JP2023116534A - 縫合を少なくした置換心臓弁 - Google Patents

Abstract

【課題】縫合糸の数を大幅に減らすことができる心臓弁置換装置を提供する。【解決手段】心臓弁置換装置１００は、第１端１０４と、第２端１０６と、外面１１０と、内面１１２とを有するステント１０２であって前記内面はルーメン１１４を形成するステントと、ステントのルーメン内に配置され、組織の単一シートから形成された弁１０８であって外面と、内面と、外面と内面との間の一定の厚みとを有し、少なくとも３つの弁小葉を備える弁とを備え、弁は、最小限の縫合糸でステントに取り付けられる。弁小葉は、曲線面で形成される。【選択図】図１

Description

本発明は、生体材料で形成された新規で優利な効果を有する心臓弁に関する。

本明細書の背景技術の記載は、概略的に開示することを目的とする。本願の発明者による他の発明は、この背景技術の欄に記載されている範囲で、また出願の時点で先行技術と見なされない態様と同様に先行技術として認められるべきではない。

患者が先天性心不全や心臓弁膜症などの疾患を有する場合には、生来の弁を交換する必要がある。病的な心臓弁は、弁が適切に機能せず血流が正常な流れの方向とは逆の方向に流れる逆流や、弁の石灰化やプラークや炎症などにより弁が閉塞する狭窄を招き得る。心臓弁は、外科的修復によって置換されたり、経カテーテルアプローチを用いて生来の弁に対して置換される。経カテーテル弁置換装置は、配備のためにカテーテルに圧着された拡張可能又は自己拡張型ステント構造に取り付けられた組織の弁小葉を含む。ステントは、問題のある心臓弁の位置まで進められて、そこで拡張するか、又はバルーンまたは別の手段によって拡張される。弁に装着されると、血流及び心臓の筋により組織の弁小葉は開閉する。これらの経カテーテル弁置換装置を製造する際において、もっとも時間と労力とを要する工程の１つは、弁小葉をステントに確実に取り付ける工程である。弁小葉は、何百本もの縫合糸でステントに取り付けられ、一般には、熟練労働者が手で縫い付ける。多くの場合、弁置換装置はそれぞれ、１５０本～３００本又はそれ以上の本数の縫合糸を有する。上記装置の製造に必要な費用及び時間を削減する為には、組織を拡張可能又は自己拡張型ステントに確実に取り付ける為に必要とされる縫合糸の数を大幅に減らすことが望ましい。

以下では、本願の実施形態の基本的な理解を可能とする為に本発明の１つ以上の実施形態の簡略した概要を示す。この概要は、考えられる全ての実施形態の広範な概要ではなく、全ての主要又は重要な要素を同定すること、又は任意又は全ての実施形態の範囲を明らかにすることも意図していない。

いくつかの実施形態では、本発明に係る心臓弁置換装置は、第１端と、第２端と、外面と、内面であってルーメンを形成する内面とからなるステントと、ステントのルーメン内に配置される弁であって組織の単一シートから形成され、外面と、内面と、外面と内面との間に一定の厚みとを有し、少なくとも３つの弁小葉を備え、４０本より少ない縫合糸でステントに取り付けられた弁とを備える。いくつかの実施形態では、弁は、３０本より少ない縫合糸でステントに取り付けられる。いくつかの実施形態では、弁は、２０本より少ない縫合糸でステントに取り付けられる。いくつかの実施形態では、弁は、３本～２０本の縫合糸でステントに取り付けられる。本発明のいくつかの実施形態では、弁は、弁小葉に接続された本体部を有する。少なくとも１つの実施形態では、本体部の厚みは、弁小葉の厚みとは異なる。いくつかの実施形態では、弁は折り返し部を有し、折り返し部は、弁の本体部に連結される。少なくとも１つの実施形態では、折り返し部の厚みは、本体部の厚みとは異なる。少なくとも１つの実施形態では、折り返し部の厚みは、弁小葉の厚みとは異なる。少なくとも１つの実施形態では、折り返し部は、ステントに対して第１姿勢から第２姿勢に拡張し得る。心臓弁置換装置のステントは、少なくとも１つの取り付け要素を有し得る。いくつかの実施形態では、少なくとも１本の縫合糸は、特定の取り付け要素においてステントを弁に連結する。

本発明のいくつかの実施形態では、置換心臓弁は、複数の弁小葉と、弁小葉に接続された本体部とを備え、本体部及び弁小葉は、組織材料の単一シートで形成される。置換心臓弁は、本体部に連結された折り返し部を備える。いくつかの実施形態では、弁小葉の厚みは、折り返し部の厚みとは異なる。いくつかの実施形態では、本体部の厚みは、折り返し部の厚みとは異なる。請求項１４に記載の心臓弁では、組織材料は、人工組織である。いくつかの実施形態では、組織材料は生体材料である。いくつかの実施形態では、弁は、心臓弁の少なくとも本体部に取り付け部位を備える。

いくつかの実施形態では、心臓弁置換装置の製造方法は、組織材料の単一シートから弁を形成する工程であって弁は本体部に接続された少なくとも３つの弁小葉を有する本体部を有する組織材料の単一シートから弁を形成する工程と、材料の単一シートから形成された弁をステントのルーメン内に挿入する工程と、弁を４０本より少ない縫合糸でステントに固定する工程とを含む。いくつかの実施形態では、弁は、３０本より少ない縫合糸でステントに固定される。いくつかの実施形態では、弁は、２０本より少ない縫合糸でステントに固定される。いくつかの実施形態では、弁は、３本～２０本の縫合糸でステントに固定される。いくつかの実施形態では、弁を形成する工程は、組織材料の単一シートを金型に挿入する工程を含む。金型は、下部（第１の型）と上部（第２の型）とを有する。いくつかの実施形態では、金型は、上部を下部にロックする為のロック部材を有する。いくつかの実施形態では、組織材料の単一シートと、上部と下部のうちの少なくとも一方との間にスペーサーが挿入される。いくつかの実施形態では、金型の中で、組織材料の単一シートに架橋工程が実施される。組織材料は、いくつかの実施形態では、人工組織又は生体材料であり得る。いくつかの実施形態では、組織材料の単一シートは、材料の一端から他端まで一様ではない厚みを有する。いくつかの実施形態では、材料の単一シートは、切断装置で材料の一端から他端まで切断されて、材料の一端から他端まで一様でない厚みを有する。

複数の実施形態が開示されているが、本願の別の実施形態も本発明の例示的な実施形態を示し且つ説明する以下の詳細な説明から当業者であれば理解できる。理解できるであろうが、本発明の様々な実施形態は、本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく様々な明白な態様において変更できる。したがって、図面及び詳細な説明は例示であって限定ではないと理解しなければならない。

本明細書は、本発明の様々な実施形態を形成すると見なされる発明の主題を特に指摘し且つ明確に主張する特許請求の範囲の記載で締めくくられているが、本発明は、以下の添付の図面と合わせて詳細な説明を参照することにより、よりよく理解できると考えられる。

本開示の一実施形態に係るステント構造に対して配置された心臓弁を備える心臓弁置換装置を示す斜視図。 図１の心臓弁置換装置の第１側面図。 図１の心臓弁置換装置の第２側面図。 図１の心臓弁置換装置の遠位端から見た図。 図１の心臓弁置換装置の近位端から見た図。 本発明の一実施形態に係るステント構造に対して配置された心臓弁を備える心臓弁置換装置を示す斜視図。 本発明の一実施形態に係る心臓弁を示す斜視図。 図７の心臓弁を示す側面図。 図７の心臓弁の遠位端から見た図。 図７の心臓弁の近位端から見た図。 本発明の一実施形態にかかる第１の金型部分と第２の金型部分とを有する本発明の心臓弁を製造する為の金型アセンブリを示す斜視図。 図１１の金型アセンブリの第１の金型部分を示す上面図。 図１１の金型アセンブリの第２の金型部分を示す下面図。 図１１の第２の金型部分を示す上面図。 本発明の一実施形態にかかる生体材料から心臓弁を製造する為の切断アセンブリを示す模式図。

本発明は、心臓の僧帽弁、三尖弁、大動脈弁、または肺動脈弁で使用する為の置換心臓弁に関する。いくつかの状況では、置換心臓弁は、置換心臓弁の一部、又は置換心臓弁に取り付けられたステントなどの装置の一部が生来の心臓弁に隣接するように生来の弁の内部に配置される。

以下の詳細な説明では、いくつかの実施形態の完全に理解されるために多くの特定の詳細が示されている。しかしながら、いくつかの実施形態は、これらの特定の説明がなくても実施可能であることは当業者であれば理解できる。別例では、周知の方法、手順、構成要素、ユニットおよび／または回路は、曖昧な検討を回避する為に詳細に説明されていない。

図１～５は、近位端１０４および遠位端１０６を有するステント１０２と、ステントのルーメン内に配置され、近位端１０４の遠位側の部位でステント１０２に連結された弁１０８とを備える心臓弁置換装置１００を示す。本明細書は、図に示す装置に関して同一の相対的な方法で、「近位」と「遠位」という用語を使用するが、「近位」と「遠位」は、別の実施形態の「遠位」と「近位」と交換可能であることは本発明の範囲内である。ステント１０２は任意の構成を有することができ、第１姿勢から拡張姿勢まで拡張可能である。図１～５に示すように、ステント１０２は、拡張姿勢にある。ステント１０２は、第１姿勢から第２姿勢まで自己拡張可能、バルーン式に拡張可能、又は別の様式で拡張可能である。ステント１０２は、外面１１０及び内面１１２を有し、内面１１２は、ステントの少なくとも一部にわたってルーメン１１４を形成する。少なくとも１つの実施形態では、外面１１０はコーティング材料の層を有する。少なくとも１つの実施形態では、内面１１２はコーティング材料の層を有して弁１０８との摩擦を低減し得る。ステント１０２は、弁１０８をステント１０２に連結する為に、外面１１０、内面１１２、又はその双方に１つ以上の取り付け要素１１５を有する。少なくとも１つの実施形態では、少なくとも１つの取り付け要素１１５は、血管システム内で心臓弁置換装置１００の位置決めを支援すべく、画像化する為に放射線不透過性マーカー又はコーティングを有し得る。

弁１０８は、縫合糸又は別の機械的手段を用いて、１つ以上の取り付け要素１１５によりステントに取り付けられる。弁１０８は、接着剤でステント１０２に取り付けられてもよい。弁１０８は、接着剤を用いて取り付け要素によりステント１０２に取り付けられてもよい。弁１０８はまた、ポリマー製の取り付け層を用いてステント１０２に取り付けられてもよい。いくつかの実施形態では、弁１０８は、縫合糸、別の機械的取り付け手段、接着剤、またはポリマー製の取り付け層のうちの１つ以上を用いて取り付けられてもよい。

弁１０８は、いくつかの実施形態では、単一の組織材料片から形成される。いくつかの実施形態では、組織材料は生体材料であってもよい。いくつかの実施形態では、組織材料は、心臓血管組織、心臓組織、心臓弁、大動脈起始部、大動脈壁、大動脈弁小葉、心膜組織、結合組織、硬膜、皮膚組織、血管組織、軟骨、心膜、靱帯、腱、血管、臍帯組織、骨組織、筋膜、及び粘膜下組織、並びに皮膚からなる一群から選択された無細胞または細胞組織を含んでもよい。いくつかの実施形態では、組織材料は、２００５年１２月２１日に出願された「埋込可能な生体材料およびその製造方法」という表題の米国特許第９，２０５，１７２号明細書に記載された生体材料などの埋込可能な生体材料であり、引用によりここにその全てを援用する。いくつかの実施形態では、生体材料は人工組織であってもよい。いくつかの実施形態では、人工組織は、単一片の成型又は形成されたポリマーからなってもよい。いくつかの実施形態では、人工組織は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレテレフタレート、別のポリマー、および別のポリマーコーティングからなってもよい。

弁１０８は、近位端１１６と遠位端１１８とを有する。弁１０８は、外面１２２と内面１２４とを有し、内面１２４はルーメン１２５を画定する。弁１０８は、少なくとも１つの弁小葉１２６を有する。いくつかの実施形態では、弁１０８は、互いに接続された少なくとも３つの弁小葉１２６を備える。いくつかの実施形態では、弁１０８は、３つの弁小葉１２６を備える。いくつかの実施形態１０８では、２つの弁小葉１２６を備える。いくつかの実施形態では、弁１０８は、４つの弁小葉１２６を備える。いくつかの実施形態では、弁１０８は、４つより多い弁小葉１２６を備える。弁小葉１２６はそれぞれ、カップ状の凹部１２８を形成する。従って弁小葉１２６は、組織の平坦な片ではなく湾曲状に形成される。「平坦状又は湾曲状心膜大動脈弁尖：有限要素研究」という表題の記事で発表された研究などであって、引用によりその全体が本明細書に援用される、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｅａｒｔ Ｖａｌｖｅ、１３巻、５号（２００４年９月）のＫｈｅｅ Ｈｉａｎｇ Ｌｉｍ、Ｊｏｈａｎｅｓ Ｃａｎｄｒａｌ、Ｊｏｏｎ Ｈｏｃｋ Ｙｅｏ、Ｃａｒｌｏｓ ＭＧ Ｄｕｒａｎらによる研究は、本明細書に示すものに類似する３次元の弁小葉の弁尖が平坦状の組織片に対して応力の約３５％を低減することを示している。弁小葉１２６は、交連１３０で互いに隣接して配置される。弁１０８は、少なくとも弁小葉１２６に接続された本体部１３２をさらに備える。いくつかの実施形態では、本体部１３２は、弁小葉に対して遠位に配置される。少なくとも１つの実施形態では、弁１０８は、遠位端１１２に環状部１３８を有する。環状部１３６は、本体部１３２に結合される。いくつかの実施形態では、弁１０８は、環状部１３８に取り付けられた折り返し部１４０を有する。折り返し部１４０は、外面１４２と内面１４４とを有する。折り返し部１４０は、本体部１３２の少なくとも一部を覆って近位方向に延びる。折り返し部１４０は、いくつかの実施形態では、拡張して生体の組織に対してシールを形成し得る。いくつかの実施形態では、弁１０８は、弁１０８に沿って軸方向に延びる継ぎ目１４８を形成する第１端１４６と第２端１４７とをさらに備える。いくつかの実施形態では、継ぎ目１４８は、いくつかの接着剤又は別の化学的な工程を用いて接合される。いくつかの実施形態では、第１端１４６及び第２端１４７は、１本の縫合糸により継ぎ目１４８を横断して接合される。いくつかの実施形態では、第１端１４６及び第２端１４７は、継ぎ目１４８の近位端近くの第１の縫合糸及び継ぎ目１４８の遠位端近くの第２の縫合糸により、継ぎ目１４８を横断して接合される。いくつかの実施形態では、第１端１４６及び第２端１４７は、継ぎ目１４８の近位端近くの第１縫合糸と、継ぎ目１４８の遠位端近くの第２の縫合糸と、第１の縫合糸と第２の縫合糸の間の少なくとも１つの縫合糸とにより継ぎ目１４８を横断して接合される。別の実施形態では、継ぎ目１４８は、弁の性能を損なうことなく、第１端１４６と第２端１４７の間の比較的小さなギャップを形成し得る。いくつかの実施形態では、弁小葉１２６は、外面１２２と内面１２４との間に本体部の厚みより小さな一定の厚みを有する。

弁１０８は、弁１０８の少なくとも一部の外面１２２が、ステント１０２の内面１１２に当接するようにステント１０２に対して配置される。少なくとも図３に示すように、弁１０８は、縫合糸１５０を用いてステント１０２に取り付けられる。縫合糸１５０は、本体部１３２またはステント１０２のうちの一方に折り返し部１４０を連結する為に使用される。縫合糸１５０は、本体部１３３をステント１０２に連結する為に使用される。縫合糸１５０は、交連部１３０をステント１０２に連結する為に使用される。少なくとも１つの実施形態では、縫合糸１５０は、取り付け部位１１５において、交連１３０をステント１０２に連結するのに使用される。いくつかの実施形態では、少なくとも本体部１３２の外面１２２は、ステント１０２の内面１１２に当接する。いくつかの実施形態では、折り返し部１４０における内面１４４は、第１の部位でステント１０２の外面１１０に当接する。いくつかの実施形態では、折り返し部１４０における内面１４４は、図１～５に示すように第２の形態である拡張時形態でステント１０２の外面１１０に当接する。いくつかの実施形態では、生来の弁に配置された際、弁内の血流や血管の血圧により、折り返し部１４０は、ステント１０２の外面１１０から離間する方向に拡張または移動して、生来の弁に対してシールを形成し得る。

少なくとも部分的には、弁が単一の材料片から形成されるという理由で、弁は最小限の縫合糸でステントに取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、図６は、１５本の縫合糸６５０のみでステント６０２に取り付けられた弁６０８を備えた心臓弁置換装置６００の一実施形態を示す。弁６０８は、少なくとも取り付け要素６１５でステント６０２に取り付けられる。いくつかの実施形態では、取り付け要素６１５は、弁６０８の弁小葉６２６の間で交連６３０と整合するようにされる。弁６０８は、取り付け要素６１５において第１のセットの縫合糸６５０ａを用いて取り付けられる。少なくとも１つの実施形態では、第１セットの縫合糸６５０ａは、３本の縫合糸６５０を含む。弁６０８は、ステントの端またはその近くに第２セットの縫合糸６５０ｂで更に取り付けられる。いくつかの実施形態では、第２のセットの縫合糸６５０ｂの縫合糸は、弁６０８の折り返し部６４０をステント６０２に接合する。いくつかの実施形態では、第２のセットの縫合糸６５０ｂは、折り返し部６４０と重なり合った本体部６３２に折り返し部６４０を接合する。少なくとも１つの実施形態では、第２セットの縫合糸６５０ｂは、ステントの遠位端近くの弁の外面６２２で弁６０８の外周を横断する連続する縫合糸のセットである。少なくとも１つの実施形態では、第２のセットの縫合糸６５０ｂは、ステント６０２の遠位端６０６の縁部６５５で弁の外周を横断する連続する縫合糸のセットである。少なくとも１つの実施形態では、第２のセットの縫合糸６５０ｂは、９本の縫合糸６５０を含む。少なくとも１つの実施形態では、弁６０８は、第３のセットの縫合糸６５０ｃで取り付けられる。第３のセットの縫合糸６５０ｃは、第１のセットの縫合糸６５０ａと第２のセットの縫合糸６５０ｂとの間に軸方向に配置される。第３のセットの縫合糸６５０ｃは、本体部分６３２をステント６０２に連結し得る。第３のセットの縫合糸６５０ｃは、３本の縫合糸６５０を含み得る。第３のセットの縫合糸６５０ｃは、いくつかの実施形態において、それぞれ、第１のセットの縫合糸６５０ａと軸方向に整合される。第３のセットの縫合糸６５０ｃは、いくつかの実施形態において、径方向にずらされて、第１のセットの縫合糸６５０ａの縫合糸から遠位に配置される。少なくとも１つの実施形態では、第３のセットの縫合糸６５０ｃの少なくとも１本の縫合糸は、弁６０２の継ぎ目６４８を横断して組織を連結し得る。縫合糸の別の構成も本発明から理解できる。

図７～１０は、弁７００の実施形態を示す。弁７００は、ステント構造の中に挿入される前に組織の平坦なシートとして形成されるのではなく、生来の弁に配置する為にステント構造又は別の構造の中に挿入される前に円筒構造として形成される。いくつかの実施形態では、組織材料は人工組織である。いくつかの実施形態では、組織材料は生体材料である。いくつかの実施形態では、組織材料は、心臓血管組織、心臓組織、心臓弁、大動脈起始部、大動脈壁、大動脈弁小葉、心膜組織、結合組織、硬膜、皮膚組織、血管組織、軟骨、心膜、靱帯、腱、血管、臍帯組織、骨組織、筋膜、及び粘膜下組織、並びに皮膚からなる一群から選択される無細胞または細胞組織を含む架橋コラーゲンをベースとする生体材料であり得る。少なくともいくつかの実施形態では、組織材料は、２００５年１２月２１日に出願され、「埋め込み可能な生体材料およびその製造方法」という表題の米国特許第９，２０５，１７２号明細書に記載されている生体材料などの埋め込み可能な生体材料であり、引用によりその全体は本明細書に組み込まれる。弁７００は、近位端７０２及び遠位端７０４を備える。弁７００は、外面７０６及び内面７１０を有し、内面７１０はルーメン７１２を形成する。いくつかの実施形態では、弁７００は、本体部７１４と本体部７１４に接続された少なくとも３つの弁小葉７１６を備える。いくつかの実施形態では、弁７００は、３つの弁小葉７１６を備える。いくつかの実施形態では、弁７００は、４つの弁小葉７１６を備える。いくつかの実施形態では、弁７００は、４つ以上の弁小葉７１６以上の弁小葉を備える。弁小葉７１６は、湾曲部７１８を有する。湾曲部７１８は、カップ状の凹部を形成する。弁小葉７１６は、交連７２０で互いに隣接して配置される。少なくとも１つの実施形態では、弁１０８、本体部７１４は、遠位端７０４に環状部７２２を有する。いくつかの実施形態では、弁７００は、環状部７２２に取り付けられた折り返し部７２４を有する。折り返し部７２４は、外面７２６及び内面７２８を有する。折り返し部７２４は、本体部７１４の少なくとも一部を覆って近位方向に延びる。折り返し部７２４は、いくつかの実施形態では、拡張して生来の組織に対してシールを形成し得る。

いくつかの実施形態では、本発明の弁の製造方法は、弁小葉及び折り返し部を形成する為に金型の中に組織のシートを挿入する工程と、いくつかの形態において、成形された組織を円形リングの中に形成する工程とを含みうる。図１１～１４は、金型１１００の実施形態を示す。金型は、上部１１２０と下部１１２２とを備える。上部１１２０と下部１１２２とは、別々の構成要素であってもよいし、又は互いに連結されていてもよい。少なくとも１つの実施形態では、上部１１２０と下部１１２２とは、２枚貝の貝殻状の構造として形成され、上部１１２０及び下部１１２２は少なくとも１つのヒンジ部位で互いに回旋可能に連結される。図１１は、閉鎖時姿勢の金型を示す。少なくとも１つの実施形態では、上部１１２０及び下部１１２２は、ロック手段１１２３を用いて閉鎖時姿勢に互いに固定して連結される。一実施形態では、ロック手段１１２３は、上部１１２０に第１の穴１１２４及び第２の穴１１２６を備え、下部１１２２において、第１の穴１１２４及び第２の穴１１２６に整合可能な第１の穴１１２８及び第２の穴１１３０を備える。ボルトを第１の穴１１２４，１１２８及び第２の穴１１２８，１１３０の中に挿入して、ナットで締めることができる。ロック手段１１２３はまた、上部１１２０及び下部１１２２を押すクランプを備える。上部１１２０を下部１１２２に対して閉鎖時姿勢にロックする為の別の手段も本発明から考えられる。ロック手段１１２３が係合された時、金型の内部に配置された組織に対して所望の力が付与され得る。

金型１１００の下部１１２２を、図１２に示す。下部１１２２は、少なくとも１つの弁小葉部１１３４と、隣接する弁小葉部１１３４の間の交連部１１３６と、交連部１１３６と弁小葉部１１３４の間に接続された本体部１１３８とを含む。図１２に示すように、下部１１２２は、３つの弁小葉部１１３４を有する。いくつかの実施形態では、下部１１２２は、２つの弁小葉部１１３４を有する。いくつかの実施形態では、下部１１２２は、４つの弁小葉部１１７４を有する。いくつかの実施形態では、下部１１２２は、４つ以上の弁小葉部１１３４を有する。少なくとも１つの実施形態では、弁小葉部１１３４は、オスを形成する要素を備え得る。弁小葉部１１３４は、少なくとも１つの凸形成部１１３５及び陥没部１１３７を含む。少なくとも１つの凸形成部１１３５は、曲線外面１１４０、第１端１１４４における第１の曲線端１１４２、及び隣接する交連部１１３６に接して第１端１１４４から第２端１１４８に延びる第２の曲線端１１４６を有する。第１の曲線端１１４２は、放物線を形成する。第１の曲線端１１４２及び第２の曲線端１１４６は、部位１１５０で交差する。図１２に示すように、弁小葉部１１３４は、２つの凸形成部１１３５を有する。第１の凸形成部の第１の曲線端１１４２は、部位１１５２で第２の凸形成部の第１の曲線部１１４２と交差する。部位１１５２は、陥没部１１３７の上方に配置される。第１の曲線端１１４２はそれぞれ放物線を形成する。第１の凸形成部１１３５の第２の曲線端１１４６は、部位１１４４で第２の凸形成部１１３５の第２の曲線端１１４６に交差する。第１の凸形成部１１３５の第２の曲線端１１４６と第２の凸形成部１１３５の第２の曲線端１１４６とは、放物線を形成する。いくつかの実施形態では、弁小葉部１１３４の形状は、１９９９年の１０月１４日に出願された、「生物学的な膜からステントレス置換心臓弁を形成するための金型」という表題の米国特許第６，４９１，５１１号明細書に説明されている弁小葉の鋳型に類似し、同内容は、引用により本明細書に援用される。本体部１１３８は、交連部１１３６に接続される。本体部１１３８は、ほぼ平坦であり且つ下部１１２２から外方に延びる。いくつかの実施形態では、下部１１２２は、弁小葉部１１３４の両側で外方に延びるロックフランジ１１６０，１１６２を備え、ロックフランジ１１６０，１１６２はそれぞれ、第１の穴１１２８、第２の穴１１３０備える。

金型１１００の上部１１２０を図１３～１４に示す。上部１１２０は、少なくとも１つの弁小葉部１１７４と、隣接する弁小葉部１１７４の間の交連部１１７６とを備える。図１３に示すように、上部１１２０は、３つの弁小葉部１１７４を有する。いくつかの実施形態では、上部１１２０は、２つの弁小葉部１１７４を有する。いくつかの実施形態では、上部１１２０は、４つの弁小葉部１１７４を有する。いくつかの実施形態では、上部１１２０は、４つ以上の弁小葉部１１７４を有する。少なくとも１つの実施形態では、弁小葉部１１７４は、下部１１２２の弁小葉部１１３４の対応するオスを形成する要素に係合するメスを形成する要素を有する。弁小葉部１１７４は、少なくとも１つの凹形成部１１７８と第２部分１１７９とを備える。閉鎖時姿勢にある時、上部１１２０の少なくとも１つの凹形成部１１７８は、下部１１２２の少なくとも１つの凸形成部と係合する。少なくとも１つの凹形成部１１７８は、曲線面１１８０、第１端１１８４において第１の曲線端１１８２、及び隣接する交連部１１７８に接し且つ第１端１１８４から第２端１１８８に延びる第２の曲線端１１８６を有する。いくつかの実施形態では、金型が閉鎖時姿勢にある時、下部１１４８の第２端１１４８は、上部の第２端１１８８に整合する。第１の曲線端１１８２は、放物線を形成する。第１の曲線端１１８２と第２の曲線端１１８６とは、部位１１９０で交差する。第１の凹形成部の第１の曲線端１１８２は、部位１１９２で第２の凹形成部の第１の曲線端１１８２に交差する。部位１１９２は、第２の部分１１７９に隣接して配置される。第１の曲線端１１８２はそれぞれ、放物線を形成する。第１の凹形成部の第２の曲線端１１８６は、部位１１９４で第２の凹形成部の第２の曲線端１１８６に交差する。第１の凹形成部の第２の曲線端１１８６と第２の凹形成部の第２の曲線端１１８６とは、放物線を形成する。いくつかの実施形態では、弁小葉部１１７４の形状は、１９９９年１０月１４日に出願され、且つ「生物学的な膜からステントレス置換心臓弁を形成するための金型」という表題の米国特許第６，４９１，５１１号明細書に説明された弁小葉の鋳型に類似し、その内容は引用により本明細書に組み込まれる。いくつかの別の実施形態では、本体部は、交連部１１７６及び弁小葉部１１７４に接続される。本体部は、交連部１１７６に接続される。本体部１１３８は、ほぼ平坦であり且つ交連部１１７６から外方に延びる。本体部は、閉鎖時姿勢にある時、下部１１２２の本体部の少なくとも一部に重なる。上部１１２０の本体部は、下部の本体部に比較して短い。上部１１２０の本体部の端部は、形成された弁の環状部の端を決める。いくつかの実施形態では、上部１１２０は、弁小葉部１１７４の両側で外方に延びるロックフランジ１１９６，１１９８を有し、ロックフランジ１１９６、１１９８はそれぞれ、第１の穴１１２４、第２の穴１１２６を有する。上部１１２０は、第２端１１８８の近くに複数のチャンネル１１９９を有する。

いくつかの実施形態では、金型は、金属、ポリマー又はセラミック材料から形成される。いくつかの実施形態では、金型は、金型が患者に対して個別に作られてその患者に特化した弁を形成するように積層造形を使用して印刷されてもよい。

少なくとも１つの実施形態では、組織のシートは、下部１１２２と上部１１２４の間で金型１１００の中に挿入される。ロック部材１１２３は、次に、下部１１２２及び上部１１２４が閉鎖時姿勢に固定されるように係合される。少なくとも１つの実施形態では、組織のシートは生物試料から形成され、組織の架橋を促進するために、組織のシートに架橋する溶液であるグルタールアルデヒドが用いられる。いくつかの実施形態では、架橋する溶液は、グルタールアルデヒドを含有する。いくつかの実施形態では、架橋する溶液は、組織の中に注入され、別の実施形態では、組織は、架橋する溶液の中で浸され、浸漬され、又は浸透される。いくつかの実施形態では、グルタールアルデヒドは、組織の中に注入され、別の実施形態では、組織はグルタールアルデヒドで浸され、浸漬され、又は浸透される。少なくとも１つの実施形態では、金型１１００と金型の中に挿入された組織のシートとは、架橋する溶液であってグルタールアルデヒドを含有する溶液の中に浸漬される。少なくとも１つの実施形態では、上部１１２４は、組織が部分的に架橋された時、金型１１００から取り除かれ、組織は、組織が完全に架橋されると、金型１１００から取り除かれる。少なくとも１つの実施形態では、上部１１２４は、金型１１００が架橋する溶液またはグルタールアルデヒドの中に浸漬されている間に金型１１００から取り除かれる。少なくとも１つの実施形態では、組織のシートにグルタールアルデヒドを用いる前に、下部１１２２と上部１１２４のうちの少なくとも一方の間に、スペーサー又は間隔を設ける層が挿入される。

いくつかの実施形態では、弁は、一様ではない厚みを有する材料の単一シートから形成される。いくつかの実施形態では、弁の為の組織のシートの製造方法は、図１５に示す切断システム１５００を用いる工程を含む。切断システム１５００は、第１の組織ホルダー１５０２及び第２の組織ホルダー１５０４を有し、第１の組織ホルダー１５０２及び第２の組織ホルダー１５０４は、２つの組織ホルダー１５０２、１５０４によりその間に保持された組織シート１５０５に張力を与える。少なくとも１つの実施形態では、第１の組織ホルダー１５０２と第２の組織ホルダー１５０４とは、サーボモーターによって駆動されて第１の方向に組織を動かす。少なくとも１の実施形態では、第１の組織ホルダー１５０２と第２の組織ホルダー１５０４とは、サーボモーターで駆動される。そのような実施形態では、第１の組織ホルダー１５０２のサーボモーターは、第２の組織のサーボモーターと同調して動作して、組織シート１５０５に予め定められた一定の張力を維持する。少なくとも１つの実施形態では、第２の組織ホルダー１５０４は、第１の組織ホルダー１５０２に直交して配置される。ローラー１５０６は、第１の組織ホルダー１５０２及び第２の組織ホルダー１５０４の間に配置される。いくつかの実施形態では、切断システム１５００は、モーターにより駆動されるローラー１５０６を有し、第１の組織ホルダーから第２の組織ホルダーに組織を移動する。ローラー１５０６は、第１の方向において第１の組織ホルダー１５０２と第２の方向において第２の組織ホルダー１５０４の双方に整合される。少なくとも１つの実施形態では、ローラー１５０６は、切断ブレード１５０８に関して組織を位置決めし得る。切断システム１５００は、所望する組織の厚みに応じてローラー１５０６（および組織）に向かって又はローラー１５０６から離間してブレードを調節可能に移動できるモーター駆動シャフトに動作可能に接続されたブレード１５０８を有する。少なくとも１つの実施形態では、ブレード１５０８は、正確な距離の精度を保つためにボールねじを駆動するサーボモーターに接続される。操作者又はコンピューターは、使用者が組織に向かって又は離間してブレードを動かすように指示して、シートに沿って所望する一様ではない厚みを有する組織にし得る。少なくとも１つの実施形態では、ブレードは、振動するブレードであり、高い周波数で、例えば１分間当たり３５００サイクルの高い周波数で振動する。組織がブレード１５０８を通過すると、いくつかの実施形態では、所望されない組織１５１０は、第２の組織ホルダー１５０４につながれた残りの組織から離れて、本質的に組織は２つの部分に分割される。組織ホルダー１５０２、１５０４につながれた所望する組織は、次に、弁を形成する為に、金型の中に挿入するために一定のシートに切断される。別の実施形態では、組織がブレード１５０８を通過すると、弁の形成に使用される所望の組織１５１０は、第２の組織ホルダー１５０４につながれた残りの組織から離れる。

本明細書で使用するように、「ほぼ」又は「概して」という用語は、作用、性質、特性、状態、構造、アイテム、または結果の範囲又は程度が、完全又はほぼ完全であることを指す。例えば、「ほぼ」又は「概して」包含される対象は、その対象が、完全に包含されているか、又はほぼ完全に包含されているかのいずれかであることを意味する。絶対的な完全性からの正確に許容される解離の程度は、いくつかの場合において、具体的な文脈に依る。しかしながら、一般的に言って、完全性に近いことは、絶対的に且つ全体的に完全性が達成されたかのように一般に同一の全体的な結果を有するようになる。「ほぼ」又は「概して」という用語の使用は、それが否定的な意味合いで使用される場合には、作用、特徴、特性、状態、構造、アイテム、又は結果の完全またはほぼ完全に欠くことを指す為に同様に用いられる。例えば、一定の成分又は要素を「ほぼ」欠く、又は「概して」欠く要素、組み合わせ、実施形態、または組成物は、一般にその測定可能な効果が無い限りは、実際にそのようなアイテムを依然として含んでいてもよい。

本明細書において「一実施形態」又は「実施形態」についての記載は、実施形態に関連して説明する特定の要素、特徴、構造、または特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書の「一実施形態において」という記載は、必ずしもすべてが同一の実施形態を指しているわけではない。

本明細書で使用するように、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、又はその他のそれらの用語の別の変化形は、非排他的な包含をカバーすることが意図されている。例えば、一定の要素のリストを備える工程、方法、物品、又は装置は、それらの要素に必ずしも限定されないが、明示的に列挙されていない、又はそのような工程、方法、物品、又は装置に固有の別の要素も含みうる。さらに、逆のことが明示されていない限り、「または（ｏｒ）」という用語は、包括的な「又は」を指し、排他的な「又は」を指さない。例えば、Ａ又はＢは、次のいずれかによって満たされ、Ａは真（又は存在する）でありＢは偽（又は存在しない）、Ａは偽（又は存在しない）でありＢは真（又は存在する）、及びＡ及びＢの双方は真（又は存在する）、である。

加えて、「ひとつ（ａ）」、「ひとつ（ａｎ）」の使用は、本明細書の実施形態の要素又は構成要素を記載する為に使用される。これは単に便宜上であり説明の一般的な意味を与える為である。この記載は、１つ又は少なくとも１つを含むと読まれるべきであり、そうでないことを意味することが明らかでない限り複数形も含む。

更に、図面は、例示することだけを目的として好ましい実施形態を示す。当業者であれば、本明細書の説明から、本明細書に示された構造や方法の別の実施形態も明細書に記載されている原理から逸脱することなく用いることができることが理解できる。

本開示を読めば、当業者であれば、本明細書に記載の装置の更なる代替的な構造上及び機能上のデザインを理解できる。したがって、具体的な実施形態及び使用が図に示され且つ説明されているが、開示されている実施形態は、本明細書に開示されているまさにその構造や構成要素に限定されないことを理解されたい。添付の特許請求の範囲に定義される趣旨及び範囲から逸脱することなく、本明細書で開示されている方法及び装置の構成、操作及び詳細について、当業者であれば明白であろうが、さまざまな修正、変更、及び変形が可能である。

いくつかの例示の実施形態を参照して本明細書で説明したシステム及び方法は、これらの実施形態が限定ではなく、且つ必ずしも互いに排他的ではなく、様々な実施形態の具体的な要素は、本発明の範囲内において、省略又は別の構成要素の特徴と共に使用する為に組み合わせることができると考えられる。本明細書の任意の実施形態の特徴はいずれも、任意の実施形態で使用可能であり、且つ、別の実施形態の任意の特徴と共に使用可能である。

Claims (33)

1. 第１端と、第２端と、外面と、内面とを有するステントであって、前記内面はルーメンを画定する前記ステントと、
   前記ステントのルーメン内に配置された弁であって、組織の単一シートから形成され、外面と、内面と、前記外面と前記内面との間に一定の厚みとを有し、少なくとも３つの弁小葉を備える前記弁と
   を備え、
   前記弁は、４０本より少ない縫合糸で前記ステントに取り付けられる心臓弁置換装置。
2. 前記弁は、３０本より少ない縫合糸で前記ステントに取り付けられる、請求項１に記載の心臓弁置換装置。
3. 前記弁は、２０本以下の縫合糸で前記ステントに取り付けられる、請求項２に記載の心臓弁置換装置。
4. 前記弁は、３本～２０本の縫合糸で前記ステントに取り付けられる、請求項３に記載の心臓弁置換装置。
5. 前記弁は、前記弁小葉に接続された本体部を有する、請求項１に記載の心臓弁置換装置。
6. 前記本体部の厚みは、前記弁小葉の厚みとは異なる、請求項５に記載の心臓弁置換装置。
7. 前記弁は、折り返し部を有する、請求項１に記載の心臓弁置換装置。
8. 前記折り返し部は、前記ステントに対して第１姿勢から第２姿勢に拡張可能である、請求項７に記載の心臓弁置換装置。
9. 前記折り返し部は、前記弁の本体部に連結されている、請求項７に記載の心臓弁置換装置。
10. 前記折り返し部の厚みは、前記本体部の厚みとは異なる、請求項９に記載の心臓弁置換装置。
11. 前記折り返し部の厚みは、前記弁小葉の厚みとは異なる、請求項７に記載の心臓弁置換装置。
12. 前記ステントは、少なくとも１つの取り付け要素を有する、請求項１に記載の心臓弁置換装置。
13. 少なくとも１本の縫合糸は、１つの取り付け要素において前記ステントを前記弁に連結する、請求項１２に記載の心臓弁置換装置。
14. 湾曲部を有する複数の弁小葉と、
    前記弁小葉に接続された本体部と、を備え、
    前記本体部と前記弁小葉とは、組織材料の単一シートから形成される、心臓弁。
15. 前記本体部に連結された折り返し部をさらに備える、請求項１４に記載の心臓弁。
16. 前記弁小葉の厚みは、前記折り返し部の厚みとは異なる、請求項１５に記載の心臓弁。
17. 前記本体部の厚みは、前記折り返し部の厚みとは異なる、請求項１５に記載の心臓弁。
18. 前記組織材料は人工組織である、請求項１４の記載の心臓弁。
19. 前記組織材料は生物材料である、請求項１４に記載の心臓弁。
20. 前記心臓弁の少なくとも前記本体部に取り付け部位をさらに備える、請求項１４に記載の心臓弁。
21. 組織材料の単一シートから弁を形成する工程であって、前記弁は、本体部であって前記本体部に接続された少なくとも３つの弁小葉を備える前記本体部を有する、前記組織材料の単一シートから弁を形成する工程と、
    前記組織材料の単一シートから形成した前記弁をステントのルーメン内に挿入する工程と、
    前記弁を４０本より少ない縫合糸で前記ステントに固定する工程と
    を備える心臓弁置換装置の製造方法。
22. 前記弁は、３０本より少ない縫合糸で前記ステントに固定される、請求項２１に記載の方法。
23. 前記弁は２０本より少ない縫合糸で前記ステントに固定される、請求項２１に記載の方法。
24. 前記弁は、３～２０本の縫合糸で前記ステントに固定される、請求項２１に記載の方法。
25. 前記弁を形成する工程は、前記組織材料の単一シートを金型の中に挿入する工程を含む、請求項２１に記載の方法。
26. 前記金型は、上部と下部とを有する、請求項２５に記載の方法。
27. 前記金型は、前記上部を前記下部にロックする為のロック部材を備える、請求項２６に記載の方法。
28. 前記組織材料の単一シートと前記上部と前記下部のうちの少なくとも一方の間にスペーサーが挿入される、請求項２５に記載の方法。
29. 架橋する工程は、前記金型内で前記組織材料の単一シート対して実施される、請求項２５に記載の方法。
30. 前記組織材料は人工組織である、請求項２１に記載の方法。
31. 前記組織材料は生体材料である、請求項２１に記載の方法。
32. 前記組織材料の単一シートは、前記組織材料の一端から他端まで一様ではない厚みを有する、請求項２１に記載の方法。
33. 前記組織材料の単一シートは、切断装置で切断されて、前記組織材料の一端から他端まで一様ではない厚みを有する、請求項３３に記載の方法。