JP6359626B2 - 経カテーテル弁置換術 - Google Patents

Description

本開示は、心臓弁置換術に関し、詳細には、折畳み式人工心臓弁に関する。より詳細には、本開示は、生来の弁輪内に折畳み式人工心臓弁を固定するデバイスおよび方法に関する。

比較的小さい円周のサイズに折畳み式である人工心臓弁は、折畳み式でない弁よりも低侵襲的に患者の中に送達され得る。例えば、折畳み式弁は、カテーテル、トロカール、腹腔鏡手術器械等などの管状の送達装置を介して患者の中に送達され得る。この折畳み性により、フル開胸手術、心臓フル切開手術などのより侵襲的な手法の必要性をなくすことができる。

折畳み式人工心臓弁は、典型的には、ステントに装着された弁構造の形態をとる。自己拡張型ステントとバルーン拡張型ステントという、弁構造が通常装着されている２つのタイプのステントが存在する。そのような弁を送達装置の中に、最終的には患者の中に配置するために、まず弁を折畳んでまたは波形にして、その円周のサイズを小さくしなければならない。

折畳まれた人工弁が、患者内の所望の植込み部位に（例えば、人工弁によって置き換えられることになる患者の心臓弁の弁輪にまたはその近くに）到達したとき、人工弁は展開されてまたは送達装置から解除され、完全な動作サイズへ再拡張することができる。バルーン拡張型弁の場合、これは、一般に、その適切な位置を保証する弁全体を解除し、次いで弁ステント内に配置されたバルーンを拡張することを伴う。一方、自己拡張型弁の場合、ステントは、弁を覆うシースが引っ込められるときに自動的に拡張する。

いくつかの実施形態では、流入端および流出端を有する人工心臓弁は、折畳み式で拡張可能なステントと、ステント内に配設され複数の小葉を有する折畳み式で拡張可能な弁組立体とを備えることができる。人工心臓弁は、編組線で形成された折畳み式で拡張可能なフレームをさらに備えることができ、フレームは、本体部と、ステントおよび弁組立体を受け入れるために本体部を通じて延びる内腔とを有する。

いくつかの実施形態では、目標部位において人工心臓弁を展開する方法が説明されている。人工心臓弁は、折畳み式で拡張可能なステントと、ステント内に配設された折畳み式で拡張可能な弁組立体と、編組線で形成された折畳み式で拡張可能なフレームとを備え、フレームは、本体部と、ステントおよび弁組立体を受け入れるために本体部を通じて延びる内腔とを有する。この方法は、折畳まれた構成で目標部位において送達デバイスを介して送達デバイスに結合されている人工心臓弁を展開し、目標部位において人工心臓弁が再拡張することを可能にし、送達デバイスを用いて目標部位において人工心臓弁を再配置するステップと、人工心臓弁の機能を評価した後に、送達デバイスから人工心臓弁を切り離すステップとを含む。

本開示の様々な実施形態は、以下の図面を参照して本明細書中に開示される。

経心尖送達アプローチを示す人間の心臓の概略断面図である。 生来(native)の僧帽弁、および関連した心臓構造の概略図である。 ステント、弁組立体、およびフレームを有する人工心臓弁の一実施形態の縦断面図である。 図３の人工心臓弁のフレームの斜視図である。 一対のフランジを有するフレームの別の実施形態の斜視図である。 図５Ａのフレームの上面図である。 一対のフランジおよびホタテ貝の縁のような下部を有するフレームの別の実施形態の斜視図である。 短くなった長さおよび単一のフランジを有するフレームのさらに別の実施形態の斜視図である。 人工心臓弁のフレームのさらなる変形例の縦断面図である。 円形でない断面を有するフレームを含む人工心臓弁の縦断面図である。 図７Ａの人工心臓弁の上面図である。 三角形の横断面図を有するフレームを含む人工心臓弁の上面図である。 長方形の横断面図を有するフレームを含む人工心臓弁の上面図である。 不規則な断面を備えたフレームを有する人工心臓弁の上面図である。 インフロークラウン（ｉｎｆｌｏｗ ｃｒｏｗｎ）を有するフレームを含む人工心臓弁の縦断面図である。 人工心臓弁の段階的展開を示す概略図である。 送達デバイスを用いた人工心臓弁の再配置および取戻しを示す概略図である。

次に、本開示の様々な実施形態を添付図面を参照して説明する。これらの図面は、本開示の一部の実施形態のみを示し、したがってその範囲の限定とみなされるべきでないことを理解されたい。

折畳み式人工心臓弁になされた様々な改良にもかかわらず、従来のデバイス、システム、および方法は、いくつかの欠点に悩まされている。従来の折畳み式心臓弁では、ステントは、通常、拡張ステントが生来の（人間が生まれつき持っている）弁輪に及ぼす半径方向の力によって生来の弁輪内に固定される。半径方向の力が大き過ぎる場合、心臓組織に損傷が生じ得る。そうではなく、半径方向の力が小ささ過ぎる場合、心臓弁は、その植込み位置から、例えば左心室の中に移動する可能性があり、ずれた弁を取り除くために緊急手術を必要とする。この半径方向の力の固定は、生来の弁輪における石灰化またはプラークの存在に一部依存するので、プラークがない位置の弁（例えば、僧帽弁弁輪）を適切に固定するのが困難であり得る。

加えて、いくつかの状況では、むらのある石灰化と生来の弁輪の凹凸との結果として、血液は、弁周囲逆流として知られている状態において人工心臓弁のまわりに漏れる可能性がある。この漏れは、血液が左心室から左心房の中に戻るように流れることを可能にし、心臓効率を低下させ、心筋により大きい負担をかける。また、僧帽弁置換術などのいくつかの応用では、心臓弁は、周囲の組織構造を妨げないように低い外形を必要とし得る。そのような低い外形は、弁が所定位置に留まるのを困難にさせる。

以上のことを考慮して、人工心臓弁の植込みおよび折畳み式人工心臓弁、特に自己拡張型人工心臓弁の固定のためのデバイス、システム、および方法のさらなる改良が必要とされている。いくつかある利点の中でも、本開示は、これらの必要性の内の１つまたは複数に対処し得る。

血液は、僧帽弁を介して左心房から左心室へ流れる。本明細書に使用されるとき、用語「流入端」は、人工心臓僧帽弁（ｐｒｏｓｔｈｅｔｉｃ ｍｉｔｒａｌ ｈｅａｒｔ ｖａｌｖｅ）に関連して使用されるとき、心臓弁が患者に植込まれているときに左心房に最も近い心臓弁の端を指すのに対して、用語「流出端」は、人工心臓弁に関連して使用されるとき、心臓弁が患者に植込まれているときに左心室に最も近い心臓弁の端を指す。

図１は、人間の心臓１００の概略断面図である。人間の心臓は、２つの心房と、２つの心室、すなわち、右心房１１２および左心房１２２と、右心室１１４および左心室１２４とを備える。図１に示されるように、心臓１００は、大動脈１１０と、大動脈弓１２０とをさらに備える。左心房と左心室との間には、僧帽弁１３０が配設されている。僧帽弁１３０は、二尖弁または左房室弁としても知られており、左心房１２２が血液で一杯になるときに左心房１２２の圧力増加の結果として開くデュアルフラップである。心房の圧力が左心室１２４の圧力よりも高く増加するとき、僧帽弁１３０は開き、血液が左心室１２４の中に入る。血液は、矢印「Ｂ」によって示された方向に心臓１００を通じて流れる。

「ＴＡ」と名付けられた破線矢印は、僧帽弁を置き換えるこの場合、人工心臓弁を植込む経心尖アプローチを示す。経心尖送達では、人工心臓弁を目標部位に送達するために、小切開が肋骨間で左心室１２４の頂点の中へ行われる。

図２は、生来の僧帽弁１３０、およびその関連した構造のより詳細な概略図である。前述したように、僧帽弁１３０は、左心房１２２と左心室１２４との間に配設された２つのフラップまたは小葉、後尖１３６および前尖１３８を備える。腱索１３４として知られている索状腱は、２つの小葉１３６、１３８を内側乳頭筋および外側乳頭筋１３２に接続する。心房の心収縮中、血液は、左心房１２２内のより高い圧力からより左心室１２４内の低い圧力へ流れる。左心室１２４が心室収縮において収縮するとき、室内の血圧の増加によって小葉１３６、１３８を押して閉じ、左心房１２２の中への血液の逆流を防ぐ。左心房１２２の血圧は、左心室１２４の血圧よりもずっと低いので、小葉１３６、１３８は、低圧領域へ裏返ろうとする。腱索１３４は、緊張することによって裏返りを防ぎ、したがって小葉１３６、１３８を引っ張り、小葉１３６、１３８を閉鎖位置に保持する。

図３は、本開示の一実施形態による人工心臓弁２００の縦断面図である。人工心臓弁２００は、患者の生来の僧帽弁（図１〜図２の生来の僧帽弁１３０を参照）の機能を置き換えるように設計された折畳み式人工心臓弁である。概して、人工弁２００は、流入端２１０および流出端２１２を有する。人工弁２００は、以下のより詳細に述べられるように、ほぼ円筒形状とすることができると共に、固定用の特徴を備えることができる。（図１〜図２に示された）生来の僧帽弁１３０を置き換えるために使用されるとき、人工弁２００は、心房機能を妨げないように低い外形（a low profile）を有することができる。

人工心臓弁２００は、ステント２５０を備えることができ、ステント２５０は、例えばニチノールを含む形状記憶合金などの自己拡張できる生体適合性材料から形成することができる。ステント２５０は、ステントのまわりに１つまたは複数の環状列で互いに接続されたセル２５４を形成する複数の支柱２５２を含むことができる。セル２５４はすべて、ステント２５０の外周まわりにおよびその長さに沿ってほぼ同じサイズであり得る。代替として、流入端２１０近くのセル２５４は、流出端２１２近くのセルよりも大きくてもよい。ステント２５０は、人工心臓弁２００の位置決めおよび固定を助けるために半径方向の力を与えるように拡張可能であり得る。

人工心臓弁２００は、円筒形カフ２６４に取り付けられた一対の小葉２６２を含む弁組立体２６０を備えることもできる。小葉２６２は、図２を参照して上述された生来の僧帽弁の小葉１３６および１３８の機能を置き換える。すなわち、小葉２６２は、一方向弁として機能するように互いに接合させる。しかしながら、人工心臓弁２００は、患者内の僧帽弁または他の心臓弁を置き換えるために使用されるとき、３つ以上の小葉を有してもよいことを理解されよう。人工心臓弁２００の弁組立体２６０は、ほぼ円筒形とすることができ、または流出端２１２から流入端２１０へ外に向かって先細りとすることができる。カフ２６４と小葉２６２の両方は、牛または豚の心膜などの任意の適切な生物学的材料、またはＰＴＦＥ、ウレタン等などのポリマーで全体または一部形成することができる。

生来の僧帽弁を置き換えるために使用されるとき、弁組立体２６０は、直径が約２０ｍｍから約４０ｍｍの範囲内のサイズに作製することができる。弁組立体２６０は、支柱２５２を縫合することによって、または組織接着剤、超音波溶接、もしくは他の適切な方法を用いることによってステント２５０に固着することができる。代替として、ステントを有さない実施形態では、弁組立体２６０は、前述の方法のいずれかを用いてフレーム３００に直接取り付けることができる。

人工心臓弁２００のフレーム３００は、弁組立体２６０およびステント２５０を囲み、格納することができる。フレーム３００は、組織に係合し弁組立体２６０と生来の弁輪との間の空間を満たすように様々な形状および／または幾何学的配置を作り出すために、様々な構成でニチノールなどの編組材料で形成することができる。これらの構成のいくつかは、図４〜図９を参照して以下に説明される。

図４に示されるように、フレーム３００は、３次元形状に配置された複数の編組ストランドまたは編組線３０５を含む。一例では、線３０５は、所望の予め設定された形状を実質的にセットするために、弾性的であると共に熱処理可能である編組金属布地を形成する。これらの条件を満たす材の類の１つは、形状記憶合金である。形状記憶合金の一例は、ニチノールである。線３０５は、ばね用ステンレス鋼、Ｅｌｇｉｌｏｙ（登録商標）、Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ（登録商標）、ＣｏＣｒＮｉ合金（例えば、商品名Ｐｈｙｎｏｘ）、ＭＰ３５Ｎ（登録商標）などの商標名の付いた合金、ＣｏＣｒＭｏ合金、または金属と高分子繊維の混合物などの弾性特性および／または記憶特性を有するニチノール以外の様々な材料から構成され得ることも理解される。選択した個々の材料に応じて、ストランド径、ストランド数、およびピッチは、フレーム３００の所望の特性を実現するために変更され得る。

図４に示されたフレーム３００の最も簡単な構成では、フレーム３００は、入口端３１０と、出口端３１２と、ステント２５０および弁組立体２６０を格納するための入口端３１０と出口端３１２との間に延びる内腔３１５とを有する円筒形または筒状の構成で形成することができる。フレーム３００は、患者の中に送達するために、弛緩されたまたは予め設定された構成から圧縮されたまたは減少させられた構成へ半径方向に折畳むことができる形状記憶材料で形成することができる。送達後に解除されると、フレーム３００は、その弛緩されたまたは予め設定された構成に再拡張することができる。意図された領域Ｃによって示されるように、フレーム３００は、半径方向に局所的に沿っていることもでき、矢印Ｆの方向に及ばされた力が、フレームの一部を変形させるようになっている。このようにして、生来の弁輪の凹凸は、フレーム３００によって埋めることができ、それによって弁周囲逆流を防ぐ。その上、後述のフランジなどのフレーム３００の一部は、時間の経過と共に内皮化し心臓壁の中に成長することができ、永久的な安定性および低い血栓表面を与える。

図４に示されるように、フレーム３００は、略円筒形の構成を有するものとして説明されている。人工心臓弁２００がそのようなフレームを利用するとき、フレーム３００、ステント２５０、および／または弁組立体２６０を拡張させることによって及ぼされる半径方向の力が、生来の弁輪内で人工心臓弁２００を固定する。いくつかの例では、弁組立体２６０は、フレーム３００と共に、またはフレーム３００から独立して半径方向の力を及ぼすことができる。図５Ａ〜図５Ｄを参照して以下に述べられる、生来の弁輪内で人工心臓弁を固定および封止することができる追加の特徴をフレーム３００が含むことを可能にし得る。

図５Ａ〜図５Ｄは、固定用の特徴を有するフレーム３００の実施形態を示す。フレーム３００は、入口端３１０と、出口端３１２と、ステント２５０および弁組立体２６０を格納するために入口端３１０と出口端３１２との間に延びる内腔３１５とを有する円筒体または筒状体３０８に成形された編組線３０５から形成することができる。以下より詳細に説明されるように、フレーム３００は、上側フランジ３２０および下側フランジ３２２をさらに備えることができる。図５Ａ〜図５Ｄ全体を通して示されるように、編組線３０５の自由端は、第１の締付けまたは圧着チューブ３３５を介して入口端３１０に、および第２の締付けまたは圧着チューブ３３７を介して出口端３１２に共に保持することができる。代替の実施形態では、自由端は、フレーム３００の一方の端部のみに位置し、および／または他の手段（例えば、はんだ、ろう付け、溶接、または加熱設定）によってほどけるのを防ぐように固着される。圧着チューブ３３７は、人工心臓弁の送達および取戻しのためのデバイスに解除可能に接続するために、雌ねじまたは雄ねじが切られていてもよく、または当業者によって認識されているような他の適切な手段を備えてもよい。フレーム３００および送達デバイスのための取り付けの他の手段は、圧入、スナップフィット、圧縮フィット、つなぎ綱、フック、および止め金、または他の機械的なはめ合わせの配置を含む。いくつかの例では、圧着チューブ３３７は、編組もしくは編組の一部、またはデバイスの任意の部分がチューブに挿入されるとき、それは機械的手段によって外側から下に圧着することができ、それによって２つを共に固定するように構成されたチュービングの一部であり得る。チューブの他端は、ねじが切られた雌ねじなどの取り付けの手段を有することができ、次いで本体の外側で延びる雄ねじが切られた送達線またはケーブルに取り付けることができるようになっている。

図５Ａに示されるように、フレーム３００Ａは、入口端３１０の近くに上側フランジ３２０を形成すると共に出口端３１２の近くに下側フランジ３２２を形成するように熱設定し、概して円筒形本体部３０８をそれらの間に備えることができる。上側フランジ３２０は、左心房の一部に係合するように構成することができ、一方、下側フランジ３２２は、左心室および／または乳頭筋の一部に係合するように構成することができる（図１〜図２参照）。ひとまとめに、上側フランジ３２０、下側フランジ３２２、および本体部３０８は、その意図した位置から人工心臓弁２００が外れるのを防ぐために、僧帽弁の位置を跨ぐ紡錘または砂時計の形状でフレームを形成することができ、生来の弁輪内ではめ合うことができる。図５Ｂは、内腔３１５および上側フランジ３２０を示す図５Ａからのフレーム３００Ａの上面図である。フランジ３２０、３２２が本体部３０８から延びる半径方向距離「ｄ_１」は、必要に応じて変更され得ることが理解されよう。加えて、図５Ａに見られるように、上側フランジ３２０は、本体部３０８から入口端３１０に向かって外側に先細りになることができ、下側フランジ３２２は、本体部３０８から出口端３１２へ外側に向かって先細り得る。

図５Ｃは、フレーム３００Ｂの別の実施形態を示す。フレーム３００Ｂは、入口端３１０と、出口端３１２と、入口端３１０と出口端３１２との間に延びる内腔３１５とを有する本体３０８に成形された編組線３０５で形成することができる。フレーム３００Ｂは、上側フランジ３２０と、下側フランジ３２２Ｂと、第１の圧着チューブ３３５および第２の圧着チューブ３３７とをさらに備えることができる。この変形例では、下側フランジ３２２Ｂは、編組線３０５の一部が、流出端３１２を通じての血流を改善し左心室流出路を妨げるのを防ぐように取り除かれているホタテ貝の縁のような部分３４０を含む。ホタテ貝の縁のような部分３４０は、出口端３１２が図５Ｃに示されるように凹曲面を形成するように内側に曲げられた外形を形成することができる。下側フランジ３２２Ｂから材料を取り除いてホタテ貝の縁のような部分３４０を形成する代わりに、下側フランジ３２２Ｂの部分は、図の構成においてホタテ貝の縁のような部分３４０を形成するように成形手段または他の適切な手段によって熱設定または他の方法で成形することができる。

図５Ｄは、入口端３１０と、出口端３１２と、入口端３１０と出口端３１２との間に延びる内腔３１５とを有する本体３０８Ｃに成形された編組線３０５で形成されたフレーム３００Ｃを示す。フレーム３００Ｃは、上側フランジ３２０、ならびに第１の圧着チューブ３３５および第２の圧着チューブ３３７をさらに備えることができる。フランジ３２２内にホタテ貝の縁のような部分３４０を形成するのではなく、代わりに、フレーム３００Ｃは、図５Ｄに示されるように、上側フランジ３２０だけを有することができ、本体３０８Ｃの短くされた全長が左心室流出路を妨げるのを防ぐことが理解されよう。

図６Ａ〜図６Ｇは、フレーム３００のいくつかの追加の変形例を示す。図６Ａに示された第１の変形例では、フレーム３００Ｄは、入口端３１０の近くの上側フランジ３２０Ｄと、出口端３１２近くの下側フランジ３２２Ｄとを備えると共に、それらの間に本体部３０８を備えている。上側フランジ３２０Ｄおよび下側フランジ３２２Ｄは両方、フレーム３００Ｄの長手方向軸Ｌ１にほぼ直交し、紡錘状のフレームになる。図６Ｂに示した別の変形例では、フレーム３００Ｅの上側フランジ３２０Ｅおよび下側フランジ３２２Ｅは、角度ｒによって示されるように、フレーム３００Ｅの長手方向軸Ｌ１と約４５度を形成する。上側フランジ３２０および下側フランジ３２２がフレーム３００の軸方向長さに対して形成する角度は、０よりも大きくから１８０度未満であり得ることを理解されよう。加えて、上側フランジ３２０および下側フランジ３２２は、対称的である必要はないことを理解されたい。言い換えれば、２つのフランジがフレーム３００の長手方向軸に対して形成する角度は、互いに異なることができる。

図６Ｃは、上側フランジ３２０Ｆ、下側フランジ３２２Ｆ、および拡張された本体部３０８Ｆを含むフレーム３００Ｆを示す。拡張された本体部３０８Ｆは、概して球の形態である上側フランジ３２０Ｆと下側フランジ３２２Ｆとの間に半径方向に拡張した形状を有することができ、概して円形である縦断面を備える。しかしながら、三角形、正方形、長方形、または卵形である縦断面を有するものを含む他の形状も可能であり得ることが理解されよう。拡張された本体部３０８Ｆは、似ている線３０５を用いて、生来の弁輪内で人工弁を封止するのを助け、人工弁と生来の弁輪壁との間の任意の間隙を満たすことによって弁周囲逆流のリスクを減少させることができる。図６Ｄに示されたこの構成の一変形例では。図６Ｃに示された一体フレームに代えて、フレーム３００Ｇは、上側フランジ３２０Ｇ、下側フランジ３２２Ｇ、およびほぼ円筒形の本体部３０８Ｇを含む第１の編組部３４２と、本体部３０８Ｇのまわりに配設され拡張された本体部３４６を形成する第２の編組部３４４とを備えることができる。

図６Ｅ〜図６Ｇに見られるように、固定を改良するために、追加の特徴が、上側フランジ３２０および下側フランジ３２２に追加されてもよい。例えば、上側フランジ３２０および下側フランジ３２２の構成は、生来の弁輪との係合改良のために修正することができる。図６Ｅ中のフレーム３００Ｈを参照すると、上側フランジ３２０Ｈおよび下側フランジ３２２Ｈは、心臓組織に係合するために二次的な曲げ３５０、３５２をそれぞれ含むことができる。心房の二次的な曲げ３５０は、フレーム３００Ｈの本体部３０８に向けて戻るように延びることができ、心房の一部と接触するように構成することができ、一方、心室の二次的な曲げ３５２は、フレーム３００Ｈの本体部３０８に向けて戻るように延びることができ、心室の一部と接触するように構成することができる。二次的な曲げ３５０、３５２の長さおよび角度は必要に応じて変更されてもよいことが理解される。

同様に、生来の弁輪内でフレーム３００をより良く固定するために、安定化ワイヤ３５４は、図６Ｆのフレーム３００Ｉに示されるように、上側フランジ３２０Ｉおよび下側フランジ３２２Ｉに結合することができる。各安定化ワイヤ３５４は、その自由端に突起部またはフック３５６を備えることができる。フック３５６は、フレーム３００の送達を助けるために従来のスネアによって操作することができる。加えて、フック３５６は、生来の弁輪内でフレーム３００Ｉの再配置を助けるために、１つまたは複数のスネア（図示せず）によって操作することができる。例えば、以下の例に見られるように、フレーム３００Ｉは、半径方向に非対称とすることができ、弁組立体を適切に設置するために生来の弁輪と共に回転させられる必要があり得る。加えて、フレーム３００Ｉは、不適切なフィットメント、不十分な封止、および類似するサイジングおよびフィットメントの問題を含むいくつかの理由で取り戻されおよび取り除かれる必要があり得る。そのような場合には、スネアを使用してフック３５６を把持し、フレーム３００を送達カテーテルの中に戻すように引っ張ってフレームを取り除くまたは再展開する。

また、二次的な曲げおよび安定化ワイヤに加えて、フレア型の端部３６１ａ、３６１ｂを有するダンベル形アンカー３６０は、フレーム３００Ｊに関連して図６Ｇに見られるように、上側フランジ３２０および／または下側フランジ３２２を心臓組織４５０にロックするのを助けることができる。任意の個数のダンベル形アンカー３６０が、各フランジ３２０、３２２を心臓組織に結合するために使用されてもよく、人工心臓弁の部位へ別々に送達されてもよい。各ダンベル形アンカー３６０は、生来の弁輪４５０の近くで上側フランジ３２０または下側フランジ３２２を通じて組織を貫通することができ、それよってフランジ３２０、３２２を生来の組織に取り付ける。いくつかの例では、アンカー３６０は、心臓弁と同じやり方で送達することができる。例えば、アンカー３６０は、カテーテルを介して送達することができ、上側フランジ３２０または下側フランジ３２２に穴を開けるようになされ、アンカー３６０の端部３６１ａは、アンカーの一端をフランジに固着することができる。次いで、アンカー３６０の第２の端部３６１ｂは、組織部位で展開し、心臓組織４５０を突きさし、アンカー３６０を組織に固着することができる。

弁周囲逆流を防ぐために、様々な手段を使用してフランジ３２０、３２２を封止することができる。一例では、図６Ｈに示されたフレーム３００Ｋは、上側フランジ３２０Ｋおよび下側フランジ３２２Ｋに縫い込まれた補強材３５５を備える。補強材３３５は、ポリエステルストランド、編組ポリストランド、パッチ材料、または布地、あるいは任意の許容可能な生体適合性布地または他の材料（ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ｅＰＴＦＥとして知られているＰＴＦＥを伸ばすことによって形成された細孔性材料を含むが、これらの限定されない）で構成され得る。補強材３５５は、組織成長を促進し、それによって弁周囲逆流の量を減少させることができる。図６Ｉのフレーム３００Ｌとして示された別の変形例では、補強材３５５Ｌは、上側フランジ３２０Ｌおよび下側フランジ３２２Ｌにだけでなく、本体部３０８Ｌ全体にわたっても配設することができ、フレーム３００Ｌを拡張および折畳みすることができる。

前述の例は、図５Ｂに示されるように円形の横断面図を有するものとしてフレーム３００を説明したが、フレーム３００は必要に応じて修正されてもよいことを理解されよう。例えば、図７Ａは人工心臓弁２００Ｍのさらなる実施形態の縦断面図であり、図７Ｂはその対応する上面図である。図７Ｂに見られるように、人工心臓弁２００Ｍはフレーム３００Ｍを含み、弁組立体２６０がフレーム３００Ｍ内に配設されステント２５０によって支持された小葉２６２を有する。弁組立体２６０は、円形の横断面図を有し、一方、フレーム３００Ｍは、楕円形の横断面図を有する。多くの状況では、生来の弁輪は円形でなく、むしろ「Ｄ形」である。フレーム３００Ｍが円形でない断面であると共に、生来の弁輪が非円形の幾何学的形状であるので、人工心臓弁２００Ｍの適切な配置は、特定の向きを必要とし得る。図７Ｂに示されるように、人工心臓弁２００Ｍは、そのような向きで助ける１つまたは複数のマーカ４１０を備えることができる。マーカ４１０は、Ｘ線不透過性構造（例えば、プラチナドットまたはステッチ）を備え、それによって送達および／または使用中に患者内でフレーム３００Ｍの視覚化を可能にすることができる。マーカ４１０は、フレーム３００Ｍの正反対側に配設することができる。しかしながら、マーカ４１０は、フレーム３００Ｍ、ステント２５０、および／または弁組立体２６０の任意の部分に配設することができることを理解されよう。

図７Ｃおよび図７Ｄは、フレーム３００のいくつかの他の変形例を有する人工心臓弁２００を示す。図７Ｃでは、人工心臓弁２００Ｎは、円形ステント２５０およびその中に配設された弁組立体２６０を備えた三角形の横断面を有するフレーム３００Ｎを備える。図７Ｄは、円形ステント２５０および弁組立体２６０を支持する長方形の横断面図を備えたフレーム３００Ｏを有する人工心臓弁２００Ｏを示す。１つまたは複数のマーカ４１０は、上記のように、デバイスの向きを決定するために使用することができる。

フレーム３００は、基本的な幾何学的形状に限定される必要はないことを理解されよう。例えば、図８Ａおよび図８Ｂは、不規則な横断面図を有する人工心臓弁２００の上面図である。図８Ａのフレーム３００Ｐは、ほぼ円形の横断面図と、マーカ４１０をそれぞれ有する一対の拡大領域３９０とを有する。拡大領域３９０は、本体３０８の長さに沿って延びることができ、それと連続し得る。拡大領域３９０は、人工心臓弁２００Ｐの固定に対しての安定性の提供を助ける、または弁周囲逆流の減少を助けることができる。図８Ｂは、人工心臓弁２００Ｑのフレーム３００Ｑが、４つの拡大領域３９０Ｑがフレームの隅にある不規則な断面を有する別の変形例を示す。マーカ４１０は、人工心臓弁２００Ｑを向けるのを助けるために拡大領域３９０Ｑの内１つまたは複数に配設することができる。フレーム３９０Ｑのそのような不規則な形状は、必要に応じて成型することができ、むらがあるように石灰化された生来の弁輪内または切除されていない生来の小葉を有する弁輪内の弁周囲逆流を防ぐのに役立ち得る。

図９は、人工心臓弁２００Ｒの別の変形例の縦断面図である。前述の実施形態と同様に、人工心臓弁２００Ｒは、流入端２１０Ｒおよび流出端２１２を有すると共に、ステント２５０、小葉２６２を有する弁組立体２６０、および編組フレーム３００Ｒを備える。フレーム３００Ｒの一部は、上側フランジの代わりにインフロークラウン９１０の中に形成することができる（図５Ａの上側フランジ２３０と比較せよ）。インフロークラウン９１０は、人工心臓弁２００Ｒが生来の僧帽弁を置き換えるために使用されるとき、左心房内に嵌まるように成形された編組線３０５で作製された概して半球形の構造として構成することができる。インフロークラウン９１０は、患者の解剖学的構造内に人工心臓弁２００Ｒを固定するのを助けるために、左心房の一部、全部、または実質的に全部を満たすような大きさで作製され得る。いくつかの変形例では、インフロークラウン９１０のサイズは、患者の解剖学的構造の解析に基づいて選択することができる。インフロークラウン９１０は、肺静脈から左心房の中へのスムーズな血流を可能にするような大きさで作製された複数の大きい孔９１５を備える。

上記の人工心臓弁は、僧帽弁などの生来の心臓弁、手術の結果生じた心臓弁、または外科手術を受けた心臓弁を置き換えるために使用することができる。人工心臓弁２００は、任意の適切な送達デバイスを用いて（例えば、生来の僧帽弁輪の近くの）所望の部位に送達することができる。送達中、人工心臓弁は、圧縮された構成で送達デバイスの内側に配設され得る。送達デバイスは、経心尖アプローチまたは他の経皮的アプローチを用いて患者に導入され得る。例えば、人工心臓弁２００は、組立てられた単一のユニットとして僧帽弁の弁輪の中に送達されて、病気にかかったまたは不調の生来の僧帽弁または事前に植込まれていた人工装具の機能を置き換えることができる。具体的には、フレーム３００、ステント２５０、および弁組立体２６０は、半径方向に折畳められ、経カテーテルの送達を通じて生来の弁輪へ導入され、一斉に再拡張させることができる。

送達デバイスが目標部位に到達すると、使用者は人工心臓弁２００を展開することができる。展開すると、人工心臓弁２００は拡張して、（図１〜図２に示された）僧帽弁の弁輪などの生来の解剖学的構造内のしっかりした係合となり、半径方向の力が人工心臓弁２００を所定位置に維持する。人工心臓弁２００が患者の内部に適切に配置されるとき、人工心臓弁２００は、一方向弁として働き、（例えば、左心房から左心室へ）一方向に血液が流れることを可能にし、一方、血液が反対方向に流れるのを防ぐ。

代替として、人工心臓弁２００は、心臓弁２００の様々な要素が別個に展開され、次いで生来の弁輪内で再組立てされる段階的展開を利用することができる。図１０Ａ〜図１０Ｃに示されるような要素の別個の送達は、送達外形の小型化を可能にし得る。

図１０Ａは、第１のカテーテル１０００が生来の僧帽弁の弁輪４５０に向けて導入される第１の段階を示す。示した実施形態では、第１のカテーテル１０００は、左心室から矢印Ｄの方向に経心尖アプローチを通じて送達されるが、他の経皮的な手法が可能である。カテーテル１０００はフレーム３００を格納し、フレーム３００は半径方向に折畳められて、デバイスの送達外径を小型化する。カテーテル１０００が生来の弁輪４５０内に適切に配置されると、フレーム３００は、任意の適切な方法を用いて第１のカテーテル１０００から押し出されまたは他の方法で解除されて、半径方向に再拡張してその弛緩構成になり、生来の弁輪４５０を満たし、内腔３１５を形成することができる（図１０Ｂ）。この段階で、生来の弁輪４５０内のフレーム３００を調整する必要があり得、例えば、内腔３１５を開き、または生来の弁輪４５０内でフレーム３００を適切に向ける。

フレーム３００が適切に配置されると、第２の段階が、第２のカテーテル１００２を生来の弁輪４５０に向けて導入することによって始まり得る。第２のカテーテル１００２は、第１のカテーテル１０００と同じ手法を用いて送達できるが、２つのカテーテルは、異なる手法を利用してもよいことが理解されよう。図示例では、第２のカテーテル１００２は、ステント２５０および弁組立体２６０を格納し、その両方が半径方向に折畳められている。第２のカテーテル１００２は、矢印Ｄの方向に導入することができ、ステントおよび弁組立体の組合せは、フレーム３００の内腔３１５内部で解除される。ステント２５０および弁組立体２６０が第２のカテーテル１００２から解除される場合、２つの構成要素が、フレーム３００内で半径方向に自己拡張することができ、フレームを生来の弁輪４５０の壁に押し付け、一方、半径方向の力によってフレーム内で設置されおよび適切に固着される。

図１０Ｃは、生来の弁輪４５０内で完全に再組立てされた後の人工心臓弁２００を示す。人工心臓弁２００が患者の内部に適切に配置されるとき、これは一方向弁として働き、（例えば、左心房から左心室へ）血液が一方向に流れることを可能にし、血液が反対方向に流れるのを防ぐ。時間の経過と共に、組織はフレーム３００の上で成長し、フレーム３００の中に入り、人工心臓弁２００は、生来の弁輪内でのより良い封止および固定を経験する。

図１１Ａ〜図１１Ｃは、送達デバイスを用いて生来の弁輪４５０内に人工心臓弁２００Ｓを適切に配置する一方法を示す。具体的には、フレーム３００Ｓは、送達デバイス１１００からの部分的な展開、さや納め、および再展開をするように構成することができる。送達デバイス１１００は、フレーム３００Ｓとはめ合わせて人工心臓弁２００Ｓを送達デバイスに結合するように構成されてもよい。送達デバイス１１００は、任意の適切な形状をとることができるが、望ましくは、中空のカテーテル１０００Ｓと、カテーテル１０００Ｓ内に配設された雄ねじ付きの遠位端１１０４を有する長細い可撓性のシャフト１１０２とを備える。フレーム３００Ｓは、シャフト１１０２のねじ付きの遠位端１１０４とはめ合わせるように構成された内側のねじ山３３９を有する圧着チューブ３３７Ｓをさらに備えることができる。送達デバイス１１００は、患者の身体において展開するためにカテーテル１０００Ｓの内腔を通じて人工心臓弁２００Ｓを促すように使用することができる。図１１Ａおよび図１１Ｂに見られるように、人工心臓弁２００Ｓがカテーテル１０００Ｓの遠位端で外に展開されるとき、人工心臓弁２００Ｓは、内側のねじ山３３９のねじ付きの遠位端１１０４への結合によって、送達デバイス１１００によってなお保持される。人工心臓弁２００Ｓが患者内に適切に配置されると、シャフト１１０２は、その軸を中心に回転して人工心臓弁２００Ｓの圧着チューブ３３７Ｓを、シャフト１１０２のねじ付きの遠位端１１０４からねじを抜くことができる。カテーテル１０００Ｓおよびシャフト１１０２を含む送達デバイス１１００は、次いで引っ込めることができる（図１１Ｃ）。

送達デバイス１１００に取り付けられた人工心臓弁２００Ｓを維持することによって、操作者は、小葉２６２の機能を評価して適合した接合および開口を確実にすることができる。操作者は、人工心臓弁２００Ｓが適切に配置されていないと判断される場合、カテーテル１０００Ｓからの完全な展開の後でも再配置のためにカテーテル１０００Ｓ内で人工心臓弁２００Ｓを後退させることができる。したがって、フィットメントまたは配置が正しくないと思われる場合、人工心臓弁２００Ｓは、可能なら適切な配置が実現されるまで、カテーテル１０００Ｓ内に取り戻され、再展開され得る。

様々な従属項およびその中に記載された特徴は、当初の請求項に示したよりも様々なやり方で組み合わせることができることが理解されよう。例えば、フランジ、フック、またはホタテ貝の縁のような部分の任意の組合せは、人工心臓弁内で混ぜ合わせてもよい。加えて、人工心臓弁は、任意の所望の位置に任意の個数のマーカを備えることができる。加えて、経心尖送達アプローチが説明されているが、本開示は、経中隔送達の使用、ならびに左心室付属器または肺静脈を介しての左心房への直接アクセスまたは左心房の中へのアクセスなどの従来少なかったアプローチも考えていることが理解されよう。デバイスは大腿動脈、大動脈弁、および左心室を通過することによって送達されてもよいことも考えられる。個々の実施形態に関連して説明した特徴のいずれかが記載した実施形態のうち他のものと共有されてもよいことが理解されよう。

例えば、フレームは、生来の弁輪内にフレームを固定するための本体部の横断面よりも大きい横断面を有する少なくとも１つのフランジを備えることができる。少なくとも１つのフランジは、人工心臓弁の流入端に隣接していてもよい。少なくとも１つのフランジは、人工心臓弁の流出端に隣接していることもできる。少なくとも１つのフランジは、フレームの本体部に戻るように延びる二次的な曲げを備えることができる。

安定化ワイヤは、少なくとも１つのフランジに配設され、心臓組織に係合するように構成することができる。デバイスは、少なくとも１つのフランジを心臓組織に結合するためにダンベル形アンカーをさらに備えることができる。フレームは、人工心臓弁の流出端に隣接してホタテ貝の縁のような部分を備えることができる。フレームは、人工心臓弁の流入端と流出端との間で長手方向に延びることができ、フレームの本体部が、ほぼ円形である縦断面を有する拡張部分を備える。弁は、組織成長を促進するためにフレームに結合された補強材をさらに備えることができる。補強材が、ポリエステルストランドを備えることができる。フレームは、楕円形の横断面図などの非円形の横断面図を有してもよい。

心臓弁は、フレーム、ステント、および弁組立体のうち少なくとも１つに配設された少なくとも１つのＸ線不透過性マーカをさらに備えることができる。人工心臓弁は、生来の僧帽弁を置き換えるように構成することができる。弁組立体は、２つの小葉を含むことができる。フレームは、患者の左心房内にフィットするように構成された半球形のインフロークラウンを備えることができる。

上記の方法を利用するとき、フレーム、ステント、および弁組立体は、同時に展開することができる。代替として、フレーム、ステント、および弁組立体は、順次展開されてもよい。フレームは、第１のカテーテルおよびステントを用いて展開することができ、弁組立体は、フレームが展開された後に第２のカテーテルを用いて展開することができる。目標部位は、患者の僧帽弁の弁輪であり得る。

本明細書中の本発明を特定の実施形態を参照して説明してきたが、これらの実施形態は本発明の原理および応用を例示するものに過ぎないことを理解されたい。したがって、多数の修正が例示の実施形態になされてもよく、他の構成が、添付の特許請求の範囲によって定められた本発明の要旨および範囲から逸脱することなく案出されてもよいことを理解されたい。

Claims (1)

1. 流入端および流出端を有する人工心臓弁であって、
   折畳み式で拡張可能なステントと、
   前記ステント内に配設され、複数の小葉を有している、折畳み式で拡張可能な弁組立体と、
   編組線で形成された折畳み式で拡張可能なフレームと、を備え、
   前記フレームは、本体部と、前記ステントおよび前記弁組立体を受け入れるために前記本体部内を通じて延びる内腔と、を有しており、
   前記フレームは、患者の左心房内にフィットするように構成された半球形のインフロークラウンを備えていることを特徴とする人工心臓弁。

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