DE102020132268B3 - ARTIFICIAL HEART - Google Patents
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Abstract
Ein künstliches Herz enthält einen Herzsack (10), eine Paddeleinheit (7), eine Antriebseinheit (28) und eine Steuereinheit. Das Künstliche Herz enthält vorzugsweise einen Herzskelettring (37), ein Adaptionsgerüst (56), eine künstliche Herzbasis (83) und ein Winkelverstellsystem (1). Der Skelettring (37) ist anatomiegetreu konzipiert und enthält wie der Herzsack (10) mindestens eine Eintrittsöffnung und mindestens eine Austrittsöffnung. Das Adaptionsgerüst (56) ist anatomisch manipuliert, sodass es die Blutzirkulation in den Herzsack (10) hinein begünstigt und in mindestens zwei Öffnungsstellen hinaus teilweise hindert. Die Antriebseinheit (28) ist auf einer künstlichen Herzbasis (83) montiert, und versetzt mindestens ein Paddel (53) der Paddeleinheit (7) in eine Rotationsbewegung um eine Pumpbewegung zu erzeugen. Die Steuereinheit steuert den hierzu erforderlichen Winkel und/oder die erforderliche Winkelgeschwindigkeit des mindestens einen Paddels (53) der Paddeleinheit (7) so, dass ein durch den Herzsack (10) begrenztes Volumen durch die Rotationsbewegung kontinuierlich veränderlich ist. Das Winkelverstellsystem (1) befestigt die oben genannten Bestandteile des künstlichen Herzens an einer Wirbelsäule. Dabei unterstützt dieses Winkelverstellsystem das Restgewebe des natürlichen Herzens bei der Gewichtverteilung, und garantiert dennoch die relativ freie Bewegung des künstlichen Herzens.An artificial heart contains a heart sac (10), a paddle unit (7), a drive unit (28) and a control unit. The artificial heart preferably contains a cardiac skeleton ring (37), an adaptation framework (56), an artificial heart base (83) and an angle adjustment system (1). The skeletal ring (37) is designed true to anatomy and, like the cardiac sac (10), contains at least one entry opening and at least one exit opening. The adaptation framework (56) is anatomically manipulated so that it promotes blood circulation into the heart sac (10) and partially prevents it in at least two openings. The drive unit (28) is mounted on an artificial heart base (83) and causes at least one paddle (53) of the paddle unit (7) to rotate in order to generate a pumping movement. The control unit controls the required angle and/or the required angular velocity of the at least one paddle (53) of the paddle unit (7) in such a way that a volume limited by the cardiac sac (10) is continuously variable due to the rotational movement. The angular adjustment system (1) attaches the above components of the artificial heart to a spine. This angle adjustment system supports the remaining tissue of the natural heart in distributing the weight, while still guaranteeing the relatively free movement of the artificial heart.
Description
Die Erfindung betrifft ein künstliches Herz, das in einen menschlichen oder tierischen Körper implantierbar ist.The invention relates to an artificial heart that can be implanted in a human or animal body.
Die weltweite Zahl an Patienten mit fortgeschrittener Herzinsuffizienz, die ein neues Herz brauchen, steigt ständig. Durch den steigenden Bedarf an Spenderherzen steigt auch die Wartezeit auf eine lebensrettende Herztransplantation. Des Weiteren gibt es eine Gruppe von Patienten bei denen durch eine intra- bzw. postoperative Komplikation eine sehr schlechte Pumpfunktion des Herzens auftritt. Diese Patienten hätten eigentlich kein neues Herz gebraucht.The number of advanced heart failure patients worldwide who need a new heart is constantly increasing. With the increasing need for donor hearts, the waiting time for a life-saving heart transplant is also increasing. Furthermore, there is a group of patients in whom a very poor pumping function of the heart occurs due to an intraoperative or postoperative complication. These patients actually did not need a new heart.
Um den steigenden Bedarf an akuten Herztransplantationen abmildern zu können, gibt es beispielsweise „left venticular assist devices“ (deutsch: „linke Herzkammer Unterstützungs-Gerät“) LVAD. Diese Geräte bestehen im Wesentlichen aus einem implantierten Pumpenkopf, der eine Axialpumpe enthält, und einem extrakorporalen Steuergerät. Der Pumpenkopf ist an der Herzspitze und der Aorta Ascendens eines natürlichen Herzens mittels einer Gefäßprothese angeschlossen. Diese sogenannte Ausflussprothese pumpt das über die Herzspitze aus dem Herzen angesaugte Blut in die Aorta Ascendens. Eine Kreiselpumpe bzw. Axialpumpe saugt das Blut ständig ab und unterstützt somit wird die linke Herzkammer. Das extrakorporale Steuergerät ist über eine Leitung mit dem implantierten Pumpenkopf verbunden.In order to be able to alleviate the increasing need for acute heart transplants, there are, for example, "left venticular assist devices" (German: "left heart chamber support device") LVAD. These devices essentially consist of an implanted pump head containing an axial pump and an extracorporeal control unit. The pump head is attached to the apex and ascending aorta of a natural heart by means of a vascular prosthesis. This so-called outflow prosthesis pumps the blood sucked out of the heart via the apex of the heart into the ascending aorta. A centrifugal pump or axial pump constantly sucks out the blood and thus supports the left ventricle. The extracorporeal control unit is connected to the implanted pump head via a line.
Ein solches LVAD ist von Nachteil, da es durch die die Haut durchdringende Verbindungsleitung ein deutlich erhöhtes Infektionsrisiko für den Patienten darstellt. Besonders nachteilig bei diesem Gerät ist vor allem, dass das LVAD lediglich für die Behandlung einer abgeschwächten Pumpfunktion der linken Herzkammer konzipiert ist. Bei einer Behandlung eines kombinierten rechts/links Herzversagens liegt sogar besonders nachteilig eine Kontraindikation zum Einsatz eines LVAD vor. In einem LVAD befindet sich das Blut des Trägers in ständigem Kontakt mit den metallischen Drehkomponenten der Pumpe, wodurch eine Neigung zur Thrombenbildung oder Hämolyse verursacht wird. Um der Thrombenbildung bzw. der Hämolyse ist es unerlässlich, dass der Patient starke Blutverdünnungsmittel einnimmt. Das LVAD erzeugt einen kontinuierlichen Druck in der Blutzirkulation. Dieser kontinuierliche Druck begünstigt die Bildung einer arteriellen, venösen Fehlbildung (Arteriovenöse-Malformation). Aus diesen Fehlbildungen resultieren häufig innere Blutungen die, begünstigt durch die Einnahme der notwendigen Blutverdünnungsmittel, lebensbedrohlich sein können. Des Weiteren kann das LVAD in 20-50% der implantierten Fälle maligne ventrikuläre Arrhythmien verursachen. Diese Geräte sind als überbrückende Maßnahme bis zu einer Transplantation oder unter Umständen als endgültige Therapie angedacht. Die Lebensqualität ist durch eine LAVD jedoch massiv eingeschränkt.Such an LVAD is disadvantageous since it poses a significantly increased risk of infection for the patient due to the connecting line penetrating the skin. A particular disadvantage of this device is that the LVAD is only designed for the treatment of a weakened pumping function of the left ventricle. In the treatment of combined right/left heart failure, there is even a particularly disadvantageous contraindication for the use of an LVAD. In an LVAD, the wearer's blood is in constant contact with the metal rotating components of the pump, causing a propensity for thrombus formation or hemolysis. To prevent thrombus formation or haemolysis, it is essential that the patient takes strong blood thinners. The LVAD creates continuous pressure in the bloodstream. This continuous pressure favors the formation of an arterial, venous malformation (arteriovenous malformation). These malformations often result in internal bleeding, which can be life-threatening if the necessary blood thinning medication is taken. Furthermore, the LVAD can cause malignant ventricular arrhythmias in 20-50% of implanted cases. These devices are intended as a bridging measure until a transplant or possibly as a definitive therapy. However, the quality of life is massively restricted by a LAVD.
Die US 2014 / 0 371 849 A1 zeigt eine in sich geschlossene, vollständig implantierbare Blutpumpe. Es handelt sich dabei um eine kleine kugelförmige Vorrichtung, die die gesamte Bluttransportdynamik umfasst, wobei die Vorrichtung in zwei Halbkugeln unterteilt ist. Eine erste und eine zweite Membran trennen den Innenbereich jeder Halbkugel in je eine Kammer. Jede Halbkugel hat ein Einlassventil und ein Auslassventil in Form von künstlichen Herzklappen. Ein rotierender Kern ist an einer Welle im Inneren des Kunstherzens befestigt, die wiederum mit einem Motor gekoppelt, um den Kern in Drehung zu versetzen.US 2014/0 371 849 A1 shows a self-contained, fully implantable blood pump. It is a small spherical device that encompasses all of the blood transport dynamics, with the device being divided into two hemispheres. A first and a second membrane separate the interior of each hemisphere into a chamber. Each hemisphere has an inlet valve and an outlet valve in the form of artificial heart valves. A rotating core is attached to a shaft inside the artificial heart, which in turn is coupled to a motor to spin the core.
Die
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein permanent implantierbares künstliches Herz zu schaffen, das es ermöglicht, auf gerinnungshemmenden Maßnahmen zu verzichten. Außerdem soll das künstliche Herz zuverlässig sein und die Lebensqualität des Patienten verbessern.The invention is therefore based on the object of creating a permanently implantable artificial heart that makes it possible to dispense with anticoagulant measures. In addition, the artificial heart should be reliable and improve the patient's quality of life.
Die Aufgabe wird durch ein künstliches Herz mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der hierauf rückbezogenen Unteransprüche.The problem is solved by an artificial heart with the features of the main claim. Advantageous further developments are the subject matter of the subclaims which refer back thereto.
Ein erfindungsgemäßes künstliches Herz enthält einen Herzsack, eine Paddeleinheit, eine Antriebseinheit und eine Steuereinheit.Der Herzsack enthält mindestens eine Eintrittsöffnung und mindestens eine Austrittsöffnung. Die Antriebseinheit ist so ausgelegt, dass sie mindestens ein Paddel der Paddeleinheit in eine Rotationsbewegung versetzt. Dabei werden Winkel und/oder Winkelgeschwindigkeit des mindestens einen Paddels der Paddeleinheit durch die Steuereinheit gesteuert.An artificial heart according to the invention contains a heart sac, a paddle unit, a drive unit and a control unit. The heart sac contains at least one entry port and at least one exit port. The drive unit is designed in such a way that it causes at least one paddle of the paddle unit to rotate. The angle and/or angular speed of the at least one paddle of the paddle unit are controlled by the control unit.
Die Paddeleinheit ist vorzugsweise so ausgelegt, dass ein durch den Herzsack begrenztes Volumen über die Rotationsbewegung kontinuierlich veränderlich ist. The paddle unit is preferably designed in such a way that a volume delimited by the cardiac sac is continuously variable over the rotational movement.
Vorteilhafterweise stellt die Kombination aus Herzsack und Paddeleinheit ein ständiges Bewegen des in den Herzsack ein- und abfließenden Blutes sicher. Somit ist eine Trombenbildung in dem im künstlichen Herzen befindlichen Blutvolumens verhindert. Durch die Steuerung des Winkels und/oder Winkelgeschwindigkeit des mindestens einen Paddels der Paddeleinheit lässt sich in besonders vorteilhafter Weise nahezu jede gewünschte Art eines pulsierenden Blutflusses in Form einer physiologischen, pulsierenden Pumpaktion in die sowohl pulmonale als auch systemische Zirkulation nachbilden. Durch die physiologische pulsierende Pumpaktion wird besonders vorteilhaft eine Bildung von arteriellen und/oder venösen Fehlbildungen vermieden. Vorteilhafterweise werden durch den Ersatz geschwächter Herzkammermuskulaturen mit einem mechanischen System ventrikuläre (aus den Herzkammern stammende) Herzrhythmusstörungen vermieden.Advantageously, the combination of heart sac and paddle unit ensures constant movement of the blood flowing into and out of the heart sac. Thus, a trom formation in the blood volume located in the artificial heart is prevented. By controlling the angle and/or angular velocity of the at least one paddle of the paddle unit, almost any desired type of pulsating blood flow in the form of a physiological, pulsating pump action in both the pulmonary and systemic circulation can be simulated in a particularly advantageous manner. The formation of arterial and/or venous malformations is particularly advantageously avoided by the physiological pulsating pumping action. Advantageously, by replacing weakened heart chamber muscles with a mechanical system, ventricular (originating from the heart chambers) cardiac arrhythmias are avoided.
Darüber hinaus enthält die Paddeleinheit des erfindungsgemäßen künstlichen Herzens mindestens einen Schieber. Dieser Schieber ist an die Rotationsbewegung der Paddeleinheit gekoppelt. Der Schieber ist so ausgelegt, dass die mindestens eine Eintrittsöffnung des Herzsacks durch diesen Schieber verschließbar ist.In addition, the paddle unit of the artificial heart according to the invention contains at least one slider. This slide is linked to the rotary movement of the paddle unit. The slide is designed in such a way that the at least one entry opening of the heart sac can be closed by this slide.
Der Schieber stellt in besonders vorteilhafter Weise sicher, dass ein Rückfluss des im Herzsack befindlichen Blutes durch die Eintrittsöffnung größtenteils verhindert wird. Außerdem wird durch die Gestaltung der Rückflussverhinderung in Form eines Schiebers ermöglicht, auf die Gabe von Blutverdünnern zu verzichten.In a particularly advantageous manner, the slide ensures that the blood in the cardiac sac is largely prevented from flowing back through the inlet opening. In addition, the design of the backflow prevention in the form of a slide makes it possible to dispense with the administration of blood thinners.
Weiter besteht der Herzsack des künstlichen Herzens aus zwei Kammern. Zwischen den zwei Kammern des Herzsacks ist an jeder der Kammern eine erste und eine zweite ebene Fläche ausgebildet. Zwischen den ersten ebenen Flächen ist ein Septum angebracht. Die Paddeleinheit ist zwischen den zweiten ebenen Flächen des Herzsacks angeordnet.The cardiac sac of the artificial heart also consists of two chambers. Between the two chambers of the heart sac, first and second planar surfaces are formed on each of the chambers. A septum is fitted between the first flat surfaces. The paddle assembly is positioned between the second planar surfaces of the cardiac sac.
Die Zweiteilung des Herzsacks ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Nachbildung eines getrennten Blutstroms für den großen sowie den kleinen Blutkreislauf. Das Septum im Bereich der ersten ebenen Flächen des Herzsacks verhindert dabei eine Übertragung von Pumpbewegungen zwischen den Kammern des Herzsacks, und maximiert den von dem Paddel erzeugten Anstoßeffekt und somit das Herzschlagvolumen. Die Anbringung der Paddeleinheit zwischen den zweiten ebenen Flächen des Herzsacks ermöglicht eine Kompression des Herzsacks.The division of the heart sac into two advantageously enables a separate blood flow to be simulated for the large and small blood circuits. The septum in the area of the first flat surfaces of the heart sac prevents a transfer of pumping movements between the chambers of the heart sac and maximizes the impact effect generated by the paddle and thus the heart stroke volume. The placement of the paddle assembly between the second planar surfaces of the cardiac sac allows compression of the cardiac sac.
Bevorzugt enthält die Antriebseinheit des künstlichen Herzens ein Getriebe, das mindestens zwei teilverzahnte Zahnräder enthält. Die teilverzahnten Zahnräder sind so ausgelegt, dass mindestens zwei Paddel der Paddeleinheit durch das Getriebe gekoppelt sind und zeitverzögert bewegt werden.The drive unit of the artificial heart preferably contains a gear which contains at least two partially toothed gear wheels. The partially toothed gear wheels are designed in such a way that at least two paddles of the paddle unit are coupled by the gear and are moved with a time delay.
Vorteilhafterweise wird durch die Kopplung von zwei Paddeln über die teilverzahnten Zahnräder im Getriebe eine zeitverzögerte Betätigung der Paddel erreicht. Daraus resultiert ein dem menschlichen Herzschlag nahekommender pulsierender Blutstrom. Dabei ist besonders vorteilhaft auch der zeitliche Unterschied zwischen dem kleinen bzw. großen Blutkreislauf nachvollzogen.Advantageously, a time-delayed actuation of the paddles is achieved by the coupling of two paddles via the partially toothed gears in the transmission. This results in a pulsating blood flow that approximates the human heartbeat. The difference in time between the small and large blood circulation is also particularly advantageously understood.
Die Antriebseinheit des künstlichen Herzens umfasst mindestens einen Servomotor der eine Sensorik zum Erfassen des Winkels eines Paddels enthält. Der Servomotor mit seiner Sensorik ermöglicht in vorteilhafter Weise das genaue Einstellen eines Paddelwinkels und eine genaue Einhaltung der Stellgeschwindigkeit.The drive unit of the artificial heart comprises at least one servomotor which has a sensor system for detecting the angle of a paddle holds. The servomotor with its sensors advantageously enables the precise setting of a paddle angle and precise compliance with the setting speed.
Bevorzugt umfasst das künstliche Herz eine Herzabdeckung und einen Skelettring. Der Herzsack, die Paddeleinheit, die Steuereinheit und die Antriebseinheit sind vorzugsweise von der Herzabdeckung umschlossen. Der Skelettring schließt dabei die Herzabdeckung zumindest im Bereich der mindestens einen Eintrittsöffnung und mindestens einen Austrittsöffnung des Herzsacks ab.Preferably, the artificial heart includes a heart cover and a skeletal ring. The heart sac, the paddle assembly, the control unit and the drive unit are preferably enclosed within the heart cover. The skeletal ring closes off the heart cover at least in the area of the at least one entry opening and at least one exit opening of the heart sac.
Die Herzabdeckung in Verbindung mit dem Skelettring verhindert in vorteilhafter Weise das Eindringen von Gewebe in die Mechanik des künstlichen Herzens. Außerdem wird eine Verletzung des umliegenden Gewebes durch die bewegten Teile des künstlichen Herzens verhindert. Des Weiteren wird eine unfallmäßige bzw. vom Arzt verursachte (iatrogene) Beschädigung der inneren Komponenten des künstlichen Herzens verhindert.The heart cover in conjunction with the skeletal ring advantageously prevents tissue intrusion into the mechanics of the artificial heart. In addition, damage to the surrounding tissue by the moving parts of the artificial heart is prevented. Furthermore, accidental or doctor-caused (iatrogenic) damage to the inner components of the artificial heart is prevented.
Bevorzugt umfasst das künstliche Herz eine Manschette und ein Winkelverstellsystem. Die Manschette umschließt die Herzabdeckung teilweise und ermöglicht ein Fixieren des künstlichen Herzens mit Hilfe des Winkelverstellsystems.The artificial heart preferably comprises a cuff and an angle adjustment system. The cuff partially encloses the heart cover and allows the artificial heart to be fixed using the angle adjustment system.
Vorteilhafterweise wird das künstliche Herz durch das Winkelverstellsystem, das mithilfe der Manschette an der Herzabdeckung befestigt ist, im menschlichen Körper fixiert. Hierbei simuliert das Winkelverstellsystem die Beweglichkeit des natürlichen menschlichen bzw. tierischen Herzbeutels bezüglich seiner Lage im Körper. Das Winkelverstellsystem nimmt dazu das Herzgewicht auf, ohne dabei die relativ freie Bewegung des Herzens bei unterschiedlichen Körperhaltungen einzuschränken. Die Gewichtskraft wird dabei in die knöchernen Strukturen des Patienten abgeleitet. Dabei lässt sich besonders vorteilhaft der Winkel und die Position des künstlichen Herzens den anatomischen Vorgaben des Körpers anpassen.Advantageously, the artificial heart is fixed in the human body by the angular adjustment system, which is attached to the heart cover by means of the cuff. The angle adjustment system simulates the mobility of the natural human or animal pericardium with regard to its position in the body. The angle adjustment system absorbs the weight of the heart without restricting the relatively free movement of the heart in different postures. The weight force is transferred to the patient's bony structures. The angle and the position of the artificial heart can be adapted to the anatomical specifications of the body in a particularly advantageous manner.
Bevorzugt umfasst die im künstlichen Herzen enthaltene Steuereinheit einen Mikrokontroller, eine Kommunikationseinheit und eine Motorenschnittstelle. Der Mikrokontroller ist so konfiguriert, dass das künstliche Herz einen künstlichen Herzschlag erzeugt. Dazu steuert die Steuereinheit mit Hilfe der Motorenschnittstelle den Servomotor an. Außerdem dient die Motorschnittstelle dazu, die durch die Sensorik des Servomotors ermittelten Winkel zu erfassen. Die Kommunikationseinheit stellt eine kontaktlose Datenverbindung zur Übertragung von Vorgabewerten und/oder Messwerten bereit.The control unit contained in the artificial heart preferably comprises a microcontroller, a communication unit and a motor interface. The microcontroller is configured in such a way that the artificial heart generates an artificial heartbeat. To do this, the control unit controls the servo motor using the motor interface. The motor interface is also used to record the angles determined by the servo motor sensors. The communication unit provides a contactless data connection for the transmission of default values and/or measured values.
Die Steuereinheit steuert in vorteilhafter Weise den durch das künstliche Herz erzeugten Herzschlag. Dabei lässt sich die Pumpleistung mithilfe der über die Motorschnittstelle erfassten Winkeldaten besonders exakt einstellen. Das Verhalten des Herzschlags lässt sich durch die Kommunikationsschnittstelle den Bedürfnissen des Patienten und dessen Körper exakt anpassen. Dazu lassen sich über die Kommunikationsschnittstelle in vorteilhafter Weise Parameter und Messwerte aus der Steuerung abrufen und einstellen. Besonders vorteilhaft lassen sich hämodynamische Messwerte, wie z.B. Geschwindigkeiten und Schlagvolumen, über die Klappenöffnungen auslesen. Die Steuerung über die kontaktlose Datenverbindung ermöglicht nicht nur dem Arzt, sondern auch dem Patienten selbst eine räumlich unbegrenzte und damit besonders benutzerfreundliche Kontrolle über das künstliche Herz. Vorteilhafterweise lässt sich das künstliche Herz durch eine im Septumrest implantierte Elektrode mit den noch vorhandenen intakten Sinusimpulsen synchronisieren und damit hartnäckige supraventrikuläre Arrhythmien terminieren.The control unit advantageously controls the heartbeat generated by the artificial heart. The pump output can be adjusted particularly precisely with the help of the angle data recorded via the motor interface. The behavior of the heartbeat can be precisely adapted to the needs of the patient and his body via the communication interface. For this purpose, parameters and measured values can advantageously be called up and set from the controller via the communication interface. Haemodynamic measurements, such as velocities and stroke volumes, can be read out via the valve openings in a particularly advantageous manner. Control via the contactless data connection enables not only the doctor, but also the patient himself to have spatially unlimited and therefore particularly user-friendly control over the artificial heart. Advantageously, the artificial heart can be synchronized with the remaining intact sinus impulses by means of an electrode implanted in the rest of the septum and thus stubborn supraventricular arrhythmias can be terminated.
Das erfindungsgemäße künstliche Herz enthält bevorzugt einen Energiespeicher, der kontaktlos aufladbar ist. Vorteilhafterweise lässt sich das künstliche Herz durch den kontaktlos aufladbaren Energiespeicher mit Energie versorgen, ohne ein Infektionsrisiko durch eine Durchdringung von Ladeanschlüssen durch die Hautoberfläche zu verursachen.The artificial heart according to the invention preferably contains an energy store that can be charged without contact. Advantageously, the artificial heart can be supplied with energy by the contactless chargeable energy store without causing a risk of infection by charging connections penetrating through the skin surface.
Bevorzugt ist der Herzsack des künstlichen Herzens aus einem hypoallergenen Polysiloxane mit einer Shore-A Härte von 10 Shore bis 20 Shore oder einem Polyester gefertigt. Vorteilhafterweise haftet an einem solchen hypoallergenen Polysiloxane kein Blut an. Somit kann eine materialbedingte Thrombenbildung verhindert werden. Außerdem ist ein solches Material äußerst reißfest und extrem dehnbar.The heart sac of the artificial heart is preferably made of a hypoallergenic polysiloxane with a Shore A hardness of 10 Shore to 20 Shore or a polyester. Advantageously, no blood adheres to such a hypoallergenic polysiloxane. Material-related thrombus formation can thus be prevented. In addition, such a material is extremely tear-resistant and extremely stretchable.
Bevorzugt enthält das künstliche Herz ein Adaptionsgerüst mit mindestens einer Öffnung. Die Öffnungen sind so ausgelegt, dass sie die mindestens eine Eintrittsöffnung und mindestens eine Austrittsöffnung des Herzsacks mit mindestens einer korrespondierenden Verbindungsmuffe des Skelettrings verbindet.The artificial heart preferably contains an adaptation framework with at least one opening. The ports are designed to connect the at least one entry port and at least one exit port of the heart sac to at least one corresponding connector sleeve of the skeletal ring.
Vorteilhafterweis lässt sich dadurch ein und dieselbe Grundkonstruktion des künstlichen Herzens bei nahezu jedem Patienten einsetzen. Besonders vorteilhaft lässt sich das künstliche Herz über das Adaptionsgerüst in Verbindung mit den Skelettring an die physiologischen Gegebenheiten anpassen.Advantageously, one and the same basic construction of the artificial heart can be used in almost every patient. In a particularly advantageous manner, the artificial heart can be adapted to the physiological conditions via the adaptation framework in connection with the skeletal ring.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft beschrieben. Die Zeichnungen zeigen:
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1 eine 3D Innenansicht eines Ausführungsbeispiels des künstlichen Herzens; -
2 eine 3D Innenansicht des Herzsacks eines Ausführungsbeispiels mit den Schiebern; -
3 ein Winkelverstellsystem eines Ausführungsbeispiels; -
4 eine Implantationsstelle eines Ausführungsbeispiels; -
5 einen Skelettring eines Ausführungsbeispiels; -
6 einen Umfangsring eines Ausführungsbeispiels mit dem Konnektor; -
7 einen Herzsack eines Ausführungsbeispiels; -
8 eine künstliche Herzbasis eines Ausführungsbeispiels; -
9 ein Adaptionsgerüst eines Ausführungsbeispiels; -
10 ein Septum eines Ausführungsbeispiels; -
11 eine Paddeleinheit eines Ausführungsbeispiels; -
12 eine Zusammenstellung des Herzsacks eines Ausführungsbeispiels mit der künstlichen Herzbasis; -
13 eine Abdeckung für den Herzsack eines Ausführungsbeispiels mit der Zusammenstellung; -
14 ein Getriebe eines Ausführungsbeispiels mit den Zahnrädern; -
15 eine Herzabdeckung eines Ausführungsbeispiels, der Servomotor, und derer Komponenten; -
16 A-C Zahnräder eines Ausführungsbeispiels und derer Mechanik; -
17 A-B ein Ausführungsbeispiel des gesamten künstlichen Herzens; -
18 ein Verfahren zur Montage des künstlichen Herzens; -
19 ein Verfahren zur Vorbereitung einer von einer Herzabdeckung umschlossenen Einheit; und -
20 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einer Dichtscheibe.
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1 a 3D interior view of an embodiment of the artificial heart; -
2 a 3D interior view of the heart sac of an embodiment with the sliders; -
3 an angle adjustment system of an embodiment; -
4 an implantation site of an embodiment; -
5 a skeletal ring of one embodiment; -
6 a peripheral ring of an embodiment having the connector; -
7 a cardiac sac of one embodiment; -
8th an artificial heart base of one embodiment; -
9 an adaptation framework of an embodiment; -
10 a septum of one embodiment; -
11 a paddle unit of one embodiment; -
12 an assembly of the cardiac sac of an embodiment with the artificial heart base; -
13 a cardiac sac cover of an embodiment comprising the assembly; -
14 a transmission of an embodiment with the gears; -
15 a heart cover of one embodiment, the servomotor, and their components; -
16AC Gears of an embodiment and their mechanics; -
17 AB an embodiment of the entire artificial heart; -
18 a method of assembling the artificial heart; -
19 a method of preparing a cardiac cover enclosed assembly; and -
20 a second embodiment with a sealing washer.
Weitere Bestandteile des künstlichen Herzens sind eine linke Kammer 8 und eine rechte Kammer 9, die Bestandteil eines künstlichen Herzsacks (hier nicht gänzlich dargestellt) sind. Zwischen der linken Kammer 8 und der rechten Kammer 9 befindet sich ein Septum 11. Im Folgenden werden alle Komponenten detailliert beschrieben.Other components of the artificial heart are a
Der lange Schenkel der Basis 12 ist wannenförmig ausgeführt. Zur besseren Anpassung an anatomische Gegebenheiten ist die Basisfläche konkav ausgeführt. Im Wannengrund ist eine quer verlaufende Verzahnung 15 und ein längs verlaufendes Langloch 16, das sich nahezu über die gesamte Länge des langen Schenkels der Basis 12 erstrecken, vorgesehen. Das Langloch 16 dient zur Durchführung von Befestigungsschrauben. Mit Hilfe des Langlochs 16 ist ein exaktes Positionieren des Winkelverstellsystems 1 auch bei variablem Lochabstand der Befestigungspunkte möglich. In dem als Wanne ausgebildeten langen Schenkel der Basis 12 sind zwei verschiebbare Schraubenmuttern 17 gelagert. Die verschiebbaren Schraubenmuttern 17 sind mit einer Verzahnung ausgestattet, die passend zur quer verlaufenden Verzahnung 15 der Basis 12 ausgeführt ist. Durch die Verzahnung wird ein Formschluss bei festgezogenen Befestigungsschrauben erreicht, sodass sich auch bei niedrigen Anzugsmomenten der Befestigungsschrauben eine ausreichende Verschiebefestigkeit ergibt.The long leg of the
Das Winkelgelenk 14, das an dem kurzen Schenkel der Basis 12 des Winkelverstellsystems 1 angebracht ist, enthält ein Winkelgelenkgehäuse 18, das integraler Bestandteil des kurzen Schenkels der Basis 12 ist. An dem Winkelgelenkgehäuse 18 ist eine erste verzahnte Scheibe 19 mit einer mittigen Bohrung eingelegt und fixiert. Von der zur Innenseite der Basis 12 ausgerichteten Seite des Gehäuses 18 ist eine zweite verzahnte Scheibe 20, die eine Zahnscheibenachse 21 enthält, eingelegt. Diese zweite verzahnte Scheibe 20 ist so gestaltet, dass sie im Winkelgelenkgehäuse 18 beweglich ist. Die Verzahnungen der ersten verzahnten Scheibe 19 und der zweiten verzahnte Scheibe 20 sind so geformt, dass sie kraftschlüssig ineinandergreifen, wenn sie zusammengedrückt werden.The angle joint 14, which is attached to the short leg of the
Außerdem ist in das Winkelgelenkgehäuse 18 eine Feder 22 eingelegt, die die erste verzahnte Scheibe 19 gegen die zweite verzahnte Scheibe 20 mit einer definierten Kraft drückt. Das Winkelgelenkgehäuse 18 ist mit einem Deckel 23 so verschlossen, dass die Feder 22 vorgespannt ist. Die aus dem Winkelgelenkgehäuse 18 herausragende Zahnscheibenachse 21 ist im Ausführungsbeispiel an ihrem Ende mit einem Vierkantflansch 24 versehen. Der Vierkantflansch 24 dient zur verdrehfesten Aufnahme des Einstellarms 13.In addition, a
Der Einstellarm 13 enthält an seinem ersten Ende eine Bohrung zur Aufnahme einer Winkelgelenks-Befestigungsschraube 25. Diese Bohrung ist weiter mit einem Vierkant ausgestattet, der zur Aufnahme des Vierkantflansch 24 der aus dem Winkelgelenkgehäuse 18 herausragenden Zahnscheibenachse 21 ausgelegt ist. An seinem zweiten Ende enthält der Einstellarm 13 einen Zahnstangenantrieb 26. Dieser Zahnstangenantrieb 26 besteht aus einem Zahnrad des Zahnstangenantriebs 27 mit einer Zahnradachse 28 und einem Sicherungselement 29. Zum Verdrehen enthält die Zahnradachse 28 des Zahnrads des Zahnstangenantriebs 27 eine dreieckige Ausnehmung 30.The
Durch das Verdrehen des Zahnrads des Zahnstangenantriebs 27 wird eine hier nicht dargestellte Zahnstange 31 ein- oder ausgefahren. Ist die gewünschte Position erreicht, lässt sich die Zahnstange 31 (hier nicht dargestellt) durch axiales Einschieben des Sicherungselements 29 arretieren. Gleichzeitig wird das Zahnrad des Zahnstangenantriebs 27 axial so verschoben, dass es nicht mehr in die Zahnstange 31 (hier nicht dargestellt) eingreift. Zum Lösen der Arretierung drückt man das axial verschobene Zahnrad des Zahnstangenantriebs 27 in seine Ausgangsposition und schiebt damit das Sicherungselement 29 ebenfalls in seine Grundposition. So löst sich das Sicherungselement 29 von der Zahnstange 31 (hier nicht dargestellt) und gibt deren Bewegung wieder frei.By rotating the gear wheel of the rack and
Die
Die Verbindungsmuffen sind röhrenförmige Strukturen, die senkrecht zur Montageebene des Skelettrings 37 angeformt sind. Die oben genannten Verbindungsmuffen sind mit einer Abschlussmuffe 42 umschlossen. Die Abschlussmuffe 42 ist ebenfalls senkrecht zur Montageebene des Skelettrings 37 angeformt. Der Skelettring 37 enthält außerdem Skelettring-Befestigungslöcher 43, die mit Metallringen gestützt sind. Der Skelettring 37 besteht aus Kunststoff, vorzugsweise einem Polytetraflourethylen PTFE oder einem mit einem Kollagen beschichteten Polyester. Es kommen auch andere physiologisch geeignete Materiealien in Frage.The connecting sleeves are tubular structures molded perpendicular to the plane of assembly of the
Der Konnektor 45 besteht aus einem zylinderförmigen Rohr. Die dem verbleibenden natürlichen Herzen zugewandte Öffnung des Rohrs ist axial in Richtung Rohrmitte erweitert. Dadurch wird erreicht, dass Umfangsring 44 und Skelettring auch im radialen Bereich teilweise abgedeckt werden. Im Bereich der Verbindungselemente sind Wölbungen im Konnektor 48 vorgesehen, die so ausgelegt sind, dass darin die Verbindungselemente Platz finden, ohne den Konnektor 47 zur verformen. Das dem künstlichen Herzen zugewandte Rohrende ist ebenfalls axial in Richtung Rohrmitte erweitert. Der Konnektor 47 ist so bemessen, dass er den Umfangsring 44 und den Skelettring 37 peripher umfasst. Der Konnektor 47 besteht aus einem robustem aber relativ elastischen Kunststoff. So wird der Umfangring 44 und der Skelettring 37 in einer Einheit zusammengehalten.The
Die rechte Kammer 9 ist spiegel-symmetrisch gestaltet. Die rechte Kammer 9 ist durch eine erste ebene Fläche 51 der rechten Kammer 9 und eine zweite ebene Fläche 52 der rechten Kammer 9 abgeschlossen. Dabei ist der Abstand zwischen der ersten ebenen Fläche 49 der linken Kammer 8 und der ersten ebenen Fläche 52 der rechten Kammer 9 kleiner als der Abstand zwischen der zweiten ebenen Fläche 50 der linken Kammer 8 und der zweiten ebenen Fläche 52 der rechten Kammer 9. Der Abstand zwischen der ersten ebenen Fläche 49 der linken Kammer 8 und der ersten ebenen Fläche 51 der rechten Kammer 9 ist so gestaltet, dass das Septum 11 dazwischen Platz findet. Der Abstand zwischen der zweiten ebenen Fläche 50 der linken Kammer 8 und der zweiten ebenen Fläche 52 der rechten Kammer 9 ist so gestaltet, dass darin die Paddeleinheit 7 Platz findet.The
Die gewölbten Außenflächen der linken Kammer 8 und der rechten Kammer 9 weisen Lamellenstrukturen 54 auf. Diese Lamellenstrukturen 54 sind so gestaltet, dass sie die Beweglichkeit des Herzsacks 10 deutlich verbessern. Alternativ können die Lamellenstrukturen 54 auch als gestreckte Faltenstruktur ausgeführt sein. Die Lamellenstruktur oder die Faltenstruktur wirkt ähnlich dem Balg eines Akkordeons. Zur weiteren Reduzierung der Betätigungskraft des Herzsacks 10 sind optional in den Wandungen der linken Kammer 8 und der rechten Kammer 9 Rillenstrukturen 55 angebracht. Durch die Materialverjüngung in den Rillenstrukturen 55 wird die Kraft zum Bewegen der linken Kammer 8 und der rechten Kammer 9 deutlich reduziert.The curved outer surfaces of the
Der obere Teil des Herzsacks 10, der einem Adaptionsgerüst 56 zugewandt ist, besteht aus einer Flanschfläche 57 einem peripheren Rand 58 und Kammern 59. Die Flanschfläche 57 weist Eintrittsöffnungen des Herzsacks 60 und Austrittsöffnungen des Herzsacks 75 für den Durchfluss des zu transportierenden Blutes auf. Diese Eintrittsöffnungen des Herzsacks 60 und Austrittsöffnungen des Herzsacks 75 sind so gestaltet, dass sie mit den Öffnungen des Adaptionsgerüsts 56 korrespondieren. Die Flanschfläche 57 weist zusätzlich Befestigungslöcher des Herzsacks 61 auf. Der periphere Rand 58 entspricht in seinen Außenwandungen den Herzsäcken 8 und 9, wobei jedoch die Lamellenstruktur 54 bzw. die langgestreckte Faltenstruktur nicht mit angeformt ist.The upper part of the
Die erste ebene Fläche der linken Kammer 49 und die erste ebene Fläche der rechten Kammer 51 sind in dem peripheren Rand 58 bis zur Flanschfläche 57 weitergeführt. Die im peripheren Rand 58 weitergeführte zweite ebene Fläche der linken Kammer 50 und die zweite ebene Fläche der rechten Kammer 52 sind in diesem Bereich des peripheren Randes 58 winklig versetzt. Die dadurch entstehende Schieberkammern 59 dienen zur Aufnahme von Schiebern 62. Mittig zwischen den ebenen Flächen 49, 50, 51, 52 sind kreissegmentförmige Strukturen 63, 64 angeordnet, die geeignet sind, eine Achsaufnahme 65 der Paddeleinheit 7 aufzunehmen.The first flat surface of the
Der Herzsack 10 ist aus einem dehnbaren und robusten Kunststoff gefertigt. Der Herzsack 10 besteht aus hypoallergenen Polysiloxan mit einer Shore-A Härte von 10 Shore bis 20 Shore oder einem Polyester. Geeignet für den Herzsack ist auch ein medizinisch unbedenkliches Polyurethan, mit einer Shore-A Härte von 10 Shore bis 20 Shore. Beide Elastomere erfüllen die Anforderungen an Haltbarkeit und Zuverlässigkeit, die für ein künstliches Herz notwendig sind.The
Zur Aufnahme der Kugellager 70 sind mittig zwei zylinderförmige Halterungen 73 mit Bohrungen, die dem Durchmesser der Kugellager 70 entsprechen, vorgesehen. Diese Kugellager 70 dienen zur reibungsarmen drehbaren Lagerung eines jeden Lagerzapfens 77 der Paddeleinheit 7.To accommodate the
Radial in einer ersten Hälfte des mittigen Stegs 67 ist eine Aufnahme für das Septum 11, die aus einer Schwalbenschwanzförmige Nut 78 besteht, vorgesehen. In diese schwalbenschwanzförmige Nut 78 wird das Septum 11 an seiner schwalbenschwanzförmigen Feder 79 eingeschoben. Außerdem stützt die erste Hälfte des mittigen Stegs 67 die zylinderförmigen Halterungen 73 der Kugellager 70.Radially in a first half of the
Die zweite Hälfte des Mittigen Stegs 74 dienen zum Stützen der beiden mittig angeordneten zylinderförmigen Halterungen 73 zur Aufnahme der Kugellager 70. Eine ringförmige Nut 80, die in axialer Richtung der künstlichen Herzbasis 66 geöffnet ist, bildet die Aufnahmestruktur für die Abdeckung des Herzsacks 71. In diese ringförmige Nut 80 wird die Abdeckung für den Herzsack 71 durch axiales Aufstecken montiert.In This ring-shaped
Zur Aufnahme der Herzabdeckung 82 ist eine zweite Oberfläche der künstlichen Herzbasis 83 vorgesehen, die bis zu einer radialen Wandung zur Aufnahme der Herzabdeckung 84 reicht. Diese radiale Wandung zur Aufnahme der Herzabdeckung 84 ist so geformt, dass sie der Form der Innenwandung der Herzabdeckung 82 entspricht. So kann die Herzabdeckung 82 aufgeschoben werden. Die Abmessungen der radialen Wandung zur Aufnahme der Herzabdeckung 84 ist so bemessen, dass die Herzabdeckung 72 eine formschlüssige Verbindung eingeht. Die künstliche Herzbasis 66 besteht aus einem faserverstärkten Polyamid, einem faserverstärkten Polycarbonat oder einer medizinisch unbedenklichen Metalllegierung.A second surface of the
Die
Das Adaptionsgerüst 86 enthält Befestigungslöcher des Adaptionsgerüsts 91, die so positioniert sind, dass die Befestigungsbolzen 69 der künstlichen Herzbasis 66 hindurchreichen. Das Material des Adaptionsgerüsts 86 ist ebenso wichtig bei der Vermeidung einer Thrombenbildung. Aus diesem Grund besteht das Adaptionsgerüst 86 bevorzugt aus einem Polytetrafluorethan PTFE, das mit Kohlenstofffaser verstärkt ist.
In
Die Paddel 53 sind flächig ausgeführt und haben jeweils die exakte Flächenform der zweiten ebenen Flächen der Kammern 50, 52 des Herzsacks 10. An die Paddel 53 sind zylinderförmige Achsaufnahmen 65 angeformt. Die zylinderförmigen Achsaufnahmen 65 enthalten an einem ersten Ende, das der künstlichen Herzbasis 66 zugewandt ist, eine Aufnahme für den abgeflachten Abschnitt der Drehachse 98. Somit kann über den abgeflachten Abschnitt der Drehachse 95 eine Drehkraft auf das Paddel 53 übertragen werden. In diesem Abschnitt ist auch der Lagerzapfen 77 zur Aufnahme eines Kugellagers vorgesehen. An dem zweiten Ende der zylinderförmigen Achsaufnahme 65 sind hexagonförmige Abflachungen 99 angebracht.The
Die Paddel 53 und die Achsaufnahme 65 bestehen aus einem faserverstärkten Polyamid, einem faserverstärkten Polycarbonat oder einer medizinisch unbedenklichen Metalllegierung. Die Schieber 62 sind rechtwinklig zu den Paddeln 53 angeordnet. Sie bestehen aus einer tortenstückförmigen Fläche 100, die an drei Seiten mit weiteren senkrecht zu dieser tortenstückförmigen Fläche 100 angeordneten Wandflächen 101 abgeschlossen ist. Der Schieber 62 ist so dimensioniert, dass er in der Schieberkammer 59 des Herzsacks 10 Platz findet. In einer Paddeleinheit 7 sind die Schieber 62 spiegelsymmetrisch angeordnet.The
Die Schieber 62 bestehen bevorzugt aus einem faserverstärkten Polyamid, einem faserverstärkten Polycarbonat oder einer medizinisch unbedenklichen Metalllegierung. Die Paddel 53, die Schieber 62 und die Achsaufnahme 65 können als ein einstückiges Teil in Form der Paddeleinheit 7 ausgeführt sein.The
In der Schnittdarstellung der
Die Herzsackabdeckung 71 enthält eine flache Ebene 103 mit drei Bohrungen der Herzsackabdeckung 104, 105, 106. Die erste Bohrung der Herzsackabdeckung 104 enthält ein Kugellager der Herzsackabdeckung 107 und die zweite Bohrung der Herzsackabdeckung 105 enthält ein weiteres Kugellager der Herzsackabdeckung 108. In diesen Kugellagern der Herzsackabdeckung 107, 108 sind die Achsaufnahmen 65 der Paddeleinheiten 7 gelagert. Die dritte Bohrung der Herzsackabdeckung 106 ist mittig zwischen der ersten Bohrung der Herzsackabdeckung 104 und der zweiten Bohrung der Herzsackabdeckung 105 angeordnet. Durch diese dritte Bohrung der Herzsackabdeckung 106 reicht der zentrale Stab 92 des Septums 11.The
Auf den zentralen Stab 92 des Septums 11 ist eine Mutter 93 aufgeschraubt. Durch diese Mutter 93 wird die Abdeckung für den Herzsack 71 über das Septum 11 gegen die künstliche Herzbasis 66 verspannt. In der Schnittdarstellung ist weiter deutlich zu erkennen, wie die Abdeckung für den Herzsack 71 in der ringförmigen Nut 80 der künstlichen Herzbasis 66 gehalten ist. Dabei ist der Rand der Abdeckung für den Herzsack 81 vorzugsweise so geformt, dass er passgenau in der ringförmigen Nut 80 eingeschoben werden kann.A
Die Sandwichkonstruktion aus Skelettring 37, Umfangsring 44, Adaptionsgerüst 56, Herzsack 10 und der künstlichen Herzbasis 66 lässt sich in der Schnittdarstellung zur
Die
Außerdem enthält das erste Zahnrad 5 an seiner ersten Stirnseite eine erste zylinderförmige Erweiterung 114 des ersten Zahnrads 5 in axialer Richtung. Der Durchmesser der ersten zylinderförmigen Erweiterung 114 des ersten Zahnrads 5 ist kleiner als der Fußkreisdurchmesser des ersten Zahnrads 5. Im Zentrum der ersten zylinderförmigen Erweiterung 114 des ersten Zahnrads 5 ist eine hexagonale Ausnehmung 115 des ersten Zahnrads 5 enthalten. Diese hexagonale Ausnehmung 115 des ersten Zahnrads 5 nimmt die hexagonförmige Abflachung 99 der Achsaufnahme 65 einer Paddeleinheit 7 auf. Das erste Zahnrad 5 enthält an seiner zweiten Stirnseite eine zweite zylinderförmige Erweiterung 116 in axialer Richtung. Der Durchmesser der zweiten zylinderförmigen Erweiterung 116 des ersten Zahnrads 5 ist kleiner als der Fußkreisdurchmesser des ersten Zahnrads 5. Auf der zweiten Stirnseite des ersten Zahnrads 5 ist der Endzahn 112 des ersten Zahnrads 5 in axialer Richtung zu einem Stopper 117 des ersten Zahnrads 5 erweitert.In addition, the
Das zweite Zahnrad 6 weist an einem Teilumfang Zähne beginnend mit einem Startzahn 118 des zweiten Zahnrads 6 und endend mit dem Endzahn 119 des zweiten Zahnrads 6 auf. Zwischen dem Startzahn 118 des zweiten Zahnrads 6 und dem Endzahn 119 des zweiten Zahnrads 6 ist eine Lücke 120 des zweiten Zahnrads 6 vorgesehen. Die Zahnreihenfolge des zweiten Zahnrads 6 verläuft in der ersten dargestellten Perspektive im Uhrzeigersinn. Im Zentrum des ersten Zahnrads 6 ist eine Bohrung enthalten. Außerdem enthält das erste Zahnrad 6 an seiner ersten Stirnseite eine erste zylinderförmige Erweiterung 121 des zweiten Zahnrads 6 in axialer Richtung. Der Durchmesser der ersten zylinderförmigen Erweiterung 121 des zweiten Zahnrads 6 ist kleiner als der Fußkreisdurchmesser des zweiten Zahnrads 6. Im Zentrum der ersten zylinderförmigen Erweiterung 121 des zweiten Zahnrads 6 ist eine hexagonale Ausnehmung 122 des zweiten Zahnrads 6 enthalten. Diese hexagonale Ausnehmung 122 des zweiten Zahnrads 6 nimmt die hexagonförmige Abflachung 99 der Achsaufnahme 66 einer Paddeleinheit 7 auf.The
Das zweite Zahnrad 6 enthält an seiner zweiten Stirnseite eine zweite zylinderförmige Erweiterung 123 des zweiten Zahnrads 6 in axialer Richtung. Der Durchmesser der zweiten zylinderförmigen Erweiterung 123 des zweiten Zahnrads 6 ist kleiner als der Fußkreisdurchmesser des zweiten Zahnrads 6. Auf der zweiten Stirnseite des zweiten Zahnrads 6 ist ein Stopper 124 des zweiten Zahnrads 6 angeformt. Dieser Stopper 124 des zweiten Zahnrads 6 ist in einem Segment mit einer Breite einer Zahnteilung des zweiten Zahnrads 6 auf den Durchmesser der zweiten zylinderförmigen Erweiterung 123 des zweiten Zahnrads 6 auf den Kopfkreisdurchmesser des zweiten Zahnrads 6 erweitert. Auf der zweiten Stirnseite des zweiten Zahnrads 6 ist eine Senkung eingesenkt, in die ein Kugellager 125 des zweiten Zahnrads 6 eingepresst ist.On its second end face, the
Das erste Zahnrad 5 und das zweite Zahnrad 6 sind bevorzugt aus Polyoxymethylen POM gefertigt. Durch dieses Material wird eine äußerst hohe Standzeit des Getriebes 138 erreicht, da keine Schmierung notwendig ist. Alternativ kann das erste Zahnrad 5 und das zweite Zahnrad 6 aus einem Metall bestehen.The
Die Motorabdeckung 4 enthält einen ersten Stopper 129, der dazu geeignet ist den Drehumfang eines montierten ersten Zahnrads 5 an dessen Stopper 117 zu begrenzen. Die Motorabdeckung 4 enthält weiter einen zweiten Stopper 130 der ausgelegt ist, ein Rückstellen des zweiten Zahnrads 6 über eine Startlage hinaus mithilfe des Stoppers 124 des zweiten Zahnrads 6 zu verhindern.The
Weiter ist in
Zur Befestigung der Herzabdeckung 72 ist ein Herzabdeckungsflansch 135 angeformt. Die Außenkontur des Herzabdeckungsflanschs 135 entspricht der Außenkontur der künstlichen Herzbasis 66. Gehalten wird die Herzabdeckung 72 durch den übergreifenden Konnektor 45.A
Die
Wie in den
Zum Entlasten des Herzsacks 10 wird das erste Zahnrad 5 durch den Servomotor 3 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Das an das erste Zahnrad 5 gekoppelte zweite Zahnrad 6 wird dabei im Uhrzeigersinn in Richtung seiner Grundposition gedreht. Bei Erreichen der Position, wie sie in
Je nach körperlicher Belastung wie beispielsweise Kraftausübungen, sportliche Trainingseinheiten, Ruhezeiten oder Schlafzeit ist eine Anpassung des Herzschlagvolumens erforderlich. Eine Möglichkeit, eine passende Hämodynamik zu erzielen besteht darin, dass die Herzfrequenz bedarfsgerecht erhöht oder gesenkt wird. Dies erfolgt durch Manipulation der Pausenzeiten, in denen der Servomotor 3 inaktiv ist. Dabei bleiben Motorgeschwindigkeit und Rotationsgrad im aktiven Zustand des Servomotors 3 unverändert. Die Steuereinheit 137 des künstlichen Herzens kommuniziert hierzu mittels einer drahtlosen Verbindung mit einer externen Steuereinheit. Dabei ist die drahtlose Verbindung so ausgelegt, dass eine sichere Kommunikation durch das menschliche Gewebe möglich ist. Die drahtlose Kommunikationsschnittstelle kann z.B. eine proprietäre drahtlose Schnittstelle, Bluetooth, ZigBee, WLAN oder eine andere drahtlose Kommunikationsschnittstelle sein.Depending on physical stress such as strength training, sporting training sessions, rest periods or sleeping time, an adjustment of the heart rate is necessary. One way to achieve appropriate hemodynamics is to increase or decrease the heart rate as needed. This is done by manipulating the pause times in which the
Die Pausezeit zum Erreichen der gewünschten Herzfrequenz wird wie folgt ermittelt:
- 2: Für ein Hindrehen und wieder Rückkehren
- HF: Herzfrequenz
- RZ: Rotationszeit abhängig vom Rotationsgrad und Motorgeschwindigkeit
- PZ: Pausenzeit.
- 2: For turning and returning
- HR: heart rate
- RZ: Rotation time dependent on degree of rotation and motor speed
- PZ: break time.
Als Folge ist die Herzfrequenz:
Eine weitere Möglichkeit, eine passende Hämodynamik zu erzielen besteht darin, das mit einem simulierten Herzschlag transportierte Blutvolumen anzupassen. Hierzu wird der Rotationsgrad und somit die Rotationszeit des Servomotors 3 manipuliert. Dabei wird die Pausenzeit beibehalten. Das ist vergleichbar mit dem physiologischen Mechanismus, wenn die beiden Herzkammern deren Kontraktilitätsgrad ändern. Das Anpassen des Herzschlagvolumens beruht darauf, dass die angetriebene Motorachse 131 des Servomotors 3 eine von der Stromzufuhr abhängige Rotationsgeschwindigkeit hat. Somit lässt sich bei Erhöhung des Rotationswinkels und umgekehrt proportionaler Änderung der Rotationsgeschwindigkeit das transportierte Blutvolumen anpassen. Die Herzfrequenz kann dabei konstant gehalten werden. Eine Kombination beider Anpassungen der Hämodynamik kann ebenfalls eingesetzt werden, um eine verbesserte Anpassung zu erreichen.Another way to achieve matching hemodynamics is to adjust the volume of blood transported with a simulated heartbeat. For this purpose, the degree of rotation and thus the rotation time of the
Die Steuereinheit 137 besteht im Ausführungsbeispiel aus der Steuerelektronik, einem Mikrocontroller, einer Motorenschnittstelle, einer drahtlosen Kommunikationsschnittstelle, einer drahtlosen Ladestromübertragung, einer Sensorik und einem Akku. Der Mikrocontroller steuert und überwacht die gesamte Funktionalität des künstlichen Herzens.In the exemplary embodiment, the
Der Mikrokontroller arbeitet einen Programmcode ab, der die Rotationsbewegung des Servomotors 3 steuert. Der Servomotor 3 erzeugt eine Drehbewegung an seiner angetriebenen Motorachse 131. Die angetriebene Motorachse 131 ist mit dem ersten Zahnrad 5, der Drehachse 76, und der Paddeleinheit 7 verbunden. Die Ruhelage der Paddeleinheit 7 entspricht einem Winkel von 0°. Der Servomotor 3 wird über die Motorenschnittstelle veranlasst seinen vorprogrammierten Rotationsgrad anzufahren. Das mit dem ersten Zahnrad 5 verbundene Paddel 53 wird somit in diesen Winkel bewegt. Dadurch wird die linke Kammer 8 des Herzsacks 10 zusammengedrückt.The microcontroller runs a program code that controls the rotational movement of the
Das Zusammendrücken der linken Kammer 8 verursacht ein Ausstoßen des in der linken Kammer 8 befindlichen Blutes durch die aortalen-, und pulmonalen Öffnungen über das Adaptionsgerüst 56 in die Blutbahn. Der durch diese Bewegung eingeschobene Schieber 62 stellt sicher, dass das Blut beim Zusammendrücken der jeweiligen Kammer 8 des Herzsacks 10 nicht in den angeschlossenen Vorhof gedrückt wird. Eine Rotation des Paddels 53 bewegt auch den Schieber 62 in derselben Rotationsbewegung. Dabei bewegt sich der Schieber 62 in seiner Kammer 59 des Herzsacks 10. Der Schieber 62 unterstützt einerseits das Zusammendrücken der Kammern 59 des Herzsacks 10 und verschließt anderseits temporär die jeweilige Vorhoföffnung 33, 35.The compression of the
Ist die Endposition erreicht, verharrt der Servomotor 3 in dieser Position für eine festgelegte Zeit. Während dieser Zeit wird der Druck in der jeweiligen Kammer bevorzugt für eine kurze Zeit aufrechterhalten, damit ausreichend Blut durch das künstliche Herz transportiert wird. Anschließend bewegt der Servomotor 3 das an das erste Zahnrad 5 angeschlossene Paddel 53 zurück in die Grundposition von 0°.When the end position is reached, the
Der Servomotor 3 verharrt in dieser Grundposition für eine weitere festgelegte Zeit. In dieser Zeit füllt sich die linke Kammer 8 des Herzsacks 10 mit dem Blut.The
Durch die Bewegung des Paddels 53 in die Grundposition bildet sich in der linken Kammer 8 ein negativer Druck. Durch diesen Unterdruck wird das Blut in die linke Kammer 8 des Herzsacks 10 gesogen. Da das erste Zahnrad 5 direkt mit der angetriebenen Motorachse 131 des Servomotors 3 verbunden ist, ist die Drehbewegung des Paddels 53 simultan zu der Bewegung der angetriebenen Motorachse 131.A negative pressure is formed in the left-
Im Gegensatz dazu führt das Paddel 53, das mit dem zweiten Zahnrad 6 verbunden ist, eine verzögerte Bewegung aus. Die Verzögerungszeit wird durch die Lücke 113 des ersten Zahnrads 5 in der das erste Zahnrad 5 keine Zähne hat, bestimmt. Die zahnlose Lücke 113 im ersten Zahnrad 5 dient dazu, dass die Drehbewegung des ersten Zahnrads 5 nur intermittierend und nicht simultan ins zweite Zahnrad 6 übertragen wird. Da die Lücke 113 des ersten Zahnrads 5 einen festgelegten Winkel abdeckt, verstreicht eine vorher bestimmte Zeit, um diese Lücke 113 des ersten Zahnrads 5 zu überbrücken. Die Motorgeschwindigkeit legt die Dauer dieser Zeit fest, die notwendig ist, um diese Lücke 113 des ersten Zahnrads 5 zu überwinden.In contrast, the
Mit dem Ende der Lücke 113 des ersten Zahnrads 5 wird das zweite Zahnrad 6 durch die Zähne beider Zahnräder bewegt. Die Bewegung des zweiten Zahnrads 6 wird auf die damit verbundene Paddeleinheit 7 übertragen. Über die Paddeleinheit 7 wird eine Pumpaktion der rechten Kammer 9 des Herzsacks 10 ausgeführt. Kehrt das erste Zahnrad 5 in seine ursprüngliche Position zurück, führt das dazu, dass das zweite Zahnrad 6 ebenfalls in seine Grundposition zurückbewegt wird. Durch die unterschiedlichen Durchmesser des ersten Zahnrads 5 und des zweiten Zahnrads 6 wird die rechte Kammer 9 vor der linken Kammer 8 wieder mit Blut befüllt. Dabei füllt sich die rechte Kammer 9 bereits komplett auf, während das erste Zahnrad 5 noch im Bereich der Lücke 113 des ersten Zahnrads 5 in Bewegung ist.With the end of the
Das bereits beschriebene Winkelverstellsystem 1 stellt eine Aufnahme und einen Zahnstangenantrieb 26 für eine Zahnstange 31 bereit. Die Zahnstange 31 enthält an seinem aus dem Einstellarm 13 herausragenden Ende ein Kugelgelenk 134. Dieses Kugelgelenk 134 verbindet eine distale Manschette 2 mit der Zahnstange 31. Zur Sicherung der Lage des künstlichen Herzens an der Implantationsstelle ist es ausreichend, dass das künstliche Herz lediglich in die distale Manschette 2 eingelegt wird. Dazu ist die distale Manschette 2 so geformt, dass sie die Herzabdeckung 72 an ihrem geschlossenen Ende exakt umschließt. Ist eine weitere Fixierung der Herzabdeckung 72 in der distalen Manschette 29 gefordert, können in der distalen Manschette 2 Halteklammern (hier nicht dargestellt) vorgesehen werden.The
In
Die
In einer weiteren Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße künstliche Herz einen zweiten Servomotor. Mithilfe des zweiten Servomotors ist es möglich, jedes Paddel individuell zu betätigen. Dadurch lässt sich eine deutlich höhere Flexibilität der Betätigungsreihenfolge und Betätigungsgeschwindigkeit der Kammern des Herzsacks erreichen. Dabei kann auch auf ein Getriebe verzichtet werden.In a further embodiment, the artificial heart according to the invention contains a second servomotor. With the help of the second servo motor, it is possible to operate each paddle individually. This makes it possible to achieve significantly greater flexibility in terms of the sequence of actuation and the rate of actuation of the chambers of the heart sac. It is also possible to dispense with a gear.
Die
In einem ersten Schritt wird das Winkelverstellsystem 1 an einer Wirbelsäule fixiert S101. Die Basis 12 wird mittels der verschiebbaren Schraubenmuttern 17 durch zwei Rückgrat-Schrauben in Position gebracht und festgeschraubt. Nun wird der Winkel bestimmt S102. Die Bestimmung S102 des Winkels und spätere Einstellung der korrekten Lage S114 des künstlichen Herzens mit Hilfe des bestimmten Winkels erfolgt durch Ausüben eines Drucks auf den Einstellarm 13 in Richtung Winkelgehäuse 8. Durch den Druck löst sich der Kontakt zwischen den gezahnten Flächen der ersten verzahnten Scheibe 19 und der zweiten verzahnten Scheibe 20, und somit kann man den Einstellarm 13 auf der Basis 8 drehen. Lässt der Druck nach, drückt die im Winkelgehäuse 8 eingebaute Feder 22 die erste verzahnte Scheibe 19 gegen die zweite verzahnte Scheibe 20. Die Verzahnungen 15 steht somit wieder im Eingriff und fixiert dadurch den Einstellarm 13 in seiner neuen Position.In a first step, the
In einem zweiten Schritt wird der Skelettring 37 an die kardialen Strukturen angeschlossen S103. Zur Vorbereitung wird der Konnektor 45 auf den Skelettring 37 aufgelegt, sodass die Verbindungsmuffe des Skelettrings 37 den Konnektor 45 durchdringt. Nun wird der Umfangsring 44 über den Skelettring 37 und unter den Konnektor 45 gezogen S103. Dabei werden die Gefäße und Vorhöfe der präparierten Implantationsstelle an die dafür vorgesehene Verbindungsmuffe für den linken Vorhof 38, an der Verbindungsmuffe für die Aorta 39, an der Verbindungsmuffe für den rechten Vorhof 40 und an der Verbindungsmuffe für den Truncus pulmonalis 41 des Skelettrings 37 angeschlossen S104.In a second step, the
In einem weiteren Schritt wird der Herzsack 10 in die künstliche Herzbasis 66 eingelegt S105. Dabei durchdringen die linke Kammer 8 und die rechte Kammer 9 des Herzsacks 10 die künstliche Herzbasis 66. Die Befestigungsbolzen 69 der künstlichen Herzbasis 66 werden durch die im Herzsack 10 vorgesehenen Befestigungslöcher 61 gesteckt. Auf die Einheit bestehend aus künstlicher Herzbasis 66 und dem Herzsack 10 wird das Adaptionsgerüst 56 montiert S106. Dabei wird das Adaptionsgerüst 56 so ausgerichtet, dass dessen Öffnungen der zweiten Ebene des Adaptionsgerüsts 90 entsprechend den Öffnungen des Herzsacks 10 orientiert sind. Nun wird das Adaptionsgerüst 56 über die Befestigungsbolzen 69 der künstliche Herzbasis 66 aufgesteckt, so dass die zweite Ebene des Adaptionsgerüsts 90 plan auf der Flanschfläche 57 des Herzsacks 10 aufliegt.In a further step, the
In einem nächsten Schritt wird das Septum 11 mit seiner schwalbenschwanzförmigen Feder 79 radial in die schwalbenschwanzförmige Nut der Aufnahme für das Septum 78 der künstlichen Herzbasis 66 eingeschoben S107. Nun erfolgt die Montage der Paddeleinheiten 7. Jede Paddeleinheit 7 wird zwischen die beiden Kammern des Herzsacks 10 positioniert S108 und das obere Ende der Paddeleinheit 7 in die Kugellager 70, die in der künstlichen Herzbasis 66 eingepresst sind, eingeführt. Dabei werden die beiden Schieber 62 lagerichtig in die der linken Kammer 8 als auch der rechten Kammer 9 zugeordneten Körbe 59 des Herzsacks 10 eingelegt.In a next step, the
In einem folgenden Schritt wird die Abdeckung für den Herzsack 71 montiert S109. Dazu wird die Abdeckung für den Herzsack 71 mit seinem äußeren Rand in die dafür vorgesehene ringförmige Nut 84 der künstliche Herzbasis 66 eingeschoben. Die Achsaufnahmen 65 der Paddeleinheiten 7 werden bei dem Einschiebevorgang in die zugehörigen Kugellager 107, 108 eingeführt. Der zentrale Stab 92 des Septums 11 wird in die dafür vorgesehene dritte Bohrung der Herzsackabdeckung 106 eingeführt. Schließlich wird die Abdeckung für den Herzsack 71 mit einer Mutter an dem zentralen Stab 92 des Septums 11 fixiert.In a subsequent step, the cover for the
Nun wird die so vormontierte Einheit auf den Skelettring 37 und den Umfangsring 44 aufgesteckt S110. Dabei wird diese vormontierte Einheit so ausgerichtet, dass die Öffnungen des Adaptionsgerüst 56 mit den Öffnungen des Skelettrings 37 übereinstimmen. Nun werden auf die aus dem Umfangsring 44 ragenden Befestigungsbolzen 69 die entsprechenden Muttern 110 aufgeschraubt. Nun werden diese Muttern 110 Schritt für Schritt kreuzweise festgezogen. Beim kreuzweise Festziehen werden immer die gegenüberliegenden Muttern 110 paarweise angezogen. Dadurch lassen sich Verspannungen durch ungleichmäßiges Festziehen vermeiden.The unit preassembled in this way is now placed on the
Die
Zur Montage des Getriebes S202 wird auf die angetriebene Motorachse 131 des Servomotors 3 das erste Zahnrad 5 in Grundposition aufgesteckt. Eine erste Drehachse wird an ihrem langen Gewinde 96 durch das erste Zahnrad 5 in die angetriebene Motorachse 131 eingeschraubt. Eine zweite Drehachse 94 wird an ihrem kurzen Gewinde 97 in das zweite Zahnrad 6 eingeschraubt. Das zweite Zahnrad 6 mit der eingeschraubten Drehachse 94 wird an seinem eingepressten Kugellager des zweiten Zahnrads 125 auf den zylinderförmigen Zapfen 132 der Motorabdeckung 4 aufgeschoben. Die Steuerelektronik wird an der Halteeinrichtung für die Steuerelektronik 126 befestigt S203, und die Verbindung zum Servomotor 3 hergestellt. Außerdem wird die Leitungsverbindung 133 zum Akkumulator und dem Empfänger für die Ladeenergie aus der Herzabdeckung 72 herausgeführt S204.To assemble the gear S202, the
Nun wird die Einheit, die von der Herzabdeckung 72 umschlossen ist, auf die Einheit, die von der Abdeckung für den Herzsack 71 umschlossen ist, montiert S111. Dabei ist besonders zu beachten, dass sich alle bewegten Teile in der Grundposition befinden. Die beiden vormontierten Drehachsen 76, 94 werden in die dafür vorgesehenen Achsaufnahmen 65 eingeschoben. Nun kann die Einheit, die von der Herzabdeckung 72 umschlossen ist, vollständig auf die Einheit, die vor der Abdeckung für den Herzsack 71 umschlossen ist, aufgeschoben werden. Dabei gleiten die hexagonförmige Abflachungen 99 der Achsaufnahmen 65 der Paddeleinheiten 7 in die dafür vorgesehene hexagonale Ausnehmung des ersten Zahnrads 115 und die dafür vorgesehene hexagonale Ausnehmung 122 des zweiten Zahnrades 6. Gleichzeitig gleitet der abgeflachte Abschnitt der Drehachsen 95 in die dafür vorgesehene Aufnahme für den abgeflachten Abschnitt der Drehachse 98.Now, the unit enclosed by the
Nun sind beide Einheiten so aufeinander geschoben, dass der Herzabdeckungsflansch 135 plan auf der zweiten Oberfläche der künstliche Herzbasis 83 aufliegt. Zum Fixieren der Herzabdeckung 72 wird der Konnektor 45 über den Herzabdeckungsflansch 135 gezogen S112, sodass der Konnektor 45 den Umfangsring 44, den Skelettring 37, das Adaptionsgerüst 56, den Herzsack 10, die künstliche Herzbasis 66 und den Herzabdeckungsflansch 135 umschließt. Somit werden die beschriebenen Komponenten als eine einzige Einheit zusammengehalten.Both units are now pushed onto one another in such a way that the
In einem letzten Schritt wird die durch den Konnektor 45 zusammengehaltene Einheit an dem dem Adaptionsgerüst 56 gegenüberliegenden Ende der Herzabdeckung 72 in die distale Manschette 2 eingelegt S113. Die distale Manschette 2 ist über ein Kugelgelenk 134 mit einer Zahnstange 31 verbunden. Die Zahnstange 31 wird in den Einstellarm 13 eingeschoben. Über die dreieckige Ausnehmung 30 am Zahnstangenantrieb 26 wird die Zahnstange in dem Einstellarm 13 je nach Drehrichtung ein bzw. ausgefahren. Somit wird die horizontale Lage des künstlichen Herzens eingestellt. Ist die gewünschte Lage erreicht, wird das Sicherungselement 29 eingeschoben S114. Dadurch wird selbst bei einem Verdrehen des Zahnrads des Zahnstangen Antriebs 27 ein Verstellen der horizontalen Lage verhindert. Die Verbindung zwischen Einstellarm 13 und Zahnstange 31 in Kombination mit dem Sicherungselement 29 dichtet das Winkelverstellsystem 1 so ab, dass Fibrin-Ablagerungen im Geräteinnere verhindert werden.In a final step, the unit held together by the
Die
Der Dichtring 141 enthält weiter eine Öffnung die so geformt ist, dass der der periphere Rand 58 des Herzsacks 10 exakt daran anliegt. Die Flanschfläche 57 des Herzsacks 10 wird durch den Dichtring 141 an die Dichtscheibe 140 gedrückt, ohne gequetscht zu werden. Die weiteren Komponenten wie Septum 11 mit dem zentralen Stab 92, die Paddel 53 und die Scheiber 62 sind entsprechend der ersten Ausführungsform angebracht. Diese zusätzliche Anordnung bestehend aus der Dichtscheibe 140 und dem Dichtring 141 ermöglicht eine weitere Verminderung des Rückflusses von Blut in die entsprechenden Vorhöfe.The sealing
Im Rahmen der Erfindung können alle beschriebenen und/oder gezeichneten und/oder beanspruchten Elemente beliebig miteinander kombiniert werden. Insbesondere ein Kombinieren der beschriebenen Ausführungsformen ist nicht ausgeschlossen.Within the scope of the invention, all of the elements described and/or drawn and/or claimed can be combined with one another as desired. In particular, combining the described embodiments is not ruled out.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020132268.2A DE102020132268B3 (en) | 2020-12-04 | 2020-12-04 | ARTIFICIAL HEART |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102020132268.2A DE102020132268B3 (en) | 2020-12-04 | 2020-12-04 | ARTIFICIAL HEART |
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DE102020132268B3 true DE102020132268B3 (en) | 2022-03-31 |
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ID=80624742
Family Applications (1)
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DE102020132268.2A Active DE102020132268B3 (en) | 2020-12-04 | 2020-12-04 | ARTIFICIAL HEART |
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---|---|
DE (1) | DE102020132268B3 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024023749A1 (en) * | 2022-07-28 | 2024-02-01 | Academisch Medisch Centrum | An implantable artificial heart |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4310930A (en) | 1979-11-28 | 1982-01-19 | U.S. Philips Corporation | Rigid-vane artifical heart |
US4600405A (en) | 1985-10-07 | 1986-07-15 | Zibelin Henry S | Mechanical heart |
DE102011054768A1 (en) | 2011-10-25 | 2013-04-25 | Stavros Kargakis | Artificial heart |
US20140371849A1 (en) | 2013-06-12 | 2014-12-18 | Wilmo C. Orejola | Autonomous Artificial Heart |
-
2020
- 2020-12-04 DE DE102020132268.2A patent/DE102020132268B3/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4310930A (en) | 1979-11-28 | 1982-01-19 | U.S. Philips Corporation | Rigid-vane artifical heart |
US4600405A (en) | 1985-10-07 | 1986-07-15 | Zibelin Henry S | Mechanical heart |
DE102011054768A1 (en) | 2011-10-25 | 2013-04-25 | Stavros Kargakis | Artificial heart |
US20140371849A1 (en) | 2013-06-12 | 2014-12-18 | Wilmo C. Orejola | Autonomous Artificial Heart |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024023749A1 (en) * | 2022-07-28 | 2024-02-01 | Academisch Medisch Centrum | An implantable artificial heart |
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R020 | Patent grant now final |