JP6159041B1

JP6159041B1 - 人工弁

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Publication number: JP6159041B1
Application number: JP2017027391A
Authority: JP
Inventors: 実田端
Original assignee: 実田端
Priority date: 2017-02-17
Filing date: 2017-02-17
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2037-02-17
Also published as: JP2018130409A

Abstract

【課題】低侵襲で患者の僧帽弁の機能を助けることができる人工弁を提供する。【解決手段】リング３と，第１の弁葉５と，第２の弁葉７とを含む人工弁１であって，第１の弁葉５及び第２の弁葉７は，人工弁１の上部においてリング３と接続され，第１の弁葉５及び第２の弁葉７は，人工弁１の下部に存在する下部接続部９において接続され，第１の弁葉５及び第２の弁葉７は，下方に進むほど幅が狭くなる形状を有する，人工弁。リング３は，折りたたむことができ，左心房内で開くことができてもよい。第１の弁葉５及び第２の弁葉７の下部は，左室心尖部に固定されるものが好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は人工弁に関する。より詳しく説明すると，本発明は僧帽弁付近に設置され，僧帽弁の機能を補助する医療用人工弁に関する。

僧帽弁閉鎖不全症は，僧帽弁の閉鎖機能が損なわれ，左心室から大動脈に駆出される血液の一部が，左心房に逆流する疾患である。僧帽弁閉鎖不全症のうち機能性僧帽弁閉鎖不全症（ＦＭＲ）は，僧帽弁自体は正常であるにもかかわらず，左心室または左心房の機能低下や変形などに起因し，血液の逆流が起こる疾患である。

例えば特許第５３９２５３９号公報には，僧帽弁閉鎖不全症を治療するためステントレス人工僧帽弁及び人工弁葉が記載されている。この人工僧帽弁は，心臓の弁輪に縫合するものである（この文献の段落［００３２］）。すなわち，この人工僧帽弁は，インプラント人工僧帽弁であり，人体に埋め込むためには，開胸手術を行う必要がある。開胸手術は，患者への負担が大きく，回復までに長期間を要する。

一方，米国特許２０１２−１７９２４４号明細書には，ステントによる人工僧帽弁が記載されている。ステントによる人工僧帽弁は，インプラント人工僧帽弁に比べて低侵襲である。一方，この公報に記載されたステント人工僧帽弁は，患者自身の僧帽弁が不要となる。機能性僧帽弁閉鎖不全症（ＦＭＲ）に罹患した患者の僧帽弁自体は正常である。一方，このステント人工僧帽弁を埋め込まれた患者の僧帽弁は，邪魔な存在であり，左室流出路の障害になりうる。

特許第５３９２５３９号公報米国特許２０１２−１７９２４４号明細書

本発明は，低侵襲で患者の僧帽弁の機能を助けることができる人工弁を提供することを目的とする。

上記の課題は，以下の人工弁により解決される。
つまり，本発明の人工弁１は，リング３と，第１の弁葉５と，第２の弁葉７とを含む。
そして，第１の弁葉５及び第２の弁葉７は，人工弁１の上部においてリング３と接続され，第１の弁葉５及び第２の弁葉７は，人工弁１の下部に存在する下部接続部９において接続される。また，第１の弁葉５及び第２の弁葉７は，下方に進むほど幅が狭くなる形状を有する。

この人工弁は，第１の弁葉５及び第２の弁葉７の下端が，幅が狭い形状を有している。このため，この人工弁を左心室心尖部から挿入し，リングを左心房において開いた後に，人工弁を挿入した左心室心尖部に，第１の弁葉５及び第２の弁葉７の下端を固定することができる。このため，この人工弁は，患者の心臓内において安定することとなる。

この人工弁は，第１の弁葉５の上部と，第２の弁葉７の上部が，人工弁１の上部接続部１１において接続されているものであってもよい。すると，２つの弁葉が結合されるので，弁葉の安定性が高まることとなる。

この人工弁は，第１の弁葉５又は第２の弁葉７がリング３と接続される領域が，リング３の３０％以上９９％以下の領域であってもよい。上記の特許文献１（特許第５３９２５３９号公報）のものは，リングの全周領域を２つの弁葉で覆っている。

この人工弁は，リング３が，折りたたむことができ，左心房内で開くことができるものであることが好ましい。このような性質を有していると，この人工弁は，カテーテル的に心臓内に挿入及び設置できるため，人工弁を設置するために開胸手術が不要となる。

この人工弁は，リングの直径が３０ｍｍ以上６０ｍｍ以下の輪状の形状を有するものであることが好ましい。人工弁の大きさは，患者の年齢や性別及び心臓の大きさや形状に合わせて適切なものとすればよい。

この人工弁は，リング３，第１の弁葉５，及び第２の弁葉７のいずれかは，左心房壁と係止するための係止部１３を有しているものが好ましい。係止部１３は，第１の弁葉５及び第２の弁葉７のいずれか又は両方に設けられた左心房壁との癒着部であってもよい。このような係止部１３を有しているので，この人工弁は，縫合することで左心房に固定する必要が無くなる。

本発明は，低侵襲で患者の僧帽弁の機能を助けることができる人工弁を提供できる。

図１は，本発明の人工弁の例を示す概念図である。図２は，本発明の人工弁の例を示す概念図である。図３は，心臓周辺の臓器を説明するための概念図である。図４は，本発明の人工弁の使用例を示す概念図である。

以下，図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本発明は，以下に説明する形態に限定されるものではなく，以下の形態から当業者が自明な範囲で適宜修正したものも含む。

図１は，本発明の人工弁の例を示す概念図である。図１（ａ）は，外観図を示す。図１（ｂ）は，第１の弁葉の概念図を示す。図１（ｃ）は，第２の弁葉の概念図を示す。図１に示されるように，本発明の人工弁１は，リング３と，第１の弁葉５と，第２の弁葉７とを含む。第１の弁葉５と，第２の弁葉７は，同じ形状でもよいし，異なる形状であってもよい。そして，第１の弁葉５及び第２の弁葉７は，人工弁１の上部においてリング３と接続されている。第１の弁葉５及び第２の弁葉７は，上端部又は上端部付近の領域（例えば上端から０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の領域）が，リング３に縫い付けられていてもよい。第１の弁葉５及び第２の弁葉７は，人工弁１の下部に存在する人工弁の下部接続部９において接続される。また，第１の弁葉５及び第２の弁葉７は，下方に進むほど幅が狭くなる形状を有する。下部接続部９は，第１の弁葉５及び第２の弁葉７の下端であってもよいし，下端付近の領域（例えば下端から０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の領域）に位置してもよい。

リング３は，例えば，直径が３０ｍｍ以上６０ｍｍ以下（又は３５ｍｍ以上５５ｍｍ以下，４０ｍｍ以上５０ｍｍ以下）の輪状の形状を有する。リング３は，左心房の形状に適合するように楕円状であってもよいし，円状であってもよい。リング３は，生体適合性のある素材により製造されるものが好ましい。リングは，折り畳むことができ，展開することができるように金属（ばね）を含んでいてもよいし，樹脂性のものであってもよい。樹脂製のリングの例は，シリコン樹脂のものである。

第１の弁葉５及び第２の弁葉７は，人工弁に用いられる公知の素材を用いることができる。弁葉の素材の例は，ヒト幹細胞由来の膜，哺乳動物（例えば，ブタ，牛，馬）由来の組織である。弁尖の素材の別の例は，患者由来の組織を用いるものである。患者由来の組織は，患者から採取した生体組織材料を用いて，再生したものであってもよい。生体組織材料は，生体由来組織を形成するうえで必要な物質である。生体組織材料の例は，線維芽細胞、平滑筋細胞、内皮細胞、幹細胞、ＥＳ細胞、ｉＰＳ細胞等の動物細胞、各種たんぱく質類（コラーゲン、エラスチン）、ヒアルロン酸等の糖類、細胞成長因子、及びサイトカインである。人工弁形成用基材を生体組織材料の存在する環境下におくことにより，人工弁形成用基材の表面に加工可能な結合組織体を形成できる。弁葉の素材の別の例は，樹脂やプラスチックである。

この人工弁は，第１の弁葉５及び第２の弁葉７の下端が，幅が狭い形状を有している。このため，この人工弁を左心室から挿入し，リングを左心房において開いた後に，人工弁を挿入した左心室の部位や左室心尖部５３に，第１の弁葉５及び第２の弁葉７の下端を埋め込むことができる。このため，この人工弁は，患者の心臓内において安定することとなる。すなわち，本発明の人工弁は，リングが患者の左心房内に位置した場合に，人工弁の末端が左室心尖部まで到達する大きさか，又は左室心尖部を超える長さを有しているものが好ましい。つまりこの人工弁は，僧帽弁の補助用の人工弁であることが好ましく，リングが左心房内に残留し，人工弁の弁葉の下部が左室心尖部に到達し，人工弁の長さを調整したうえで，人工弁の弁葉の下部を左室心尖部に固定する人工弁である。

図１（ｂ）に示される第１の弁葉５について説明する。この弁葉は，リング３に縫い付けられる部分である上端２１の幅Ｗ１は，例えば，３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下である。幅Ｗ１は４０ｍｍ以上８０ｍｍ以下でもよいし，４５ｍｍ以上７０ｍｍ以下でもよい。第１の弁葉は，リングの１５％以上４５％以下の部分を被覆するものが好ましく，２０％以上４０％以下でもよいし，２０％以上３０％以下でもよい。図１（ｂ）に示される弁葉５は，その上部に幅が一様な部位が存在する。この部位は，第２の弁葉との接続部位２５である。この部位２５の長さ（高さ）の例は，１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり，２ｍｍ以上８ｍｍ以下でもよいし，４ｍｍ以上８ｍｍ以下でもよい。この例では，幅が一定の上部から下端２３に向かうにしたがって曲線的に幅が狭くなる部位２７が存在する。下端２３の幅の例は，２ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり，３ｍｍ以上１０ｍｍ以下でもよいし，３ｍｍ以上５ｍｍ以下でもよい。第１の弁葉５の高さＬ１は，２０ｍｍ以上７０ｍｍ以下であり，２５ｍｍ以上６５ｍｍ以下でもよいし，３０ｍｍ以上４０ｍｍ以下でもよいし，４０ｍｍ以上７０ｍｍ以下でもよいし，４０ｍｍ以上６０ｍｍ以下でもよい。弁葉の具体的なサイズは，例えば，患者の心臓の形状や血液の逆流の程度，及び病状を考慮して設計すればよい。

図１（ｃ）に示される第２の弁葉７は，基本的には第１の弁葉５と同様に製造すればよい。一方，第２の弁葉を第１の弁葉よりも厚くしてもよい。そうすることで，２つの弁葉に剛性の相違が生まれ，効果的に血液の逆流を防止できることとなる。第１の弁葉の平均厚さをｄ_１とし，第２の弁葉の厚さをｄ_２とする。するとｄ_１とｄ_２は同じでもよい。一方，２つの弁葉の厚さが異なる場合，１．０１ｄ_１≦ｄ_２≦３ｄ_１でもよいし，１．０５ｄ_１≦ｄ_２≦２．５ｄ_１でもよいし，１．５ｄ_１≦ｄ_２≦２．５ｄ_１でもよいし，１．７５ｄ_１≦ｄ_２≦２．５ｄ_１でもよい。図１（ｃ）におけるＬ３は，図１（ｂ）のＬ１と同程度とすればよい。また，第２の弁葉の下端３３は，第１の弁葉の下端２３と同程度の幅とすればよい。第２の弁葉の上部３１は，リングの形状に合うようになだらかな起伏（凸部）３１が存在する。また，第２の弁葉の上部には，幅が一定な部分である接続部位３５が存在する。この部位は，第１の弁葉の接続部位２５と縫い合わされてもよい。この例では，幅が一定の上部から下端３３に向かうにしたがって曲線的に幅が狭くなる部位３７が存在する。

この人工弁は，第１の弁葉５の上部と，第２の弁葉７の上部が，人工弁１の上部接続部１１において接続されているものであってもよい。すると，２つの弁葉が結合されるので，弁葉の安定性が高まることとなる。さらに，この人工弁は，第１の弁葉と第２の弁葉の下部が，下部接続部９において接続される。すると，これら接続部の間の部分が膨らんだり，しぼんだりできることになる。この動作により，この人工弁は，血液の逆流を防止できる。

係止部１３の例は，図１に図示されるように，リング１３の外周に設けられた複数のフックである。このフックが左心房に係り，リング１３が左心房内で変動することを防止する。係止部１３は，リング１３に設けられた複数の微小突起であってもよい。突起が大きすぎると心房を傷つけることとなるため，突起の長さ（高さ）の例は，０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり，０．２ｍｍ以上３ｍｍ以下でも，０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下でもよい。この突起は，生体親和性のある材料で製造されればよい。この突起は，表面にコーティング層を有してもよい。コーティング層は，例えばトレハロースや各種薬剤を含んでもよい。また，コーティング層は，リング又は弁葉上部と左心房とが癒着するようにフィブリンなどの癒着材又は生体内で癒着物質を分泌させる物質を含んでもよい。第１の弁葉５又は第２の弁葉７が癒着部を有する場合，例えば，弁葉の上部（例えば，リング１３に接続される部位から２０ｍｍ以内の領域，又は１５ｍｍ以内の領域）に複数の凹凸や複数の突起を有する者であってもよい。また，弁葉の上部に癒着物質を塗布したことによって製造される癒着惹起層を有していてもよい。

図２は，本発明の人工弁の例を示す概念図である。図２（ａ）は，外観図を示す。図２（ｂ）は，第１の弁葉の概念図を示す。図２（ｃ）は，第２の弁葉の概念図を示す。図２に示されるように，本発明の人工弁は，第１及び第２の弁葉でリングを覆う必要がない。この人工弁は，第１の弁葉５又は第２の弁葉７がリング３と接続される領域が，リング３の３０％以上９９％以下の領域（又は３５％以上９０％以下の領域）であってもよい。上記の特許文献１（特許第５３９２５３９号公報）のものは，リングの半分程度の領域を２つの弁葉で覆っている。この例では，第１の弁葉（図２（ｂ））及び第２の弁葉（図２（ｃ））に幅が一定の部分が存在せず，上端から下端に向かうにしたがって幅が狭っているものの，その曲線には変曲点が複数存在している。すなわち，弁葉の形状は，一様に狭くなるものでなくてもよく，下端に向かう途中において幅が広くなるものや，起伏に富んだものであっても構わない。

次に，本発明の人工弁の製造方法の例について説明する。図３は，心臓周辺の臓器を説明するための概念図である。図中の矢印は，血流の方向を示す。本発明の人工弁は，基本的には，僧帽弁５１の機能を補助するものである。まずは，患者の心臓の大きさ，左心室を構成する筋肉５３の状態，左心室５５及び左心房５７の形状，僧帽弁閉鎖不全症のステージ（僧帽弁の機能）といった情報を収集する。そして，本発明の人工弁を用いることを決めた場合，人工弁の素材や大きさを決定する。弁葉の膜の素材によっては，再生医療を行い，膜の素材を得る。膜から弁葉を切りとる。その後，必要に応じて弁葉に処理を施す。そして，弁葉の上部をリングに縫い付ける。一方，弁葉の下部同士を縫い付ける。このようにして人工弁を得る。この例は，人工弁の製造方法の一例であって，例えば，あらかじめいくつかのサイズの人工弁や弁膜を用意しておいて，患者に合わせて組み立ててもよい。

図４は，本発明の人工弁の使用例を示す概念図である。この例では，全身麻酔下に左小開胸アプローチを行う。人工弁は，折り畳まれた状態でシース（収容部）６１に収容され，血管を通して左心室付近まで伝搬される。そして，シース６１を，左室心尖部５３を突き抜け，左心室５５を通り，僧帽弁前尖・後尖の間を通過させ，左心房内に到達させる。人工弁が左心房に存在する状態で，シース６１を後退させる。すると，左心房内でリングが展開する。その後，エコーガイドを用いて患者の僧帽弁と人工弁のアライメントをとり，係止部（鉤）１３を左心房壁に固定する。人工弁の下端を左室心尖部５３の外に出しエコーで人工弁の接合を見ながら，人工弁の長さを調整する。長さを決定したら弁葉を左室心尖部５３に固定する。人工弁は自己弁の上に重ねるように留置される。このようにすることで，患者の自己弁もこれまでどおり動くこととなる。また，自己弁及び人工弁ともに左室壁との連続性が保たれる。

本発明や医療機器の分野で利用されうる。

１人工弁
３リング
５第１の弁葉
７第２の弁葉
９下部接続部
１３係止部

Claims

リング（３）と，第１の弁葉（５）と，第２の弁葉（７）とを含む人工弁（１）であって，
第１の弁葉（５）及び第２の弁葉（７）は，前記人工弁（１）の上部において前記リング（３）と接続され，
第１の弁葉（５）及び第２の弁葉（７）は，前記人工弁（１）の下部に存在する下部接続部（９）において接続され，
第１の弁葉（５）及び第２の弁葉（７）は，前記リング（３）の下部において，下方に進むほど幅が狭くなる部分を有し，下端において幅が最も狭い形状を有する，
僧帽弁の機能を補助する人工弁。
請求項１に記載の人工弁であって，
第１の弁葉（５）の上部と，第２の弁葉（７）の上部は，上部接続部（１１）において接続されている，人工弁。
請求項１に記載の人工弁であって，
第１の弁葉（５）又は第２の弁葉（７）は，前記リング（３）の円周を１００％としたとき，前記リング（３）の円周の３０％以上９９％以下の部分において接続される，人工弁。
請求項１に記載の人工弁であって，
前記リング（３）は，折りたたむことができ，左心房内で開くことができる，人工弁。
請求項１に記載の人工弁であって，
前記リングは，直径が３０ｍｍ以上６０ｍｍ以下の輪状の形状を有する，人工弁。
請求項１に記載の人工弁であって，
前記リング（３），第１の弁葉（５），及び第２の弁葉（７）のいずれかは，左心房壁と係止するための係止部（１３）を有する，人工弁。
請求項６記載の人工弁であって，
前記係止部（１３）は，第１の弁葉（５）及び第２の弁葉（７）のいずれか又は両方に設けられた左心房壁との癒着部である，人工弁。