JP6508550B2 - 弁モジュールおよびモジュラー式経皮弁デバイス - Google Patents

Description

本出願は、２０１２年５月１５日に出願された米国仮出願シリアル番号６１／６８８，４７０（この全体を、ここに引用により補充するものとする）に対する優先権の利益を請求するものである。

［発明の分野］ 本発明は、モジュラー式経皮弁デバイスの展開および組み立てのためのシステムおよび方法に関する。特に、このモジュラー式弁デバイスは、弁モジュールの折り畳みおよび組み立てを容易にする新規な特徴を有するものであり、このシステムは、デバイスモジュールを展開し、結合して一体に固定するための新規な特徴を有するものである。

［発明の背景］ 人体には、たとえば、心臓弁、噴門（食道／胃）弁、腸弁、リンパ系内の弁など、広範な種類の生来の弁がある。生来の弁は、疾病、年齢などのさまざまな理由により変性することがある。機能不全を生じた弁は、最小圧力損失での単一方向の体液の流れを維持することができない。機能不全を生じた弁とは、たとえば、狭窄（すなわち弁小葉が完全に開かない）状態、または、閉鎖不全（すなわち弁小葉が適切に閉まらない）状態が疑われる心臓弁である。弁が関係している器官が正常に機能している状態を取り戻すためには、弁の機能を回復することが望ましい。たとえば、心臓における正常な弁機能によって、弁を介して最小圧力欠損での単一方向の血流を確実に維持することができるので、血液循環と血圧を維持することが可能となる。同様に、正常な食道弁機能によって、酸性胃液分泌が食道内層に対して炎症を生じさせたり永久的に損傷を与えたりすることがないよう担保されている。

いくつかの経皮人口弁システムについて記述するものがある。Andersen, et al. （米国特許第５，４１１，５５２号）に記載の一例は、拡張可能なステントと、展開前の当該ステントに装着された折り畳み可能な弁を有するものである。折り畳み可能な弁は生体弁であってもよいが、合成材料から作成されるものでもよい。Anderson人工弁は、弁−ステント人工器官を最終サイズまで拡張するためにバルーンを用いるバルーンカテーテルを利用して送達および展開がなされる。「身体への植え込み用弁人工器官（Valve Prosthesis for Implantation in the Body）」と題された米国特許第６，１６８，６１４号（Andersen, et al.）および「心臓弁植え込みのためのシステムおよび方法（System and Method for Implanting Cardiac Valves）」と題された米国特許第５，８４０，０８１号（Andersen, et al.）も参照されたい。

Spenser, et al.（米国特許第６，８９３，４６０号）には、生物材料または合成材料からなる弁構造と、支持ステントとを備える別の人工弁デバイスが開示されている。Spenser人工弁は、入口と出口を有する導管からなり、当該出口側に折り畳み可能な壁を提供するよう配置された曲がりやすい材料から作成された圧着可能なリーフ弁アセンブリーである。この弁アセンブリーは展開前の支持ステントに固着される。完成した弁デバイスは、バルーンカテーテルまたは同様のデバイスなどの展開手段を用いて体内導管内の目標位置で展開される。

人工弁の経皮的な植え込みは、標準的な外科的処置よりも、安全で、安価、かつ患者の回復時間が短い。しかし、現在一般に用いられている人造の経皮的な人工弁には、送達のため圧縮したときでさえ非常にかさばるという欠点がある。このかさばることに伴う問題は、送達カテーテルをかなり大径のものにする必要が生じることである。大きなカテーテルは、一般に、経皮的処置には不向きであり、静脈切開外科処置および／または手の込んだ難しい穿刺閉鎖（縫合）技術を必要とする。現在一般に用いられている弁デバイスおよびそのデバイスを送達する際に通さなければならない解剖学的組織と結合させた送達システムが、かさばり大径となることは、内腔への送達を、成功率、展開（配置）精度、合併症リスクの観点からみて解決の難しいものとする可能性がある。具体的には、送達の合併症は、カテーテルが導入される内腔の形状、たとえば、大動脈弓、および／または、屈曲した腸骨／大腿動脈のかなり大きな自然なカーブによって、生ずる可能性がある。また、そのような大径のカテーテルは、特にかさばる柔軟性の低いデバイスとともに装着される場合には、小径のカテーテルよりも柔軟性が低い傾向にある。また、そのような装着されたカテーテルを狭い管、特に屈曲した管を通して操作することで、高い罹病率および死亡率に相関する、管壁の損傷や出血などの脈管合併症の可能性が実質的に生じる。

さらに、弁小葉材料は、経皮的な人工弁送達径の８０％を占めている。弁小葉材料の体積を最小化するための現在進行中の取り組みとして、薄い弁材料を使用することや、弁小葉をよりきつく圧着させることが試みられている。これらの処置はともに、弁小葉の耐久性に悪影響を生じるものであり、後者は弁材料を損傷することで耐久性を損なう。

したがって、人造の弁の送達を容易にし、処置の安全性を高めることに対するニーズが存在する。組み立て済みの経皮弁デバイスよりも送達径が小さく、体内腔の壁部にさらなる損傷を生じることなく管を通過し送達させることができる弁デバイスが、大いに要望されている。また、外科用人工弁デバイスに利用可能なタイプの小葉耐久性を備える薄型の（送達径を小さくした）経皮人口弁デバイスを手にすることが望まれている。

米国特許出願公開第２０１０／０１８５２７５号（Ａ１）公報（ここに、その全体を引用により補充する）には、血管内の植え込み部位ないしその近傍で組み立てて使用時の形態に変形することができる送達可能モジュールとしての弁デバイスを提供することによって人工弁の送達を容易にするモジュラー式（多部品）経皮弁が記載されている。また、米国特許出願公開第２０１０／０１８５２７５号（Ａ１）公報は、組み立てたデバイスモジュールをまとめてロックする様々な手段について記載するものでもある。

米国特許出願公開第２０１１／０１７２７８４号（Ａ１）公報（ここに、その全体を引用により補充する）には、血管内でのモジュラー式人工弁の組み立てを容易にする自己組み立て（self-assembly）部材を備えるモジュラー式（多部品）経皮弁デバイスが記載されている。また、米国特許出願公開第２０１１／０１７２７８４号（Ａ１）公報は、機能する弁形状とは異なる、特に送達時に有利な形状（組み立てられていない形態）とすることができる弁モジュールを記載するものでもある。組み立てられていない形態とすることで弁モジュールを、デバイスの送達径を最小化するように折り畳むことができ、それによって、合併症リスクを最少化し、弁交換処置の安全性を高めることができる。

本発明は、デバイスモジュールの組み立てをシンプル化する部品を備える、改良されたモジュラー式経皮弁デバイスおよびシステムを提供する。特に、経皮モジュラー式弁デバイスを展開し組み立てるシステムおよび方法を提供する。多部品の、あるいはモジュラー式の、経皮弁デバイスおよびシステムは、送達用の複数のデバイスモジュールを有する。一実施形態において、複数のデバイスモジュールは、弁モジュールと、支持モジュールとを有し、それらは、体内で結合させて組み立て済み弁デバイスをつくるよう設計されている。機能的な観点からみれば、弁モジュールは、小葉を有する弁デバイスの一部であり、組み立てられると入口側端部と出口側端部とを有する導管を形成する。支持モジュールは、弁モジュールを格納し、弁モジュールを体腔内に位置決め保持する、デバイスの固定手段（anchor）ないしバックボーンを提供する。経皮弁交換処置においては、生来の弁小葉が人工弁の植え込み前に除去されないことが多いので、支持モジュールが、特に人工弁が大動脈弁狭窄症の治療に用いられる場合には、より大きな弁開口を作り出すために生来の弁小葉を外側に押しのける機能をも有する。

本発明の弁モジュールは、一ないし複数のリング部材およびそれらに連結された複数のマストを有する弁フレームを備えている。一ないし複数のリング部材は不連続、すなわち、それぞれが第１の端部および第２の端部を有するものなので、リング部材は、折り畳むために開くことができる。これにより、一ないし複数の開いたリング部材とマストとが実質的に同一線上にあり、弁小葉がそれとともに折り畳まれている、という組み立て前の折り畳まれた送達時の形態を有する弁モジュールが提供される。同一線上にある、および、実質的に同一線上にある、という用語は、本明細書においては交換可能に用いられており、全般的な延びる方向が同一、および／または、線状に隣接していることを伝えることが意味されている。したがって、たとえば、送達時の形態においては、「折り畳まれた」マストが一ないし複数のリング部材に略平衡に配置される。一実施形態において、マストのうちの一つが分割マストであって、その片割れ第１部分がリング部材の第１の端部に配置され、片割れ第２部分がリング部材の第２の端部に配置されるものとすることができる。

弁モジュールは、リング部材の端部が近接し（すなわち、互いに近く、互いに隣り合っていて）、リングを形成しており、マストは、弁の縦軸に沿って、リング部材に対して略垂直に向けて配置されている。弁小葉は、リング部材、たとえば、弁モジュールの基部にあるリング部材に取り付けられ、第１リング部材と第２リング部材を有する実施形態においては、弁小葉は、第２リング部材により支持されるものとすることができる。代替的に、あるいは追加的に、弁小葉を複数のマストの一部（一ないし複数）により支持されるものとしてもよい。

支持モジュールには、圧縮された送達時の形態および拡張された使用時の形態があり、弁モジュールは、その中に挿入し取り付けることができる。一実施形態において、支持モジュールは、径方向に圧縮された送達時の形態をとり、径方向に拡張して使用時の形態になる。

弁モジュールおよび支持モジュールは、弁モジュールを支持モジュールと結合させるためにガイドすること、弁モジュールを閉じて導管を形成すること、そして弁モジュールを支持モジュールにロックすることを、まとめて容易化する新規な諸構造をさらに含んでいてもよい。これらの新規な特徴には、シャフトおよびスピアと、ワイヤーガイドと、アセンブリーワイヤーとを含むものとすることができる。スピアは、ワイヤーガイドと協働して用いられて弁をアセンブリーワイヤーに沿って支持モジュール内へとガイドするアイレットを含んでいてもよい。ワイヤーガイド、アイレット、アセンブリーワイヤーのような要素は、本明細書において、「ガイド部材」とも呼称する。シャフトとスピアは、弁モジュールを支持モジュールにロックするロック部材として機能する。他のタイプのロック部材、たとえば、スナップ（留め金）などの幾何学形状によるロック機構を用いてもよい。ロック部材の相対位置は、実施形態によって異なり得る。たとえば、シャフトが弁フレームの部品上に配置され、スピアが支持モジュール上に配置されるものとすることができる。代替的に、スピアを弁フレーム上に配置し、シャフトを支持モジュール上に配置するのであってもよい。

第１のリング部材と第２のリング部材を有しその間に複数のマストを配置した一実施形態において、マストとリング部材との間の接続は、新規なピボットポイント接続とすることができる。ピボットポイント接続が、接続部にかかる物理的なひずみを最小化しつつ、弁フレームの折り畳みを容易にする。他の実施形態において、弁フレームは、基部に、新規なピボットポイント接続を介して複数のマストを接続した第１リング部材を有する。

本発明のシステムは、前記したモジュラー式弁デバイスと、カテーテルおよびアセンブリーワイヤーを含む送達システムとを含む。ある種の実施形態においては、送達システムは、弁モジュールをアセンブリーワイヤー上で支持モジュール内へスライド移動させるためにアセンブリーワイヤー上を前進させることができるとともに、ロック部材をロックするために使用することもできる推進器（pusher）をさらに有する。ワイヤーガイドを含む実施形態において、アセンブリーワイヤーの絡まりを最少化するために各アセンブリーワイヤーをワイヤーガイドに通すようにしてもよい。支持モジュールがアイレットを有するスピアを含む実施形態において、アセンブリーワイヤーは、さらに、アイレットにも通すことで、ワイヤーの一端側で引っ張ることにより植え込みがなされたときに、ワイヤーの弁デバイスからの係合解除を容易にすることもできる。代替的に、アセンブリーワイヤーは、弁フレームおよび／または支持モジュールの一部に通すようにしてもよい。

また、前記システムの新規の構成要素を利用してモジュラー式経皮弁デバイスを組み立てる方法を提供する。弁モジュールは、アセンブリーワイヤー上を前進させられるが、弁モジュールの向きを調整して組み立て、弁モジュールを、拡張させた支持モジュールと結合するのに、ワイヤーガイドが有用である。一実施形態において、弁モジュールは、シャフト（筒状ないしリング状構造）を含むものとすることができ、支持モジュールは、スピア、支持モジュール周囲のシャフトの位置に対応する位置に取り付けられた、シャフトと接続するための専用構造を含むものとすることができる。シャフトは、たとえば、マスト上に、および／またはリング部材上に、配置することができる。弁フレームのマスト上に配置される場合、シャフトは、マストの外面上または内面上、あるいはそれらを組み合わせた位置に配置することができる。他の実施形態において、シャフトが支持モジュール上に配置され、スピアが弁モジュール上に配置されていてもよい。どちらの実施形態においても、シャフトは、スピアに被せてゆっくりと動かすことができるとともに位置決めしてロックすることができる。分割マストを採用する場合、分割マストは、支持モジュール上のスピアと組み合わさって同時にリング部材を閉じて使用時の形態の弁モジュールを構成し弁モジュールの支持モジュールへのロックを実現する一対のシャフト―分割マストの各片割れ部分ごとに一つずつ―を有するものとしてもよい。

本発明のモジュラー式経皮弁の優位点としては、弁モジュールが送達用に容易に折り畳まり、送達デバイスからの展開に際し容易にほぼ組み立て完了した形態に変形し、弁小葉用の支持手段が設けられていることがある。本発明のシステムの優位点には、弁モジュールを展開（unfolding）して組み立てて使用時の形態にすることや、デバイスモジュールと組み合わせるために弁モジュールを支持モジュールに整列させることや、デバイスモジュール同士を固定することを容易にする設計が含まれる。本発明の他の優位点としては、弁デバイスがモジュラー式なので、弁モジュールは血流を調節し支持モジュールは弁輪に弁を固定し生来の弁小葉を留めておくというふうに弁モジュールと支持モジュールが異なる機能を果たすため、モジュールの特性を個別に最適化することができ、モジュールを別々に展開し所定の配置部位で（in situ）結合することで、弁デバイスが単一のユニットである場合に必要となる設計上のトレードオフが少なくなるということがある。

本発明によって達成されるかもしれない他の利点としては、弁小葉の耐久性を維持しつつ送達のために弁の大きさを抑制することや、送達デバイスのフレキシビリティを向上させることがあげられる。また、人工弁デバイスは、侵襲性が最小化されており、経皮的な送達の方法は、外傷を減少させ、処置による合併症を最少化し、小さめの管や、深刻に罹患、屈曲または閉塞した管での患者への送達が可能となり、脈管合併症のリスクを減少させる。本発明の装置、システムおよび方法の使用により、処置の安全性を高め、経皮弁交換処置を実施可能な医療施設の数および処置を受けることができる患者の数を両方とも増やすことができる。

本発明の弁モジュールの二重リング実施形態を描いた写真の模式図である。 弁フレームの組み立て前の実質的に平らに伸びた態様を模式的に描き、ピボットポイントの一実施形態を示す図である。 弁フレームの他の実施形態（馬蹄形ピボットポイントを有する形態）を、その組み立て前の実質的に平らに伸びた態様において示す図である。 図３Ａの実施形態の弁フレームの馬蹄形ピボットポイントにおいてリング部材およびマストがどのように接続されているかを模式的に示す図である。 図３Ａの弁フレームの実施形態をその使用時の形態において描いた写真であり、図３Ａの弁フレーム実施形態の上面図である。 図３Ａの弁フレームの実施形態をその使用時の形態において描いた写真であり、図３Ａの弁フレーム実施形態の側面図である。 二重リング弁モジュールの実施形態が送達カテーテルに装入するために本発明にしたがってどのように折り畳むことができるかの方法の一つを示す写真である。 本発明にしたがって折り畳まれ、送達カテーテルに装入された二重リング弁モジュールの実施形態を示す写真の模式図である。 本発明にしたがってカテーテルから展開中の二重リング弁モジュールの実施形態を示す写真の模式図である。 図７Ａ〜Ｅは、本発明にしたがってモジュラー式弁デバイスの実施形態を展開し組み立てる方法を示す写真である。 弁モジュールおよび支持モジュールがどのように接続することができるかの実施形態を示す図であって、弁モジュール上のシャフトを、支持モジュール上にデルタ状あるいは「凧」型のスピアヘッドを有するスピアにどのように接続することができるかを示す写真の模式図である。 図８Ａを模式的に示す図である。 新規なロック部材の実施形態を示す図であって、弁モジュール上のワイヤーガイドおよび第１・第２シャフト、ならびに、これらの構造体に通したアセンブリーワイヤーを示す写真の模式図である。 図９Ａの第１シャフトおよび第２シャフトがどのように支持モジュールのスピアに接続することができるかを模式的に示す図である。 新規なロック部材の実施形態を示す図であって、図１０Ａは、弁モジュール上のリングシャフトがどのように支持モジュール上のハイブリッドスピアに接続することができるかを示す写真の模式図であり、図１０Ｂはハイブリッドスピア上にロックされたリングシャフトを示す図内挿入図である。 図１１Ａは、ハイブリッドスピアを模式的に示す図であって、図１１Ｂは、ハイブリッドスピア上にリングシャフトが導入されている状態を模式的に示す図であり、図１１Ｃは、ハイブリッドスピア上にロックされたリングシャフトを模式的に示す図である。 単溝ハイブリッドスピアの実施形態を模式的に示す図であって、図１２Ａは、リングシャフトを介してマストと連結された実施形態を前方から見た図であり、図１２Ｂは、スピアとリングの構造が見えるように切り取って同じ方から見た破断図である。 単溝ハイブリッドスピアの実施形態を模式的に示す図であって、図１３Ａは、シャフトおよびリングシャフトを介して分割マストと連結された実施形態を前方から見た図であり、図１３Ｂは、スピアとシャフトとリングシャフトの構造が見えるように切り取って同じ方から見た破断図である。 本発明による弁モジュール用の例としての弁フレームの写真の模式図である。 本発明による例としての支持モジュールの写真の模式図である。 本発明による他の例としての支持モジュールの写真の模式図である。 本発明による例としての支持モジュール上のハイブリッドスピアの実施形態の詳細を示す写真の模式図である。

本発明は、植え込み可能なモジュラー式経皮人工弁デバイス、植え込み可能な経皮モジュラー式弁デバイス（たとえば、経皮モジュラー式心臓弁デバイス）を展開して組み立てるためのシステムおよび方法を提供する。

本発明の経皮弁デバイスは、体腔（たとえば血管）内での送達および組み立て用の複数のデバイスモジュールを含んでいる。デバイスモジュールは、経皮的に体内の所望の位置に、たとえば、弁植え込み部位近傍や、弁植え込み部位に送達し、そこで送達デバイスから展開し、組み立てて、使用形態の弁デバイスを形成することができる。複数のデバイスモジュールは、支持モジュールおよび弁モジュールを有するものとすることができる。支持モジュールには、圧縮された送達時の形態と拡張された使用時の形態とがある。弁モジュールは、弁デバイスの弁小葉と弁フレームとを有し、弁小葉は、一ないし複数のリング部材およびそれに接続された複数のマストを含む弁フレームの構成部品に取り付けられてもよい。

弁モジュールには、組み立てられていない開いた形態があり、この形態では一ないし複数のリング部材は実質的に線形、すなわち、略直線状の形態をとり、弁小葉は実質的にフラットである。弁小葉が、たとえば、交連（commissures）を含む形態を有し、したがって「実質的にフラットである」という用語が多少の起伏（undulations）を含むものであってもよいことは、当該技術分野の熟練技術者であれば理解するところである。この組み立てられていない開いた形態では、弁モジュールを主として「長手方向に（lengthwise）」折り畳み（たとえば、丸めて）折り畳まれた送達時の形態にすることが可能となり、この形態から弁モジュールは、組み立てて使用時の形態にすることができる。組み立てられていない開いた形態において、弁モジュールは、その縦軸に沿った（すなわち、尖端部から基部までの）幅と、線形周軸に沿った（すなわち、一ないし複数のリング部材の第１の端部と該一ないし複数のリング部材の第２の端部との間、あるいは、分割マストを有する実施形態における片割れ第１マスト部分と片割れ第２マスト部分との間）長さを有する。したがって、当該技術分野の熟練技術者が理解するところの「長手方向に」は、たとえば、片割れ第１マスト部分から片割れ第２マスト部分へと向かう、長さ方向に沿って（along the length）いることを意味する。その折り畳まれた形態において、複数のマストは、実質的に線状のリング部材と実質的に共線関係となるように、一ないし複数のリング部材に向かって折り畳まれていてもよい。

弁モジュールを「長手方向に」折り畳むことで、送達時の形態が最小径を有するものとなり、小葉へのクリンピング（crimping）ダメージを最小限に抑えるのに役立つので、耐久性が向上する。特に、弁モジュールを主として長手方向に折り畳むことで、径方向に折り畳む、あるいは圧縮する場合に比べて、小葉材料の厚みを軸方向により長い距離にわたり、主に長手方向に分布させることになるので、送達カテーテルの弁材料が場所を問わず少なくなる。その結果、現在市販されているデバイスの径方向のクリンピングに比べ、小葉にかける必要があるクリンピング力が小さくなり、小さな送達径が実現される。その結果として得られる効果は、小葉材料へのクリンピングダメージが少なくなることと、それにより耐久性が向上することである。また、そのような小さな送達形状を実現するために使用する弁材料を薄くする必要がなくなる。このような利点を有する主として長手方向に折り畳む態様の一例として、組み立てられていない開いた弁モジュールをスパイラルに、たとえばガイドワイヤーに巻きつけることが考えられる。他の例としては、複数のマストを一ないし複数のリング部材に向かって折り畳む際に弁材料を押しつぶす（scrunching）ことが考えられる。

一部の実施形態においては、マストとリング部材の間の特殊な接続―ピボットポイント―によって折り畳みしやすくできる。使用時の形態に組み立てると、弁モジュールは、入口端部と出口端部とを有する導管を形成する。弁フレームは、その使用時の形態において、端部を近接させた一ないし複数のリング部材と、弁の縦軸に沿って配向させた複数のマストとを含むことで、―弁小葉により―導管を形成するものとすることができる。弁小葉は、一ないし複数のリング部材およびマストによって支持させることができる。

弁フレームは、各種の材料、たとえば、形状記憶合金、塩化コバルト、超弾性特性を有する材料、あるいは高分子変形可能プラスチックなどの材料から任意のものを選んで製造することができる。一実施形態において、弁フレームは、所定の形態に戻るよう予め調整された形状記憶金属または形状記憶合金を有するものである。この実施形態の一態様において、弁フレームは、形状記憶合金から製造される。この所定の形態を、第１の形態（たとえば、弛緩した状態）と呼び、送達時の形態を第２の形態（たとえば、弛緩していない、拘束された状態）と呼ぶことができる。弁フレームは、たとえば、温度の変化（加熱または冷却）や電流によって所定の形態に戻すトリガーとすることができ、あるいは、超弾性特性を有する場合には幾何学的（形状上の）制約から解放するものとしてもよく、または、バルーンの拡張により機械的に変形させることをもって「トリガーを引く」こともできるが、それによって、たとえばＮｉＴｉの別の相（phase）への変換のトリガーとすることができる。形状記憶合金によって、弁フレームを熱機械的に予め調整して、前もって選択された形状（所定の形態）にすることができるので、一実施形態においては、たとえば、比較的まっすぐではあるが軸方向にフレキシブルな第２の形態で送達してから、熱機械的所定の第１の形態に戻すべくトリガーを引くようにすることができる。他の実施形態において、送達デバイス、ないし送達デバイス内の内腔が弁フレームを送達時の形態に拘束するものとして、トリガーをその拘束からの解放としてもよい。

本明細書で用いられているように、弁フレームに関する「所定の形態」や「第１の形態」は、形状記憶構造に限定されない。「所定の形態」および「第１の形態」は、弁フレームがとる、または弁フレームが送達デバイスからの展開後に復帰する前もって選択された形状を意味する。弁フレームが、たとえば温度ステップによってその第１の形態に戻る場合、この温度ステップは、たとえば、高温流体、低温流体、体温、あるいはワイヤーに電流を流して抵抗熱を発生させることによって、弁フレーム周囲の温度を変化させることによって達成することができる。形状記憶弁フレームをつくるため、任意の形状記憶合金を使用することができる。具体的な実施形態において、使用される形状記憶合金には、ＮｉＴｉ（すなわち、ＮｉＴｉｎｏｌ），ＣｕＺｎＡｌ，ＣｕＡｌＮｉ、あるいはこれらの混合物がある（たとえば、SHAPE MEMORY MATERIALS, EDITED BY Otsuka and Wayman, Cambridge University Press; October 1999、および、SHAPE MEMORY ALLOYS, edited by Youji and Otsuka, International Academic Publishers, June 1998参照）。

弁小葉材料は、たとえば、ポリマー、金属、または、たとえばウシやブタやウマの組織に由来する哺乳類の心膜などの生物材料といった適切な材料から製造することができる。材料、構造および製造方法の選択は、弁の機能、耐久性および生体適合性を最適化するようになされるのが好ましい。弁小葉は、当該技術分野において周知の手段によって、たとえば、縫製（sewing）、接着（gluing）、接合（bonding）や、以下に記載する方法によって、弁フレームに取り付けることができる。

支持モジュールは、拡張可能に構成し、圧縮（拡張されていない）状態で送達し、弁デバイスの植え込みと組み立てのために拡張することができるのが好ましい。支持モジュールは、内腔の中でのデバイスの位置を維持しつつ、その構造が弁の構成要素を支持することができるよう、充分な耐久性がある生体適合性材料から製造することができる。また、支持モジュール材料は、圧縮された状態での支持モジュールの送達および内腔における展開時の圧縮された支持モジュールの拡張に適合している。たとえば、支持モジュールは、形状記憶合金、塩化コバルト、超弾性特性を有する材料、または高分子変形可能プラスチックを含む様々な材料から製造することができる。本発明の一実施形態において、支持モジュールは、ステンレス鋼や、たとえばニチノールなどの形状記憶合金から製造される。また、別の実施形態において、当該技術分野において知られている適切な原子組成を有するアモルファス金属合金からなるものとしてもよい。支持モジュールのさらに他の実施形態は、当該技術分野において周知の同類の生体適合性材料から製造することができる。適切な支持モジュールの非限定的な一例に、メッシュチューブがある。この例において、支持モジュールは、複数の孔またはセルを有するメッシュを含む側面をもつ中空で略円筒形状（環状）の部材を有する。支持モジュールは、生来の弁小葉を外側に押しやり、置き換えるべき罹病弁よりも大きな弁開口部を形成するために、支持モジュールが展開されると植え込み部位にその位置が維持されるよう充分な径方向の強度を備えている。支持モジュールは、自己拡張型であってもよく、バルーン拡張型であってもよい。本発明に使用される支持モジュールの例は、当該技術分野において周知である。

支持モジュールは、支持モジュール内に弁モジュールを固定するため、本明細書に記載されているようなロック部材を含むものとすることができる。支持モジュールは、生来の解剖学的構造（たとえば、弁輪）への組み立て済み弁デバイスの固定を容易にするために、さらに、フック、リブ、あるいは他の固定装置を含むものであってもよい。支持モジュールの弁輪への、および／または、弁モジュールの支持モジュールへの接続は、構造間の相対位置に対する整合がとれるように設計することができる。

本発明のデバイスおよび方法は、経皮的な大動脈弁の置き換えに利用するために特に適合されているが、たとえば、肺動脈弁、僧帽弁、三尖弁のような他の心臓弁や、末梢脈管構造または他の体内腔（たとえば、置き換えが必要な弁を有する、または弁の植え込みが必要な、消化管、リンパ管、胆管など他の内腔）の弁に対する代替としても使用することができる。モジュラー式弁デバイスは、大動脈弁を置き換えるよう設計される場合、上行大動脈、下行大動脈、左心室の、植え込み部位において、あるいは、植え込み部位の一部と大動脈の一部において組み立てられるものとすることができる。人体の内腔に使用されるものとして特に適合されているのではあるが、そのデバイス、システムおよび方法は、（ヒト以外の）動物にも適用可能である。

上述の実施形態および他の実施形態は、添付の図面を参照しながら以下に検討し説明している。図面は、本発明の代表例の知識として、そして、本発明の特定の実施形態を模式的に例示するために提供されている。熟練技術者であれば、本発明の範囲内にある他の類似した例を容易に認識するだろう。図面は、添付の特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲を限定することを意図するものではない。

上述のように、本発明のモジュラー式弁デバイスは、弁モジュールおよび支持モジュールを有し、これらは、組み立てられていない送達時の形態で送達し、送達デバイスからの展開後に組み立てられ一体とすることができる。弁モジュールは、弁フレームに取り付けられた弁小葉を有する。部分的に組み立てられた弁フレームと拡張させた支持モジュールとを例示した図が図１４Ａと図１４Ｂにそれぞれ示されている。弁モジュールとその支持モジュールへの接続の詳細は、図１〜１３に記載されている。

図１は、弁フレームが第１および第２リング部材を含む、弁モジュール発明の非限定的実施形態を示している。図１に示すように、弁モジュール１０は、その組み立てられた使用時の形態において、弁小葉１５および弁フレームを有している。弁フレームは、弁モジュールの基部（弁の近位端部）に第１リング部材２１を、弁モジュールの遠位端部（弁の遠位端部）に第２リング部材２２を、そして、第１および第２リング部材２１，２２の間を略垂直に延びて接続する複数のマスト２５，２８ａ，２８ｂ（たとえば、３本のマスト）を有している。一実施形態において、第１リング部材２１は、縦軸方向の幅が、第２リング部材２２よりも広い（図１４Ａ参照）ので、第１リング部材の方が反りにくくなっており、それによって、組み立てられた弁モジュールの形状が維持される。

弁小葉１５は、リング部材２１，２２の一方または両方、および／または、マスト２５，２８ａ，２８ｂに取り付けられているものとすることができる。図１に示されている実施形態において、弁小葉１５は、第１リング部材２１に取り付けられ、第２リング部材２２から、たとえば、マスト２５，２８ａ，２８ｂと第２リング部材との間の接続箇所に隣接する箇所で、吊り下げられている。また、図１には、弁小葉１５が分割マスト２８ａ，２８ｂに取り付けられ、他のマスト２５には取り付けられていない実施形態を示すものでもある。弁小葉１５は、たとえば、図１に示すように縫製により、あるいは、当該技術分野において周知の他の適切な方法によって、弁フレームに取り付けられているものとすることができる。たとえば、弁小葉１５は、図１，５，６Ａ，６Ｂに示されているように、小葉ループ１６を介して吊り下げられているものとすることができる。代替的に、弁小葉１５は、たとえば、縫製によって、第２リング部材２２またはマスト２５，２８ａ，２８ｂに、あるいは当該分野の技能の範囲に属する他の手段で、吊り下げられ、または取り付けられているものとすることができる。小葉ループ１６は、弁小葉１５と同じ材料から作られ、たとえば、ループを縫って閉じたり、ループを第２リング部材に縫い付けたりすることによって、あるいはそれらを組み合わせて、留めることができる。代替的に、弁小葉１５は、縫い糸または第２の材料で形成されたループによって第２リング部材２２から吊り下げられているものとすることができる。

一実施形態において、弁フレームに直接取り付けるのではなく、弁小葉材料（第１の材料）を第２のフレキシブルでより耐久性のある材料に取り付け、この第２の材料を、当該技術分野において周知の手段（たとえば、ループをつけ、縫製、接着、接合するなど）によって、弁フレームに取り付ける。弁小葉を弁フレームに取り付けるための一実施形態は、サンドイッチ式取り付けである。具体的に、この態様においては、第２の材料で、弁フレームの一部（たとえば、リング部材またはマスト）を包み、その包みから第２の材料が部分的にはみ出すようにして、第１の材料の一部を第２の材料の２つのはみ出した部分の間に差し込んで、第１の材料−第２の材料−第１の材料という（３層の）サンドイッチ構造を形成することができる。そして、第２の材料を、たとえば、縫製（たとえば縫合糸による縫合）によって、第１の材料に取り付けることができる。第１の材料は、たとえば、心膜とし、第２の材料は、たとえば、ダクロンとすることができる（ただし、当該技術分野で周知の適切な材料の他の組合せも適用可能である）。

サンドイッチ式取り付けの実施形態は、代替的に、オープンサンドイッチ（２層）構造を含むものであってもよい。この実施形態においては、第２の材料で、弁フレームを包み、第２の材料をその末端部を残してそれ自身に取り付け、その末端部を別途上述の手段で弁小葉の一部分に取り付けるのでもよい。同様のサンドイッチ取り付け設計は、弁小葉をマストに取り付けるために採用することができるが、それには、マスト上のロック部材の取り付け箇所を収めるタブまたはループを使用することも含まれる。サンドイッチ式取り付けの利点は、弁小葉材料（第１の材料）の弁フレームの表面による摩損が回避されることによる、弁が完全に機能する状態での長寿命化である。

組み立てられていない折り畳まれた形態において、図１の第１及び第２リング部材２２，２２は、閉じていない、または、実質的に閉じた構造であるが、開いている。すなわち、たとえば、図２および図３Ａに示されているように、それぞれが、第１の端部および第２の端部を有する実質的に線状形態で配置されている。一実施形態において、図１，２，３Ａに示されているように（図９Ａも参照）、マストのうちの一つが分割マスト２８ａ，２８ｂであり、分割マストの片割れ第１部分２８ａは、組み立てられていない弁モジュールの第１の端部に配置され、リング部材の第１の端部に接続されており、分割マストの片割れ第２部分２８ｂは、組み立てられていない弁モジュールの第２の端部に配置され、リング部材の第２の端部に接続されている。弁小葉１５は、分割マストの各片割れ部分２８ａ，２８ｂに、たとえば、縫製によって、または上述の方法によって、あるいは当該技術分野において周知の他の適切な方法によって、固定することができる。

リング部材は、分割マストを有する弁フレームに対する図９Ａに示されているように、たとえば、マストの近位端部に隣接して、アセンブリーワイヤー８０を通すことができるワイヤーガイド３０で装着されるものとすることができる。近位端部は、大動脈弁を代替するために弁を植え込んだ際に心臓に最も近い端部である。たとえば、図１４Ａに示されているように、第１ワイヤーガイド３０は、第１リング部材２１（図９Ａも参照）上の分割マストの片割れ第１部分２８ａ近傍に配置され、第２ワイヤーガイド３１は、第２リング部材２２上の分割マストの片割れ第２部分２８ｂ近傍に配置されるものとすることができる。同様に、第１ワイヤーガイド３０も、第１リング部材２１上のマスト２５の近位端部近傍に配置され、第２ワイヤーガイド３１は、第２リング部材２２のマスト２５の近位端部近傍に配置されるものとすることができる。弁フレームの必須の特徴ではないが、ワイヤーガイド３０，３１は、弁モジュールをカテーテルから展開する際の、アセンブリーワイヤー８０の弁フレームに対する適切な整列配置を維持するために有用である。

弁モジュールは、送達時には、小径の送達時の形態に折り畳まれなければならないが、組み立てて支持モジュールと一体にするため展開すると簡単に略筒状形態に変形することができるのでなければならない。本発明は、弁モジュールを折り畳むための改良された弁フレーム構造を提供するものである。

マストをリング部材に向けて折り畳み、実質的に共線状に折り畳まれた弁フレームを形成することは、弁フレーム材料に、マストと第１および第２リング部材との間の接続箇所において、かなり大きな応力ないしひずみを生じることがあり得る。したがって、本発明の一態様において、この接続箇所を、たとえば図２に示されているようなピボットポイント７０として設計することができる。標準的な、工夫に乏しい接続形態と対照的に、ピボットポイントを採用することで、弁フレームの折り畳みが容易になり、接続箇所においてさほど大きな材料の応力ないしひずみを生じさせずに、第１および第２リングとマストとを、実質的に共線状にすることができる。本発明の新規なピボットポイントによる弁フレームにおけるひずみの低減は、弁フレームの第１および第２リングとマストとが実質的に共線状となるように折り畳まれているときに最小の断面積にすることができるというさらなる利点をもたらしてくれる。一実施形態において、マストと第１および第２リング部材は、ピボットポイントよりも大幅に剛性が高い。接続箇所において材料の応力やゆがみを低減するようピボットポイントを最適化する方法には、たとえば、接続部の水準（plane）、厚み、幅、または形状を調整することなど、いくつかある。採用可能なピボットポイントとして形状を利用する２つの非制限的な例を以下に説明しているが、本明細書に基づき、当該技術分野の技術者であれば、本発明のピボットポイントに使用できる他の形状があることを理解するだろう。

図２に示されている弁フレームの一実施形態において、新規なピボットポイント７０ａ，７０ｂは、マスト２５，２８ａ，２８ｂに含まれており、実質的にｓ−字形７１であり、第１および第２リング部材２１，２２に直角に接続するものとすることができる。第１リング部材２１をマスト２５，２８ａ，２８ｂに接続するピボットポイントのｓ−字形の向きは、図２に示すように、第２リング部材２２をマスト２５，２８ａ，２８ｂに接続するピボットポイント７０ｂのｓ−字形の反対（または逆）向きとすることができる。図２の７０ａと７０ｂを対比されたい。好ましくは、マストを第１リング部材２１に接続するｓ−字形ピボットポイント７１は、同じ向きであり、マストを第２リング部材２２に接続するｓ−字形ピボットポイント７１は同じ向きである。図２に示したｓ−字形ピボットポイントは、マストよりも幅が狭くてもよい。

図３Ａおよび３Ｂに示されている弁フレーム１２０の他の実施形態において、新規なピボットポイント１７０は、より複雑で、マスト２５，２８ａ，２８ｂとリング部材１２１，１２２の第１セグメント１２１ａ，１２２ａとの間の「馬蹄形」接続部７５と、馬蹄形部材７５とリング部材１２１，１２２の隣接セグメント１２１ｂ，１２２ｂとの間の斜方向接続部７６とを有するものとすることができる。図３Ａには、この弁フレーム１２０の実施形態の、その実質的に平らに広げた、組み立てられていない形態を示している。図３Ｂは、ピボットポイント１７０をより詳細に示した図である。第１リング部材１２１へのマストの接続部における馬蹄形７５の向きは、第２リング部材１２２へのマストの接続部における馬蹄形接続部７５の向きの反対である。それに付随して、馬蹄形部材７５と第１リング部材１２１の隣接セグメントとの間の斜方向部材７６の向きは、馬蹄形部材７５と第２リング部材１２２の隣接セグメントとの間の斜方向部材７６の向きに対し反対向きである。図３Ａの１７０ａおよび１７０ｂを対比されたい。好ましくは、馬蹄形部材７５の向きと、マストを第１リング部材１２１に接続する斜方向部材７６とが同じ向きであり、馬蹄形部材７５と、マストを第２リング部材１２２に接続する斜方向部材７６とが同じ向きである。ピボットポイント１７０における馬蹄形部材７５は、ひずみが低くなるように変位を分散させており、斜方向接続部７６は、角変位を少なくするのでひずみが抑制される。任意選択的に、馬蹄形‐斜方向接続ピボットポイント１７０は、マストと同じ幅である。

代替的に、ピボットポイントは、Ｓ−字形か、馬蹄形‐斜方向か、あるいはいくつかの別の幾何学形状かにかかわらず、その上さらに、あるいはその代りに、厚みを小さく（たとえば、ゲージを小さく）してもよく、―換言すれば、好ましい幾何学ピボットポイント形状に加え、あるいはそれに代えて、屈曲する部分が、マストやリング部材の構造よりも薄くなるようにすることができる。マストとリング部材との間の接続は、代替的に、ヒンジを含むものであってもよい。

図３Ａ−Ｂの実施形態の弁フレーム１２０が使用時の形態のとき、馬蹄形／斜方向ピボットポイント１７０は平板状である。弁フレーム１２０の実施形態の平板状の形態が図４Ａ（これは上から見た図である）に示されており、弁フレームは、２つの円環、すなわち第１リング部材１２１および第２リング部材１２２、として図示されている。図４Ｂは、馬蹄形／斜方向ピボットポイント１７０を有する弁フレーム１２０の実施形態を使用時の形態で横から見た図である。この透視図法によって、この実施形態の第１および第２リング部材１２１，１２２が、単純なリングではなく、「波打っている（wavy）」ことがわかる。図４Ｂの第１および第２リング部材を、図２に示されている実施形態と対比されたい。マスト上のリングシャフト３７も図示されている。それでもやはり、図３Ａ〜４Ｂの実施形態のリング部材１２１，１２２は、折り畳まれた送達時の形態において、互いに、そしてマストに対して実質的に共線状となる。

マスト２５，２８ａ、２８ｂは、弁モジュールを経皮的に送達するために、実質的に線状のリング部材２１，２２，１２１，１２２およびマストが同じ概略方向に配向されて、実質的に共線状の弁フレームを形成するように折り畳まれて、図５に示すように、弁小葉１５とともに、ガイドワイヤー８６の周りに螺旋状に巻き付けられる。弁モジュールを折り畳むこの方法は、ガイドワイヤー８６が螺旋状になった線状の弁フレームと弁小葉の中央を通過することを可能にする。ガイドワイヤー内腔は、カテーテル８５を通って延び、弁モジュール１０は、ガイドワイヤー内腔またはガイドワイヤーの周りに折り畳まれて、図６Ａに示されているように、弁モジュールの送達のためカテーテル８５（図示のため、透明なチューブとして表されている）に装入されるものとすることができる。弁モジュール１０が展開されるとき、弁フレームによって、弁モジュールの展開（図６Ｂ）と略丸い形状の形成（図７Ｃ，７Ｄ参照）が容易になされることになる。マストの、リング部材上で折り畳まれて実質的に共線状の弁フレームを形成する機能が、弁フレームの、ひいては弁モジュールの、送達径の最小化に役立っている。

支持モジュールは、図１４Ｂ，１４Ｄに示されているように（図７Ａ−Ｂ，８Ａ，１０Ａも参照）、支柱またはフィラメントによって画成される複数のセルを有する。複数のセルは、図１４Ｂ（図１０Ａ〜Ｂ，１４Ｃ〜Ｄも参照）に示されているように、以前植え込んだモジュラー式弁をもつ患者において必要とされる可能性のある血管治療処置を受容するための一ないし複数の大セル４３を有する。大セル４３は、たとえば、カテーテルを冠状動脈内に導くために、植え込まれた弁を通る通路を提供する。

展開時には、支持モジュールは、弁輪（あるいは、たとえば、大動脈弁の置き換えにおける左心室の開口部）に、生来の弁小葉を除去しない場合にはそれを押しつけながら係合して、弁輪内にしっかりはまって、たとえば弁を通流する流体の圧力または閉じた弁へのその衝撃から、弁モジュールが内腔中でずれることなく、所望の位置から移動してしまわないものでなければならない。支持モジュールは、狭窄弁の開口を拡げるものであってもよい。一実施形態において、支持モジュールの形状は、径が一定の環状であるが、弁を植え込む位置の内腔の断面形状によって、他の形状であってもよい。したがって、たとえば、その拡張された形態において、支持モジュールは、その縦軸方向に沿って径が均一でないものであってもよい。支持モジュールの遠位端部と近位端部の径は同じであってもよく異なっていてもよい。図１４Ｂに示した一実施形態において、支持モジュールは、近位端部および遠位端部よりも中央領域で小径になるようにすることができる。そのような実施形態では、支持モジュールの中線を通る縦断面が、砂時計またはドッグボーン（犬用の骨）の形状となる。そのような形状とすることで、支持モジュールを弁輪内に固定（seating）しやすくなる、および／または、生来の解剖学的組織に対する弁のシーリング性能を向上させることができる。

図７Ａ〜Ｅに示されているように、本発明のシステムは、デバイスモジュールをその薄型の送達時の形態（その形態からデバイスモジュールが展開できる）でデバイスモジュールを送達するための、カテーテル８５などの送達デバイスを含む送達システム８７を有する。また、このシステムは、本発明のモジュラー式弁デバイスを展開し組み立てるために使用するアセンブリーワイヤー８０と推進部材８１とをさらに含んでいる。

本発明の弁デバイスは、弁モジュールを拡張させた支持モジュールにロックするよう設計された複数セットのロック部材を含むものとすることができる。さまざまなロック部材のうち任意の部材を使用して弁ジュールを支持モジュールにロックすることができる、あるいは、組み立てられていない弁モジュールの端部を互いにロックするために使用することができる。そのようなロック部材の例が、ここに引用により補充する米国特許出願公開第２０１０／０１８５２７５号（Ａ１）のパラグラフ８３〜１１１，１１３および図７，７Ａ，８Ａ〜１４Ｃに詳細に記載されている。以下にさらに詳しく記載する新規なロック部材が好ましい。ロック部材は、各セットがそれぞれ第１ロック部材および第２ロック部材を有するものとすることができる。ロック部材セットの第１ロック部材は、弁フレームのマストのうちの一つに取り付け、ロック部材セットの第２ロック部材は、支持モジュールに取り付けることができる。各セットの第１および第２部材は、互いに周方向に整列させてあり、好ましい実施形態においては、ワイヤーガイドが第１ロック部材と周方向に整列させてある。

第１および第２ロック部材は、スピアと、内腔を有する対応するシャフトとを有し、スピアは、第１スピア端部および第２スピア端部を、そして第１スピア端部にスピアヘッドを有し、スピアヘッドは、アイレットおよび長孔を有するものとすることができる。したがって、本発明の新規なロック部材を使用する一実施形態において、支持モジュール４０は、その遠位端部４２に複数のスピア４５，１４５を有し、このスピアは、複数のシャフト３５，１３５，１３６と整列するよう設計されている。図８Ａ〜Ｂ，９Ａ〜Ｂ，１０Ａ〜Ｂにおいて、シャフト３５，１３５，１３６またはリングシャフト３７は、弁フレームのマスト２５，２８ａ，２８ｂに配置されている。他の実施形態において、シャフト３５，１３５，１３６またはリングシャフト３７が、弁フレームの一ないし複数のリング部材２１，２２上に配置されていてもよく、あるいは、シャフト３５，１３５，１３６またはリングシャフト３７がマストおよびリング部材を組み合わせたものの上に配置されていてもよい。ロック機構のスピアとシャフトを有する実施形態について、概要を、図８Ａ〜Ｂ、９Ａ〜Ｂの非限定的実施形態を参照しつつ説明することができる。各スピア４５は、アセンブリーワイヤー８０を通すことができるアイレット４６を有するものであってもよい。図８Ｂ，９Ｂ参照。代替的に、アセンブリーワイヤー８０は、図示せぬ支持モジュールの一部を通すものであってもよい。

他の実施形態において、スピア４５を、スピアヘッドが弁モジュールの近位端部にくるよう、弁フレーム上に配置し、シャフト３５，１３５，１３６および／またはリングシャフト３７を支持モジュール４０上に配置してもよい。そのような実施形態において、弁モジュールは、以下に詳細に説明するように、アセンブリーワイヤーに沿って支持モジュール内へ推進部材（pusher members）を利用して押し込んでもよく、支持モジュール内に引き込んでもよい。

スピア４５は、弁モジュールが支持モジュールの遠位端側から外へ移動することを防ぐことで弁モジュールを支持モジュールにロックする幾何学的形態を有するスピアヘッド４７を含むものとすることができる。図８Ａ〜Ｂに示されているように、スピアヘッド４７は、可撓性部分（この実施形態では「凧」のように設計されている）を有する。スピアヘッド４７は、シャフト３５を、推進部材８１（前記図７Ｄ，７Ｅ参照）を用いて、スピア４５のスピアヘッド４７に被せてゆっくりと動かせるように、曲がるように形成されている一方で、シャフト３５が遠位端側へ滑って戻ってしまうことを防ぐことで、弁モジュールを支持モジュールにロックするようになっている。他の幾何学的構成を採用することも可能で、たとえば、ダイヤモンド形、円形、鏃形、リベット形、鉤形、ボール／球状など一方向の移動を可能にする同様の形状が挙げられるが、これらの例に限定されない。

アセンブリーワイヤー８０が、図８Ａ〜８Ｂに、スピア４５のアイレット４６を通して巻き掛けてあることが示されており、シャフト３５が、スピア４５の遠位端部の凧型スピアヘッド４７と近位端部側のスピアクロス４９の間にロックされていることが示されている。代替的に、アセンブリーワイヤーは、一つのスピアのアイレットを通し、支持モジュールの一部の周りに沿わせ、さらに隣接するスピアのアイレットを通して、巻きつけてもよいし、あるいは、たとえば隣接するスピアに対応するシャフトと結びついている別のワイヤーガイドを通してバックアップされた２つの隣接するスピアを通して巻きつけてもよい。そのような構成によって、弁モジュールを支持モジュールに案内するために必要なアセンブリーワイヤーの数が減少する。さらに他の代替実施形態においては、アセンブリーワイヤーは、ここに引用により補充する米国特許出願公開第２０１１／０１７２７８４号（Ａ１）に一態様として記載されているように、支持モジュールの一部を通して巻きつけてもよい。

弁フレームが分割マストを有する場合、分割マストは、一対のシャフト、すなわち、図９Ａに示されているように、分割マスト（図中見えない）の片割れ第１部分上の第１シャフト１３５と、分割マストの片割れ第２部分２８ｂ上の第２シャフト１３６と、を有する。このように、第１および第２シャフト１３５，１３６をスピアヘッド４７に被せてゆっくりと動かされると、第１および第２シャフト１３５，１３６は同時に弁モジュールを閉じ、筒状の使用時の形態を形成する。図８Ｂのように、図９Ｂに示されているスピアヘッド４７を備えるスピア４５は、戻り止めとしてのスピアクロス４９を有しており、弁モジュールが支持モジュールの中で近位端部側へ心臓に向かって移動しないようになっている。もっとも、図９Ｂでは、スピアクロス４９に当接してシャフトをスピア４５上に「固定（seat）」させるのはワイヤーガイド３０であってシャフトではない。

図１０Ａ〜Ｂに示されているスピア−シャフトロック部材の他の実施形態においては、スピアがハイブリッドスピア５０であって、弁モジュールを支持モジュールにロックするためにリングシャフト３７をハイブリッドスピア５０に被せてゆっくりと動かすものとすることができる。ハイブリッドスピア５０の一実施形態の詳細が図１１Ａ〜Ｃに示されており、その主たる構成要素は離間させたセグメントと溝である。ハイブリッドスピア５０は、セグメント５１ａ，５１ｂと溝５３を有し、セグメント５１ａ，５１ｂは長孔５４により分かたれており、その長孔５４によって、リングシャフト５７が被さってスライド移動する際にセグメント５１ａ，５１ｂが互いに近づく方向にわずかに撓むことができるようになっているとともに、溝５３の中にリングシャフト３７が到達し留置されることでリングシャフト３７がハイブリッドスピア５０上にロックされる。図１１Ａ〜Ｃに示されている実施形態では、２つのセグメントがあるが、３つ以上のセグメントを有するハイブリッドスピアは本発明の範囲に属する。図１１Ａに、アイレット５２、セグメント５１ａ，５１ｂおよび溝５３を示す。図１１Ｂは、リングシャフト３７をハイブリッドスピア５０に被せてゆっくりと動かしているようすを示している。図１１Ｃには、リングシャフトがハイブリッドスピア５０の溝５３（図中リングシャフトで見えない）にセットされ、それによって弁モジュールが支持モジュールにロックされているようすが示されている。

図１２Ａ〜Ｂおよび１３Ａ〜Ｂに示されているロック部材のさらに別の実施形態においては、片側ハイブリッドスピア６０が、スピアヘッド６１と、ステム領域６８とを有し、複数のリングシャフト６６，６７および／またはシャフト６５ａ，６５ｂと協働して弁モジュールを支持モジュールにロックする。スピアヘッド６１は、長孔６４で隔てられた２つのセグメントと、それらのセグメントの内の一つの外縁部に一つ設けられた溝６３と、アイレット６２とを有する。片側スピア６０のスピアヘッド６１は、ステム６８よりも小径であり、および／または、アイレット６２が配置された側である第１の端部から溝６３に向かってテーパー状とすることができるが、片側でフレア状になっていて図１２Ｂ，１３Ｂに見える溝６３のすぐ上の楔形を形成している。この楔形箇所におけるスピアヘッド６１の径または幅は、ステム６８の径または幅より大きくなることはない。スピアヘッド６１の最上部にあるアイレット６２に、アセンブリーワイヤーを通すことができる。

図１２Ａ〜Ｂに、マスト２５に取り付けられているリングシャフト６６および６７内にロックされた片側スピア６０（単溝スナップロック）が示されている。図１２Ａには、スピア６０のステム領域６８上の下側（第１）リングシャフト６６と、スピアヘッド６１の溝６３内の上側（第２）リングシャフト６７が示されている。スピア６０は、ステム領域６８の基部に、下側第１リングシャフト６６がスピア６０に被さって前進するのを制限するスピア止め６９を有する。図１２Ｂは、各端部において接合し孔６４を画成する２つのセグメントを含むスピアヘッド６１の構造を表す破断図である。セグメントの内の一方の外縁部には溝６３がある。また、図１２Ｂには、下側および上側リングシャフト６６，６７の内部構造も図示されている。リングシャフト６６，６７は、内腔が、スピア６０が嵌合するのに充分な大きさの径を有する。第１リングシャフト６６の内腔径は、ステム領域６８の幅と略同じである。第２リングシャフト６７の内腔径は、ステム領域６８の幅よりも小さく、スピアヘッド６１の溝６３のある箇所の幅ないし径と略同じなので、スピア６０の単溝６３内にロック可能である。

片側スピア６０は、図１３Ａ〜Ｂに示されているような、分割マスト１２８ａ，１２８ｂ上のシャフトと組み合わせると特に有益である。図１３Ａ〜Ｂのスピア６０は、図１２Ａ〜Ｂのスピア６０と同じだが、シャフトが異なっていて分割マスト１２８ａ，１２８ｂを収容できるようになっている。図１３Ａに示されているように、分割マスト１２８ａには、シャフト６５ａおよびリングシャフト６７を取り付けることができ、分割マスト１２８ｂには、シャフト６５ｂを取り付けることができ、これらシャフト６５ａ，６５ｂおよびリングシャフト６７のすべてを、スピア６０に被せてスライド移動させることで、弁モジュールの側部をまとめてロックし、弁モジュールを支持モジュールにロックすることができる。図１３Ｂは、図１２Ｂと同様、スピアヘッド６１の構造―すなわち、孔６４を画成する２つのセグメントと、セグメントの一方の外縁上に形成された溝６３―を見せる破断図である。また、図１３Ｂには、シャフト６５ａ，６５ｂおよびリングシャフト６７の内部構造も図示されている。シャフト６５ａ，６５ｂの内腔径は、スピア６０のステム領域６８の幅ないし径と略同じである。リングシャフト６７の内腔径は、ステム領域６８の幅ないし径よりも小さく、スピアヘッド６１の溝６３のある箇所の幅ないし径と略同じなので、スピア６０の単溝６３内にロック可能である。この実施形態の一態様において、リングシャフト６７とシャフト６５ｂは、分割マストの片割れ部分の一方１２８ｂ上に配置することができ、シャフト６５ａは、分割マストの片割れ部分の他方１２８ａ上に配置することができる。代替態様においては、図１３Ａ〜Ｂにおいてリングシャフト６７として図示されているものを、シャフト６５ａの内径が小さい領域に置き換えて分割マストの片割れ部分の一方１２８ａに配置し、シャフト６５ｂを、分割マストの片割れ部分の他方１２８ｂに配置するのでもよい。分割マスト１２８ａ，１２８ｂとともに、シャフトおよびリングシャフトの他の組み合わせを採用することができるが、すべてのリングシャフト／シャフトは、単溝６３内に嵌合するものを除き、スピア６０のステム領域６８に被せてスライド移動するのに充分な大きさの径を有するものである。

単溝・片側スピア６０をマスト２５または分割マスト１２８ａ，１２８ｂとともに採用するどちらの実施形態においても、スピアヘッド６１の楔形またはフレア状部分の最大幅／径は、ステム領域６８の幅／径以下であり、長孔６８が、応力がかかったときにスピアヘッド６１の少なくとも一つのセグメントが他セグメント側に撓むことを可能にする役割を担っている。したがって、内腔径が大きいシャフトまたはリングシャフト６５ａ，６５ｂ，６６は、長孔６３に向かってスピアヘッドのセグメントを撓ませることなく、スピアヘッド６１上を容易にスライド移動することができる。対照的に、内腔径が小さいリングシャフト６７（または、シャフトのリングシャフト部分）は、少なくとも、フレア状または楔形部分を有するスピアヘッド６１のセグメントを撓ませ、続いて、リングシャフト６７を溝６３内に留置させる。より詳しくは、内腔径が大きい下側シャフトである第１リングシャフト６６は、最初にスピア６０に被せてゆっくりと動かされるが、推進器８１上に押し進む。長孔６４の両側のセグメントは、第１リングシャフト６６の内腔径に鑑みると、第１リングシャフト６６が被せられてスライド移動するときに撓むことがない。そして、内腔径が小さい上側リングシャフトである第２リングシャフト６７は、推進器８１を用いてスピアヘッドに被さって押し進められる。スピアヘッドの長孔６４は、長孔６４の少なくとも、楔形部分が配置された一方側のセグメントが撓むことを可能にしているので、第２リングシャフト６７は、テーパー状部の最大フレア部分、すなわち楔形部分を越えて押し進められることが可能である。第２リングシャフト６７の内腔径は溝６３の幅にぴったりと適合するよう設計されており、第２リングシャフト６７は、片側ハイブリッドスピア６０の単溝６３内にスナップ嵌合する。

片側スピア６０を、たとえば図１０Ａ〜Ｂおよび１１Ａ〜Ｃに示されているようなハイブリッドスピアに被せたリングシャフト６７およびシャフト６５ａ，６５ｂ，６６と組み合わせることの利点は、スピアとシャフトの両方に対して外径を小さくすることができ、それによって、弁モジュールの外形全体が小さくなることである。また、スピアをシャフトに通して押し進めるのに必要な力が小さくて済むという利点もある。

ロック部材として、シャフトおよびリングシャフトは、スピアと相互に作用しあって弁モジュールを支持モジュール内に固定して両デバイスモジュールを一体にロックするよう設計され、および／または、弁モジュールの第１の端部および第２の端部を閉じるよう設計されている。スピア、シャフトおよびリングシャフトの多様な組み合わせが採用可能である。他のロック部材を、本明細書に記載したスピアおよびシャフトに置き換え、あるいは、それらと組み合わせて、使用することができる。同様に、推進器を、弁部材をアセンブリーワイヤーに沿って前進させることに加えてロック部材と係合するために使用してもよい。

特定の実施形態において、ワイヤーガイドは、追加機能を有するものであってもよい。弁モジュールを支持モジュール内に前進させ、ロック部材に係合させるために推進器が用いられる場合、第２リング上のワイヤーガイド３１は、推進器が力を加える面を提供するものとすることができる。この目的のためにワイヤーガイドを使用することで、次のような非限定的利点、すなわち、小葉組織の損傷回避および／または推進器のリング面からの脱落防止といった利点が提供される。同様に、シャフトが弁モジュール上に配置されている場合には、シャフトの遠位端部を、推進部材が弁部材を押す面として利用してもよい。一部の実施形態においては、ワイヤーガイドを、シャフトを完全にスピアに係合させるとスピアクロスに対する「台座部（seat）」として機能するものとすることもできる（たとえば、図９Ｂ参照）。

図７Ａ〜Ｅに戻ると、これらは、本発明のシステムを図示するものであり、本発明のモジュラー式弁デバイスを展開し組み立てる方法が示されている。この実施形態においては、アセンブリーワイヤー８０を、ワイヤーガイド３１を通し、スピアのアイレットを通して巻き掛けて二重にすることで、送達システムにデバイスモジュールを装入する前に、アセンブリーワイヤー８０を、ワイヤーガイドを通した二重ワイヤーとする。図８Ａ〜Ｂ，９Ａ〜Ｂおよび１０Ｂを参照されたい。このように、支持モジュール４０が展開され、拡張され、弁の植え込み位置に固定された後に、弁モジュール１０を、送達デバイスから展開し、広げて、アセンブリーワイヤー８０に沿って支持モジュール４０に向かわせその内部に入るようにさせることができる。図７Ａ〜Ｅを参照のこと。他の実施形態において、アセンブリーワイヤーを、一つのスピアのアイレットに通し、支持モジュールを回り込んで他のスピアのアイレットに通し、他のワイヤーガイドを通してバックアップされるものとしてもよい。そのような構成とすることで、必要なアセンブリーワイヤーの数が減少し、アセンブリーワイヤーの一端部で引っ張って取り外す能力が維持される。

推進部材８１は、アセンブリーワイヤー８０上をスライド移動させて弁モジュール１０をアセンブリーワイヤー８０に沿って押すために使用することができる。推進部材８１は、たとえば、アセンブリーワイヤー８０が中に通されるとともに送達システム８７を介して操作できる中空の管とすることができる。推進部材８１は、カテーテルから弁モジュールを展開するために、および／または、弁モジュール１０の組み立てを補助し支持モジュール４０にそれをロックするために、使用することができる。これらの用途の内いずれにおいても、アセンブリーワイヤー８０は張力がかかった状態で保持され、弁モジュール１０が、レール上を滑るように、アセンブリーワイヤー上を滑動可能である。ワイヤーガイド３１は、弁モジュール１０を支持モジュール４０に対して向きを揃えるためだけでなく、推進部材８１と連携して弁モジュール１０と支持モジュール４０を接続する／取り付けるために使用することができる。

図示せぬ他の実施形態においては、各スピアとそのアイレットが、当該スピアの近位端部にスピアヘッドを設け、弁モジュール上に配置されていてもよく、シャフトが支持モジュール上に配置されていてもよい。この実施形態では、カテーテルを、支持モジュールを通って前進させ、支持モジュールの近位端部４１（図１０Ａ参照）を通過させて、アセンブリーワイヤー上を引っ張るために利用してもよく、それによって、弁モジュールを支持モジュールの中に、スピアをシャフトの中に引き込むことができる。さらに別の実施形態においてはスピアが弁モジュール上に、シャフトが支持モジュール上に配置されるものとし、方法が、支持モジュール４０の近位端部４１を超えてカテーテルを前進させ、アセンブリーワイヤー８０を（場合によって推進部材６５も）利用して弁モジュール１０を支持モジュール４０に向かって引き込むことを含むものとしてもよい。

弁モジュールと支持モジュールが組み立てられて一体にロックされると、各アセンブリーワイヤー８０は二重ワイヤーなので、アセンブリーワイヤー８０の一方の端部が引っ張られて、アセンブリーワイヤーを植え込みと組み立てが済んだ弁デバイスから外すことができる。

本発明のシステムを用いてモジュラー式デバイスを展開し組み立てる方法は、以下のように進行する。すなわち、送達デバイスを、その遠位端部が選択された位置、たとえば弁植え込み位置、の近傍にくるように前進させ、支持モジュールを送達デバイスから展開し、（支持モジュールが自己拡張型でない場合）当該選択された位置において支持モジュールを拡張させ、弁モジュールを送達デバイスから展開し、弁モジュールを、推進部材を用いて、アセンブリーワイヤーに沿って支持モジュールに向けて前進させ、複数のシャフトをそれぞれ対応するスピアを覆うように移動させて弁モジュールを支持モジュールにロックする。前記移動させるステップは、分割マストの第１および第２シャフトをスピアに被せて移動させ（あるいはスピアとシャフトのデバイスモジュール上の配置が逆の場合であれば、スピアをシャフトの中に移動させ）て使用時の形態の弁モジュールを形成することを含んでいてもよい。他の実施形態において、弁モジュールは、支持モジュールの前で展開されて、支持モジュールが生来の弁輪内に固定された後で支持モジュールの中に前進させてもよい。この代替実施形態の方法では、支持モジュールを含むカテーテルを、展開された弁モジュールを通して前進させて展開させてもよく、カテーテルをさらに前進させてから弁モジュールを支持モジュール上に引っ張るか、カテーテルを引っ込めて推進器を用いて弁モジュールをアセンブリーワイヤーに沿って支持モジュールまで滑らせてもよい。

図７Ａに示されているように、支持モジュール４０は展開されて脈管９０（図示の都合上、血管は透明なチューブとして示されている）内の選択された位置で拡張されており、カテーテル８５は引き抜かれ弁モジュール１０の展開するスペースを提供している。アセンブリーワイヤー８０はぴんと張られており、たとえば張力をかけた状態にある。図７Ｂには、折り畳まれた弁モジュールがカテーテル８５から展開されているようすが図示されており、第１リング部材２１に弁小葉が取り付けられているのが見える。図７Ｃにおいては、弁モジュールが展開され広げられているが、まだ使用時の形態ではない。第１リング部材２１、第２リング部材２２、マスト２５、分割マストの第１および第２の片割れ部分２８ａ，２８ｂ、そして弁小葉１５が見える。アセンブリーワイヤー８０は、支持モジュール４０との間でぴんと張られ、弁モジュールの図示せぬワイヤーガイドを通ってカテーテル８５の中まで達しているのが図示されている。図７Ｄには、推進部材８１が送達システム８７から展開され、アセンブリーワイヤー８０が依然として張力をかけた状態にあるようすが示されている。図７Ｄおよび７Ｅは、弁モジュール１０を支持モジュール４０の中に押し込む際にどのように推進部材８１を用いることができるかを示している。

特定の実施形態において、展開されて折り畳まれていない弁モジュールが、アセンブリーワイヤーを介して支持モジュール内に引き込まれる際の方法は、さらに、送達デバイス、たとえばカテーテルを、展開された弁モジュールおよび展開され拡張された支持モジュールを介して、遠位端側に、支持モジュールの遠位端ポイントまで（すなわち、支持モジュールの近位端部を越えて）前進させること、および、アセンブリーワイヤーを引っ張ることをさらに含むものとしてもよい。シャフトをスピアのスピアヘッドに被せて引っ張り、アセンブリーワイヤーをさらに引っ張ることでシャフトおよびスピアを係合させるものとしてもよい。代替的に、推進器を用いて、弁モジュールを支持モジュールの中に、シャフトをスピアヘッドに被せて、引っ張るものとしてもよい。方法のこの態様においては、推進器を、カテーテルの遠位端部を越えて、すなわち、支持モジュールの近位端部を充分に越えて、延出させている。このように推進器を前進させることで、ぴんと張られたアセンブリーワイヤーを効果的に引っ張り、それによって、弁モジュールを支持モジュールの中に引き込み、シャフトをスピアヘッドに被せて引っ張るなど、ロック部材のロックが可能になる。そのような実施形態では、スピアは、弁フレーム上に配置され、スピアヘッドは弁モジュールの近位端部に、シャフトおよび／またはリングシャフトは支持モジュール上に配置させることができる。

図１４Ａ〜Ｄは、本発明の弁モジュールおよび支持モジュールの構造を示すために提示されている。図１４Ａは、本発明による弁モジュール用の弁フレーム２０の実施形態を示す写真に基づく概略図である。弁フレーム２０の詳細が、弁小葉を取り付けていない状態で描かれている。この実施形態において、弁フレーム２０は、第１リング部材２１、第２リング部材２２、分割マスト片割れ部分２８ａ，２８ｂとピボットポイント７０を有する分割マストを含む複数のマスト２５を有する。この実施形態において、第１リング部材２１は、第２リング部材２２よりも、幅は（縦方向において）広いが、径方向の厚みは同じである。また、第１リング部材２１上にある複数の第１ワイヤーガイド３０の一つおよび第２リング部材２２上にある複数の第２ワイヤーガイド３１の一つも図示されており、第２ワイヤーガイド３１には、推進部材が押す面（図示されているように、平面である）がある。ロック部材の例も示されている。具体的に、第１および第２リングシャフト３７ａ，３７ｂが各マスト２５状に配置され、第１シャフト部材１３５が第１分割マスト片割れ部分２８ａ上に、第２シャフト部材１３６が第２分割マスト片割れ部分２８ｂ上に配置されている。

図１４Ｂおよび１４Ｃは、本発明による支持モジュール４０の実施形態を示す写真に基づく模式図である。これら特定の実施形態は、上述のように、スピア４５と、一ないし複数の大セル４３とを含んでいる。大セル４３は、好ましくは、冠状動脈に隣接して留置され冠状動脈に連絡する通路を提供することができるよう植え込まれて大動脈弁の代わりになることが意図されている実施形態における支持モジュールの遠位端部に配置されている。他の実施形態においては、大セル４３の位置とそれらのサイズは、弁デバイスの植え込み後にカテーテルの利用が望まれる可能性のある脈管の位置とサイズを許容するように調整することができる。図１４Ｂに図示された支持モジュール４０の実施形態は、近位端部分や遠位端部分よりも中央部分が小径の、たとえば、上述のような「砂時計」の形をしている。図１４Ｃに図示された支持モジュール４０の実施形態は、その遠位端部がその近位端部よりも大径の、たとえば、「洋梨」の形をしている。図１４Ｃには、さらに、弁フレーム２０が示されており、第１および第２リング部材２１，２２が、ハイブリッドスピア１５０とシャフトとリングシャフトの実施形態を用いて支持モジュール４０にロックされている。弁フレームに取り付けられている弁小葉がないので、接続をより見やすくなっている。アセンブリーワイヤー８０ａ，８０ｂも示されており、特に、アセンブリーワイヤー８０ａが、ハイブリッドスピアのアイレットと第２リング２２のワイヤーガイド３１を通して巻き掛けられているようすが図示されている。図１４Ｄは、支持モジュール上のアイレット１５２を含むハイブリッドスピア１５０の実施形態の詳細を示す写真に基づく模式図である。支持モジュールの大セル４３も示されている。図１４Ｂ〜Ｄのハイブリッドスピア１５０の実施形態は、図１１Ａ〜Ｃに示したハイブリッドスピア５０とは異なっているが、リングスピアと同様に作用する。

本技術分野の通常のスキルを有する技術者であれば、本出願書類において実施形態を通じて特に図示および記載がなされた態様に、本発明の要旨または範囲から逸脱することなく、多くの変形や追加や改造、そして他の用途への適用をなすことができると理解するだろう。したがって、下記の特許項により定義された発明の範囲は、あらゆる予期可能な変形や追加や改造、そして他の用途への適用を含むものであることが意図されている。

Claims (13)

1. 弁フレームと、
   当該弁フレームに取り付けられた複数の弁小葉と
   を有する、モジュラー式経皮弁デバイス用の弁モジュールであって、
   前記弁フレームは、第１リング部材と、前記第１リング部材に接続され、前記第１リング部材から延びる複数のマストとを有し、当該複数のマストと前記第１リング部材との間の接続がピボットポイントであり、前記複数のマストのうちの一つは、片割れ第１マスト部分および片割れ第２マスト部分を有する長手方向に分割されたマストであり、
   前記弁フレームは、折り畳まれ組み立てられていない送達時の形態を備え、送達デバイスからの展開後に使用時の形態に組み立てられるよう設計されていることを特徴とする弁モジュール。
2. 前記弁小葉が、前記折り畳まれ組み立てられていない送達時の形態において、押しつぶされていることを特徴とする、請求項１の弁モジュール。
3. 前記ピボットポイントが、前記複数のマストに含まれていることを特徴とする、請求項１の弁モジュール。
4. 前記弁小葉が、前記長手方向に分割されたマストに取り付けられ、前記複数のマストのうちのその他のマストには取り付けられていないことを特徴とする、請求項１の弁モジュール。
5. 前記弁フレームが、前記使用時の形態に戻るように予め調整されていることを特徴とする、請求項１の弁モジュール。
6. 前記弁フレームが、形状記憶材料で形成されていることを特徴とする、請求項５の弁モジュール。
7. 前記弁小葉が、第１の材料を有し、前記弁フレームに、第２の材料によるサンドイッチ式取り付けによって取り付けられていることを特徴とする、請求項１の弁モジュール。
8. 前記ピボットポイントがＳ字形および馬蹄形のうちの一方であることを特徴とする請求項１の弁モジュール。
9. 前記複数のマストが、前記折り畳まれ組み立てられていない送達時の形態においてガイドワイヤーに螺旋状に巻きつけられていることを特徴とする請求項１の弁モジュール。
10. 請求項１〜９のいずれか一項の弁モジュールを有するモジュラー式経皮弁デバイスであって、
    圧縮された送達時の形態および拡張された使用時の形態を備える支持モジュールと、
    前記弁モジュールおよび前記拡張された支持モジュールを互いにロックするための複数の相補的ロック部材と、
    をさらに有するモジュラー式経皮弁デバイス。
11. 前記相補的ロック部材のそれぞれが、スピアおよびシャフトを有し、前記スピアは第１の端部および第２の端部を有し、前記シャフトが前記スピアを覆って嵌合していることを特徴とする請求項１０のモジュラー式経皮弁デバイス。
12. 前記スピアの少なくとも一つが、前記第１の端部にスピアヘッドを、前記第２の端部にスピアクロスを、有していることを特徴とする請求項１１のモジュラー式経皮弁デバイス。
13. 少なくとも一つの相補的なシャフトおよびスピアがリングシャフトおよびハイブリッドスピアを有していることを特徴とする請求項１１のモジュラー式経皮弁デバイス。