DE2143628A1

DE2143628A1 - Kuenstliches herz

Info

Publication number: DE2143628A1
Application number: DE2143628A
Authority: DE
Inventors: Ronald Clyde Brown; Paul Kahn
Original assignee: Cutter Laboratories Inc
Current assignee: Bayer Corp
Priority date: 1970-09-16
Filing date: 1971-08-31
Publication date: 1973-04-05
Also published as: GB1307135A; DE2143628B2; DE2143628C3; FR2107724A5; CA968101A

Description

CUTiEEE ΙΑΒΟΕλΟίΟΕΙΕβ, INO.
Fourth, and Parker Streets
Berkeley, California 94710 /V.St

Patentanmeldung Künstliches Herz

Die Erfindung betrifft ein künstliches Herz, das in einen menschlichen oder tierischen Körper eingepflanzt werden kann und ähnlich funktioniert wie ein natürliches Herz. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Herzhilfe zur Unterstützung eines natürlichen Herzens. Das künstliche Herz und die Herzhilfe funktionieren über einen langen Zeitraum, wobei der Druck, das Volumen und die Durchsatzrate regelbar sind. Ausserdem sind das künstliche Herz und die Herzhilfe blutverträglxch und erfordern, wenn überhaupt, nur eine geringe Antikoagulation. Eine Implantation ist relativ einfach und unkompliziert.

Es sind Geräte bekannt, bei denen ein pneumatischer oder hydraulischer Druck als Betriebskraft verwendet wird, um ein künstliches Herz oder eine Herzhilfe zu aktivieren. Die einzige Herzkammer einer Herzhilfe oder jede der beiden Herzkammern eines vollständigen künstlichen Herzens sind von einer doppelwand!gen Kammer gebildet, die eine Blase enthält, welche den Ventrikularraum umschliesst.

Der äusseren Kammer wird Druck zugeführt. Die Aussenwandung kann entweder fest oder flexibel sein und weist einen Rohransatz zur Zuführung eines gasförmigen oder flüssigen Mediums auf. Eine spezielle Regelung des Pumpenvolumens ist jedoch nicht vorgesehen. Ausserdem. erfordern die Expansion und die Elastizität der pneumatischen oder hydraulischen Kammer infolge der Expansion der äusseren Kammer und der Kompressibilität des Mediums eine übermässig lange Pump- und Erholungszeit. Die Vorhof-Verbindungskammern sind gewöhnlich mit den Herzkammern verbunden, und die Herzkammern sind ihrerseits so miteinander verbunden, dass das Einpflanzen des künstlichen Herzens relativ schwierig ist.

Die oben dargestellten Schwierigkeiten werden mit dem erfindungsgemässen künstlichen Herzen oder der erfindungsgemässen künstlichen Herzhilfe überwunden« Ausserdem werden damit noch weitere Vorteile erzielt, die aus der nachfolgenden Beschreibung entnehmbar sind. Beispielsweise zeichnet sich die erfindungsgemässe Herzkammer durch ein präzises und genau bestimmbares Pumpvolumen aus; die Pumpenkammerwände sind flexibel und nicht elastisch. Der Blutdruck und die Burchflussrate sind regelbar. Die Vorhöfe und Sinuse sind als Seil des künstlichen Herzens von den Herzkammern abtrennbar, so dass diese Teile zu jedem Zeitpunkt der Operation nach Entfernung des natürlichen Herzens mit den Vorhofresten des natürlichen Herzens und den Arterien (im Falle der Implantation eines vollständigen künstlichen Herzens) oder mit der Spitze der linken Herzkammer des im Körper verbliebenen, natürlichen Herzens (im lalle der Implantation einer Herzhilfe) leicht verbunden werden können. Die mit dem Blut in Kontakt stehenden Oberflächen der künstlichen Teile sind blutverträglich, wodurch die üpaboliegefahr auf ein Minimum herabgesetzt ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft demnach ein künstliches Herz oder eine Herzhilfe, welche in einen tierischen oder menschlichen Körper implantiert werden kann. Das künstlicheJtfer.Z' oder die Uerzhilfe erzeugt einen konstant und gleichförmig pulsie -

309ÜK/O37Ö

"^ 2H3628

renden Blutstrom, wobei das Bisiko einer Koagulation, einer Embolie oder einer Infektion auf ein Minimum beschränkt ist. Das künstliche Hers oder die Herzhilfe sind so ausgebildet, dass die Implantation besonders einfach, ist.

Das künstliche Herz weist zwei Herzkammern auf, während die Herzhilfe eine Herzkammer aufweist. Jede Herzkammer enthält eine oder mehrere Fumpenkammern. für jede Pumpenkammer sind Einströasittel für ein Gas oder eine Flüssigkeit vorgesehen. Bas gasförmige oder flüssige Pumpenmediu» wird von de« Blut getrennt gehalten, ferner sind Verbindungsmittel vorgesehen, mit denen das aas jeder Herzkammer ausströmende Blut mit einem der Arteriensysteae des Körpers verbunden wird. Bei dem künstlichen Herz verbindet ein Vorhof die entsprechende Herzkammer mit dem Venensystem des Patienten. Bei der Herzhilfe ist eine Spezial verbindung vorgesehen, welche die linke natürliche Herzkammer des Patienten mit der Herzhilfe verbindet. Sowohl bei dem künstlichen Herzen als auch bei der Herzhilfe sind Einström- und Ausströmventile vorgesehen, welche in den Einström- bzw. Ausströmanschlüssen angeordnet sind.

Jede Pumpenkamaer besteht aus einer Aussenwand und einer flexiblen nicht dehnbaren Membranwand. Die beiden Wände sind an ihren Kantenbereichen miteinander vernäht, durch ein Klebemittel verklebt oder durch eine Druckdichtung miteinander verbunden und definieren zwischen sich eine Blase. Venn die flexible Membran an der festen Wand anliegt, füllt sich der freigewordene zentrale Baum (Blutstromkammer) mit dem zu pumpenden Blut. Die Wände der Blutstromkammer sowie alle anderen Wände, die mit dem Blut in Berührung kommen, sind mit einer blutverträglichen Schicht bedeckt, die vorzugsweise aus Dacron-Velour besteht. Die feste Wand besteht aus einem physiologisch verträglichen Material, beispielsweise aus versteiftem Silicongummi, aus Glasfiberstoff, der mit Harz imprägniert ist, oder aus einem anderen geeigneten Plastikmaterial oder Metall.

30981 A/0376

2U3628

Hit der vorliegenden Erfindung ist also die Herstellung separater undurchlässiger, nichtdehnbarer Pumpenkammer von einer gewünschten exakten Grosse möglich. Obwohl auch eine einzelne Kammer verwendet werden kann, empfiehlt es sich zur Erzielung möglichst geringer Abmessungen und eines möglichst geringen Bewegungsraumes zwei Pumpenkammer für jede Herzkammer vorzusehen, zwischen denen in der Herzkammer ein zentraler Strömungsraum für das Blut gebildet wird. Eine Seite jeder Kammer - die Aussenseite - wird steif gemacht, damit die gewünschte Expansion nur nach innen erfolgt. In dieser steifen Schale werden Kanäle für das flüssige oder gasförmige Pumpenmedium vorgesehen, so dass die bewegliche Membran zum Zweck der Vermeidung von Ermüdungserscheinungen in ihrer Form unkompliziert ist. Die Membran ist nicht dehnbar und für Flüssigkeiten und Gase undurchlässig. Mit der Membran kann der Druck und das Volumen geregelt werden und das Pumpenmedium von dem Blut getrennt werden. Durch eine Vorfertigung der Pumpenkammer können diese vorher getestet werden, so dass beim Einsatz die Sicherheit besteht, dass die Pumpenkammern leckfrei sind.

Die Pumpenkammern werden in der Herzkammer gewöhnlich unter einem Winkel angeordnet, der eine bestmöglichste Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Raumes garantiert. Ausserdem wird durch den Winkelversatz der Pumpenkammern verhindert, dass sich gegenüberliegende Wände der Pumpenkammern berühren, wenn die Fumpenkammern voll expandiert sind. Dadurch wird die Gefahr eines Traumas der roten Blutkörperchen auf ein Minimum herabgesetzt. Ferner besteht dadurch die Möglichkeit, das Volumen und den Druck zu regeln. Wenn mehr als eine Pumpenkammer in coiner einzigen Herzkammer verwendet wird, so werden die Pumpenkammern vorzugsweise an der Eapis oder an der Spitze der Herzkammer mit einer gemeinsamen Gas- oder Flüssigkeitsleitung verbunden. Mir jede Herzkammer ist eine separate AnschJussleitung vorgesehen. Die erfindungsgemässe Herzkammer ist vorzugsweise rund oder oval geformt, um die Pumpenkammern an der Seitenwand oder an den Seitenwänden anliegen zu lassen und um die Einström- und Ausströmventile in die fiäume an der Ober-

3098H/0376

sexte der Herzkammer einsetzen zu können. Die gesamte Herzkammer ist mit einer undurchlässigen Schicht bedeckt, die vorzugsweise aus Dacron-Velour oder einem anderen blutverträglichen Material besteht.

Die Vorhöfe und Sinuse, welche Teil der Einström - und Ausströmmittel sein können, können separat hergestellt werden, so dass die Herzkammer durch geeignete Verbindungsglieder mit ihnen verbunden werden kann. Die Verbindungsglieder können in entsprechende Gegenstücke an der Oberseite der Herzkammer eingesetzt werden. Diese Verbindung wird vorgenommen, nachdem die Vorhöfe und Sinuse von dem Chirurgen dem Patienten oder dem Tier eingepflanzt worden sind. Diese Tecknik zeichnet sich dadurch aus, dass der chirurgische Eingriff leichter wird.

Wenn nur eine einzige Herzkammer als Herzhilfe verwendet wird, so behält der Patient sein eigenes Herz. In diesem D'all wird an der Spitze der linken Herzkammer des natürlichen Herzens ein geeignetes Verbindungsglied vorgesehen, über welches Blut aus der linken Herzkammer des Patienten gezogen und über ein flexibles Plastikrohr, das beispieisweiso aus Dacron bostohen kann, in die künstliche Herzkammer eingeführt. Die künstliche Herzkammer oder die Herzhilfe kann in einem abdominalen Hohlraum angeordnet werden, der unterhalb des Bauchfelles (Diaphragma) liegt. Es ist aber auch möglich, die Herzhilfe ausserhalb des Körpers anzuordnen. Die künstliche Herzkammer pumpt dann Blut durch ein geeignetes flexibles Rohr in die abfallende Aorta. An der Oberseite der künstlichen Herzkammer sind Ventile vorgesehen. Die Herzhilfe vermindert die Belastung des natürlichen Herzens über einen unbegrenzt langen Zeitraum und ermöglicht während dieser Zeit eine Erholung und Gesundung des natürlichen Herzens.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.

309814/0375

~⁶~ 2U3628

Ea ζeigenι

Fig. 1 eine teilweise in Explosionsdarstellung gezeigte Seitenansicht einer nach dem Erfindungsprinzip konstruierten künstlichen Herzkammer, wobei auch eine künstliche Herzklappe und ein Vorhof erkennbar sind, die zum Einsetzen und Befestigen bereit sind. Ein abgetrennter Sinus und ein künstliches Ausströmventil sind in verbundenem Zustand dargestellt. Die Verbindung zu einer Pumpe ist unterbrochen und nur schematisch angedeutet;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1, wobei die Pumpkammern zusammengefaltet dargestellt sind;

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich wie die in Fig. 2, wobei jedoch die Pumpkammern maximal expandiert dargestellt sind;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 1, wobei die Pumpkammern expandiert dargesbellt sind wie in Fig. 35

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht von zwei Herzkammern gemäss Fig. 1, welche zu einem vollständigen künstlichen Herzen zusammengefasst sind;

Fig. 6 eine vergrösserte Teilschnittansicht in ExplosionsdarstelLung, welche die Verbindungen zwischen dem Vorhof und der Herskammer sowie eine künstliche Herzklappe zeigt;

Fig. 7 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 6, wobei die einzelnen Teile jedoch zusammengefügt sind;

Fig. 8 eine teilweise im Schnitt gezeigte fragmentarische Darstellung eines nach dem Erfindungsprinzip konstruierten Herzhilfegerätes, welches vollständig mit einem natürlichen Herzen und der absteigenden Aorta verbunden ist;

Fig. 9 einen Schnitt durch eine Herzspitzenverbindung, welche bei Anwendung des erfindungsgemässen Hsrzhilfegerätes benötigt wird.

3098lA/0'J7

2Η3628

Das gesamte vollständig künstliche Herz 10 (siehe Fig. 5) besteht aas zwei identischen künstlichen Herzkammern 11 und 12, zwei Vorhöfen 13 und 14, welche den Zufluss zu den entsprechenden Herzkammern 11 und 12 steuern, und zwei Sinus en 15 und 16, welche den Abfluss aus den entsprechenden Herzkammern 11 und 12 steuern.

Jede der beiden identischen Herzkammern 11 und 12 ist mit einer Luftabströmleitung 17 (siehe Fig. 1) sowie mit einer Zuführungsleitung 18 oder 19 für das Pumpmittel (Gas oder Flüssigkeit) versehen. Die Zufuhrungsleitungen 18 und 19 führen zu einer Pumpe 20 (Fig. 1). Zwischen jedem Vorhof 13» 14· und der entsprechenden Herzkammer 11, 12 befindet sich ein Segelklappenventil 21, welches im Bereich eines angeflanschten Verbindungsgliedes 22 des Vorhofes 13 angeordnet ist und an einem angeflanschten Verbindungsglied 23 der Herzkammer 11 anliegt. Das Segelklappenventil 21 steuert den Zufluss des Blutes in die Herzkammer 11. Der Vorhof 13 ist von einer Wandung 24 eingeschlossen, deren von der Herzkammer abgewandtes Ende mit der nach dem Entfernen des natürlichen Herzens verbliebenen Arterienwandung zu verbinden ist. Zwischen jeder Herzkammer 11, 12 und dem entsprechenden Sinus 15 oder 16 ist ein Taschenklappenventil 25 angeordnet, welches zwischen den angeflanschten Verbindungsgliedern 26 und 27 untergebracht ist. Das Taschenklappenventil 25 steuert den Ausfluss des Blutes aus der Herzkammer. Die Sinuse 15 und 16 weisen einen Rohransatz 28 auf, der mit der Aorta oder der sauerstoffreiches Blut führenden Arterie des Patienten verbunden wird. Die angeflanschten Verbindungsglieder 22, 23 sowie 26, 27 erleichtern in hohem Masse das technische Problem dee Einsetzens des künstlichen Herzens 10 in der zur Verfügung stehenden Operationszeit, da der Vorhof 13 und der Sinus 15 unbelastet durch die Herzkammer 11 einzeln chirurgisch eingepflanzt werden können. Die Verbindung der Herzkammer 11 mit ihrem Vorhof 13 und ihrem Sinus 15 ist dadurch vereinfacht, dass lediglich passfähige Teile zusammengefügt werden müssen, wobei die Flansche miteinander mit

3098U/037S

" ⁸" 2H3B28

Hähten verbunden werden, welche durch eigens dafür in den Flanschen vorgesehene Löcher geführt werden. Das Jedoch wird später noch ausführlich "beschrieben. Nachdem das künstliche Herz vollständig zusammengesetzt ist, wird es mit Blut gefüllt, wobei die gesamte in dem künstlichen Herz vorhandene Luft über die Luftabstrqmleitung 17 entfernt wird, welche danach abgedichtet wird. Die Zuführungsleitung 18 (oder 19) für das Gas oder die Flüssigkeit wird durch die Körperwand 29 herausgeführt und mit einer geeigneten Energiequelle oder Pumpe 20 verbunden, welche das künstliche Herz kontinuierlich in Betrieb hält. Dabei ist für Jede Herzkammer 11, 12 eine besondere Leistungsquelle vorgesehen, da die erforderlichen Drücke für den Körperkreislauf und den Lungenkreislauf unterschiedlich sind.

Die in den Fig. 1 bis M- dargestellte Herzkammer 11 hat eine äussere Schale 30 aus steifem Material, vorzugsweise aus Epoxyharz, das mit Fiberglas verstärkt ist. Die äussere Schale 30 kann aber auch aus anderen festem Plastikmaterial oder aus Metall hergestellt werden, sofern diese Materialien biologisch verträglich sind. Die biologische Verträglichkeit der äusseren Schale 30 kann jedoch auch dadurch erreicht werden, dass das feste Material mit einem verträglichen Material, beispielsweise mit Silicongummi beschichtet wird. Die äussere Schale 30 schliesst einen Ventrikularraum 31 ^i indem mindestens eine Pumpenkammer, vorzugsweise Jedoch zwei Pumpenkammern 32 und untergebracht sind, die mit entsprechenden Gaskaiiälen 3^ und

35 verbunden sind. Die Pumpenkammern 32 und 33 sind von dem Blut durch zwei für das Pumpmedium undurchlässige Membranen

36 und 37 getrennt, welche vorzugsweise aus mit Dacron-Gewebe imprägniertem Silicongummi oder einem anderen nichtdehnbaren flexiblen Material hergestellt sind. Die Membranen 36 und 37 sind vorzugsweise um die Kanten von inneren Schalen 38 bzw«39 herumgelegt und an den Hückflachen der inneren Schalen befestigt. Diese inneren Schalen bestehen vorzugsweise aus einem Material, das ähnlich oder gleiche dem Material der äusseren

" 309814/0376

Schale 30 ist. In den inneren Schalen 38 und 39 sind öffnungen 40_f 41 vorgesehen, durch welche das Pumpenmedium in die Kammern 32 und 33 eintreten kann.

Die Fumpenkammern 32 und 33 sind daher teilweise mit den inneren Schalen 38 und 39 und teilweise mit dem Membranen 36 und 37 verbunden. Die dem Blut ausgesetzten Oberflächenteile der Membranen 36 und 37 und der ä us s er en Schale 30 sind mit einem blutverträglichen Material 42 wie beispielsweise Dacron-Velour beschichtet. Dazu wird der Dacron-Velour auf der einen Seite mit einem geeigneten medizinischen gummiartigen Imprägnierungsmittel imprägniert und dann mit dieser imprägnierten Seite auf die Membranen 36 und 37 sowie auf die Schale 30 geklebt. Auch die Zuführungsleitung 18, welche die Energiequelle 20 mit den Gaskanälen JA- und 35 vorzugsweise über ein X-förmiges Verbindungsglied 43 verbindet, wird an ihrer Innenseite zweckmässigerweise mit Dacron-Velour 44 beschichtet.

Die Druckkammern 32 und 33 werden vorzugsweise so angeordnet, dass sie einen kleinen Winkel mit der vertikalen Mittellinie des Ventrikularraumes 31 einschliessen. Dadurch divergieren die Drukkammern 32 und 33 von dem unteren Ende 46 der Schale 30 aus - in Aufwärtsrichtung gesehen - voneinander und von der Blutstromkammer 45 weg, so dass die flexiblen Membranen 36 und 37 nicht aneinander stossen, wenn die Kammern 32 und 33 voll aufgebläht sind. Dadurch wird die Gefahr eines Bluttraumas auf ein Minimum reduziert. Die Pumpenkaamern 32 und 33 können an der Innenseite der äusseren Schale beispielsweise dadurch anger ordnet und befestigt werden, dass man die Innenschalen 38 und 39 an der Aussenschale 30 mit einem medizinischen gummiartigen Klebemittel anklebt.

Am oberen Ende der Herzkammer 11 befindet eich ein Bluteinlassbereich 47 und «in Blutauslassbereich 48. Die üg. 6 und 7 zeigen Verbindungsglieder 22, 23 zwischen der Herzkammer 11 und dem Vorhof I5 und Verbindungsglieder 26 und 27» welches im wesentlichen genau ao ausgebildet sind wie die Verbindungsglie-

3098U/037S

2H3628

der 22 und 23. Der Körper 50 des ventrikularen oder kleinen Verbindungsgliedes 23 kann einstückig mit der Schale 30 ausgebildet sein, er kann aber auch aus einem anderen Stück bestehen und an die Schale 30 angeklebt oder angeschweisst sein. In dem Körper 50 des Verbindungsgliedes 23 ist eine ringförmige Ausnehmung 51 mit einer Schulter 52 vorgesehen, in welche das Segelklappenventil 21 eingesetzt und mechanisch durch Presssitz gehalten wird. Bas Segelklappenventil 21 ist vorzugsweise ein Wada-Cutter-Kippscheibenventil, es kann jedoch auch irgendein anderes geeignetes künstliches Ventil sein. Die mit einer blutverträglichen Schicht bezogene Wandung 42 der Herzkammer ist bis zu dem Segelklappenventil 21 hinaufgezogen. Das am Vorhof befindliche Verbindungsglied 22 weist einen Körper 53 mit einer ringförmigen Ausnehmung 54- auf, die von einer zylindrischen Wand 55 umgeben ist und deren Boden eine Schulter 56 bildet. An der Schulter 56 kommt die Endwand 57 des Körpers 50 zu liegen, wenn die beiden Körper 50 und 53 ineinandergefügt werden.

An einer Schulter 61 des Körpers 50 liegt ein Flansch 60 derart an, dass er relativ zu dem Körper drehbar ist. Der Flansch 60 wird mit dem Flansch 62 an dem Körper 53 zur Anlage gebracht. Der Flansch 62 ist an dem Körper 53 vorzugsweise befestigt. Die beiden Flansche 60 und 62 bestehen aus einem festen Material, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, oder aus einem anderen geeigneten Material, wie beispielsweise festem Plastiknaterial oder Epoxyharz, das mit Fiberglas verstärkt ist. Die beiden Flansche 60 und 62 sind mit einer Reihe von Löchern 63 bzw. 64 versehen, die entlang der Peripherie der beiden Flansche 60 und 62 verteilt sind und gegeneinander einen Ab-8tand haben. Durch diese Löcher werden die Fäden für die Nähte gezogen, die dazu dienen, die beiden Flansche 60 und 62 zusammenzuhalten. Wenn die beiden Flansche 60 und 62 zusammengehalten werden, so werden auch die beiden Verbindungsglieder 22 und 23 xue»«meng*h»lt«n. Der Flansch 60 kann sich um seine vertikale Achse drehen, so dass di· Löcher 63 und 64 fluchtend

3098U/Q375

-11- 2H3B28

aufeinander ausgerichtet werden können. Der normalerweise konisch geformte Vorhof 13 besteht vorzugsweise aus einer Silicongummifolie 65 (welche mit einem Gewebe verstärkt sein kann). Die mit einer blutverträglichen Schicht versehene Wandung 66 (vorzugsweise mit Dacron-Velour beschichtet) ist an dem Körper 53 des Verbindungsgliedes 22 befestigt. Die Verbindungsglieder 26 und 27 zwischen dem Sinus 15 und der Herzkammer 11 sind identisch mit den Verbindungsgliedern 22 und 23 mit der Ausnahme, dass das Taschenklappenventil 25 in der entgegengesetzten Richtung öffnet.

Zur Implantation schliesst der Chirurg das Blutkreislaufsystems des Patienten an eine äussere Herz-Lungen-Maschine an, um den Blutkreislauf des Patienten und die SauerstoffVersorgung während der Operation aufrechtzuerhalten. Eine mögliche Operationsmethode besteht nun darin, dass der Chirurg das natürliche Herz des Patienten herausnimmt und den ersten oder unteren Vorhofteil 13 an dem natürlichen Vorhofrest annäht. Der zweite Vorhof 14 wird dann an dem anderen natürlichen Vorhofrest angenäht. Der Arterienrohransatz 28 an dem Sinus 15 wird dann mit der das sauerstoffreiche blutführenden Arterie vernäht. Danach wird der zweite Sinus 16 mit der Aorta über einen zusätzlichen Arterienrohransatz 28 verbunden. Die Verbindungsglieder 23 und 24 der Herzkammern werden dann mit dem Vorhof-Verbindungsglied 22 bzw. dem Sinus-Verbindungsglied 26 zusammengefügt und dadurch fest miteinander verbunden, dass Nähfaden durch die Löcher 63 und 64 in den Flanschen 60 und 62 gezogen werden. Di e Herzkammern 11 und 12 werden schliesslich miteinander durch Streifen 6? aus Dacron-Stoff, der mit Silicium imprägniert ist, zusammengefügt. Dazu werden die Herzkammern 11 und 12 zunächst jede für sich mit den Streifen 67 verbunden, und danach werden dann die Streifen zusammengenäht.

Es ist auch möglich, eine einzige Iiciv.kammer 11 als Iierrliilfe zu benutzen, i'ig. 8 zeigt die Möglichkeit der Verbindung zwischen der linken natürlichen Herzkammer 70 eines Patienten mit der abfallenden ^A°J#t?o T\ ,über eijie künstliche Herzkammer

2U3628

11. Das Blut wird der Spitze 72 des Herzens 73 über ein geeignetes Herzspitzen-Verbindungsglied 74 entnommen.

Dieses Herzspitzen-Verbindungsglied 74 (siehe auch Fig. 9) ist mit einer radialen Erweiterung 75 versehen, welche an der Innenseite des Herzens 75 angelegt wird. Las Herzspitzen-Verbindungsglied 74 weist ferner eine zweite radiale Erweiterung auf, die einen Flansch 76 zum Festnähen des Herzspitzen-Verbindungsgliedes 74 an dem Herzmuskel bildet.

Wie man der Fig. 9 entnehmen kann, ist das Herz spit ζ en-Verbindungsglied 74 vorzugsweise mit einem dünnen Metall— oder Plastikrohr 77 versteift. Die Innenseite und die Aussenseite des fiohres 77 sind mit einem Klebemittel 78, wie beispielsweise Silikongummi, bedeckt. An das Bohr 77 ist eine aussere Hülse 80 aus blutverträglichem Material und eine innere Hülse 81 aus blutverträglichem Material angeklebt. Beide Hülsen bestehen vorzugsweise aus Dacron-Velour. Die radialen Erweiterungen 75 und 76 können Einlagen 82 und 83 zur Versteifung haben, die aus einer Silicongummi folie bestehen. Der Nähflansch 76 kann an dem Körper des Herzspitzen-Verbindungsgliedea 74 dt-rch eine Naht befestigt werden. Dazu sind in einem Flansch 8;, der Teil des festen fiohres 77 ist, entlang der Peiipherie Löcher 84- vorgesehen. Um den Arterienrohransatz 87 annähen zu können, ist an dem Herz spitz en-Verbindungsglied 74 eine rohrförmige Verlängerung 86 vorgesehen.

Der Rohransatz 87 wird wiederum an einem Herzhilfe-Einströmadapter 88 eingenäht, welcher ähnlich wie der Herzhilfe-Ausetrömadapter 89 ausgebildet ist und im wesentlichen aus den gleichen Materialien wie die Vorkammer 13 und der Sinus 15 besteht, d. h. aus Silicongummifolie, die mit einem blutverträglichen Material, vorzugsweiee mit Dacron-Velour beschichtet ist. In die Herzhilfeadaptoren 88 und 89 sind Verbindungsglieder 90 und 91 eingebaut, welche dem Verbindungsglied 22 in den Fig. 6 und 7 ähnlich sind und in einfacher Weise mit den Verbindungs-

3088U/Q376'

gliedern 23 und 27 der Herzkammer 11 zusammengefügt werden können. Vie in dem vollständigen Herz 10 sind auch, hier in die Verbindungsglieder 23 und 27 am oberen Ende der Herzkammer Einström- und Ausströmventile vorgesehen. Der Arterienrohransatz 92 ist an dem Herzhilfe-Ausströmadaptor 89 und an der abfallenden Aorta 71 des Patienten festgenäht. Beide Arterienrohransätze 87 und 92 bestehen aus flexiblen Materialien, die nicht zusammenklappen können. Sie Arterienrohranschlüsse 87 und 92 bestehen beispielsweise aus einem Metallgerippe, das aus einer Drahtspirale gewunden ist; das Metallgerippe ist mit Silicon bedeckt und an seiner Innenseite mit Dacron-Velour beschichtet.

Bei der Implantation wird in die Spitze 72 des natürlichen Herzes 73 des Patienten ein Loch punktiert, in das das Herzspitzen-Verbindungsglied 74· eingesetzt wird. Dann wird der Plansch 76 an dem Herzmuskel festgenäht. Weiterhin werden Löcher 93 und 9^- in. das Diaphragma 95 des Patienten geschnitten und die Arterienrohransätze 87 und 92 durch diese Löcher 93 und 94- hindurchgeführt. Der Rohransatz 87 wird an dem Herzspitzen-Verbindungsglied 74- angenäht, und der Bohransatz 92 wird an der abfallenden Aorta 71 angenäht. Die Herzhilfe-Adaptoren 88 und 89 können dann zu diesem Zeitpunkt an den Bohransätzen 87 und 92 angenäht werden, sie können aber auch vor der Operation an den Bohransätzen 87 und 92 angenäht werden. Die Verbindungsglieder 23 und 27 der Herzkammer 11 werden dann in die Verbindungsglieder 90 und 91 der Herzhilfe-Adaptoren 88 und 89 eingesetzt und durch Vernähen miteinander fest verbunden. Die Zuführungsleitung 18 für das Pumpmedium wird dann, wie in Fig. 1 gezeigt, aus der Körperwand herausgeführt und an eine Energiequelle 20 angeschlossen.

Patentansprüche:

309814/0375

Claims

Fat entanspruche

2U3628

1. Künstliche Herzkammer mit einer in wesentlichen steifen Schale, welche einen Ventrikularraua einschliesst, mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung für das Blut und mit einer Pumpe innerhalb des TTentrikularraumes, welcher über einen Zuführungskanal ein Pumpennedium zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zu der Pumpe mindestens eine Pumpenkammer (32, 33) gehört, dass «jede Pumpenkammer (32, 33) mit einem Diaphragma versehen ist, welches an der

; Schale (3O, 38, 39) befestigt ist und die Puapenkainmer (32, 33) von einer Blutstromkammer (45) in dem Ventrikularraum trennt, und dass das Diaphragma von einer flexiblen, nicht dehnbaren, für das Pumpenmedium undurchlässigen Membran (3£, 37) gebildet ist.

2. Künstliche Herzkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu der Pumpe zwei in dem Ventrikularraum befindliche Puapenkaimaern (32, 33) gehören, von denen ,jede mit einem Diaphragma (36, 37) versehen ist, und dass sich in der Mittel des Ventrikularraumes zwischen den beiden Fumpenkammern (32, 33) die Blutstromkammer (45) befindet.

3- Künstliche Herzkammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Punpenkammern (32, 33) εο angeordnet sind, dass - wenn sie voll expandiert sind - die flexiblen, nicht dehnbaren Membranen (36» 37) einander nicht berühren, wodurch die Gefahr eines Traumas der roten Blutkörperchen auf ein Minimum herabgesetzt ist.

4. Künstliche Herzkammer nach Anspruch 2 und 3> dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenkamaern (32, 33) so angeordnet sind, dass sie von dem unteren Ende der Schale (30» 33» 39) ausgehend nach oben hin divergieren.

5· Künstliche Herzkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da-

$09314/0375

2U3U28

durch gekennzeichnet, dasndie Schale (30, 38, 39) aus Dtcifem Silicongummi besteht.

6. Künstliche ITerzkanmer nach einem der Ansprüche 1 "bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale (30» 38» 39) aus riberglasstoff besteht, der nit Epoxyharz imprägniert ist.

7. ,Künstliche Herzkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, £_aGS cLte Schale (30» 38, 39) aus j Metall besteht.

8. künstliche Eerzkaamer nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, dass die Schale (30, 38, 39) aus einer äusoeren Schale (30) lind einer inneren Schale (38, 39) besteht, wobei die äuscere Schale (JO) und die innere Schale (38» 39) miteinander verbunden sind, und dass die innere Schale (38, 39) mit Zuführixngskanälen (40, 41) versehen ist und mit dem Diaphragma (36, 37) eine dichte Verbindung bildet, wodurch die innere Schale (38, 39) mit dem Diaphragma (26, 27) vor dem Einsetzen in die äussere Schale (30) ^als Untereinheit auf ihre Dichtigkeit und Betriebsfähigkeit getestet werden kann.

9- Künstliche Herzkammer nach einem der Ansprüche i bis β, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Blut in Eontakt kommenden Flächen mit Dacron-Telour (Dacron « Polyalkylenterephthalat) beschichtet sind.

10. Künstliche Herzkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Membran (36, 37) aus flexiblem Silicongummi besteht.

11. Künstliche Herzkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Membran (36, 37) aus elastoraer-inprägnierten, nichtdehnbarem Stoff besteht.

12. Künstliche Herzkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 11,

3098U/037S

dadurch gekennzeichnet, dass die Pampen kamm ern (32, 33) eine konstante vorbestimate Eapazität hat·

Künstliche Herzkammer nach einem der Ansprüche 1 "bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Einlassöffnung und der Auslassöffnung der Schale (30) »je ein herausnehmbares Ventil (21, 25) angeordnet ist.

Künstliche Herzkammer nach einen der Ansprüche 1 hiß 12, dadurch gekennzeichnet, dass nit der Einlassöffnung der Schale (30) ein abnehmbarer künstlicher Vorhof (I3, 14) verbunden ist.

Künstliche Herzkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass nit dem Auslass der Schale (30) ein abnehmbarer künstlicher Sinus (15» 15) verbunden ist.

16. Künstliche Herzkammer nach einsin el ar Ansprüche 14 oder 15» dadurch gekennzeichnet, dass die lösbaren Verbindungen für den künstlichen Vorhof (I3, 14Λ und ϋ en künstliehen Sinus (15, 16) von ^e einem Paar von Eingen (22, 23; 26, 27) gebildet ist, dass einer der Binge(23; 2?) drehbar an der Herzkammer (11., 12) befestigt ist, dass der andere Ring (22; 26) in einen Pail mit dem Sinus (15, 16) und im anderen Pail mit den Vorhof (13» 14) verbunden ist, dass jeder Bing (22, 23; 26, 27) ^edes Eingpaares einen Flansch (60, 62) mit Löchern (63, 64) zum Hindurchführen eines Mhfadens aufweist, und dass der drehbar befestigte Hing (23i 27) ije&es Eingpaares zur Herstellung des lösbaren Verbindungen so ausgerichtet wird, dass seine Locher (63) mit den Löchern (64) des jeweils anderen Einges (22j 26) des Eingpaaias fluchten.

17. Künstliche Herzkammer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass jeder an der Herskammer (11, 12) "befestigte

3Q98U/Q376

(23, 27) eine ringförmige Ausnehmung (51, 52) aufweist, in die ein Ventil (21, 25) mit Preßsitz eingesetzt wird.

18- Künstliche Herzkammer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Ventil (21, 25) ein Flachventil mit einem ringförmigen Ventilgehäuse ist.

19· Künstliches Herz, bestehend aus zwei künstlichen Herzkammern nach einem der Ansprüche 1 "bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Vorhöfe (13» 1Ό vorgesehen sind, von denen Je einer nit einer der Herzkammern (11, 12) verbunden ist, dass zwei Sinuse (15» 16) vorgesehen sind, von denen Jeder mit einer der Herzkammern (11, 12) verbunden ist, dass eine Pumpvorrichtung (20) vorgesehen ist, welche Pumpenflussigkeit in das künstliche Herz pumpt, und dass für Jede Herzkammer (11, 12) ein Einlassventil (21) und ein Auslassventil (25) vorgesehen ist.

20. Künstliche Herzkammer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Implantation der Vorhof (13 j 1²O zunächst getrennt von der Herzkammer (11, 12) mit dem Vorhofrest des natürlichen Herzens des Patienten verbunden und erst dann an die künstliche Herzkammer (11, 12) "^¹ angesetzt wird, und dass bei dem Ansetzen des Vorhofes (13, 1A-) an die künstliche Herzkammer (11, 12) in die Verbindung ein künstliches Segelklappenventil (21) eingesetzt wird.

21. Künstliche Herzkammer nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, dass der Sinus (151 16) zunächst getrennt von der künstlichen Herzkammer (11, 12) mit der Aorta oder der sauerstoffreichen blutführenden Arterie des Patienten verbunden und erst danach an die künstliche Herskammer (11, 12) angesetzt wird, und dass bei dem Ansetzen des Sinus (15> 16) an die künstliche Herzkammer (11, 12) in

3Q38U/Q375

~ 2H3628

die Verbindung ein künstliches !Dasehenklappenventil (25) eingefügt wird.

22- Künstliche Herzkammer nach Anspruch 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorhof (15» 1*0 und. der Sinus (15* 16) jeweils mit einem. Mtitterverbindungsglied (22, 26) versehen sind, welches eine ringförmige Aufaahaeausnehmung (55λ 56) und einen radialen Plansch (62) aufweist, in dem sich eine Vielzahl von gegenseitig beabstandeten Lochern (64·) befinden, dass die künstliche Herzkammer (11, 12) zwei Vaterverbindungsglieder (25, 27) aufweist, von denen je eines in eine der Aufnahmeausnehmungen (55? 5<=>) der Mutterverbindungsglieder (25» 2?) einsteckbar ist und dass die Kutterverbindungsglieder (25, 27) ebenfalls mit einer Vielzahl von gegeneinander beabstandeten Löchern (65) versehen sind, welche durch Verdrehen auf die Lochen in dem entsprechenden radialen Flansch (62) des betreffenden Vaterverbindungsglieder (25, 27) ausgerichtet werden können, um die entsprechenden Mutterverbindungsglieder (22, 26) und Vaterverbindungsglieder (25, 27) miteinander zu vernähen.

25· Künstliche Herzkammer nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass Jedes Vaterverbindungsglied (25» 27) eine ringförmige mit einer Schulter versehene Ausnehmung (5I, 52) aufweist, wobei in der Ausnehmung (5I, 52) des einen Vaterverbindungsgliedes (25) öse künstliche Segelklappenventil eingesetzt ist und in άβτ Ausnehmung (5I, 52) des anderen VaterverbindungsGliedes (27) das künstliche fTasciienklappen'veiitii C25) eingesetzte ist»

2A. Ee^x-.üilfs salt iir^r idir-£----lJ.ö£.en H'^sskasaui.'? nach, einem der e Ί "bia 18 "lal £0 bis 2?* ^sl^ennaeieimet &c:?e-h

Mp.c..mg^l;" ed ''7^)* welches eines. Kanal di ^" ' c..2ra :,i':- Λ:>ΐ£·3ϋα^ Serzen C?3) rL-i£ Patienten hi.La.o.t^ z&I-gl&s .ii???cer ?:.1; eiae^

BAD

- 2H3628

träglichen Schicht bedeckt ist und welches ausserdeia einen zua Vernähen mit den natürlichen Herzen (75) des Patienten geeigneten Teil aufweist, und durch ein Leitungssystem (87, 92) zum Verbinden des Herzspitzen-Verbindungsgliedes (74) nit der künstlichen Herskazinier (11) und zum Verbinden der künstlichen Herzkamer (11) nifc der abfallenden Aorta (71) des Patienten.

25?. Herzhilfe nach Anspruch 24-, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungssystem von Arterienrohransätzen (87, 92) gebildet ist.

26. Herzhilfe nach Anspruch 24- oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungssystem (87, 92) niit der künstlichen Herzkanaer (11) durch ein Verbindungsglied verbunden ist, welches aus einen. Vaterverbindungsglied (23 j 27) und einen Hutterverbindungsglied (90, 91) zusammengesetzt ist, dass das Vaterverbindungsglied (23» 27) und das Mutterverbindungsglied (90, 91) jeweils einen Körper (50, 53) und einen radialen Flansch (60, 62) aufweisen, dass jeder der

j beiden Flanschen (60, 62) mit aufeinander ausrichtbaren

: Lochern (63, 64) versehen ist und dass einer (60) der

beiden radialen Flansche (60, 62) relativ zu seinem Körper

(50) drehbar ist.

27. Herzhilfe nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Herzspitzen-Verbindungsglied (74) aus einem steifen fiohr (77) besteht, das aussen und innen nit einen blutverträglichen Material belegt ist, dass das steife Rohr (77) einen radialen Endflansch (75) aufweist, der zur Anlage an die Innenwand des natürlichen Herzens des Patienten (73) dient und dass das steife fiohr (77) ferner mit einem von dem radialen Endflansch (75) beabstandeten Befestigungsflansch (76) versehen ist, der an den Herzmuskel angenäht wird.

3098U/037B

BAD ORlGfNAt

2U3628

28. Herzhilfe nach .Anspruch 27» dadurch gekennzeichnet, dass das steife Holir (77) einen weiteren radialen Flansch (85) aufweist, an den der Befestigungsflansch (76) angenäht
ist.

Der Patentanwalt

3098U/0375

BAD