DE3504962A1

DE3504962A1 - Herzklappenprothese

Info

Publication number: DE3504962A1
Application number: DE19853504962
Authority: DE
Inventors: Aleksandr Semenovi&ccaron; Bukatov; Semen Grigorievi&ccaron; Dr. Moskau/Moskva Churtsilava; Naum Abramovi&ccaron; Iofis; Rudolf Nikolaevi&ccaron; Vettsel
Original assignee: NII CHIRURGII VISNEV AK MED NA
Current assignee: NII CHIRURGII VISNEV AK MED NA
Priority date: 1984-02-16
Filing date: 1985-02-13
Publication date: 1985-08-22
Also published as: US4713071A; IT1189712B; IT8541513A0; FI850488L; JPS60203252A; CU21802A3; DE3504962C2; SU1243721A1; FI850488A0; JPS6241732B2

Description

NAUCHNO-ISSLEDOVATELSKY INSTITUT KHIRURGII IMENI A.V.VISHNEVSKOGO AKADEMII MEDITSINSKIKH NAUK SSSR - Moskau, UdSSR

Herzklappenprothese

Die Erfindung betrifft eine Herzklappenprothese zum Einsetzen an Stelle einer beschädigten natürlichen Herzkläppe.

Aus der US-PS 5 824 629 sind Herzklappenprothesen bekannt, die einen Klappenring mit einer Öffnung für den Blutstrom enthält. In diesem Klappenring befindet sich eine Scheibenklappe zum Verschließen und öffnen der Innenöffnung im Arbeitsrhythmus des Herzens. Diese Scheibenklappe ist mittels einer oberen Stütze und einer unteren Abstützungsanordnung aufschwimmbar eingesetzt. Die untere Abstützungsanordnung wird aus zwei bogenförmigen Stäben gebildet, die zur Erzielung einer oberflächlichen Berührung eine mit dem Profil der unteren Fläche der Scheibenklappe übereinstimmende profilierte Oberflanke aufweisen. Die obere Stütze ist ent-

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weder ein radiales Glied, welches in eine entsprechende Vertiefung in der Oberflanke der Scheibenklappe eingreift, oder ist ein ebenfalls in eine Nut der überflanke der Scheibenklappe eingreifender Bügel. Diese Klappe gewährleistet zwar eine oberflächliche Berührung der Scheibenklappe in ihrer Schließstellung mit den Abstützungsteilen, sie hat jedoch den Nachteil einer Punktberührung in ihrer Öffnungsstellung, was den Verschleißwiderstand und auch die Betriebsdauer der Klappenprothese negativ beeinflußt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Herzklappenprothese zu entwickeln, bei der die Abstützungen eine flächige Berührung mit der Scheibenklappe in ihrer offenen und geschlossenen Stellung bewirken, wodurch deren Lebensdauer und Zuverlässigkeit verlängert und vergrößert wird.

Die gestellte Aufgabe wird bei der Herzklappenprothese, die einen Ringkörper mit zentraler Öffnung für den Blutdurchfluß, Scheibenklappe und Mittel zum Zurückhalten der Scheibenklappe im aufgeschwommenen Zustand während sowohl Zuschließung als auch Öffnens in Form einer oberen Stütze an einem Radialträger und einer unteren Abstützungsanordnung vorsieht, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die obere Stütze eine Abflachung besitzt, die unter einem Winkel zu der waagerechten Diametralebene des Klappenringy schrägsteht, der der Schrägstellungslage der Scheibenklappe in Bezug auf dieselbe Diametralebene in ihrer Offnungslage entspricht. Die untere Abstützungsanordnung weist

dem Radialträger senkrecht verlaufende Profilabschnitte auf, die mit ihrem Profil mit diesem auf unterer Flanke der Scheibenklappe übereinstimmt. Diese profilierten Abschnitte u/erden voneinander ferngehalten und in ihrem Zwischenabstand in Draufsicht befindet sich die Abflachung.

Die erfindungsgemäße Ausführung der Herzklappenprothese ist dadurch vorteilhaft, daß sich die Scheibenklappe in offener Stellung an drei Oberflächen abstützt, und zwar an der Abflachung der oberen Stütze und an ζ mi ei profilierten Abschnitten der unteren Abstützungsanordnung. Demzufolge wird die Abstützungskraft in der offenen Stellung auf größere Berührungsflächen verteilt, wodurch der Andruck pro Flächeneinheit und damit der Verschleiß verringert werden und eine längere Lebensdauer der Klappenprothese erreicht wird.

Wenn die untere Abstützungsanordnung zwei vom Klappenring in seine Mitte ragende gekrümmte Stäbe enthält, sind die profilierten Abschnitte zweckmäßig an Abbiegungen ausgebildet, die aufeinander zu oder voneinander weg verlaufen, immer aber senkrecht zu dem Radialträger der oberen Stütze gerichtet sind.

Zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse beim Blutdurchfluß ist die untere Abstützungsanordnung zweckmäßig in Form von im Klappenring auf seiner inneren Seitenfläche befestigten Bühnen ausgeführt, die ebenfalls die profilierten Abschnitte aufweisen, wodurch der Strömungswiderstand in der mittleren Zone der Öff-

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nung des Klappenringes abnimmt.

Die Abflachung verläuft zweckmäßig unter einem geringen spitzen Winkel von z. B. 1° bis 3° zu einer zur Längsebene des Radial trägers senkrechten Ebene schräg, wodurch eine zusätzliche Verschwenkung der Scheibenklappe in Übereinstimmung mit der Strömungsdynamik des Blutflusses erreicht wird.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Herzklappenprothese in axonometrischer Schnit tdarstellung, in der die Scheibnnk1appe in ihrer geschlossenen bzw. geöffneten Stellung durch volle bzw. gestrichelte linien wiedergegeben ist;

Fig. 2 eine teilgeschnittene Draufsicht der Herzklappenprothese nach Fig. 1;

Fig. 3 eine geänderte untere Abstüt/unqsanordnung in vergrößertem MηHsIab;

fig. 4 eine Drauf» ir fit auf die obere Stiit/n und die untere Abstützungsaηηrd η 1111 y mit einer veränderten gegenseitigen Lage der profilierten Abschnitte;

lig. b eine Herzklappenprothese mit geänderter unterer Abstützungsanordn u η g ;

Fig. 6 die obere Stütze und die Lage ihrer Abflachung im vergrößerten Maßstab.

Die Herzklappenprothese 1 aus einem biologisch inerten Stoff enthält einen Ringkörper 2 in Form eines Zylinders mit zwei äußeren Ringbunden zur Befestigung einer nicht dargestellten Manschette, mit der die Prothese selbst in den Umgebungsgeweben befestigt wird.

Der Ringkörper 2 umgibt eine Öffnung 3 und bildet einen Sitz für eine Scheibenklappe 4, die eine obere und untere geringfügig gewölbte flanke 5 und 6 aufweist. In der oberen F lanke b ist eine runde Vertiefung bz\i/. Nut 7 ausgeführt. Die Scheibenklappe 4 v/erschließt die Öffnung 3 in der mit durchgezogenen Linien dargestellten Lage und kann die durch gestrichelte Linie geöffnete Stellung einnehmen.

Zum Zurückhalten der Scheibenklappe in der Öffnung 3 in aufgeschwommenem Zustand in der Schließstellung sind eine untere Abstützungsanordnung 8, 9 und eine ein/ige obere Stütze 10, 11 vorgesehen, die an den beiden Seiten der Scheibenklappe 4 angreifen. Die untere Abat üt: zungsanordnung enthält zwei krummlinige Stege 8, die z. B. durch Schweißen im Ringkörper 2 befestigt sind und bogenförmig /ur Mitte des Ringkörpers 2 verlau-

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fen, wie in Fig. 2 ersichtlich. Die der unteren Flanke

6 der Scheibenklappe 4 zugekehrten Oberflächen der Stege bzw. Stäbe 8 u/eisen eine dem Profil dieser Flankenoberfläche entsprechende Profilierung auf, um in dnr SchlieH-lage der Scheibenklappe die flächige Berührung mit. dieser Flanke 6 zu erreichen.

Gemäß Fig. 2 sind die freien Enden der Stege 8 aufeinander zu in eine Richtung abgebogen, in die die Scheibenklappe 4 sich in ihrer Öffnungslage abstützt. An den Stegenden sind Füßchen 9 angeformt, deren Seiten a eine dem Oberflächenprofil der unteren Flanke 6 der Scheibenklappe 4 entsprechende Profilierung haben, damit eine flächige Berührung mit diesem Flankenprofil in der Öffnungsstellung zustande kommt.

Die obere Stütze ist ein radialer Träger 10 in Form eines Stabes mit einem kugelförmigen Kopf 11, die sich in Draufsicht symmetrisch zu/ischen den Füüchen 9 mit Zwischenabstand befindet und mit dem Kopf 11 in die Vertiefung 7 eingreift. Der Kopf 11 v/eist an der äußeren Stirnseite eine Abflachung 12 auf, wie in Fig. 1 ersichtlich, die zur waagerechten Diametralebene des Ringkörpers 2 unter einem Schrägstellungsu/inkel verläuft, welcher dem Schrägstellungswinkel der Scheibenklappe 4 in ihrer Öffnungsstel1ung entspricht.

Wie in Fig. 1 gezeigt, liegt die ScheibenkTappe 4 in ihrer Öffnungsstellung mit dem Boden der Vertiefung

7 an der Abflachung 12 an, wodurch auch in dieser I age eine flächige Berührung der Scheibenklappe 4 mit. dem Kopf 11 erreicht wird.

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I in Unterschied zu bekannten Herzklappenprothesen stützt sich die Scheibenklappe gemäß der Erfindung über Stützflächen sowohl am Kopf 11 als auch an den Füßchen 9 auch in der Üffnungsstellung ab, was die Preßkraft pro Flächeneinheit herabsetzt und die Verschleißfestigkeit der Klappe unter Verlängerung ihrer tebensdauer und Vergrößerung der Betriebssicherheit vergrößert.

Die Funktionssicherheit einer Herzklappenprothese kann noch mehr gesteigert werden, wenn durch einige nur geringe Abänderungen die Hämodynamik des Durchflusses durch die Öffnung berücksichtigt wird. Bekanntlich erhält der Blutstrom beim Durchfluß durch die Klappenöffnung eine geringe Winkelverschiebung. In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, eine Verdrehung der Scheibenklappe 4 in ihrer Ebene unter Ausnutzung der Abflachung 12 vorzusehen. Diese Verdrehung wird durch Schrägstellen der Abflachung 12 unter einem Winkel Λ von 1° bis 3° zu der dem Radialträger 10 senkrecht verlaufenden Ebene erreicht, wie dies in Fig. 6 wiedergegeben ist.

Bei der Herzklappenprothese nach Fig. 3 besitzen die Stäbe 8 und Füßchen 9' eine unterschiedliche Länge, was in Verbindung mit der Anordnung der Abflachung 12 eine bessere Übereinstimmung mit der Hämodynamik des Blutdurchflusses ergibt. Die Füßchen 9' an den beiden Steqenden 8 befinden sich relativ dicht neben dem runden Stützkopf 11 des oberen Trägers 10 und sind aufeinander zu abgebogen. Jedoch ist auch eine andere Ausführung gemäß Fig. 4 möglich, bei der diese Füßchen 9"

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voneinander weg abgebogen sind.

Gemäß Fig. "> kann die untere Abstützungsanordnung auch in Form von zu/ei am Ringkörper unmittelbar befestigten Füßchen 13 gebildet werden, die senkrecht zum Radialträger 10 in die Öffnung 3 hineinragen und an ihren Seiten b dem Profil der unteren Flanke der Scheibenklappe 4 entsprechende Profi1 flächen aufweisen. Diese Füßchen 13 haben eine unterschiedliche Länge zur Verbesserung der Hämodynamik des Durchflusses.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Herzklappenprothese sichert eine längere lebensdauer durch Herabsetzung der spezifischen Belastungen der Scheibenklappe in ihrer Öffnungsstellung und gewährleistet eine stabile Verschwenkung der Scheibenklappe unter Erhaltung einer guten Durchflußgeometrie des B 1 utstromer;. Die am oberen Rand des Ringkörpers 2 innen angeformte oder dauerhaft befestigte Stütze 10 sichert durch den Eingriff ihres abgewinkelten Stützkopfes 11 in die runde Vertiefung 7 im zentralen Bereich der Scheibenklappe 4 eine sichere Halterung der Scheibenklappe 4 in der geschlossenen und der offenen Lage. Die dargestellte und vorstehend beschriebene Ausbildung und Anordnung der unteren Abstützung 8, 9; 9', 9" gewährleistet eine großflächige und damit stabile Halterung der Scheibenplatte 4 in der geschlossenen Lage. In dieser geschlossenen Stellung ist die als gesondertes Bauelement ausgeführte Scheibenplatte 4 zwischen der oberen Stütze 10 mit deren kugeligem Stützkopf 11 und der unteren Abstützung 8, 9 bzw. 13 begrenzt frei beweglich und sog. "fliegend" gelagert. Durch mögliche Drehbe-

u/egungen der Scheibenplatte 4 im Ringkörper 2 u/ird ihr Verschleiß vermindert.

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Claims

Ansprüche

1. Herzklappenprothese, bestehend aus

einem Ringkörper (Z) mit einer zentralen Durchfluß-Öffnung ( 3) ,

einer Scheibenklappe (4) mit einer konzentrischen Rundvertiefung (7) auf ihrer oberen Flanke (5),

einer Halterung für die Scheibenkl appe im Sehwimm/ustand in ihrer offenen und geschlossenen Stellung, die aus einer unteren Abstützungsanordnung und einer oberen Stütze besteht,

dadurch

gekennzeichnet

daß

die fin einem oberen Radi al träger (10) ausgebildete Stütze (11) eine Abflachung (12) besitzt, die unter einem Winkel zu der waagerechten Diametralebene des Klappenrings (2) geneigt ist, der der Schrägstellungslage der Scheibenklappe (4) in ihrer Öffnungslage entspricht ;

die untere AbStützungsanordnung quer zum Radialträger (10) verlaufende Profilabschnitte (9, 13b) aufweist, deren Profile auf der dem Radialträger zugewandten

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Seite mit dem Profil der unteren Flanke (6) der Scheibenklappe (4) übereinstimmen, wobei diese Profilabschnitte voneinander mit Zu/ischenabstand angeordnet sind und sich die schräge Abflachung (12) am oberen Stützkopf (11) innerhalb dieses Zu/ischenabstandes be findet.

2. Herzklappenprothese nach Anspruch 1, bei der die untere Abstützungsanordnung durch zwei von der Wand des Ringkörpers aus in die öffnung vorstehende Stege gebildet ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die zum Radialträger (10) senkrecht verlaufenden Profilabschnitte an den freien Enden der Stege (8) angeordnet und als abgebogene Füßchen (9) ausgebildet sind.

3. Herzklappenprothese nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Füßchen (9¹) gegeneinander gebogen sind.

4. Herzklappenprothese nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Füßchen (9") in entgegengesetzten Richtungen abgebogen sind.

^r>. Herzklappenprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die untere Abstützungsanordnung zwei Füßchen (13) enthält, die im Ringkörper (2) unmittelbar befestigt sind und der unteren Flanke der Scheibenklappe zuge-

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wandte, profilierte Oberflächen auf der Seite des Radialträgers (10) aufweisen.

6. Herzklappenprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß die Schrägabflachung (12) am oberen Stützkopf (11) eine zusätzliche spitzwinklige Neigung zu der der Ebene des Radialträgers (10) senkrechten Ebene erhält.

7. Herzklappenprothese nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

daß der zusätzliche Neigungswinkel etwa 1° bis 3° beträgt .