DE2355959C3

DE2355959C3 - Artificial pocket valve to replace the aortic or pulmonary valve in the heart

Info

Publication number: DE2355959C3
Application number: DE19732355959
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr. 5160 Düren Reul
Original assignee: Medac Gesellschaft für klinische Spezialpräparate mbH, 2000 Hamburg
Filing date: 1973-11-09
Publication date: 1977-03-10

Description

360360

aresin (-^- ■ cos 30°aresin (- ^ - ■ cos 30 °

undand

bestimmt ist, wobei et der Taschendurchmesser und d,der Innendurchmesser des Nahtringes istis determined, where et is the pocket diameter and d, the inner diameter of the sewing ring

3. Taschenklappe gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Taschendurchmesser d_L zum Innendurchmesser d, des Nahtringes größer als 0,8 und kleiner als 1,4 ist3. Pocket flap according to claim 1 and 2, characterized in that the ratio of the pocket _{diameter d L} to the inner diameter d of the sewing ring is greater than 0.8 and less than 1.4

4. Taschenklappe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Höhe der Taschen h zum Innendurchmesser d,- des Nahtringes 0,50-1,00 beträgt4. Pocket flap according to claim 1 to 3, characterized in that the ratio of the height of the pockets h to the inner diameter d, - of the seam ring is 0.50-1.00

5. Taschenklappe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der einzelnen Taschen durch die exzentrische Schnittfläche eines Rotationsellipsoides mit einem Zylinder gebildet ist5. Pocket flap according to claim 1 to 4, characterized in that the shape of the individual Pocket is formed by the eccentric intersection of an ellipsoid of revolution with a cylinder

6. Taschenklappe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizität des Ellipsoids und des Zylinders6. Pocket flap according to claim 5, characterized in that the eccentricity of the ellipsoid and the cylinder

4040

e = e =

cos 60 +cos 60 +

^ Hi^ Hi

7. Taschenklappe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichung des Ellipsoids7. Pocket flap according to claim 6, characterized in that the equation of the ellipsoid

(f(f

4- _J4- _Y

dLdL

5555

6060

Die Erfindung bezieht sich auf eine künstliche dreizipflige Taschenklappe zum Ersatz der Aortenoder Pulmonalklappe im Herz, welche drei jeweils um 120° gegeneinander versetzte flexible Taschen in einem Nahtring enthält, dessen Form der natürlichen Aortenwurzel entsprichtThe invention relates to an artificial tricuspid pocket valve for replacing the aorta or Pulmonary valve in the heart, which consists of three flexible pockets, each offset from one another by 120 ° Contains a suture ring, the shape of which corresponds to the natural aortic root

Bei bekannten Taschenklappen dieser Art {z.B. US-PS 31 97 788) ist in den Nahtring ein Ring aus Federdraht eingelagert, um diesem eine gewisse Festigkeit und Fonnstabilität zu geben, die offenbar erforderlich ist, um eine geometrisch exakt fixierte Anordnung der drei Einzeltaschen zu gewährleisten, wodurch eine sichere Abdichtung garantiert werden soll.In known pocket flaps of this type (e.g. US-PS 31 97 788) a ring made of spring wire is embedded in the sewing ring to give it a certain strength and form stability, which is apparently necessary to ensure a geometrically precisely fixed arrangement of the three individual pockets , whereby a secure seal should be guaranteed.

Da jedoch der Nahtring dieser vorbekannten Taschenklappe infolge des elastischen Ringes aus Federdraht nur eine gewisse, sehr begrenzte Verformung ermöglicht, wird einerseits der Nahtring immer wieder mit erheblicher Rückstellkraft in seine ursprüngliche Lage zurückgeführt und andererseits ermöglicht ein derartiger, elastisch verformbarer Ring aus Federdraht keine Querschnittsvergrößerung, sondern lediglich eine Verformung in Richtung der drei nach oben gerichteten Aufwölbungen der Taschenklappe. Dadurch kann dieser vorbekannte Nahtring also nicht den Querschnittsänderungen der Aortenwurzel folgen, die bei jeder Herzaktion in der Größenordnung von 15% b's 20% liegen. Außerdem sind diese Querschnittsänderungen der Aortenwurzel nicht radialsymmetrisch, sondern entsprechend der Verformung der übrigen Herzklappenebenen asymmetrisch, und eine asymmetrische Verformung des elastisches Ringes ist praktisch nicht möglich.However, since the sewing ring of this previously known pocket flap as a result of the elastic ring Spring wire allows only a certain, very limited deformation, on the one hand the sewing ring is always returned to its original position with considerable restoring force and, on the other hand, made possible such an elastically deformable ring made of spring wire does not have a cross-sectional enlargement, but only a deformation in the direction of the three upward bulges of the pocket flap. Through this this previously known sewing ring cannot follow the changes in cross-section of the aortic root that be in the order of 15% to 20% for each heart action. In addition, these are cross-sectional changes the aortic root is not radially symmetrical, but according to the deformation of the rest Heart valve planes asymmetrical, and asymmetrical deformation of the elastic ring is practical not possible.

Bei einem Nahtring, der keine oder nur verhältnismäßig geringe Querschnittsveränderungen zuläßt, müssen die auftretenden Kräfte vom Nahtring selbst und von dem freien Verschlußrand der Einzeltaschen aufgenommen werden. Man sah deshalb an diesen Rändern auch bereits Verstärkungen in Form von eingelagerten Fäden vor (z. B. US-PS 37 44 062). Derartige Verstärkungen setzten jedoch die Flexibilität der Taschen herab.In the case of a seam ring that allows no or only relatively small changes in cross-section, must the forces that occur are absorbed by the sewing ring itself and by the free closing edge of the individual pockets will. You could therefore already see reinforcements in the form of embedded ones at these edges Threads before (e.g. US-PS 37 44 062). Such reinforcements, however, increase the flexibility of the bags down.

Ej ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, eine sicher dichtende künstliche Taschenklappe zu schaffen, die ihre Querschnittsform entsprechend der Änderung der Querschnittsform der Basis der zu ersetzenden natürlichen Herzklappe ändert.Ej, on the other hand, is the object of the invention to create a securely sealing artificial pocket flap, which their cross-sectional shape according to the change in cross-sectional shape of the base of the to be replaced natural heart valve changes.

Diese Aufgabe wird mit einer künstlichen Taschenklappe der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Nahtring in einem solchen Ausmaß flexibel ist daß er den natürlichen Größen- und Querschnittsänderungen der Basis der Aorten- bzw. Pulmonalklappe weitgehend passiv zu folgen vermag und daß die einzelnen Taschen überlappend ausgebildet sind und sich in der Schließstellung flächig berühren.This object is achieved according to the invention with an artificial pocket flap of the type mentioned at the beginning solved in that the suture ring is flexible to such an extent that it fits the natural size and size Changes in cross-section of the base of the aortic or pulmonary valve can largely passively follow and that the individual pockets are designed to overlap and are in flat contact in the closed position.

Die erfindungsgemäße Taschenklappe weist also einen stark flexiblen Nahtring auf, der zwar bei fehlender Belastung seine ursprüngliche, der Form der natürlichen Aortenwurzel entsprechende Form beibehält jedoch so flexibel ist, daß er unter der Wirkung der äußeren Kräfte der Basis der zu ersetzenden Klappe seine Form ändert und somit allen Querschnittsänderungen, auch den asymmetrischen Änderungen, rein passiv folgtThe pocket flap according to the invention thus has a highly flexible sewing ring, which is true at in the absence of stress, it retains its original shape, corresponding to the shape of the natural aortic root however, it is so flexible that it is under the action of the external forces of the base of the valve to be replaced changes its shape and thus all changes in cross-section, including asymmetrical changes, are pure passive follows

Trotz dieser erheblichen Querschnittsänderungen des Nahtringes besteht bei der erfindungsgemäßen Taschenklappe nicht die Gefahr von Undichtigkeiten oder des Durchschlagens der Taschen, da diese überlappend ausgebildet sind und sich in der Schließstellung flächig berühren, was zu einer gegenseitigen Abstützung der flexiblen Taschen an den Berührungsflächen führt.Despite these considerable changes in cross-section of the sewing ring, there is still a pocket flap according to the invention there is no risk of leaks or puncturing the pockets as they overlap are formed and touch flat in the closed position, resulting in mutual support of the flexible pockets on the contact surfaces.

Da also die erfindungsgemäße Taschenklappe sowohlSo since the pocket flap according to the invention both

55 95955 959

einen zuverlässigen »Ventilbetrieb« ohne die Gefahr des Durchschlagene als auch eine Anpassung der Form der Taschenklappe an die natürlichen Formänderungen der Basis der zu ersetzenden natürlichen Taschenklappe ermöglicht, stellt sie einen praktisch alle Eigenschaften der natürlichen Taschenklappe aufweisenden Ersatz dar, durch den infolge ständiger Bewegung aller Klappenteile auch die Gefahr der Entstehung von »Totwassera-Gebieten und damit einer Thrombosenbildung entscheidend herabgesetzt wird.a reliable "valve operation" without the risk of penetration as well as an adaptation of the shape of the pocket flap to the natural changes in shape of the base of the natural pocket flap to be replaced enables, it represents a replacement having practically all the properties of the natural pocket flap which, as a result of the constant movement of all flap parts, also increases the risk of »Dead water areas and thus a thrombosis is significantly reduced.

Weitere Ausgestaltungen und Verbesserungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further refinements and improvements result from the subclaims.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Figuren näher erläutertThe invention is explained in more detail below with reference to the figures

Fi g. 1 zeigt Seitenansichten, teilweise im Schnitt, der erfindungsgemäßen Taschenklappe;Fi g. 1 shows side views, partly in section, of FIG pocket flap according to the invention;

Fig.2 zeigt eine schematische Darstellung zur Konstruktion der erfindungsgemäßen Taschenklappe.2 shows a schematic representation of the construction of the pocket flap according to the invention.

Die Taschenklappe besteht aus dem Nahtring 1 und den drei in diesen eingesetzten Taschen 2 Der Nahtring ist symmetrisch dreimal nach unten ausgebuchtet, so daß er die einzelnen Taschen aufzunehmen vermag. Die Taschen 2 sind so groß, daß sie einander theoretisch in der Mitte überlappen. Das Maß der Überlappung ist gegeben durch die Differenz der StreckenThe pocket flap consists of the sewing ring 1 and the three pockets inserted in these 2 The sewing ring is symmetrically bulged three times downwards so that it can accommodate the individual pockets. the Pockets 2 are so large that they theoretically overlap in the middle. The amount of overlap is given by the difference in the distances

360360

arc sinarc sin

e Exzentrizität des Rotationsellipsoids und des Zylinders,
s Dicke des Nahtringes. e eccentricity of the ellipsoid of revolution and of the cylinder,
s thickness of the seam ring.

Das Verhältnis von Taschendurchmesser t/t zum Innendurchmesser des Nahtringes d, ist vorzugsweise größer als 0,8 und kleiner als 1,4:The ratio of the pocket diameter t / t to the inner diameter of the seam ring d is preferably greater than 0.8 and less than 1.4:

0,8 < -f < 1,4.
di 0.8 < -f <1.4.
di

Das Verhältnis von Taschenhöhe h zum Innendurchmesser des Nahtringes d, beträgt vorzugsweise 0,50 bis 1,00:The ratio of the pocket height h to the inner diameter of the seam ring d is preferably 0.50 to 1.00:

0,5 < 4 ^ 1.°·0.5 <4 ^ 1. °

Für eine besonders bevorzugte Form der erfindungsgemäßen Taschenklappe ergeben sich folgende Beziehungen: The following relationships result for a particularly preferred form of the pocket flap according to the invention:

duyou

(F ig. 2).(Fig. 2).

Tatsächlich stoßen sie in geschlossener Stellung flächig aneinander und verschließen dadurch die Durchströmungsöffnung, welche im Schnitt die Form eines dreistrahligen Sternes aufweist Jede Einzeltasche überdeckt einen Winkel von 120°. Der Nahtring ist flexibel ausgebildet, so daß sich die drei Ausbuchtungen aufzurichten vermögen und einer Querschnittsvergrößerung der Aorta folgen können.In fact, in the closed position, they abut each other flat and thereby close the Flow-through opening, which has the shape of a three-pointed star in section. Each individual pocket covers an angle of 120 °. The sewing ring is flexible so that the three bulges able to straighten up and be able to follow an enlarged cross-section of the aorta.

Die Form der einzelnen Taschen wird durch die Schnittfläche eines Rotationsellipsoides mit einem Zylinder gebildet Die Konstruktion der erfindungsgemäßen Taschenklappe ergibt sich im einzelnen aus der schematischen F i g. 2. In dieser bedeutetThe shape of the individual pockets is determined by the intersection of an ellipsoid of revolution with a Cylinder formed The construction of the pocket flap according to the invention results in detail from schematic F i g. 2. In this means

dj Innendurchmesser des Nahtringes, dj inner diameter of the seam ring,

c/λ Außendurchmesser des Nahtringes (= Durchmesser der Aorta),c / λ outer diameter of the seam ring (= diameter the aorta),

dL Taschendurchmesser,
h Taschenhöhe, dL pocket diameter,
h pocket height,

1,161.16

-7- = 0,72
d -7- = 0.72
d

-J- cos 60 -J- cos 60

l/T- (4-cos 30<)² »3,l / T- (4-cos 30 <) ² »3,

d 4 = d 4 =

2 s;2 s;

Gleichung für das Ellipsoid:Equation for the ellipsoid:

d,\² ( di\² d, \ ² (di \ ²

Aufgrund dieser Beziehungen lassen sich die Taschenklappen mühelos konstruieren. Wegen der unterschiedlichen Aortendurchmesser ist es erforderlich, die Prothese in verschiedenen Größen herzustellen; im allgemeinen werden etwa 6 bis 10 verschiedene Größen für alle in der Praxis vorkommenden Fälle ausreichen.Because of these relationships, the pocket flaps can be constructed with ease. Because of the different Aortic diameter it is necessary to make the prosthesis in various sizes; in the generally about 6 to 10 different sizes are sufficient for all cases that occur in practice.

Die erfindungsgemäße Taschenklappe wird aus hochflexiblem Material mit hoher Dauerbiegefestigkeit hergestellt. Die Oberfläche muß mit einem Material beschichtet sein, das die Blutgerinnung verhindert. Für die Taschen hat sich beispielsweise mit hochflexiblem Silikonkautschuk beschichtetes Polyestergewebe bewährt. Der Nahtring für die Taschenklappe kann aus einem Gewebe aus Polyterephthalat hergestellt werden.The pocket flap according to the invention is made of a highly flexible material with high flexural strength manufactured. The surface must be coated with a material that prevents blood clotting. for the bags, for example, have proven themselves with polyester fabric coated with highly flexible silicone rubber. The sewing ring for the pocket flap can be made from a polyterephthalate fabric.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1, Artificial three-pronged pocket valve to replace the aortic or pulmonary valve in the heart, which contains three flexible pockets offset from one another by 120 ° in a sewing ring, its Shape corresponds to the natural aortic root, characterized in that the suture ring is flexible to such an extent that it can accommodate natural changes in size and cross-section the base of the aortic or pulmonary valve can largely passively follow and that the individual pockets are designed to overlap and touch flat in the closed position.

2. Pocket flap according to claim 1, characterized in that the extent of the overlap of the pockets by the difference in the distances