery chambers solely on the basis of a rotational movement of the at least one drive member. A rotational movement has the advantage that during operation of the corresponding drive member at no time to a reversal of motion of the oscillating masses and thus energy consumption due to constant acceleration and deceleration of oscillating masses fails. In this way a very energy-efficient drive of the heart is made possible.

Im Hinblick auf die Ausgestaltung des Antriebsgliedes ist es weiterhin vorteilhaft, wenn dieses einen in sich geschlossenen, vorzugsweise elliptischen, äußeren Rand aufweist. Die Geometrie eines solchen Antriebsgliedes ist besonders dafür geeignet, eine Bewegung der Übertragungselemente, beispielsweise unter Zwischenschaltung eines etwaigen Antriebselements, veränderlich zu gestalten, wobei insbesondere eine Bewegungsgeschwindigkeit der einzelnen Übertragungselemente über die Zeit variabel gestaltet werden kann. With regard to the configuration of the drive member, it is also advantageous if this has a self-contained, preferably elliptical, outer edge. The geometry of such a drive member is particularly suitable for making a movement of the transmission elements, for example with the interposition of a possible drive element, variable, in particular, a speed of movement of the individual transmission elements can be made variable over time.

In diesem Zusammenhang kann es besonders von Vorteil sein, wenn das Antriebsglied ein umlaufenden Nut aufweist, die sich vorzugsweise in Richtung der Pumpebene des erfindungsgemäßen Herzens erstreckt. Eine derartige Nut ist dazu geeignet, formschlüssig mit einem korrespondierenden Zapfen eines Antriebselements der Antriebseinrichtung einzugreifen, sodass eine Bewegung des Antriebsgliedes durch „Mitschleppen“ des beschriebenen Zapfens eine Bewegung des Antriebselements auslöst. Eine entsprechende Ausgestaltung ist dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel entnehmbar. Zur Vermeidung von Reibungsverlusten sollte die formschlüssige Verbindung zwischen dem Zapfen und der beschriebenen Nut möglichst reibungsarm ausgeführt werden. Es versteht sich, dass ebenso eine umgekehrte Ausführung denkbar ist, bei der das Antriebsglied einen Zapfen und das jeweilige Antriebselement eine Nut umfassen. In this context, it may be particularly advantageous if the drive member has a circumferential groove, which preferably extends in the direction of the pump plane of the heart according to the invention. Such a groove is adapted to engage positively with a corresponding pin of a drive element of the drive device, so that a movement of the drive member by "entrainment" of the pin described triggers a movement of the drive element. A corresponding embodiment can be removed from the embodiment described below. To avoid friction losses, the positive connection between the pin and the groove described should be performed as low friction. It is understood that a reverse embodiment is also conceivable in which the drive member comprises a pin and the respective drive element comprises a groove.

Die zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch eine Antriebseinrichtung für ein künstliches Herz gelöst, die Antriebseinrichtung umfassend:

– mindestens eine Antriebsachse sowie
– mindestens ein um die Antriebsachse rotierbar angeordnetes Antriebsglied,

wobei das Antriebsglied mittels eines Antriebs, insbesondere eines Elektromotors, um die Antriebsachse rotierbar antreibbar ist, sodass das Antriebsglied während des Betriebs der Antriebseinrichtung eine, vorzugsweise unidirektionale, Rotation um die Antriebsachse ausführt, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsglied in Form einer Kurvenscheibe ausgebildet ist, die vorzugsweise eine von einer Kreisform abweichende elliptische Form aufweist. The underlying object is further achieved by an artificial heart drive device comprising the drive device:

- At least one drive axle and
At least one drive member arranged rotatably about the drive axis,

wherein the drive member by means of a drive, in particular an electric motor, is rotatably driven about the drive axis, so that the drive member performs a, preferably unidirectional, rotation about the drive axis during operation of the drive means, characterized in that the drive member is in the form of a cam, which preferably has a different from a circular shape elliptical shape.

Das „Antriebsglied“ beschreibt in diesem Zusammenhang ein Teil der Antriebseinrichtung, das zur Weiterleitung von Kräften ausgehend von dem eigentlichen Antrieb geeignet ist. Beispielsweise ist es vorstellbar, dass unmittelbar mittels des Antriebsglieds Förderkammern eines künstlichen Herzens angetrieben werden. Vorzugsweise dient das Antriebsglied seinerseits jedoch lediglich dem Antrieb mindestens eines Antriebselements. The "drive member" in this context describes a part of the drive device which is suitable for the transmission of forces starting from the actual drive. For example, it is conceivable that delivery chambers of an artificial heart are driven directly by means of the drive member. However, the drive member preferably only serves to drive at least one drive element.

Unter einer „Kurvenscheibe“ wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung ein Bauteil verstanden, das scheibenförmig ausgebildet ist und eine bestimmte kurvenförmige Kontur aufweist. Die Scheibenform ist dabei dadurch bedingt, dass eine Dicke der Kurvenscheibe deren andere Abmessungen deutlich unterschreitet. Insbesondere übersteigt eine entlang einer Hauptachse gemessene Länge der Kurvenscheibe deren Dicke mindestens um den Faktor 5, vorzugsweise mindestens um den Faktor 7, weiter vorzugsweise mindestens um den Faktor 10. Die Kurvenform bzw. die kurvenförmige Kontur äußert sich dadurch, dass ein umlaufender Rand der Kurvenscheibe gekrümmt ausgeführt ist. Als einfachste denkbare kurvenförmige Kontur kommt folglich die Kreisform infrage. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Kurvenscheibe eine regelmäßige elliptische Form aufweisen. Alternativ sind alle sonstigen Kurvenformen denkbar, insbesondere unregelmäßige geschwungene Formen. For the purposes of the present application, a "cam" is understood to mean a component which is disc-shaped and has a specific curved contour. The disc shape is due to the fact that a thickness of the cam significantly below the other dimensions. In particular, a length of the cam disk measured along a main axis exceeds its thickness by at least a factor of 5, preferably by at least a factor of 7, more preferably by at least a factor of 10. The curve shape or the curved contour manifests itself in that a peripheral edge of the cam disk curved is executed. The simplest conceivable curved contour is therefore the circular shape in question. In particular, the cam according to the invention may have a regular elliptical shape. Alternatively, all other waveforms are conceivable, in particular irregular curved shapes.

Die Kurvenscheibe ist vorzugsweise derart antreibbar, dass sie im Zuge ihres Betriebs fortwährend eine gleichförmige Rotation um die Antriebsachse ausführt. Insbesondere ist die Kurvenscheibe an eine Antriebswelle anschließbar, wobei letztere mittels des Antriebs angetrieben werden kann. Alternativ ist es vorstellbar, die Kurvenscheibe alternierend anzutreiben, wobei sie gewissermaßen eine „vor und zurück“-Bewegung ausführt, die sich jeweils über einen gewissen Teilrotationswinkel erstreckt. Diese Variante hat allerdings den Nachteil, dass die Kurvenscheibe als Ganzes fortwährend beschleunigt und abgebremst werden muss. Die andauernde Überwindung der Massenträgheit der Kurvenscheibe erfordert dabei einen gesteigerten Energieeinsatz. Eine unidirektionale Rotation der Kurvenscheibe um eine Antriebsachse ist folglich vom Gesichtspunkt des Energieverbrauchs der Antriebseinrichtung her betrachtet besonders vorteilhaft. Da der Energieverbrauch einer Antriebseinrichtung für ein künstliches Herz von besonderer Bedeutung ist, um ein künstliches Herz möglichst wartungsarm über längere Zeit hinweg betreiben zu können, ist die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung besonders vorteilhaft. The cam is preferably drivable so that it continuously performs a uniform rotation about the drive axis in the course of their operation. In particular, the cam can be connected to a drive shaft, wherein the latter can be driven by means of the drive. Alternatively, it is conceivable to drive the cam plate alternately, performing a sort of "back and forth" movement, each extending over a certain partial rotation angle. However, this variant has the disadvantage that the cam disk as a whole has to be constantly accelerated and decelerated. The continuous overcoming of the inertia of the cam requires an increased use of energy. Unidirectional rotation of the cam about a drive axis is therefore particularly advantageous from the point of view of power consumption of the drive device. Because the energy consumption a drive device for an artificial heart is of particular importance in order to operate an artificial heart as low maintenance for a long time, the drive device according to the invention is particularly advantageous.

Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung hat viele Vorteile. Insbesondere ist sie dazu geeignet, ein künstliches Herz anzutreiben. Beispielsweise ist es denkbar, eine derartige Kurvenscheibe mit einem Antriebselement zu koppeln, sodass das Antriebselement im Zuge der Rotation der Kurvenscheibe eine Bewegung ausführt. Hierzu ist es vorstellbar, die Kurvenscheibe ausmittig zu lagern, sodass sie im Zuge ihrer Rotation um die Antriebsachse eine „eiernde“ Bewegung ausführt. Eine derartige Bewegung ist bei Gestaltung der Kurvenscheibe in einer elliptischen Form zwangsläufig der Fall. Die Unregelmäßigkeit der Bewegung, die sich in einem unterschiedlichen Abstand des äußeren Randes der Kurvenscheibe während der Rotation derselben in einem bestimmten Betrachtungswinkel relativ zu der Antriebsachse äußert, ist dazu geeignet, ein Antriebselement zu bewegen. Dies ist auf besonders einfache Art möglich, indem das Antriebselement und das Antriebsglied formschlüssig miteinander eingreifen, insbesondere mittels eines Nut-Feder-Systems. Eine entsprechende Ausführung ist nachstehend genauer erläutert. The drive device according to the invention has many advantages. In particular, it is suitable for driving an artificial heart. For example, it is conceivable to couple such a cam with a drive element, so that the drive element performs a movement in the course of rotation of the cam. For this purpose, it is conceivable to store the cam outwardly so that it makes an "eggier" movement in the course of its rotation about the drive axis. Such a movement is inevitably the case in the design of the cam in an elliptical shape. The irregularity of the movement, which manifests itself at a different distance from the outer edge of the cam during rotation thereof at a given viewing angle relative to the drive axis, is suitable for moving a drive element. This is possible in a particularly simple manner in that the drive element and the drive member positively engage with each other, in particular by means of a tongue and groove system. A corresponding embodiment is explained in more detail below.

Ein mit dem Antriebsglied gekoppeltes Antriebselement ist durch die Rotation des Antriebsgliedes in eine Bewegung versetzbar. Ein derartiges Antriebselement kann beispielsweise mit Übertragungselementen gemäß der vorstehenden Beschreibung zusammenwirken und auf diese Weise eine Förderkammer eines künstlichen Herzens betreiben. Grundsätzlich ist jedoch ein Antriebselement nicht zwingend notwendig, da es ebenso vorstellbar ist, Übertragungselemente unmittelbar an das Antriebsglied anzuschließen. A drive element coupled to the drive element is displaceable by the rotation of the drive member in a movement. Such a drive element can, for example, interact with transmission elements as described above and in this way operate a delivery chamber of an artificial heart. In principle, however, a drive element is not absolutely necessary, since it is also conceivable to connect transmission elements directly to the drive member.

Sofern die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung mindestens ein Antriebselement umfasst ist es besonders von Vorteil, wenn das Antriebsglied und das Antriebselement derart miteinander gekoppelt sind, dass das Antriebselement infolge der rotatorischen Bewegung des Antriebsgliedes eine zumindest teilrotatorische Bewegung ausführt. Hierzu ist es insbesondere vorstellbar, dass das jeweilige Antriebselement um eine Lagerachse rotierbar gelagert ist, wobei mittels der Kopplung zwischen dem Antrieb und dem Antriebselement beispielsweise eine „Auf-und-Ab-Bewegung“ auf das Antriebselement übertragbar ist. Aufgrund der rotatorischen Lagerung des Antriebselements vollführt selbiges infolge dieser Bewegung mithin eine Teilrotation um die jeweilige Lagerachse. Es versteht sich, dass etwaige Übertragungselemente, die mit einem solchen Antriebselement zusammenwirken, besonders einfach zyklisch zwischen ihrer Maximalstellung und ihrer Minimalstellung bewegt werden können. Daraus ergibt sich, dass mittels einer solchen Antriebseinrichtung besonders einfach Förderkammern eines künstlichen Herzens fortwährend abwechselnd zwischen ihren Saugstellungen und ihren Druckstellungen überführt werden können. If the drive device according to the invention comprises at least one drive element, it is particularly advantageous if the drive member and the drive element are coupled to one another in such a way that the drive element performs an at least partially rotatory movement as a result of the rotational movement of the drive member. For this purpose, it is particularly conceivable that the respective drive element is rotatably mounted about a bearing axis, wherein by means of the coupling between the drive and the drive element, for example, an "up-and-down movement" is transferable to the drive element. Due to the rotational support of the drive element selbiges performs as a result of this movement therefore a partial rotation about the respective bearing axis. It is understood that any transmission elements that interact with such a drive element, can be easily cyclically moved between its maximum position and its minimum position. It follows that by means of such a drive means particularly easy delivery chambers of an artificial heart can be continuously transferred alternately between their suction positions and their print positions.

Wie vorstehend bereits beschrieben, ist es bei Verwendung mindestens eines Antriebselements besonders einfach möglich, dieses an das Antriebsglied zu koppeln, indem beide Teile mittels eines Nut-Feder-Systems miteinander gekoppelt werden. Hierbei verfügt eines der beiden Teile über eine Nut, die mit einem an dem jeweils anderen Teil angeordneten Zapfen formschlüssig zusammenwirkt. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung verfügt beispielsweise die Kurvenscheibe über eine umlaufende Nut und das jeweilige Antriebselement über einen korrespondierenden Zapfen, der sich in die Nut hinein erstreckt. Mittels Antriebs des Antriebsgliedes wird aufgrund der formschlüssigen Verbindung unmittelbar das Antriebselement von dem Antriebsglied „mitgeschleppt“ und infolgedessen bewegt. Auf diese Weise ist eine rotatorische Bewegung des Antriebsgliedes auf das Antriebselement übertragbar. As already described above, when using at least one drive element is particularly easy to couple this to the drive member by both parts are coupled together by means of a tongue and groove system. In this case, one of the two parts has a groove which cooperates positively with a pin arranged on the respective other part. In a particularly advantageous embodiment, for example, the cam has a circumferential groove and the respective drive element via a corresponding pin which extends into the groove. By means of drive of the drive member is due to the positive connection directly the drive element "dragged" by the drive member and consequently moved. In this way, a rotational movement of the drive member can be transferred to the drive element.

Weiterhin kann es von besonderem Vorteil sein, wenn die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung über mindestens zwei Antriebselemente verfügt, die in Kraft übertragender Weise miteinander gekoppelt sind, insbesondere mittels miteinander korrespondierender Verzahnungen. Gemäß vorstehender Erläuterung erlaubt die Verwendung mehrerer Antriebselemente eine gewissermaßen „unabhängige“ Ansteuerung verschiedener Übertragungselemente, indem besagte Übertragungselemente entweder mit dem einen oder dem anderen Antriebselement zusammenwirken. Es versteht sich, dass auch Ausführungen der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung denkbar sind, die über mehr als zwei Antriebselemente verfügen. Die Koppelung der einzelnen Antriebselemente miteinander hat dabei den Vorteil, dass sich die Bewegung eines der Antriebselemente unmittelbar auf das jeweils andere Antriebselement überträgt und folglich ein separater Antrieb für jedes einzelne Antriebselement nicht notwendig ist. Mit anderen Worten können die Antriebselemente der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung mittels deren Koppelung allein durch Wirkung eines einzigen Antriebsgliedes angetrieben werden. Furthermore, it may be of particular advantage if the drive device according to the invention has at least two drive elements, which are coupled in force transmitting manner, in particular by means of mutually corresponding teeth. As explained above, the use of several drive elements allows a kind of "independent" control of various transmission elements by said transmission elements interact either with one or the other drive element. It is understood that embodiments of the drive device according to the invention are conceivable, which have more than two drive elements. The coupling of the individual drive elements with one another has the advantage that the movement of one of the drive elements transmits directly to the respective other drive element and consequently a separate drive for each drive element is not necessary. In other words, the drive elements of the drive device according to the invention by means of their coupling can be driven solely by the action of a single drive member.

Bei Verwendung von zwei Antriebselementen kann es zudem von Vorteil sein, wenn diese jeweils um eine Lagerachse rotierbar gelagert sind, wobei die Lagerachsen der Antriebselemente vorzugsweise parallel zueinander orientiert sowie voneinander beabstandet angeordnet sind. Die Anordnung der Antriebselemente an voneinander beabstandeten Lagerachsen ermöglicht es, verschiedene Übertragungselemente an verschiedenen Stellen innerhalb des künstlichen Herz anzuschließen und ihnen mittels der Auswahl einer geeigneten Stelle an einem der Antriebselemente ein geeignetes Bewegungsprofil zuzuweisen. When using two drive elements, it may also be advantageous if they are each rotatably mounted about a bearing axis, wherein the bearing axes of the drive elements are preferably oriented parallel to each other and spaced from each other. The arrangement of the drive elements on spaced bearing axes allows different To connect transmission elements at different locations within the artificial heart and to assign them by means of the selection of a suitable location on one of the drive elements, a suitable movement profile.

Somit führt beispielsweise die Anordnung eines proximalen Endes eines Übertragungselements in unmittelbarer Nähe zu einer Lagerachse eines Antriebselements dazu, dass das jeweilige Übertragungselement im Zuge eines vollständigen Bewegungszyklus des Antriebsgliedes bzw. des zugehörigen Antriebselements lediglich eine minimale Auslenkung erfährt, da der radiale Abstand des proximalen Endes des Übertragungselements zu der Lagerachse sehr gering ist. In umgekehrter Logik kann mittels Anordnung eines proximalen Endes eines Übertragungselements in einem großen Abstand von der jeweils zugehörigen Lagerachse des zugehörigen Antriebselements eine besonders ausgeprägte Bewegung des jeweiligen Übertragungselements während des Betriebs der Antriebseinrichtung erreicht werden. Mittels der Verwendung mehrerer Antriebselemente können derartige verschiedene Bewegungsprofile von Übertragungselementen besonders einfach an verschiedenen Stellen innerhalb eines künstlichen Herzens und somit in verschiedenen Abständen relativ zu den flexiblen Wandlungen der Förderkammern ausgeführt werden. Thus, for example, the arrangement of a proximal end of a transmission element in the immediate vicinity of a bearing axis of a drive element causes the respective transmission element to undergo only minimal deflection in the course of a complete cycle of movement of the drive member or the associated drive element, since the radial distance of the proximal end of the Transmission element to the bearing axis is very low. In reverse logic can be achieved by the arrangement of a proximal end of a transmission element at a large distance from the respective associated bearing axis of the associated drive element, a particularly pronounced movement of the respective transmission element during operation of the drive means. By means of the use of a plurality of drive elements, such different movement profiles of transmission elements can be carried out particularly easily at different locations within an artificial heart and thus at different distances relative to the flexible conversions of the delivery chambers.

Für die Ausgestaltung von Antriebselementen kann es besonders vorteilhaft sein, diese jeweils in Form dreiecksförmiger Scheiben auszubilden, die sich ausgehend von ihren Lagerachsen sich erweiternd aufeinander zu erstrecken, wobei vorzugsweise die Antriebselemente an einander zugewandten Kanten formschlüssig miteinander eingreifen. Diese Ausübung kann insbesondere dann für den Betrieb eines künstlichen Herzens günstig sein, wenn die Lagerachsen der dreiecksförmigen Scheiben die Förderkammern des zugehörigen künstlichen Herzens in einem Randbereich schneiden bzw. sich nahe eines Randbereichs der Förderkammern erstrecken. Kontaktabschnitte der Antriebselemente, an denen die Antriebselemente miteinander in Kontakt stehen, sind dabei gleichzeitig vorzugsweise so angeordnet, dass sie – projiziert auf die Förderkammern betrachtet – mit Mittelbereichen der Förderkammern korrespondieren. For the design of drive elements, it may be particularly advantageous to form each of them in the form of triangular discs which extend starting from their bearing axes extending toward each other, wherein preferably the drive elements engage positively on mutually facing edges. This exercise can be favorable in particular for the operation of an artificial heart if the bearing axes of the triangular discs intersect the delivery chambers of the associated artificial heart in an edge region or extend near an edge region of the delivery chambers. Contact sections of the drive elements, on which the drive elements are in contact with each other, are at the same time preferably arranged so that they - viewed on the delivery chambers - correspond with central regions of the delivery chambers.

Dem liegt die Überlegung zugrunde, dass eine Auslenkung einer jeweiligen Stelle eines Antriebselements während des Betriebs der Antriebseinrichtung umso größer ist, desto weiter besagte Stelle von der zugehörigen Lagerachse des Antriebselements entfernt angeordnet ist. Für die Kontraktion einer Förderkammer, das heißt Bewegung von deren flexibler Wandung auf deren starre Wandung zu, ist im Randbereich der jeweiligen Förderkammer lediglich eine vergleichsweise geringe relative Bewegung zwischen der flexiblen Wandung und der starren Wandung notwendig; in dem Mittelbereich der Förderkammer bedarf es hingegen einer vergleichsweise großen relativen Bewegung zwischen den beiden Wandungen. Entsprechend bedarf es für Übertragungselemente, die mit verschiedenen Stellen der flexiblen Wandung einer jeweiligen Förderkammer zusammenwirken, einer unterschiedlich großen Bewegungsamplitude in Abhängigkeit von der Stelle, an der ein jeweiliges distales Ende eines Übertragungselements an der flexiblen Wandung einer zugehörigen Förderkammer angeschlossen ist. This is based on the consideration that a deflection of a respective point of a drive element during operation of the drive device is greater, the further said point is located away from the associated bearing axis of the drive element. For the contraction of a delivery chamber, that is to say movement of its flexible wall towards its rigid wall, only a comparatively small relative movement between the flexible wall and the rigid wall is necessary in the edge area of the respective delivery chamber; in the middle region of the delivery chamber, on the other hand, a comparatively large relative movement is required between the two walls. Accordingly, transmission elements which interact with different locations of the flexible wall of a respective delivery chamber require a different amplitude of movement as a function of the point at which a respective distal end of a transmission element is connected to the flexible wall of an associated delivery chamber.

Mittels der beschriebenen Anordnung der Antriebselemente kann die Bewegungsamplitude von Übertragungselementen, die mit einem Mittelbereich einer jeweiligen flexiblen Wandung zusammenwirken, besonders groß gestaltet werden, während in einem Randbereich der flexiblen Wandung lediglich eine geringe Bewegungsamplitude auftritt. Hieraus ergibt sich im Ergebnis, dass die beschriebene Ausführung der Antriebselemente gewissermaßen den kinematischen Notwendigkeiten der flexiblen Wandungen der Förderkammern angepasst sind und folglich einen besonders effizienten Betrieb des zugehörigen künstlichen Herzens ermöglichen. By means of the described arrangement of the drive elements, the amplitude of movement of transmission elements, which interact with a central region of a respective flexible wall, can be made particularly large, while only a small amplitude of movement occurs in an edge region of the flexible wall. This results in the result that the described embodiment of the drive elements are effectively adapted to the kinematic needs of the flexible walls of the delivery chambers and thus allow a particularly efficient operation of the associated artificial heart.

Ausführungsbeispiele embodiments

Das erfindungsgemäße Herz ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels, das in den Figuren dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen: The heart according to the invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment, which is illustrated in the figures. Show it:

1: Einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes künstliches Herz, 1 : A cross section through an artificial heart according to the invention,

2: Eine isometrische Ansicht der Antriebseinrichtung des erfindungsgemäßen Herzens, 2 : An isometric view of the drive device of the heart according to the invention,

3: Eine Draufsicht der Antriebseinrichtung gemäß 2 und 3 : A plan view of the drive device according to 2 and

4: Eine Seitenansicht der Antriebseinrichtung gemäß 2. 4 : A side view of the drive device according to 2 ,

Das vorliegende Ausführungsbeispiel, das in den 1 bis 4 dargestellt ist, umfasst ein künstliches Herz 1, das zwei sich gegenüberliegende Förderkammern 2, 3 aufweist. Zwischen den Förderkammern 2, 3 ist eine Antriebseinrichtung 6 angeordnet, die dazu geeignet ist, die Volumina der Förderkammern 2, 3 zu verändern. Auf diese Weise ist es mittels der Antriebseinrichtung 6 möglich, durch Zusammenwirken mit den Förderkammern 2, 3 einen gerichteten Blutstrom zu erzeugen. Hierzu verfügen die Förderkammern 2, 3 jeweils über eine Eintrittsöffnung 4 sowie einer Austrittsöffnung 5, die jeweils strömungstechnisch mit einem Innenraum der jeweilig zugehörigen Förderkammer 2, 3 verbunden sind. The present embodiment, in the 1 to 4 is illustrated includes an artificial heart 1 , the two forwarding chambers facing each other 2 . 3 having. Between the delivery chambers 2 . 3 is a drive device 6 arranged, which is adapted to the volumes of the delivery chambers 2 . 3 to change. In this way, it is by means of the drive device 6 possible, through cooperation with the funding chambers 2 . 3 to produce a directed bloodstream. The funding chambers have this 2 . 3 each via an inlet opening 4 and an exit opening 5 , each fluidically with an interior of the respective associated delivery chamber 2 . 3 are connected.

In der in 1 gezeigt Position des künstlichen Herz befinden sich die Förderkammern 2, 3 in deren Saugstellung. Das heißt, dass die Volumina der Förderkammern 2, 3 in der in 1 gezeigten Stellung jeweils maximal sind. Eine Veränderung der Volumina der Förderkammern 2, 3 wird dadurch erzielt, dass eine flexible Wandung 8 einer jeweiligen Förderkammer 2, 3 auf deren zugehörige starre Wandung 9 zu bewegt wird. Die starren Wandungen 9 sind unmittelbar mit einem das künstliche Herz 1 einfassenden Gehäuse 26 verbunden. Dieses Gehäuse 26 ist derart steif ausgebildet, dass es zur Aufnahme von Druckkräften geeignet ist. Mittels des Anschließens eines Teilbereichs eines eine jeweilige Förderkammer 2, 3 umschließenden Materials wird die starre Wandung 9 der jeweiligen Förderkammer 2, 3 erzeugt. Das heißt, dass nicht unbedingt das eigentliche, die jeweilige Förderkammer 2, 3 einfassen Material bzw. Bauteil eine Eigensteifigkeit aufweisen muss, die der starren Wandung ihre erhöhte Steifigkeit verleiht; stattdessen kann die starre Wandung – wie in dem hier gezeigten Beispiel – mittels Anschluss des jeweiligen Materials an ein anderes starres Bauteil (in diesem Fall an das starre Gehäuse 26) erzeugt werden. In the in 1 shown position of the artificial heart are the delivery chambers 2 . 3 in their suction position. This means that the volumes of the delivery chambers 2 . 3 in the in 1 shown position are maximum. A change in the volumes of the delivery chambers 2 . 3 is achieved by having a flexible wall 8th a respective delivery chamber 2 . 3 on their associated rigid wall 9 to be moved. The rigid walls 9 are directly related to the artificial heart 1 enclosing housing 26 connected. This case 26 is designed so stiff that it is suitable for absorbing compressive forces. By connecting a portion of a respective delivery chamber 2 . 3 enclosing material becomes the rigid wall 9 the respective delivery chamber 2 . 3 generated. That means that not necessarily the actual, the respective delivery chamber 2 . 3 Include material or component must have an inherent rigidity, which gives the rigid wall their increased stiffness; instead, as in the example shown here, the rigid wall can be connected to another rigid component (in this case to the rigid housing) by connecting the respective material 26 ) be generated.

Die flexiblen Wandungen 8 der Förderkammern 2, 3 sind jeweils ihren zugehörigen starren Wandungen 9 gegenüberliegend angeordnet. Eine Veränderung der Volumina der Förderkammern 2, 3 erfolgt mittels einer relativen Bewegung zwischen einer jeweiligen flexiblen Wandung 8 und der zugehörigen starren Wandung 9, wobei jeweils die flexible Wandung 8 auf die starre Wandung 9 zu bewegt wird. Es versteht sich, dass hierfür eine Krafteinwirkung auf die jeweilige flexible Wandung 8 erforderlich ist. Diese Krafteinwirkung wird bei dem erfindungsgemäßen Herz 1 mittels der Antriebseinrichtung 6 erzeugt. Hierzu verfügt die Antriebseinrichtung 6 über einen nicht dargestellten Antrieb, der beispielsweise von einem Elektromotor gebildet sein kann. Zur Versorgung eines solchen Antriebs mit Energie kann das erfindungsgemäße Herz 1 beispielsweise über einen Energiespeicher in Form eines Akkus verfügen. The flexible walls 8th the funding chambers 2 . 3 are each their associated rigid walls 9 arranged opposite. A change in the volumes of the delivery chambers 2 . 3 takes place by means of a relative movement between a respective flexible wall 8th and the associated rigid wall 9 , each with the flexible wall 8th on the rigid wall 9 to be moved. It is understood that for this purpose a force on the respective flexible wall 8th is required. This force is in the heart of the invention 1 by means of the drive device 6 generated. For this purpose, the drive device has 6 via a drive, not shown, which may be formed for example by an electric motor. To supply such a drive with energy, the heart of the invention 1 for example, have an energy storage in the form of a battery.

Von besonderer Bedeutung für das erfindungsgemäße Herz 1 sind Übertragungselemente 7, die zur Kraftübertragung zwischen der Antriebseinrichtung 6 und einer jeweiligen flexiblen Wandung 8 einer Förderkammer 2, 3 eingesetzt werden. In dem gezeigten Beispiel wirkt jede der Förderkammern 2, 3 mit jeweils vier Übertragungselementen 7 zusammen die Übertragungselemente 7 weisen jeweils ein proximales Ende 10 und ein distales Ende 11 auf, wobei die proximalen Enden 10 jeweils mit der Antriebseinrichtung 6 und die distalen Enden 11 jeweils mit einer der flexiblen Wandungen 8 zusammenwirkt. Die Übertragungselemente 7 sind sowohl an der Antriebseinrichtung 6 als auch an der jeweils zugehörigen flexiblen Wandung 8 gelenkig angeschlossen, sodass mittels der Übertragungselemente 7 lediglich Zugkräfte und Druckkräfte zwischen der Antriebseinrichtung 6 und der jeweiligen Förderkammer 2, 3 übertragbar sind. Eine Übertragung von Biegemomenten und/oder Querkräften ist zumindest im statischen Sinne nicht möglich. Hierbei versteht es sich, dass die gelenkigen Anschlüsse der Übertragungselemente 7 konstruktionsbedingt zumindest einer minimalen Reibung unterliegen, wodurch eine im statischen Sinne idealisierte gelenkige Verbindung nicht zu 100 % erzielt werden kann. Die in den Gelenken der Übertragungselemente 7 auftretende Reibung führt letztendlich zu einem minimalen Eintrag von Querkräften und folglich zu einer minimalen Ausbildung von Biegemomenten in den Übertragungselementen 7. Dies erfolgt jedoch nicht planmäßig; die Größenordnung der so übertragenen Querkräfte und Biegemomente ist in jedem Fall vernachlässigbar. Of particular importance for the heart according to the invention 1 are transmission elements 7 , which is used for power transmission between the drive device 6 and a respective flexible wall 8th a delivery chamber 2 . 3 be used. In the example shown, each of the delivery chambers acts 2 . 3 each with four transmission elements 7 together the transmission elements 7 each have a proximal end 10 and a distal end 11 on, with the proximal ends 10 each with the drive device 6 and the distal ends 11 each with one of the flexible walls 8th interacts. The transmission elements 7 are both on the drive device 6 as well as on the respectively associated flexible wall 8th articulated connected so that by means of the transmission elements 7 only tensile forces and compressive forces between the drive device 6 and the respective delivery chamber 2 . 3 are transferable. A transmission of bending moments and / or shear forces is not possible, at least in the static sense. It is understood that the hinged connections of the transmission elements 7 Due to their design, they are subjected to at least a minimum of friction, which means that an articulated connection that is idealized in a static sense can not be achieved 100%. The in the joints of the transmission elements 7 occurring friction ultimately leads to a minimal entry of shear forces and consequently to a minimum formation of bending moments in the transmission elements 7 , However, this is not done on schedule; the order of magnitude of the transverse forces and bending moments thus transmitted is negligible in any case.

Auf der Seite der flexiblen Wandungen 8 sind die Übertragungselemente 7 mit ihren distalen Enden 11 unmittelbar an Anschlusselemente 14 angeschlossen. Die Anschlusselemente 14 sind wiederum unmittelbar mit der jeweiligen flexiblen Wandung 8 verbunden. Eine Geometrie der Anschlusselemente 14 ergibt sich besonders gut anhand von 2. Die Übertragungselemente 7, die hier stabförmig ausgeführt sind, übertragen ihre axialen Kräfte zumindest im Wesentlichen punktuell, das heißt das eine Einleitung einer in den Übertragungselementen 7 wirkenden Kraft in ein jeweils angeschlossenes Bauteil auf eine räumlich begrenzte Stelle wirkt. Eine derartige Kraftübertragung ist für einen unmittelbaren Antrieb einer flexiblen Wandung 8 einer Förderkammer 2, 3 nicht unbedingt geeignet; insbesondere kann die flexible Wandung 8 von derart geringer Steifigkeit sein, dass sie sich lediglich punktuell an einer jeweiligen Anschlussstelle eines distalen Endes 11 eines Übertragungselements 7 lokal verformen würde. Aus diesem Grund kommen in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Anschlusselemente 14 zum Einsatz, die eine Verteilung der mittels der Übertragungselemente übertragenen Kräfte auf eine vergrößerte Fläche der jeweils zugehörigen flexiblen Wandung 8 bewirken. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass sich die flexible Wandung 8 durch Antrieb mittels der Antriebseinrichtung 6 gleichmäßig verformt bzw. bewegt und auf diese Weise eine zuverlässige Regulierung des Volumens der jeweils zugehörigen Förderkammer 2, 3 ermöglicht. On the side of the flexible walls 8th are the transmission elements 7 with their distal ends 11 directly to connection elements 14 connected. The connection elements 14 are again directly with the respective flexible wall 8th connected. A geometry of the connection elements 14 results particularly well from 2 , The transmission elements 7 , which are designed here rod-shaped, transmit their axial forces at least substantially punctually, that is, an introduction of a in the transmission elements 7 acting force in a respective connected component acts on a spatially limited location. Such a power transmission is for a direct drive of a flexible wall 8th a delivery chamber 2 . 3 not necessarily suitable; In particular, the flexible wall 8th be of such low rigidity that they only point at a respective junction of a distal end 11 a transmission element 7 would deform locally. For this reason, the connecting elements come in the present embodiment 14 for use, a distribution of the transmitted by means of the transmission elements forces on an enlarged surface of each associated flexible wall 8th cause. In this way it is ensured that the flexible wall 8th by drive by means of the drive device 6 evenly deformed or moved and in this way a reliable regulation of the volume of the respective associated delivery chamber 2 . 3 allows.

In dem vorliegenden Beispiel wird für jede der Förderkammern 2, 3 eine Mehrzahl von Anschlusselementen 14 verwendet, nämlich drei Stück. Die einzelnen Anschlusselemente 14 sind mittels Gelenken 22 miteinander verbunden, sodass sich die Anschlusselemente 14 relativ zueinander um eine Rotationsachse verdrehen können. Dies hat den Vorteil, dass sich die Anschlusselemente 14 entlang der jeweils zugehörigen flexiblen Wandung 8 verschiedenartig bewegen können und auf diese Weise eine Bewegung der flexiblen Wandung 8 besser nachbilden können. In the present example, for each of the delivery chambers 2 . 3 a plurality of connection elements 14 used, namely three pieces. The individual connection elements 14 are by means of joints 22 connected together so that the connection elements 14 can rotate relative to each other about a rotation axis. This has the advantage that the connection elements 14 along the respectively associated flexible wall 8th can move differently and in this way a movement of the flexible wall 8th can simulate better.

Die distalen Enden 11 der Übertragungselemente 7 werden während des Betriebs des erfindungsgemäßen Herzens 1 in einer Pumpebene 13 bewegt, die der Zeichnungsebene von 1 entspricht. Die Pumpebene 13 wird ferner durch Bewegungsvektoren 24 der distalen Enden der Übertragungselemente 7 definiert, die sich aus den 1, 2 und 3 ergeben. Die Bewegungsvektoren 24 der distalen Enden 11 liegen jeweils in der gemeinsamen Pumpebene 13. Anhand der Darstellung gemäß 1 ergibt sich somit, dass die flexible Wandung 8 einer jeweiligen Förderkammer 2, 3 in Richtung der Bewegungsvektoren 24 während des Betriebs des künstlichen Herzens 1 „vor und zurück“ bewegt wird. Diese Bewegung der flexiblen Wandung 8 führt zu einer fortwährenden Veränderung des Volumens der jeweils zugehörigen Förderkammer 2, 3 und bewirkt mithin deren Pumpwirkung. The distal ends 11 the transmission elements 7 be during the operation of the heart according to the invention 1 in a pumping plane 13 moves the drawing plane from 1 equivalent. The pump level 13 is further represented by motion vectors 24 the distal ends of the transmission elements 7 defined, resulting from the 1 . 2 and 3 result. The motion vectors 24 the distal ends 11 each lie in the common pumping level 13 , Based on the representation according to 1 it follows that the flexible wall 8th a respective delivery chamber 2 . 3 in the direction of the motion vectors 24 during the operation of the artificial heart 1 "Back and forth" is moved. This movement of the flexible wall 8th leads to a constant change in the volume of the respective associated delivery chamber 2 . 3 and thus causes their pumping action.

Wie vorstehend bereits angedeutet ist, befinden sich die Übertragungselemente 7 in der in 1 gezeigten Stellung jeweils in ihrer Maximalstellung, in der ein Abstand zwischen einem jeweiligen distalen Ende 11 eines jeweiligen Übertragungselements 7 zu der zugehörigen starren Wandung 9 der zugehörigen Förderkammer 2, 3 maximal ist. Diese Maximalstellung der Übertragungselemente 7 entspricht der Saugstellung der jeweiligen Förderkammer 2, 3. Das Gegenteil der Maximalstellung der Übertragungselemente 7 ist deren Minimalstellung, in der der beschriebene Abstand zwischen distalem Ende 11 und starrer Wandung 9 minimal ist. Idealerweise befinden sich bei Vorliegen der Übertragungselemente 7 in deren Minimalstellungen die flexible Wandung 8 und die starre Wandung 9 der jeweiligen Förderkammer 2, 3 in unmittelbarem Kontakt miteinander, sodass das Volumen der zugehörigen Förderkammer 2, 3 minimal ist. Die Förderkammer 2, 3 befindet sich mithin in ihrer Druckstellung. As already indicated above, the transmission elements are located 7 in the in 1 shown position in each case in their maximum position, in which a distance between a respective distal end 11 a respective transmission element 7 to the associated rigid wall 9 the associated delivery chamber 2 . 3 is maximum. This maximum position of the transmission elements 7 corresponds to the suction position of the respective delivery chamber 2 . 3 , The opposite of the maximum position of the transmission elements 7 is its minimum position in which the described distance between the distal end 11 and rigid wall 9 is minimal. Ideally, they are in the presence of the transmission elements 7 in their minimum positions, the flexible wall 8th and the rigid wall 9 the respective delivery chamber 2 . 3 in direct contact with each other, so that the volume of the associated delivery chamber 2 . 3 is minimal. The delivery chamber 2 . 3 is therefore in its printing position.

Die proximalen Enden 10 der Übertragungselemente 7 sind unmittelbar an die Antriebseinrichtung 6 angeschlossen. Wie sich aus den Figuren ergibt, sind die einzelnen Übertragungselemente 7 an unterschiedlichen Stellen an der Antriebseinrichtung 6 angeordnet, sodass sie jeweils unterschiedlich im Raum orientiert sind. Mit anderen Worten sind die Übertragungselemente 7 nicht parallel zueinander angeordnet. The proximal ends 10 the transmission elements 7 are directly to the drive device 6 connected. As can be seen from the figures, the individual transmission elements 7 at different locations on the drive device 6 arranged so that they are each oriented differently in space. In other words, the transmission elements 7 not arranged parallel to each other.

Die Antriebseinrichtung 6 umfasst in dem gezeigten Beispiel ein Antriebsglied 18 sowie zwei Antriebselemente 15. Das Antriebsglied 18 ist von einer Kurvenscheibe gebildet, die eine elliptische Form aufweist. Die Form des Antriebsglieds 18 ist besonders gut anhand von 2 erkennbar. Das Antriebsglied 18 ist auf eine Antriebswelle 23 gelagert, die mittels des nicht dargestellten Antriebs antreibbar ist. Die Antriebswelle 23 – und mithin das Antriebsglied 18 – sind um eine Antriebsachse 20 rotierbar gelagert. Das Antriebsglied 18 und die Antriebswelle 23 sind derart miteinander verbunden, dass die Rotation der Antriebswelle 23 unmittelbar auf das Antriebsglied 18 übertragen wird. Insbesondere können das Antriebsglied 18 und die Antriebswelle 23 stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Das Antriebsglied 18 verfügt über eine umlaufende Nut 19, die sich gleichermaßen aus 2 ergibt. Diese Nut 19 ist dazu geeignet, mit einem korrespondierenden, in den Figuren nicht dargestellten Zapfen einzugreifen und mit diesem einen Formschluss auszubilden. Dieser Zapfen ist an einem der Antriebselemente 15 angeordnet, das mit dem Antriebsglied 18 zusammenwirkt. Auf diese Weise wird ermöglicht, dass eine Bewegung des Antriebsgliedes 18 an das zugehörige Antriebselement 15 übertragen wird, wobei die Kraftübertragung mittels des beschriebenen Formschlusses zwischen dem Zapfen des Antriebselements 15 und der Nut 19 des Antriebsgliedes 18 erfolgt. The drive device 6 includes in the example shown a drive member 18 as well as two drive elements 15 , The drive link 18 is formed by a cam having an elliptical shape. The shape of the drive link 18 is especially good based on 2 recognizable. The drive link 18 is on a drive shaft 23 stored, which is driven by means of the drive, not shown. The drive shaft 23 - And therefore the drive member 18 - are about a drive axle 20 rotatably mounted. The drive link 18 and the drive shaft 23 are connected together in such a way that the rotation of the drive shaft 23 directly on the drive link 18 is transmitted. In particular, the drive member 18 and the drive shaft 23 cohesively connected to each other. The drive link 18 has a circumferential groove 19 that are alike 2 results. This groove 19 is adapted to engage with a corresponding, not shown in the figures pin and form a positive connection with this. This pin is on one of the drive elements 15 arranged with the drive member 18 interacts. In this way it is possible that a movement of the drive member 18 to the associated drive element 15 is transferred, wherein the force transmission means of the described positive connection between the pin of the drive element 15 and the groove 19 of the drive member 18 he follows.

Während des Betriebs des künstlichen Herzens 1 werden die Antriebswelle 23 und mit ihr das Antriebsglied 18 in eine Rotationsrichtung angetrieben. Dieser Antrieb erfolgt derart, dass sich das Antriebsglied 18 fortwährend um die Antriebsachse 20 dreht, typischerweise ohne dabei seine Drehrichtung zu verändern. Die Rotation des Antriebsgliedes 18 bewirkt aufgrund der Koppelung mit dem zugehörigen Antriebselement 15 unmittelbar eine Bewegung des Antriebselements 15. Die Antriebselemente 15 sind jeweils um zueinander parallele und voneinander beabstandeten Lagerachsen 16 rotierbar gelagert. Ferner sind die Antriebselemente 15 mittels einer Verzahnung 17 in Kraft übertragender Weise miteinander gekoppelt. Dies führt dazu, dass eine Bewegung eines der Antriebselemente 15 unmittelbar auf das andere Antriebselement 15 übertragen wird, sodass voneinander unabhängige Bewegungen der Antriebselemente 15 nicht möglich sind. Diese Ausführung trägt dazu bei, dass es für den Antrieb beider Antriebselemente 15 ausreichend ist, lediglich eines der beiden Antriebselemente 15 direkt anzutreiben. During the operation of the artificial heart 1 become the drive shaft 23 and with it the drive member 18 driven in a direction of rotation. This drive takes place in such a way that the drive member 18 constantly around the drive axle 20 rotates, typically without changing its direction of rotation. The rotation of the drive member 18 causes due to the coupling with the associated drive element 15 directly a movement of the drive element 15 , The drive elements 15 are each about mutually parallel and spaced bearing axes 16 rotatably mounted. Furthermore, the drive elements 15 by means of a toothing 17 coupled in force with each other. This causes a movement of one of the drive elements 15 directly on the other drive element 15 is transferred, so that independent movements of the drive elements 15 are not possible. This design helps to drive it for both drive elements 15 is sufficient, only one of the two drive elements 15 to drive directly.

Die Rotation des Antriebsgliedes 18 führt folglich dazu, dass sich beide Antriebselemente 15 gleichermaßen bewegen. Die Bewegung der Antriebselemente besteht in einer zyklischen Auf-Ab-Bewegung, wobei in den 2 und 4 jeweils eine obere Maximalstellung der Antriebselemente 15 gezeigt ist. Diese obere Maximalstellung beschreibt eine Position der Antriebselemente 15, in der eine weitere Bewegung „nach oben“ nicht stattfindet. Somit befinden sich die Antriebselemente 15 in ihrer Maximalstellung gewissermaßen in einer Umkehrposition, nach deren Erreichen sie ihre Rotationsrichtung um ihre jeweilige Lagerachse 16 umkehren. Diese zyklische Bewegung der Antriebselemente 15 wird mittels der elliptischen Form des Antriebsgliedes 18 sowie dessen formschlüssige Kopplung an eines der Antriebselemente 15 erreicht. The rotation of the drive member 18 Consequently, leads to both drive elements 15 move alike. The movement of the drive elements consists in a cyclic up-down movement, wherein in the 2 and 4 in each case an upper maximum position of the drive elements 15 is shown. This upper maximum position describes a position of the drive elements 15 in which a further movement "upwards" does not take place. Thus, the drive elements are located 15 in their maximum position to a certain extent in a reversal position, after which they reach their direction of rotation about their respective bearing axis 16 turning back. These cyclic movement of the drive elements 15 is by means of the elliptical shape of the drive member 18 as well as its positive coupling to one of the drive elements 15 reached.

Es ergibt sich, dass die Antriebselemente 15 sich in einer Antriebsebene 12 bewegen, die parallel zu einer Zeichnungsebene der 4 verläuft. Aufgrund der Verbindung der proximalen Enden 10 der Übertragungselemente 7 mit den Antriebselementen 15 bewegen sich folglich auch diese proximalen Enden 10 jeweils in Antriebsebenen 12. Diese Antriebsebenen 12, sind senkrecht zu der vorstehend beschriebenen Pumpebene 13 orientiert. Sie ergeben sich zudem aus den in den 2 und 4 dargestellten Bewegungsvektoren 25 der proximalen Enden 10 der Übertragungselemente 7. Es versteht sich, dass die Bewegungsvektoren 25 der proximalen Enden 10 senkrecht den Bewegungsvektoren 24 der distalen Enden 11 der Übertragungselemente 7 orientiert sind. Aufgrund der rotatorischen Bewegung der Antriebselemente 15 ändern die Bewegungsvektoren 25 fortwährend ihre Orientierung, da sich die proximalen Enden 10 der Übertragungselemente 7 auf einer Kreisbahn bewegen. Diese Ausführung ist erfindungsgemäß für den Bewegungsverlauf der einzelnen Übertragungselemente 7 besonders von Vorteil. It turns out that the drive elements 15 in a drive plane 12 move parallel to a plane of the drawing 4 runs. Due to the connection of the proximal ends 10 the transmission elements 7 with the drive elements 15 Consequently, these proximal ends also move 10 each in drive levels 12 , These drive levels 12 , are perpendicular to the pumping level described above 13 oriented. They also arise from the in the 2 and 4 represented motion vectors 25 the proximal ends 10 the transmission elements 7 , It is understood that the motion vectors 25 the proximal ends 10 perpendicular to the motion vectors 24 the distal ends 11 the transmission elements 7 are oriented. Due to the rotational movement of the drive elements 15 change the motion vectors 25 continually their orientation, as the proximal ends 10 the transmission elements 7 move on a circular path. This embodiment is according to the invention for the course of movement of the individual transmission elements 7 especially beneficial.

Dem liegt die Überlegung zugrunde, dass die Übertragungselemente 7 im Zuge der Überführung der Förderkammern 2, 3 ausgehend von ihren Druckstellungen in ihre Saugstellungen sich in irgendeiner Weise von den starren Wandungen 9 der Förderkammern 2, 3 entfernen müssen. Im Unterschied zum Stand der Technik wird hierfür erfindungsgemäß eine Bewegung vorgeschlagen, die es ermöglicht, die einzelnen Übertragungselemente 7 nicht vollständig innerhalb der Pumpebene 13 zu bewegen, sondern aus der Pumpebene 13 herauszuführen. Durch diese Art der Bewegung der Übertragungselemente 7 werden deren auf die Pumpebene 13 projizierte Längen während des Betriebs der Antriebseinrichtung 6 fortwährend verändert. Die Übertragungselemente 7 nehmen folglich nur dann einen maximalen Platz innerhalb der Pumpebene 13 ein, wenn sie sich jeweils in ihrer Minimalstellung befinden. Das „Ausweichen“ der proximalen Enden 10 der Übertragungselemente 7 nach unten und oben (von der Pumpebene 13 aus betrachtet) ermöglicht es, einen zwischen den Förderkammern 2, 3 benötigt Raum gegenüber dem Stand der Technik erheblich zu verringern und mithin das Volumen des gesamten erfindungsgemäßen Herzens 1 zu reduzieren. This is based on the consideration that the transmission elements 7 in the course of the transfer of the funding chambers 2 . 3 starting from their pressure positions in their suction positions in some way from the rigid walls 9 the funding chambers 2 . 3 have to remove. In contrast to the prior art, this invention proposes a movement that allows the individual transmission elements 7 not completely within the pumping level 13 to move but from the pumping level 13 lead out. By this type of movement of the transmission elements 7 are their on the pump level 13 projected lengths during operation of the drive device 6 constantly changed. The transmission elements 7 Consequently, only take maximum space within the pump level 13 when they are each in their minimum position. The "evasion" of the proximal ends 10 the transmission elements 7 down and up (from the pump level 13 from) allows one between the delivery chambers 2 . 3 It requires space to significantly reduce over the prior art and thus the volume of the entire heart according to the invention 1 to reduce.

Die besondere Art der Ausbildung der Antriebseinrichtung 6 ermöglicht es zudem, selbige besonders energiesparend zu betreiben und folglich den Energieverbrauch des erfindungsgemäßen Herzens 1 gering zu halten. Hierbei erlaubt es die Antriebseinrichtung 6, die Übertragungselemente 7 in verschiedenen Stellungen an die Antriebselemente 15 anzuschließen. Dies hat den Vorteil, dass mittels einer geschickten Anordnung der einzelnen Übertragungselemente 7 eine jeweilige flexible Wandung 8 einer zugehörigen Förderkammer 2, 3 unter Verwendung einer bestimmten „Pumprichtung“ betrieben werden kann. Dem liegt die Überlegung zugrunde, dass durch zeitlich versetzten Durchgang der einzelnen Übertragungselemente 7 durch ihre Minimalstellung während des Betriebs der Antriebseinrichtung 6 die Bewegung zwischen der flexiblen Wandung 8 und der zugehörigen starren Wandung 9 mit einer Richtung versehbar ist, sodass die zugehörige Förderkammer 2, 3 gewissermaßen „ausgequetscht“ wird. Die gelenkige Verbindung der einzelnen Anschlusselemente 14 begünstigt eine derartige voneinander unabhängige Bewegung der einzelnen Übertragungselemente 7. Eine auf diese Art und Weise gerichtete Bewegung einer jeweiligen flexiblen Wandung 8 hat den besonderen Vorteil, dass das in der zugehörigen Förderkammer 2, 3 befindliche Blut besonders einfach in eine bestimmte Strömungsrichtung gedrückt werden kann, wodurch die wunschgemäße Erzeugung eines gerichteten Blutstroms mittels des erfindungsgemäßen Herzens 1 besonders gut möglich ist. The special type of training of the drive device 6 also makes it possible to operate the same particularly energy-saving and consequently the energy consumption of the heart according to the invention 1 to keep low. In this case, it allows the drive device 6 , the transmission elements 7 in different positions to the drive elements 15 to join. This has the advantage that by means of a clever arrangement of the individual transmission elements 7 a respective flexible wall 8th an associated delivery chamber 2 . 3 can be operated using a specific "pumping direction". This is based on the consideration that by temporally offset passage of the individual transmission elements 7 by its minimum position during operation of the drive device 6 the movement between the flexible wall 8th and the associated rigid wall 9 with one direction is providable, so that the associated delivery chamber 2 . 3 sort of "squeezed out". The articulated connection of the individual connection elements 14 favors such independent movement of the individual transmission elements 7 , A directed in this way movement of a respective flexible wall 8th has the particular advantage that in the associated delivery chamber 2 . 3 located blood can be particularly easily pressed in a particular flow direction, whereby the desired generation of a directed blood flow by means of the heart according to the invention 1 especially possible.

Die Antriebselemente 15 sind in dem gezeigten Beispiel jeweils dreiecksförmig ausgebildet, wobei die jeweils über zwei Seitenwangen 27 verfügen, die parallel zueinander angeordnet sind. Zwischen den Seitenwangen 27 befindet sich jeweils ein Freiraum. Bei einem der beiden Antriebselemente 15 ist das Antriebsglied 18 in ebendiesem Freiraum angeordnet, wobei sich die Antriebswelle 23 durch zugehörige Ausnehmungen 28 der Seitenwandungen 27 des zugehörigen Antriebselements 15 erstrecken. Die dreieckige Ausgestaltung der Antriebselemente 15 dient insbesondere dazu, die miteinander korrespondierenden Verzahnungen 17 entlang einander zugewandte Seiten der Antriebselemente 15 so weit ziehen zu können, dass selbst bei Vorliegen der Antriebselemente in ihren oberen oder unteren Umkehrpositionen in jedem Fall eine Kopplung der Antriebselemente 15 sichergestellt ist. The drive elements 15 are each triangular in the example shown, each with two side cheeks 27 have arranged in parallel to each other. Between the side walls 27 there is a free space. In one of the two drive elements 15 is the drive member 18 arranged in this same free space, with the drive shaft 23 through associated recesses 28 the side walls 27 the associated drive element 15 extend. The triangular configuration of the drive elements 15 serves in particular to the mutually corresponding toothings 17 along facing sides of the drive elements 15 to be able to pull so far that even in the presence of the drive elements in their upper or lower reversing positions in each case, a coupling of the drive elements 15 is ensured.

Die im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschriebenen Merkmale sind grundsätzlich unabhängig voneinander realisierbar, sofern dies dem Fachmann sinnvoll erscheint. Die hier beschriebenen Merkmale sind insoweit nicht zwingend auf die Kombination mit den jeweils übrigen Merkmalen angewiesen sondern können grundsätzlich losgelöst voneinander umgesetzt werden. The features described in connection with the present embodiment are basically independent of each other feasible, if this appears reasonable to those skilled in the art. The features described here are not necessarily dependent on the combination with the other features in each case but can be implemented in principle detached from each other.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Herz heart
2 2: Förderkammer delivery chamber
3 3: Förderkammer delivery chamber
4 4: Eintrittsöffnung inlet opening
5 5: Austrittsöffnung outlet opening
6 6: Antriebseinrichtung driving means
7 7: Übertragungselement transmission element
8 8th: Flexible Wandung Flexible wall
9 9: Starre Wandung Rigid wall
10 10: Proximales Ende Proximal end
11 11: Distales Ende Distal end
12 12: Antriebsebene drive level
13 13: Pumpebene pump level
14 14: Anschlusselement connecting element
15 15: Antriebselement driving element
16 16: Lagerachse bearing axle
17 17: Verzahnung gearing
18 18: Antriebsglied drive member
19 19: Nut groove
20 20: Antriebsachse drive axle
21 21: Gehäuse casing
22 22: Gelenk joint
23 23: Antriebswelle drive shaft
24 24: Bewegungsvektor (distales Ende) Motion vector (distal end)
25 25: Bewegungsvektor (proximales Ende) Motion vector (proximal end)
26 26: Gehäuse casing
27 27: Seitenwange side cheek
28 28: Ausnehmung recess

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3136969 A1 [0009]
WO 2013/060701 A1 [0011]

Claims

Artificial Heart ( 1 ), in particular for the reproduction of a human heart, comprising - two funding chambers ( 2 . 3 ) each having an inlet opening ( 4 ) and an outlet opening ( 5 ), - a drive device ( 6 ) for changing the volumes of the delivery chambers ( 2 . 3 ) and - per delivery chamber ( 2 . 3 ) at least one transmission element ( 7 ) for transmitting forces between the drive device ( 6 ) and the respective delivery chamber ( 2 . 3 ), each delivery chamber ( 2 . 3 ) at least one flexible wall ( 8th ) and at least one rigid wall ( 9 ) and an inner volume of a respective delivery chamber ( 2 . 3 ) by means of movement of the associated flexible wall ( 8th ) relative to the associated rigid wall ( 9 ) is variable, wherein a power transmission between the drive means ( 6 ) and a respective flexible wall ( 8th ) a delivery chamber ( 2 . 3 ) by means of at least one transmission element ( 7 ), which has a proximal end ( 10 ) and a distal end ( 11 ), wherein the proximal end ( 10 ) of each transmission element ( 7 ) hinged to the drive device ( 6 ) and the distal end ( 11 ) of each transmission element ( 6 ) hinged with a flexible wall ( 8th ) a delivery chamber ( 2 . 3 ), characterized in that the proximal ends ( 10 ) of the transmission elements ( 7 ) in each case in drive levels ( 12 ) which are perpendicular to a pump plane ( 13 ) of the distal ends ( 11 ) of the transmission elements ( 7 ), wherein at least one movement component of the proximal ends ( 10 ) perpendicular to the pumping plane ( 13 ) is oriented.

Artificial Heart ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the transmission elements ( 7 ) in each case by means of the drive device ( 6 ) are drivable so that they alternately occupy a maximum position and a minimum position, wherein the distal end ( 11 ) of a respective transmission element ( 7 ) in its maximum position at a maximum distance and in its minimum position at a minimum distance from the rigid wall ( 9 ) of the respective associated delivery chamber ( 2 . 3 ) is located.

Artificial Heart ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that each delivery chamber ( 2 . 3 ) each having a plurality of transmission elements ( 7 ), wherein the distal ends ( 11 ) with a respective delivery chamber ( 2 . 3 ) interacting transmission elements ( 7 ) to different locations of the associated flexible wall ( 8th ) Act.

Artificial Heart ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized by at least one connecting element ( 14 ), by means of which at least one distal end ( 11 ) of a transmission element ( 7 ) to the flexible wall ( 8th ) of the respective associated delivery chamber ( 2 . 3 ) is connected, wherein the connecting element ( 14 ) flat with the flexible wall ( 8th ) cooperates.

Artificial Heart ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the transmission elements ( 7 ) on the drive device ( 6 ) are arranged such that at least two transmission elements ( 7 ), preferably at least two transmission elements ( 7 ) per delivery chamber ( 2 . 3 ), their respective maximum position and / or their respective minimum position at different times during the operation of the heart ( 1 ) to reach.

Artificial Heart ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the presence of the drive device ( 6 ) in at least one specific drive position, preferably in the presence of the drive device in any drive position, at least two to the same delivery chamber ( 2 . 3 ) belonging transfer elements ( 7 ), preferably all to the same delivery chamber ( 2 . 3 ) belonging transfer elements ( 7 ), have a different spatial orientation

Artificial Heart ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the drive device ( 6 ) at least one drive element ( 15 ), which in the drive plane ( 12 ), wherein the drive plane ( 12 ) preferably between the delivery chambers ( 2 . 3 ), wherein the drive element ( 15 ) further preferably within the drive level ( 12 ) is movably mounted.

Artificial Heart ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the drive device ( 6 ) at least two drive elements ( 15 ), each about a bearing axis ( 16 ) are rotatable, the bearing axes ( 16 ) preferably parallel to each other and more preferably perpendicular to the drive levels ( 12 ) are arranged.

Artificial Heart ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the drive elements ( 15 ) are coupled together in a force-transmitting manner, in particular by means of corresponding toothings ( 17 ) comb each other.

Artificial Heart ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the drive device ( 6 ) at least one drive member ( 18 ), which has been moved to one of the working levels ( 12 ) vertical drive axle ( 20 ) is rotatable.

Artificial Heart ( 1 ) according to claim 10, characterized in that the drive member ( 18 ) has a self-contained, preferably elliptical, outer edge.

Artificial Heart ( 1 ) according to claim 10 or 11, characterized in that the drive member ( 18 ) a circumferential groove ( 19 ) which is positively connected to a journal of a drive element ( 15 ) of the drive device ( 6 ) engages, so that a movement of the drive member ( 18 ) a movement of the drive element ( 15 ), wherein preferably a complete revolution of the drive member ( 18 ) about its drive axle ( 20 ) a complete cycle of movement of the drive element ( 15 ) corresponds.