DE1616141C

DE1616141C - Artificial heart valve

Info

Publication number: DE1616141C
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Cromie, Harry W., Pittsburgh, Pa. (V.StA.)
Publication date: 1972-11-23

Description

2525th

Die Erfindung betrifft ein künstliches Herzventil, bestehend aus einem ringförmigen Metallrahmen, einem daran angebrachten Käfig für einen beweglichen Ventilkörper und einem den Rahmen flanschartig umgebenden Nährand aus weichem Material.The invention relates to an artificial heart valve, consisting of an annular metal frame, a cage attached to it for a movable valve body and a frame like a flange surrounding sewing edge made of soft material.

Bei derartigen Herzventilen bekannter Konstruktion können der Rahmen und der Käfig aus Metall oder Kunststoff bestehen; jedoch hat sich Kunststoff bisher auf die Dauer nicht bewährt, so daß gegenwärtig ausschließlich Herzklappenventile aus Metall verwendet werden; nur der bewegliche Ventilkörper ist in manchen Fällen aus Kunststoff.In such heart valves of known construction, the frame and the cage can be made of metal or made of plastic; however, plastic has so far not proven itself in the long term, so that at present only metal heart valve valves are used; only the moving valve body is made of plastic in some cases.

Andererseits muß vermieden werden, daß irgendwelche Metallteile des Herzventils in Berührung mit dem strömenden Blut gelangen. Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei manchen Personen das benachbarte Gewebe des menschlichen Körpers im Bereich freiliegender Metallflächen des Herzventils auswächst, mitunter auch ausbricht und dann mit einzelnen Partikeln in den Blutkreislauf gerät, was empfindliche Störungen für den Blutkreislauf nach sich ziehen und sogar zu einer Embolie führen kann. Dagegen breitet sich das Körpergewebe zwar auch über mit Textilien abgedeckte oder aus Kunststoff bestehende Flächen eines Ventils aus, beendet aber nach einer gewissen Zeit sein Wachstum. Das Gewebe wuchert also in diesem Falle nicht wie bei der Berührung mit Metallflächen und wird auch nicht locker und brüchig.On the other hand, it must be avoided that any metal parts of the heart valve in contact with get to the flowing blood. It has been shown that in some people the neighboring Tissue of the human body grows in the area of exposed metal surfaces of the heart valve, sometimes breaks out and then gets into the bloodstream with individual particles, which is sensitive Can cause disturbances to the blood circulation and even lead to an embolism. On the other hand Although the body tissue also spreads over textiles covered or made of plastic Areas of a valve, but stops growing after a certain time. The tissue proliferates So in this case not as with the contact with metal surfaces and does not become loose and brittle.

Es ist nun konstruktiv nicht einfach, die einzelnen Teile eines aus Metall bestehenden Herzventils absolut zuverlässig miteinander zu verbinden und trotzdem die Metallteile nicht in Berührung mit dem strömenden Blut zu bringen.It is now structurally not easy, the individual parts of a heart valve made of metal absolutely to connect reliably with each other and yet the metal parts are not in contact with the to bring flowing blood.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, ein künstliches Herzventil der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß es keine Metallteile aufweist, die mit dem strömenden Blut in Berührung kommen, können.The invention is therefore based on the object of providing an artificial heart valve of the type specified at the beginning To be designed in such a way that it has no metal parts that come into contact with the flowing blood, be able.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stäbe des Käfigs an einem Metallring befestigt sind, der seinerseits formschlüssig in einer Umfangsnut des Rahmens gehaltert ist, und daß der Rahmen und der Nährand vollständig von einer Textilbekleidung umhüllt sind, die auch die Ventilsitzfläche am Rahmen bildet.According to the invention, this object is achieved in that the bars of the cage are attached to a metal ring are attached, which in turn is positively held in a circumferential groove of the frame, and that the The frame and the sewing edge are completely enveloped by textile clothing, which also includes the valve seat surface forms on the frame.

Durch diese Konstruktion wird der Zusammenbau des Herzventils stark erleichtert und das strömende Blut zuverlässig von den Metallteilen ferngehalten. Die bei den kleinen Abmessungen derartiger Ventile schwierige Lot- oder Schweißverbindung ist vermieden. Die Abpolsterung des Ventilsitzes durch den Überzug ist ebenfalls von" großer Bedeutung in Anbetracht der Tatsache, daß der Ventilkörper etwa vierzigmillionenmal im Jahr auf den Sitz aufschlägt.This construction greatly facilitates the assembly of the heart valve and the flowing Reliably kept blood away from the metal parts. The with the small dimensions of such valves difficult soldered or welded connections are avoided. The padding of the valve seat by the Coating is also of "great importance in view of the fact that the valve body is about hits the seat forty million times a year.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Metallring hohl und in seinem Hohlraum sind die inneren Enden der Käfigstäbe verankert. Dadurch wird der Zusammenbau des Ventils weiter erleichtert. Die verhältnismäßig komplizierte Form des Käfigs mit seinem Haltering wird in leicht anzufertigende einfache Teile zerlegt, deren Zusammenbau rasch und zuverlässig ohne die wegen des Kunststoffüberzugs der Käfigstäbe auf Schwierigkeiten stoßenden Lot- oder Schweißvorgänge erfolgen kann.According to a preferred embodiment of the invention, the metal ring is hollow and in its cavity the inner ends of the cage bars are anchored. This will start assembling the valve further relieved. The relatively complicated shape of the cage with its retaining ring is easy Simple parts to be manufactured are disassembled, their assembly quickly and reliably without the path of the plastic coating of the cage bars on difficulties encountering soldering or welding processes can.

Die Zeichnung zeigt ein Beispiel für die Ausführung des Herzklappenventils nach der Erfindung, und zwar zeigtThe drawing shows an example of the execution of the heart valve according to the invention, namely shows

Fig. 1 eine Seitenansicht des Ventils, teilweise im Querschnitt,Fig. 1 is a side view of the valve, partially in cross section,

Fig. 2 eine Unteransicht dieses Ventils, teilweise im horizontalen Schnitt,Fig. 2 is a bottom view of this valve, partially in horizontal section,

F i g. 3 einen Teilgrundriß in starker Vergrößerung mit teilweise fortgelassener Bekleidung des Ventilkörpers, F i g. 3 shows a partial plan in a greatly enlarged view with the valve body partially removed,

F i g. 4 einen Teillängsschnitt in Umfangsrichtung nach Linie IV-IV von F i g. 1,F i g. 4 shows a partial longitudinal section in the circumferential direction along line IV-IV of FIG. 1,

F i g. 5 bis 9 Teilquerschnitte von Teilen des Ventils in unterschiedlichen Stadien ihres Zusammenbaues. F i g. 5 to 9 partial cross-sections of parts of the valve in different stages of their assembly.

Gemäß Fig. 1 bis 5,- 7 und 9 weist das Ventil einen ringförmigen Metallrahmen 1 auf, der den kreisförmigen .Durchlaß begrenzt, durch den das Blut zum oder vom Herzen strömen soll. Der Metallrahmen weist vor seinem Zusammenbau mit den anderen Teilen eine nach unten offene Nut 2 von U-förmigem Querschnitt auf, deren äußerer Schenkel ' länger als der innere Schenkel ist. Der längere äußere Schenkel ist durch eine zylindrische Außenwand gebildet, die durch eine Vielzahl von nach unten offenen, radialen Schlitzen in eine entsprechende Anzahl von in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden Wandzungen 3 unterteilt ist. Der kürzere innere Schenkel des Rahmenquerschnittes ist dicker ausgebildet und trägt einen Belag 4 aus unvulkanisiertern, gummiartigem Werkstoff, z. B. aus Silikongummi. Im Bereich des Innenschenkels weist der .Rahmenkörper 1 eine Vielzahl von nach oben ragenden, flachen Hakenzungen 5 auf, die mit spitz zulaufenden Enden nach unten zurückgebogen sind.According to FIGS. 1 to 5, 7 and 9, the valve an annular metal frame 1 which delimits the circular .Durchlaß through which the Blood should flow to or from the heart. The metal frame has to be assembled with the other parts of a downwardly open groove 2 of U-shaped cross-section, the outer leg 'longer than the inner thigh. The longer outer leg is formed by a cylindrical outer wall, by a plurality of downwardly open, radial slots in a corresponding number is divided by wall tongues 3 lying next to one another in the circumferential direction. The shorter inner one Leg of the frame cross-section is made thicker and has a covering 4 made of unvulcanized, rubbery material, e.g. B. made of silicone rubber. In the area of the inner thigh, the .Frame body 1 a plurality of upwardly projecting, flat hook tongues 5, the tapered with Ends are bent back downwards.

Der Rahmenkörper ist gemäß F i g. 1 und 3 von einem ringförmigen Gewebe umgeben, das ihn schlauchförmig umschließt. Bei der Herstellung des Ventilkörpers wird das Gewebe als Flachgewebe zunächst von außen her an den Rahmenkörper 1 angelegt und am Fuß der Hakenzähne 5 mit einer Schnur 8 fest verspannt, z. B. mit einem Katgutfaden. Dann wird der obere Teil des am Rahmenkörper angebrachten Gewebestreifens nach außen und unten geklappt, so daß er die Stellung nach F i g. 6 ein-The frame body is shown in FIG. 1 and 3 surrounded by a ring-shaped tissue that makes him encloses tubular. During the manufacture of the valve body, the fabric is initially used as a flat fabric from the outside applied to the frame body 1 and at the foot of the hook teeth 5 with a Cord 8 tightly tensioned, e.g. B. with a Katgutfaden. Then the top part of the frame body attached fabric strip folded outwards and downwards, so that it is the position according to F i g. 6 one

nimmt. Anschließend wird ein filzartiger Streifen 9, vorzugsweise aus Polyterephthalat, über die Hakenzungen 5 gestreift und an die jetzt niederhängende Außenlage des Gewebes in der in F i g. 6 dargestellten Weise angelegt. Die Hakenzähne 5 werden nun gemaß F i g. 7 nach außen niedergebogen, damit sie in den filzartigen Stoff 9 und in die Gewebelagen eindringen und den ringförmigen Filzstreifen festklemmen. Die niederhängende äußere Gewebelage wird nun nach oben zuriickgebogen und dann einwärts um den filzartigen Streifen und den Rahmenkörper 1 herumgelegt, worauf man die untere Kante des an der Innenseite des Metallrahmens 1 niederhängenden Stoffteils mit der unteren Kante des an der Außenseite niederhängenden Stoffteils auf geeignete Weise verbindet, z. B. durch Zusammennähen mit einem Faden 10. Das Gebilde hat nun die in F i g. 7 dargestellte Ausführung.takes. A felt-like strip 9, preferably made of polyterephthalate, is then placed over the hook tongues 5 striped and attached to the outer layer of the fabric, which is now hanging down, in the position shown in FIG. 6 shown Wise laid out. The hook teeth 5 are now according to F i g. 7 bent outwards so that they are in the felt-like fabric 9 and penetrate into the fabric layers and clamp the annular felt strip. The hanging outer fabric layer is now bent back upwards and then inwards around the felt-like strip and the frame body 1, whereupon the lower edge of the fabric part hanging down on the inside of the metal frame 1 with the lower edge of the the outside hanging fabric part connects in a suitable manner, for. B. by sewing together with a thread 10. The structure now has the one shown in FIG. 7 embodiment shown.

Der Stoff, der den Metallrahmen 1 umschließt, muß für den Benutzer eines solchen Ventils lebenslänglich haltbar sein. Hierfür eignet sich ein Kunststoffgewebe, z. B. Polyterephthalat, am besten. Es ist auch erwünscht, daß dieser Stoff eine samtartige Außenfläche hat, da sie dann aus zahllosen Faserschlingen besteht, um die das Zellgewebe des menschlichen Körpers herumwachsen kann.The substance that encloses the metal frame 1 must be lifelong for the user of such a valve be durable. A plastic fabric is suitable for this, e.g. B. polyterephthalate, best. It is It is also desirable that this fabric has a velvety outer surface, since it is then made up of innumerable fiber loops around which the cell tissue of the human body can grow.

An dem Metallrahmen wird sodann ein Ventilkäfig befestigt. Hierfür werden zunächst zwei Halter 11 an einem Metallring 12 angebracht, worauf man diesen Metallring zusammen mit dem nach unten hängenden Teil der Bekleidung in die Nut 2 des Metallrahmens 1 einschiebt. Der Metallring 12 weist ursprünglich gemäß F i g. 8 eine nach unten offene Nut 13 auf. Die Seitenwände dieser Nut sind mit parallelen Schlitzen versehen, zwischen denen sich Wandabschnitte 14 befinden. Die Halter 11 sind aus Draht gebogen und haben die aus F i g. 1 und 2 ersichtliche Form, weisen also zwei im wesentlichen parallele Stege 15 auf, die durch einen bogenförmigen Abschnitt 16 verbunden sind und in zwei etwa rechtwinklig abgebogene Enden 18 übergehen, die die gleiche Krümmung aufweisen wie der Metallring 12. Der die Halter bildende Draht ist mit einem Gewebe- oder Kunststoffmantel 17 versehen. Die Halter 11 sind in ihrer Größe so bemessen, daß die Verbindungslinien des Mittelpunktes der Ringkörper mit den beiden Stegen 15 jedes Halters etwa einen rechten Winkel einschließen. Der zwischen den beiden Stegen jedes Halters 11 befindliche Raum des Metallringes 12 ist durch einen entsprechend gekrümmten, dünnen Stab 19 aus Kunststoff ausgefüllt, der verhindern soll, daß sich in dem Herzventil eine Luftblase bildet. Nach dem Einsetzen der Halter 11 und der Stäbe 19 in den Metallring 12 werden seine Wandabschnitte 14 gemäß F i g. 9 auf die eingesetzten Teile umgebogen, so daß die Halter 11 und der Metallring 12 einen festen Käfig bilden.A valve cage is then attached to the metal frame. For this purpose, two holders are initially required 11 attached to a metal ring 12, whereupon this metal ring together with the downward hanging part of the clothing in the groove 2 of the metal frame 1 pushes. The metal ring 12 has originally according to FIG. 8 has a downwardly open groove 13. The side walls of this groove are with provided parallel slots, between which wall sections 14 are located. The holders 11 are off Wire bent and have the from F i g. 1 and 2 apparent form, so have two essentially parallel webs 15 which are connected by an arcuate portion 16 and in two Pass over approximately at right angles bent ends 18 which have the same curvature as the metal ring 12. The wire forming the holder is provided with a fabric or plastic sheath 17. the Holders 11 are sized so that the connecting lines of the center of the ring body enclose approximately a right angle with the two webs 15 of each holder. The one between the two Web of each holder 11 located space of the metal ring 12 is through a correspondingly curved, filled thin rod 19 made of plastic, which is to prevent a Air bubble forms. After inserting the holder 11 and the rods 19 in the metal ring 12, his Wall sections 14 according to FIG. 9 bent on the inserted parts, so that the holder 11 and the Metal ring 12 form a solid cage.

Anschließend wird nun ein beweglicher Ventilkörper durch den Ring 12 hindurch in den Halterkäfig eingebracht. Dieser Ventilkörper kann aus einer sehr leichten, hohlen Metall- oder einer Kunststoffscheibe 21, z. B. aus Polytetrafluoräthylen bzw. Polytrifluoräthylen, bestehen. Sodann wird der Käfig mit dem Metallring 12 in die Ringnut 2 des Metallrahmens 1 eingesetzt. Der Ring 12 drückt hierbei die Bekleidung 7 in die Nut 2 und klemmt sie darin fest, wie dies in F i g. 9 dargestellt ist. Die Wandzungen 3 des Rahmens 1 werden nun gemäß Fig. 1 einwärts gebogen, so daß sie den mit dem Ventilkörper 21 versehenen Käfig an dem nun allseitig mit der Bekleidung? bedeckten Metallrahmen 1 verklammern. Da auch die Käfigstäbe bekleidet sind, weisen der Rahmen und der Käfig keine unbekleideten Metallflächen auf.Then a movable valve body is then inserted through the ring 12 into the holder cage brought in. This valve body can consist of a very light, hollow metal or a plastic disc 21, e.g. B. of polytetrafluoroethylene or polytrifluoroethylene exist. Then the cage inserted with the metal ring 12 in the annular groove 2 of the metal frame 1. The ring 12 presses this Clothing 7 in the groove 2 and clamps it tightly, as shown in FIG. 9 is shown. The wall tabs 3 of the frame 1 are now shown in FIG. 1 inward bent, so that they are provided with the valve body 21 cage on which now all sides with the clothing? clamp covered metal frame 1. Since the cage bars are also clothed, the The frame and the cage do not have any bare metal surfaces.

Derjenige Teil des Bekleidungsstoffes, der gemäß Fig. 9 den Belag4 abdeckt, bildet den Sitz für den Ventilkörper 21. Zur richtigen Formgebung und Härtung der Sitzfläche, an die der Ventilkörper beim Arbeiten des Herzventils etwa vierzigmillionenmal jährlich anschlägt, wird das Ventil etwa 4 Stunden lang auf 120° C erwärmt, um den Silikonbelag zu härten und ihn an den Metallrahmen und an den Bekleidungsstoff anzuvulkanisieren, wobei der Belag den Bekleidungsstoff durchdringt. Beim Härten wird der Ventilkörper 21 auf den Sitz gedrückt, so daß sich der letztere der gewölbten Sitzfläche des Ventilkörpers anschmiegt. Die silikonverstärkte Bekleidung bildet dann ein Sitzpolster, das von dem Ventilkörper 21 nicht durchschlagen wird. Das Ventil kann nun in ein lebendes Herz eingenäht werden, aus dem die nicht einwandfrei arbeitende natürliche Herzklappe kurz zuvor entfernt worden ist.That part of the clothing material which, according to FIG. 9, covers the covering 4, forms the seat for the Valve body 21. For the correct shaping and hardening of the seat surface to which the valve body is attached If the heart valve works about forty million times a year, the valve will last about 4 hours heated to 120 ° C for a long time to harden the silicone covering and to attach it to the metal frame and the Vulcanize clothing material, the covering penetrating the clothing material. When hardening will the valve body 21 is pressed onto the seat, so that the latter is against the curved seat surface of the valve body hugs. The silicone-reinforced clothing then forms a seat cushion that is supported by the Valve body 21 is not penetrated. The valve can now be sewn into a living heart, from which the imperfectly functioning natural heart valve was removed shortly before.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Artificial heart valve, consisting of a ring-shaped metal frame, one attached to it Cage for a movable valve body and a flange-like surrounding the frame Sewing edge made of soft material, thereby · characterized in that the bars (11) of the cage are attached to a metal ring (12) are, which in turn is positively held in a circumferential groove (2) of the frame (1), and that the frame and the sewing edge are completely enveloped by a textile clothing (7) which also forms the valve seat surface (4) on the frame.

2. Heart valve according to claim 1, characterized in that the metal ring (12) is hollow and that the inner ends of the cage bars (11) are anchored in its cavity (13).