DE1950529B2

DE1950529B2 - Herzklappenprothese

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Publication number: DE1950529B2
Application number: DE19691950529
Authority: DE
Priority date: 1968-10-07
Filing date: 1969-10-07
Publication date: 1973-03-15
Also published as: DE6939031U; FR2020028A1; US3534410A; GB1263630A; DE1950529A1; DE1950529C3

Description

Die den ÖfTnungsring und gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung auch die Käfig· teile durchsetzenden Ansätze bzw. Vorsprünge weisen vorteilhafterweise die Gesamtdicke des Gevvebeüberzugs auf, so daß sie die Kugel in allen Stellungen innerhalb ihres Bcwegungsbereichs abstützen und eine Abnutzung des Gewebes verhindern, so daß bauliche Erwägungen bei der Auswahl des jeweiligen Gewebematerials oraktisch keine Rolle spielen. Mithin kann ein Gewebe mit optimalen biologischen Eigenschaften benutzt werden.

Die Anordnung von starren Sitzflächen in der Schließstellung der Kugel ermöglicht die Anwendung einer gegenüber der Kugelgröße vergleichsweise großen Üffnungs-Querschnittsfläche. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung entspricht der Öffnungsdurchmesser dem Kugeldurchmesser.

Im folgenden ist die Erfindung in Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen teilweise weggebrochenen Schnitt durch eine Herzklappenprothese mit den Merkmalen der Erfindung₁

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1, Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1, F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in F i g. 1,

Fig. 5 eine Fig. 1 ähnelnde Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung, im Schnitt längs der Linie 5-5 in F i g. 6, und

Fig. 6 eine teilweise weggebrochene Ansicht auf das Einström-Ende der Herzklappenprothese gemäß Fig. 5, mit weggelassener Kugel.

Bei der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Herzklappenprothese sind an einem Öffnungsring 10 mehrere einstückig mit ihm verbundene Käfigschenkel 11,12 und 13 vorgesehen, die eine Kugel 15 umschließen. Die Zahl dieser Schenkel ist nicht kritisch; es können statt der dargestellten drei Schenkel beispielsweise auch vier Schenkel vorgesehen sein. Der Öffnungsring 10 und die Käfigschenkel 11, 12, 13 können aus Metall oder aus Kunststoff gegossen sein. Die Kugel 15 ist vorzugsweise hohl. Die Erfindung ist jedoch weder auf ein aus Metall bestehendes Ventilelement noch auf eine bestimmte Form desselben beschränkt.

Der Öffnungsring 10 ist mit einem weichen, vorzugsweise porösen Material überzogen, beispielsweise einem Kunststoffgewebe. Zu diesem Zweck ist eine schlauchförmige Gewebehülle 20 mit ihren beiden Endabschnitten 21 und 22 über die Ränder des Öffnungsrings 10 gefaltet, wobei sich die Endabschnitte in einer auswärts weisenden, im Öffnungsring ausgebildeten Nut 23 überlappen. Der Endabschnitt 21 ist geschlitzt, so daß er die Käfigschenkel 11, 12, 13 umgreift, und mit einer Kunststoff-Ziehschnur 24 versehen, um dieses Ende der Hülle während des Zusammensetzens in der Nut 23 festlegen zu können. Ein Polsterring 25 aus einem weichen, nähbaren Material, wie Siliconschaumgummi oder Teflon-Filz, ist in eine zweite Gewebehülle 26 eingefaltet. Die Form dieses Polsterrings 25 hängt von der Stelle des Herzens ab, an welcher die Prothese eingesetzt worden soll. Dargestellt ist eine für eine Aortenklappe geeignete Form, doch kann für andere Klappen-Positionen, beispielsweise die Mitralklappenposition, eine andere Form gewählt werden.

Die zweite Hüüe 26 weist einen die Endabschnitte 21 und 22 der ersten Hülle 20 überliegenden Endabschnitt 27 auf, wobei diese drei Hüllen-Endabschnitte in der Nut 23 durch eine Wicklung 28 eines strangartigen Materials wie eines Kunstfadens, festgelcgi sind. Die aneinander angrenzenden Abschnitte der Hüllen 20 und 26 an der Einströmfläche des Öffnungsrings 10 sind bei 29 miteinander vernäht. Das andere Ende 30 der zweiten Hülle 26 ist unter einen Teil des Polsterrings 25 geschoben und bei 31

ίο an der Ausströmfläche der Prothese mit der ersten Hülle 20 vernäht. Der Polsterring 25 und die Hülle 26 bilden mithin einen Nähring bzw. eine Muffe zur Befestigung der Prothese am lebenden Gewebe, wenn die Herzklappenprothese in ein Herz eingepflanzt wird.

Ein Merkmal der erfindungsgemäßen Konstruktion besteht in einer kreisförmigen Anordnung von Ansätzen bzw. Vorsprüngen 35, die einstückig mit dem Öffnungsring 10 ausgebildet sind, von diesem ein der Dicke der Hülle W entsprechendes Stück einwärts abstehen und ku^-lig bzw. kalottenförmig gekrümmte frei liegende Anlageflächen aufweisen, welche der Oberfläche der Kugel 15 angepaßt sind, wenn sich letztere in der Schließstellung gemäß Fig. 1 an diese Anlageflächen anlegt. Die Vorsprünge 35 sind so klein, daß sie das Material bzw. die Maschen des Gewebes der Hülle 20 durchsetzen, aber nur ihre Sitzflächen nicht von Gewebe bedeckt sind. Bei dem Gewebe hande't es sich vorzugsweise um ein Gewirk, dessen Fäden sich ohne weiteres zu beiden Seiten jedes Vorsprungs 35 verschieben lassen, so daß das Gewebe in den Zwischenräumen zwischen den Vorsprüngen 35 mit der Kugel 15 in Berührung steht und eine Abdichtung der Klappenöffnung bewirkt, wenn die Kugel 15 an den Vorsprüngen anliegt, doch ist das Gewebe hierbei keiner Abnutzung unterworfen, da die Vorsprünge die Kugel außer Druckberührung mit dem Gewebe halten. Da die Vorsprünge 35 starre Sitz- bzw. Anlageflächen für die Kugel 15 bilden, kann die Klappenöffnung relativ zum Kugeldurchmesser größer sein als bei bekannten Konstruktionen, bei welchen das Gewebe zusammengedrückt wird und folglich unter dem Anlagedruck der Kugel einer Abnutzung ausgesetzt ist.

Die leichte Berührung des Gewebes mit der Kugel 15 zwischen den Vorsprängen 35 bewirkt eine Dämpfung des Aufprallgeräusches und macht mithin die Herzklappenprothese im Betrieb leiser als eine Prothese mit Metallkugel und unbedecktem Metallsitzring.

Die Käfigschenkel sind mit zwei Hüllen 40, 41 ÜDerzogen, die ebenfalls vorzugsweise aus einem gewirkten oder gestrickten Gewebe bestehen und, wie dargeste'U, vorzugsweise doppelte Dicke besitzen.

Um die Hüllen 40, 41 an den Käfigschenkeln anzubringen, werden letztere vorzugsweise an der Spitze des Käfigs voneinander getrennt, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Diese Anordnung ermöglicht auch ein elastisches Ausbiegen des einen Schenkels zur

δο Einführung der Kugel 15 in den Käfig sowie eine Umhüllung der beiden Schenkel 12 und 13 mit einer einzigen Hülle 40, während der andere Schenkel 11 mit einer getrennten Hülle 41 überzogen wird, die bei 42 mit der Hülle 40 vernäht wird.

Die Käfigschenkel 11, 12, 13 weisen flache, aneinander angepaßte Endflächen 43 auf, die an der Spitze des Käfigs praktisch aneinander anliegen, so daß sich die freien Enden gegenseitig stabilisieren und ein

Einwärtsbiegen der Schenkel gegeneinander vcrhin- ÖfTnungsring 10 α mit zwei Sätzen von einstückig

dert ist. Die Verbindung der beiden Hüllen 20, 26 mit ihm ausgebildeten Vorsprüngen 60 und 61 vcr-

clurch die Naht 42 trägt ebenfalls zur Stabilisierung sehen ist, die in Axialrichtung gegeneinander vcr-

der freien Enden der Käfigschcnkcl 11, 12, 13 bei. setzten Radialcbenen angeordnet sind, und zwar bc-

Einc ähnliche Anordnung wird bei einem Käfig mit 5 finden sich die Vorsprünge 61 näher an der Ein-

vicr Schenkeln angewandt. In diesem Fall werden strömfläche des öffnungsrings 10 α und ragen vom

zwei Hüllen verwendet, von denen jede zwei Sehen- Sitzring ein die Dicke der Hülle 20 wesentlich über-

kcl bedeckt und die einander kreuzen und an der steigendes Stück einwärts. Diese Vorsprünge bilden

Spitze des Käfigs miteinander vernäht sind. Anschläge, welche den Weg der Kugel 15 bei ihrer Die Hüllen 40 und 41 weisen Endabschnittc 54 io Schließbewegung begrenzen, und diese dabei in einer

auf. weiche Abschnitte der Poktcrringhülle 26 unter- kreisförmigen Berührungszonc berühren, welche

greifen und sich vorzugsweise so weit in die Nut 23 etwa dieselbe Relativ-Position auf der Kugel besitzt

des öffnungsrings 10 hinein erstrecken, daß sie mit wie die kreisförmige Berührungszonc der Vor-

einem Abschnitt der Wicklung 28 festgelegt werden sprünge 35 bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1

können. Die Hüllen 40 und 41 sind zusätzlich mit 15 und von einer durch die Kugel gehenden Äquatorial-

Hilfc einer einwärts ziehenden Wicklung 46 aus ebene um einen gewissen Abstand entfernt ist. Kunstfaden festgelegt. Die Naht 31 schließt, wie bei Die Vorsprünge 60 befinden sich dagegen etwa in

31 α angedeutet, auch die Hüllen 40 und 41 ein. der Äquatorialcbenc der Kugel 15, wenn letztere an

An der Innenseite jedes Käfigschcnkeis 11, 12 und den Anschlag-Vorsprüngen 61 anliegt. Die Kugel 15

13 sind jeweils auf Abstand voneinander stehende ao besitzt innerhalb des Rings der Vorsprünge 60 und

Vorsprünge 50 ausgebildet, die ein der doppelten der Hülle 20 geringfügiges Spiel, wodurch eine ge- Dicke der diese Schenkel überziehenden Hülle 40 regelte, minimale Leckage bei geschlossener Klappe

bzw. 41 entsprechendes Stück vom betreffenden zugelassen wird. Die Vorsprünge 60 dienen lediglich

Schenkel abstehen, wobei die Fäden der Maschen dem Schutz des Gewebes und verhindern eine ab-

dcs Gewebes um diese Ansätze herum verzogen sind. 35 nutzen: j Andruckbcriihrung zwischen Kugel 15 und

Auf diese Weise bilden die Vorsprünge 50 gemäß Hülle 20. Wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrie- F i g. 2 Lagerflächen 51 an den Käfigschcnkeln, wcl- bcn, sind die Maschen des Gewirks bzw. Gestricks

ehe die Hüllen 40 und 41 bei der Hin- und Herbe- an jedem Vorsprung 60 und 6i auseinandergezogen,

wcßunj» der Kugel 15 im Käfig vor Abnutzung schüt- so daß die Vorspränge ohne OurchtrennunR irKend-

zcn. Gleichzeitig bewirkt die leichte Berührung der 30 welcher Fäden des Gewebes durch dieses hindurch-

Mctall-Kugcl mit dem zwischen den Vorsprüngen 50 ragen und das Gewebe seine ursprüngliche struk-

befindlichen Gewebe eine Dämpfung des Aufprall- turclle Einheitlichkeit beibehält,

geräuschcs. wenn die Kugel bei ihrer öffnungsbe- Der Öffnungsring 10a gemäß Fig. 5 besitzt grö-

wegung am Ende des Käfigs anschlägt, so daß die ßcrc Ar^: „!abmessungen als der ÖfTnungsring 10 gc-

Hcrzklappenprothesc im Betrieb vergleichsweise leise 35 maß Fig. 1, während die anderen baulichen

ist. Gemäß Fig. 2 sind die Lagerflächen 51 so ge- Merkmale dieser abgewandelten Ausführungsform

krümmt, daß sie der Oberfläche der Kugel angepaßt den mit entsprechenden Bezugsziffern bezeichneten

sind. Merkmalen der zuerst beschriebenen Ausführungs-

Bei der Ausführungsform gemäß Fi g. 5 und 6 be- form gleichen; bezüglich der genaueren Beschreibung sitzt die Herzklappenprothese einen öffnungsdurch- 40 dieser identischen Merkmale wird daher auf die Ermesser, der geringfügig größer ist als der Kugeldurch- läuterung der Fig. 1 bis 4 verwiesen, messer. Dies ist die für eine Kugelklappe größtmög- Selbstverständlich können die Anzahl, die Form liehe öffnungsweite. Die Konstruktion dieser abge- und die Abmessungen der Vorsprünge 35, 50 bzw. wandelten Ausführungsform gleicht der vorstehend 60, 61 je nach den jeweiligen Konstruklionserwägunbeschriebcncn, nur mit dem Unterschied, daß ein 45 gen und -berechnungen variieren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 eingesetzten Fremdkörper zu überwachsen bestrebt Patentansprüche: ist Der Durchmcsser der Klappenöffnung ist zwar

1. Herzklappenprothese mit einem Öffnungs- wegen der Nachgiebigkeit und der Abnützung der ring, welcher mit einer Hülle aus einem porösen, mit Gewebe überzogenen Ventilelement-Sitzfiäche, flexiblen Material überzogen ist und an welchen 5 d. h. der Sitzfläche am Öffnungsring, begrenzt, doch sich ein aus länglichen Schenkeln gebildeter Kä- muß der Öffnungsdurchmesser so gewählt sein, daß fig anschließt, innerhalb welchem ein Vorzugs- das als Kugel ausgebildete Ventilelement keinesfalls weise kugelförmiges Ventilelement frei beweglich durch die Öffnung hindurchtreten kann. Die effektive geführt ist und in Verschlußlage unter Abdich- Öffnung bei einem mit Gewebe überzogenen Klaptung am Öffnungsring anliegt, dadurch ge-io penring muß daher etwas kleiner sein als die bei kennzeichnet, daß an der mit dem Ventil- einem starren Sitzring zulässige Öffnungsgröße. Wünelement (15) in Berührung gelangenden Innen- schenswerterweise sollte die Öffnung aber möglichst seite des Öffnungsrings (10, 10 a) im Abstand zu- groß sein, um den Widerstand gegenüber einem Bluteinander Vorsprünge (35, 60) vorgesehen sind, strom durch die Klappe auf ein Mindestmaß herabziehe die HüIIp (20) durchsetzen. 15 zusetzen.

2. Herzklappenprothese nach Anspruch 1, da- Die Eigenschaften des am Öffnungsring vorgedurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (35, sehenen Gewebeüberzugs müssen unter Beachtung 60) allseitig durch das abdichtende Material der der Verträglichkeit und der Verschleißfestigkeit Hülle uir-chlossen sind und daß die Anlage- gegenüber der Kugel im Hinblick auf eine lange Beflächen det Vorsprünge frei liegen. 20 triebslebensdauer ausgewählt werden. Ein für einen

3. Herzklappenprothese nach Anspruch 1 Kugelsitz geeignetes Gewebe besitzt aber möglicher- oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage- weise keine ideale biologische Oberfläche, da Eigenflächen der Vorsprünge (35, 60) der Außenform schäften wie geringe Materialdicke und Porosität, des Ventilelemrnts (15) im Bereich seiner An- Materialart usw. dem entgegenstehen. Mechanische lage angepaßt sind. 25 Erwägungen machen also einen Kompromiß in bezug

4. Herzklappenprothese nach einem der An- auf die biologischen Überlegungen erforderlich.
Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Es kommt ein weiterer Gesichtspunkt hinzu: An Innenumfang des Öffnungsrings (10 a) in Rieh- der Innenseite, d. h. an der Anlagefläche der Kugel tung der Bewegung des Ventilelements versetzt vollständig mit Gewebe oder entsprechenden Matezu den Vo · .prüngen (60) Anschläge (61) vorge- 3° rialien überzogene Öffnungsringe unterliegen versehen sind, weiche, eine geringere Öffnungsweite stärkter Abnutzung, wenn das Ventilelement zwials die Vorsprünge aufweisend, die Verschluß- sehen Öffnungs- und Verschlußlage bewegt wird. Insbev.egung des Ventilelernents begrenzen, und daß besondere bei Verwendung einer Ventilkugel berührt die Öffnungsweite der Vorsprünge (60) dem diese immer denselben Bereich am Innenumfang des Außendurchmesser des Ventilelements entspricht. 35 Öffnungsrings und kann infolgedessen das den Ring

5. Herzklappenprothese nach Anspruch 4, da- überziehende Gewebematerial allmählich zerstören, durch gekennzeichnet, daß die Anschläge (61) im Dabei besteht insbesondere die Gefahr, daß sich die Abstand zueinander angeordnet vom Material Gewebeteilchen lösen, in der Biutbahn fortgetragen der Hülle allseitig umschlossen sind und daß werden und zu Embolien führen können.

ihre der Außenform des Ventilelements ange- 40 Andererseits erscheint es nicht als zweckmäßig,

paßte Anlagefläche das Material der Hülle durch- den Öffnungsring an seiner Innenseite vollständig als

setzt und frei liegt. Metallring bestehen zu lassen. Obwohl diese Anord-

6. Herzklappenprothese nach einem der vor- nung zu einer wesentlichen Reduzierung des Verangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, schleißes führt, kann die erforderliche Abdichtung daß die an den Öffnungsring (10, 10 α) sich an- 45 am Innenumfang des Öffnungsrings nicht mehr geschließenden, gleichfalls durch eine Hülle über- währleistet werden. Vor allem aber entstehen bezogenen Schenkel (11) des Käfigs an ihrer Innen- trächtliche Schlaggeräusche, wenn das Ventilelement seite mit das Material der Hülle durchsetzenden mit einer gewissen Geschwindigkeit an den an der Vorsprüngen (50) versehen sind. Innenseite vollständig metallischen Öffnungsring an-

50 schlägt.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde,

eine geräuscharme, jedoch die Vorteile der gewebe-

Die Erfindung betrifft eine Herzklappenprothese überzogenen Ventilsitzfläche ausnützende Harzklap-

mit einem Öffnungsring, welcher mit einer Hülle aus penprothese zu schaffen, die einerseits größere Be-

einem porösen, flexiblen Material überzogen ist und 55 triebsstandfestigkeit besitzt und die andererseits bei

an weichen sich ein aus länglichen Schenkeln gebil- vorgegebener Ventilelementgröße einen vergleichs-

deter Käfig anschließt, innerhalb welchem ein vor- weise größeren Öffnungsquerschnitt aufweist, so daß

zugsweise kugelförmiges Ventilelement frei beweg- biologische Erwägungen bezüglich der Auswahl des

lieh geführt ist und in Verschlußlage unter Abdich- Umhüllungsmaterials den Vorrang vor baulichen Er-

tung am Öffnungsring anliegt. 60 wägungen genießen können, d. h. daß insbesondere die

Bei Herzklappenprothesen dieser Gattung ist der Umhüllung der Ventilsitzfläche aus einem vergleichs- öffnungsring üblicherweise mindestens auf seiner weise weichen Material bestehen kann. Innenseite vollständig mit dem porösen, flexiblen Die Erfindung besteht bei einer Herzklappen- Material, insbesondere Gewebe überzogen. Die Auf- prothese der eingangs genannten Gattung darin, daß gäbe eines solchen Gewebeüberzugs ist es, Geräusche 65 an der mit dem Ventilelement in Berührung gelan- und Verschleiß bei Verwendung eines Ventilelements genden Innenseite des Öffnungsrings im Abstand zuaus Metall zu unterdrücken und als Verankerungs- einander Vorsprünge vorgesehen sind, welche die basis für eindringendes Gewebe zu dienen, das den Hülle durchsetzen.