JP7109657B2 - 心臓弁プロテーゼ - Google Patents

Description

本開示は、心臓弁プロテーゼに関する。より具体的には、本開示は、いわゆる「ステント式」心臓弁プロテーゼを参照して開発されたものであり、すなわち、支持構造体、およびその支持構造体により支えられるプロテーゼ心臓弁を特徴としており、この支持構造体は、「アーマチュア」と総称され、ステント部材として提供される。

いくつかの心臓弁プロテーゼは、アーマチュアに縫合されるか、縫い付けらされるか、または他の方法で恒久的に接続されるマルチリーフレットプロテーゼ心臓弁を含み、そのアーマチュアは、そのプロテーゼを通って血液が通過する管腔を画定する。このアーマチュアは、ステント部材として提供され、したがって、広範な変形能力を示す。典型的には、ステント式心臓弁プロテーゼのアーマチュアは、（例えば、カテーテルなどの送達器具を介して）移植部位への、および移植部位でのそのプロテーゼの送達および位置決めを意図された半径方向に折り畳まれる構成、およびそのプロテーゼが一旦移植されると、移植部位に留まることを確実にすることが意図されている半径方向に拡張される構成を特徴とする。

場合によっては、このプロテーゼ弁は、一組のプロテーゼ弁リーフレットを含み、この弁リーフレットは、アーマチュアによって支持され、ならびに血流の作用下で、管腔を通る第１の方向への血液の流れを可能にするための半径方向に分岐した状態、およびその弁リーフレットが互いに協働し（いわゆる、リーフレット接合）、該第１の方向とは反対の方向にプロテーゼを通る血液の流れを阻止する半径方向に収縮した状態、に移動するように構成されている。

プロテーゼ弁がアーマチュアに結合されているため、それらの間には、ある程度の構造的な相互作用があり、その結果、プロテーゼ弁の動作は、弁が移植部位に位置する状態で、アーマチュアが移植手順の最後に経る構造的な状態によって影響を受ける可能性がある。移植部位（弁輪）の形状は、弁の生体内での機能に影響を及ぼし得る。例えば、Ｄ字形の弁輪は、リーフレットの直線的矯正を助長することがあり、これは、ひいては、リーフレット接合に悪影響を及ぼす結果となり得る。これは、一般的に、弁輪の形状が不規則であること、すなわち、理想的な円形からの逸脱が原因で起こる。Ｄ字形の弁輪は、概念的に、「扁平」な円形の弁輪と見なすことができるため、プロテーゼのアーマチュアは、弁輪の外周部、特に「扁平」な部分で、不規則な変形パターンを経ることになる。これにより、例えば、プロテーゼ弁が取り付けられているアーマチュアの支持ポストの相対位置における検知可能な変化、特に「扁平」な側に位置する可能性のある２つの支持ポスト間の相互距離の増加をもたらすことがある。そのような距離の増加により、上述したリーフレットの直線的矯正を引き起こし、これは、ひいては、プロテーゼを通る血液の逆流を助長する可能性がある。これは、明らかに、望ましくない状態であり、プロテーゼによって置き換えられる本来の心臓弁の機能性が回復されないことになり、これが既往患者に引き起こす可能性のある損傷については、言及するまでもない。

さらに、プロテーゼのアーマチュア上に設けられる可能性のある、半径方向に突き出た固定形成物は、プロテーゼが二尖弁の弁輪、または平坦なヴァルサルヴァ洞などの部位に移植されるときの、曲げに対する抵抗に影響を及ぼすことがある。したがって、プロテーゼは、「折り畳み」として知られている曲げ現象を受けやすくなり、これは、患者へのリスクおよび損傷の別の主要な原因である。

第１の例では、心臓弁プロテーゼは、移植部位に弁プロテーゼを固定するためのアーマチュアを備える。このアーマチュアは、血流の通過のための管腔を画定し、長手方向軸を有しており、一組のプロテーゼ弁リーフレットは、該アーマチュアによって支持され、ならびに血流の作用下で、該管腔を通る第１の方向への血液の流れを可能にするための半径方向に分岐した状態、および該弁リーフレットが互いに協働し、該第１の方向とは反対の方向にプロテーゼを通る血液の流れを阻止する半径方向に収縮した状態、に移動するように構成されている。このアーマチュアは、環状部分と、該環状部分によって支えられたアーチ形支柱のパターンであって、該アーチ形支柱のパターンは、該環状部分に接続された近位端部、ならびに近位端部から軸方向に、かつ該環状部分の反対方向に離間された遠位端部を有する、アーチ形支柱のパターンと、を含む。ここで、複数の組の固定形成物は、該環状部分の、半径方向の外側に突き出るように構成され、各組は、該環状部分および対応するアーチ形支柱のうちの少なくとも１つによって支持されており、複数の支持ポストの各支持ポストは、隣接するアーチ形支柱によって支持されている。ここで、複数の組の固定形成物は、該長手方向軸の周りに支持ポストと交互に構成されている。

第１の例に従う第２の例では、各組の固定形成物は、対応するアーチ形支柱と該環状部分との間で橋梁のように延在する。

第１の例または第２の例に従う第３の例では、各支持ポストは、隣接するアーチ形支柱に片持ち梁式に固定される。

第１～第３の例のいずれかに従う第４の例では、各アーチ形支柱は、第１の近位端部から遠位端部に、次いで、第２の近位端部まで延在する。

第４の例に従う第５の例では、各組の固定形成物は、アーチ形支柱から、２つの近位端部の間に含まれる環状部分の一部まで、橋梁のように延在する。

第５の例に従う第６の例では、各組の固定形成物は、２つの固定形成物を含む。

第５の例または第６の例に従う第７の例では、各固定形成物は、蛇行、曲がりくねった、または開口のパターンを含む。

第４の例に従う第８の例では、各支持ポストは、支柱間位置において２つの隣接するアーチ形支柱の間に斜めに配置され、該支柱間位置は、該２つの隣接するアーチ形支柱の間に共有された近位端部の位置に対応する。

第３の例または第８の例に従う第９の例では、該支持ポストは、支持しているポストに統合される第１および第２の片持ち梁支柱によって、一組の該アーチ形支柱に片持ち梁式に固定される。

第１～第９の例のいずれかに従う第１０の例では、該環状部分は、移植部位において密閉を提供するためのカフによって覆われ、カフは、アーマチュアの管腔の外側に配置される。

第１０の例に従う第１１の例では、カフは、該一組のプロテーゼ弁リーフレットから分離している。

第１～第１１の例のいずれかに従う第１２の例では、該環状部分は、設備または器具を装填または圧着するバルブによって係合されるように構成された１つ以上の結合要素を含む。

第１～第１２の例のいずれかに従う第１３の例では、該一組のプロテーゼ弁リーフレットは、プロテーゼ大動脈弁を画定し、この心臓弁プロテーゼは、大動脈弁プロテーゼである。

第１の例に従う第１４の例では、各アーチ形支柱は、実質的にＣ字形であり、かつ送達器具の弁ホルダまたは搬送部分と嵌合するように構成されている、アーチ形支柱の遠位端部にある遠位部分を含む。

第１の例または第１４の例に従う第１５の例では、アーチ形支柱のパターンは、該近位端部に配置された支柱間部分を含み、該環状部分は、セルおよびノードを含むメッシュ構造を有し、該支柱間部分は、環状部分のメッシュのノードを通って延在するＹ字形またはＵ字形を有する。

第１６の例では、心臓弁プロテーゼは、
移植部位における弁プロテーゼのためのアーマチュアと、
該アーマチュアによって支持された一組のプロテーゼ弁リーフレットと、を備え、
該アーマチュアは、
環状部分と、
該環状部分に結合された複数のアーチ形支柱と、
自由な近位端部、および隣接するアーチ形支柱によって支持された遠位部分をそれぞれ有する複数の支持ポストと、を含む。

第１６の例に従う第１７の例では、環状部分の半径方向の外側に突き出るように構成された複数の組の固定形成物をさらに含み、この各組は、該環状部分および対応するアーチ形支柱のうちの少なくとも１つによって支持される。

第１６の例に従う第１８の例では、支持ポストは、隣接するアーチ形支柱に片持ち梁式に固定される。

第１７の例に従う第１９の例では、各組の固定形成物は、対応するアーチ形支柱と該環状部分との間で橋梁のように延在する。

第１７の例に従う第２０の例では、複数の組の固定形成物は、プロテーゼの長手方向軸の周りに支持ポストと交互に構成されている。

複数の実施形態が開示されているが、本開示のさらに他の実施形態は、本開示の例示的な実施形態を示して、説明する以下の詳細な説明から当業者には明らかになるであろう。したがって、図面および詳細な説明は、本質的に例示と見なされるべきであり、限定と見なされるべきではない。

本開示のさらなる特徴および利点が、純粋に非限定的な例として与えられる添付図面を参照して、以下の説明から明らかになるであろう。

本開示の実施形態による、心臓弁プロテーゼの斜視図である。 本開示の実施形態による、リーフレット形成部材を切り取った部分の例を示す。 本開示の実施形態による、リーフレット形成部材を切り取った部分の例を示す。 本開示の実施形態による、図１のプロテーゼのアーマチュアの斜視図である。 本開示の実施形態による、図２のＩＩＩに従う、図２のアーマチュアの直交図である。 本開示の実施形態による、図２のＩＶに従う、図２のアーマチュアの別の直交図である。 本開示の実施形態による、図２のＶに従う、図２のアーマチュアのさらなる直交図である。 本開示の実施形態による、図２のＶＩに従う、図２のアーマチュアのなおもさらなる直交図である。 本開示の実施形態による、心臓弁プロテーゼの移植の実施例である。

本開示は、様々な修正形態および代替形態を受け入れられるが、特定の実施形態が、例として図面に示され、以下で詳細に説明される。しかしながら、その意図は、記載された特定の実施形態に本開示を限定することではない。それどころか、本開示は、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の範囲内にあるすべての修正物、等価物、および代替物を網羅することを意図している。

図１Ａを参照すると、参照番号１は、本開示の様々な実施形態による心臓弁プロテーゼを全体として示す。この心臓弁プロテーゼ１は、移植部位における弁プロテーゼを固定するためのアーマチュア２を含む。このアーマチュア２は、血流の通過のための管腔を画定し、長手方向軸Ｘ１を有する。

プロテーゼ１はまた、一組のプロテーゼ弁リーフレット４も含み、その弁リーフレットは、アーマチュア２によって支持され、ならびに（軸Ｘ１の方向に概ね対応する主要な流れ方向を有する）血流の作用下で、管腔を通る第１の方向への血液の流れを可能にするための半径方向に分岐した状態、およびその弁リーフレット４が互いに協働し、第１の方向とは反対の方向にプロテーゼ１を通る血液の流れを阻止する半径方向に収縮した状態、に移動するように構成されている。これは、一般に、リーフレット接合と呼ばれる。

図２～図５を参照すると、実施形態では、アーマチュア２は、環状部分６、およびこの環状部分６によって支持されるアーチ形支柱８のパターンを含む。この環状部分は、プロテーゼの移植部位への送達に関連する半径方向に収縮した状態から、プロテーゼが移植部位に留まる半径方向に拡張した状態に拡張することができる構造体を有する。これらの実施形態では、環状部分は、多角形（六角形、ひし形など）を有する複数の支柱群（セル）の環状パターンを含むメッシュ構造を有することができる。

その一組のリーフレット４（弁スリーブとも呼ばれる）の構造については、様々な実施形態において、プロテーゼの弁は、３つの別個のリーフレットで作製されている。各リーフレットは、図１Ｂによる、すなわち、実質的に耳たぶ形の図による、切り取られた１枚の心膜から得られる。各切り取られたリーフレットは、２つのパターンの縫い穴ＳＨ、および２つの側翼部ＳＷを特徴とする。

これらのパターンＳＨは、縫い合わされて、リーフレットの根元のリーフレットプロファイルを辿る縫製された堅い折り目を形成し、それによって尖頭を形成する。

２つの側翼部ＳＷは、弁を弁アーマチュア内の支持ポストに接続するのを可能にする。縫製された折り目は、尖頭を内側の方に付勢することによってリーフレット接合を助長し、アーマチュア２と弁リーフレット４との間の接触を回避するという目的を有し、いくつかの実施形態では、金属材料であるアーマチュア２に対して繰り返される衝突に起因する摩耗のリスクを回避する。

穴ＳＨの２つのパターンは、生体適合材料のフィルムでコーティングされた縫合糸、またはＰＥＴ糸もしくはＰＴＦＥ細糸を使用して、縫い合わせることができる。

この縫製パターンは、縫い目の各ポイントに作用する力の方向の相違を吸収するように変更することができ、縫い目に疲労破損線が生じるのを防止することができる。

この縫い目は、図１Ｃの文字「Ｃ」によって識別されるパターンを辿ることが好ましい（内面および外面の縫い目を交互に行う）。次いで、３つのリーフレット４は、側翼部ＳＷでつなぎ合わされ、リーフレットポスト線に沿って、すなわち、隣接する側翼部ＳＷの境界面に沿って縫い合わされ、それによって、円錐状の導管を形成する。

この側翼部ＳＷは、導管の外側に突き出る材料のたるみを可能にし、次いで、アーマチュアポストに固定され、そのアーマチュアポストは、側翼部ＳＷによって完全に包まれる。

縫い目穴ＳＨの下方にある余分の組織スカートにより、縫い目線を使って、ステントの流入リング６へのリーフレット固定を可能にする。さらに、いくつかの実施形態では、パターンＳＨのうちの好ましくは低い方または両方が、環状部分６においてアーマチュアに縫い付けられ得る。

最後に、心膜のストリップが、流入リング６の外側に縫い付けられ、密閉カフＳＣを画定する。このストリップは、その流出端部上に折り畳まれて、弁の外周部に沿って密閉カラーを提供することができるか、または第２のストリップが、円周方向の縫い目線を用いて第１のストリップに接続されて、密閉した円周方向のカラーを実現することができる。

プロテーゼのリーフレット４は、交換用心臓弁としての動作に対応する任意の数であってもよい。いくつかの実施形態では、この組み合わせは、一対のリーフレットを含む。図中に示されるようないくつかの実施形態では、その組み合わせは、３つのプロテーゼ弁リーフレット４を含む（例えば、大動脈プロテーゼ弁の場合）。いくつかの実施形態では、その組み合わせは、４つのリーフレット４を含むことができる。

実施形態では、リーフレット４は、例えば、ウシまたはブタの心膜などの生物材料で作製することができる。他の実施形態では、リーフレット４は、血液適合性特性を示す非生物織布または不織布などの非生物材料で作製することができる。この例は、例えば、ＥＰ出願第ＥＰ１６７４５５０５．４号に開示されている。

各弁リーフレット４は、上部パターンＳＨのベース部分から２つの隣接するひだ形成物ＰＦに沿って延在するアーチ形のパターンを有する流体力学的に近位の縁部４Ｐと、他の弁リーフレット４の同種の縁部と協働することができるように、プロテーゼ１の中央の流れ口に向かって延在する流体力学的に遠位の縁部４Ｄと、を含む。

本明細書で使用される場合、「流体力学的に近位」および「流体力学的に遠位」という用語は、プロテーゼを通る血液の自由な流れの方向、すなわち、図面の付属プレートの図に見られるように、逆さまの方向を指す。

動作（心臓の拍動の周期）中、弁リーフレット４は、変形、分岐、およびアーマチュア２へ向かって上昇することを経て、プロテーゼを通る血液の自由な流れを可能にする。

プロテーゼを通る血液の圧力勾配、したがって流れの方向が逆になりやすい場合、弁リーフレット４は、図１Ａに表される位置に移動し、そこで、弁リーフレットは、プロテーゼを通る血液の逆流を防ぐ。

弁リーフレット４を含むプロテーゼ弁は、例えば、単一方向の血流を可能にするように遠位に開放する３つの尖頭を有するグルタルアルデヒド固定心膜弁とすることができる。

アーチ形支柱８のパターンは、環状部分６に接続された近位端部１０、および近位端部１０から軸方向に離間され、かつ環状部分６の反対側のアーマチュア２の端部に配置された遠位端部１２を含む。実施形態では、遠位端部１２は、アーマチュア２の遠位端部と一致し、アーマチュア２の遠位端部が全体としてプロテーゼ１の遠位端部と一致する実施形態では、遠位端部１２は、さらにプロテーゼの遠位端部とも一致する（これは、図に示してある実施形態のうちの少なくともいくつかの場合である）。

この配置のおかげで、実施形態では、プロテーゼ１は、実質的に環状部分６に対応する流入部分ＩＦ（密閉カフＳＣによって覆われるか否かにかかわらず）、およびアーマチュアの遠位領域、すなわち、遠位端部１２が配置されている場所に、実質的に対応する流出部分ＯＦを含む。

アーマチュア２は、環状部分６の半径方向の外側に向かって突き出るように構成された複数の組１４の固定形成物１６であって、各組１４は、環状部分６および対応するアーチ形支柱８のうちの少なくとも１つによって支持されている、複数の組の固定形成物と、複数の支持ポスト１８であって、それぞれが、隣接するアーチ形支柱８によって支持されている、複数の支持ポストと、をさらに含み、複数の組１４の固定形成物１６は、長手方向軸Ｘ１の周りに支持ポスト１８と交互に構成されている。実施形態では、支持ポスト１８は、隣接するアーチ形支柱８に都合よく片持ち梁式に固定され、かつプロテーゼの弁、特に弁の交連点にあるひだ形成物ＰＦのための固定位置として構成されている。これに関連して、ポスト１８は、プロテーゼの弁の組み立て中に、以前に縫い合わされた隣接する側翼部ＳＷによって包まれている。

再び、図２～図５を参照すると、実施形態では、各アーチ形支柱８は、第１の近位端部１０から遠位端部１２まで、次いで谷－山－谷の順序で第２の近位端部１０まで延在し、そこでは、谷は、近位端部１０に位置し、かつ山は、遠位端部１２に位置している。実施形態では、アーチ形支柱のパターンは、３つの隣接する、好ましくは同一のアーチ形支柱８（図にあるように）を含む。図５および図６を参照すると、実施形態では、アーチ形支柱８は、アーマチュア２の内面および外面の境界内で延在するため、それらの面に対して実質的に突出していない。他の実施形態では、アーチ形支柱は、アーマチュア２の内面および外面からのオフセットを有してもよく、これにより、アーチ形支柱は、アーマチュア２の内面および外面に接する２つの円柱面の半径方向の内側または半径方向の外側のいずれかに突き出てもよい（図６を見ると、これは、アーマチュア２によって画定される管腔の円周部から半径方向の内側または半径方向の外側へのオフセットに対応することになる。

実施形態では、アーチ形支柱は、近位端部１０と遠位端部１２との間で可変曲率を持たせるようにサイズ調整および寸法設計され、例えば、アーチ形状が、近位端部１０において４５度の接線で始まり、かつ遠位端部において８０度の接線で終わることになり、その角度は、軸Ｘ１と平行である方向に対して測定される。

いくつかの実施形態では、アーチ形支柱８は、近位端部１０と遠位端部１２との間に顕著な変化量の曲率を示すようにサイズ調整および寸法設計されている。アーチ形支柱８のパターンは、遠位端部１２に位置する遠位部分２０、および近位端部１０に位置する支柱間部分２２を含む。遠位部分２０は、支柱の形状に顕著な局所的変化を設けるように、例えば、図に示すようなＣ字形を呈することによって、成形されてもよい。遠位部分２０は、送達カテーテルの搬送部分の弁ホルダまたはハブなどの他のデバイスのための結合位置を提供することができる。他の実施形態では、遠位部分２０は、眼球または鳩目などの閉ループ構造として提供されてもよい。また、閉ループ構造は、例えば、設備または器具を装填または圧着するバルブによって係合されるように意図された結合要素として、環状部分６（アーマチュア２の一部として、または、例えば、編み糸で作製され、かつカフＳＣを通して編み込まれたループとしての密閉カフＳＣの上のいずれか）に提供され得ることにも留意されたい。

実施形態では、支柱間部分２２は、実質的にＶ字形であり、同じ近位端部１０から離れた隣接するアーチ形支柱の根元によって画定されている。いくつかの実施形態では、支柱間部分２２は、Ｙ字形またはＵ字形を示すことができる。Ｙ字形の例が、図（特に、図２～図５）に示されており、そこでは、各支柱間部分２２は、環状部分６のメッシュを通って延在している。これらの実施形態では、環状部分６のメッシュは、対角線（最短の対角線など）の終点において互いに順次接続され、したがって、一連の接続点を通って延在する周縁の反対側にある自由端部と同一の円形パターンを示す、一連の菱形の支柱クラスター（セル）として提供されている。したがって、Ｙ字形支柱間部分２２は、２つの隣接する菱形の支柱群の間の選択された接続点で一体的に形成され、アーマチュア２の近位端部を超えて延在することができない。

実施形態では、支柱群は、矢印の形状に従って配置され得、すなわち、長手方向の支柱によって架橋された、円周方向に同相の、２つの軸方向に互い違いになった正弦波状パターンによって画定され得る。

実施形態では、支持ポスト１８は、支柱間位置、すなわち、支柱間部分２２（ならびに、したがって、２つの隣接するアーチ形支柱８によって共有された近位端部１０）が設けられている領域に配置された円周方向の位置に斜めに配置されている。支持ポストは、第１および第２の片持ち梁支柱２４、２６を介して、支柱間部分２２において仲立ちする隣接するアーチ形支柱８の両方に片持ち梁式に固定されるように設けられ得、各片持ち梁支柱は、図に示すように、該隣接するアーチ形支柱８のうちの対応する１つに接続され得る。いくつかの実施形態では、各片持ち梁支柱２４、２６は、ツイン支柱であってもよい。

片持ち梁支柱２４、２６は、近位端部１０から遠位端部１２まで延在するアーチ形支柱８の一部を通るほぼ中間に、それぞれのアーチ形支柱８上の位置から始まる各対応するポスト１８に統合する。他の実施形態では、支持ポスト１８は、例えば、支柱間部分２２（この場合には、三つ叉形状を示すことになる）と一体形成されることによって、環状部分６に片持ち梁式に固定されてもよいことに留意されたい。

Ｙ字形の支柱間部分２２が形成される接続点は、その同じ部分が軸Ｘ１の周りに均等に（斜め方向に）離間されるように、選択することができる。同じことが、支持ポスト１８にも当てはまり、その支持ポストは、軸Ｘ１の周りに均等に（斜め方向に）離間されるように、配置することができる。

図に示されているいくつかの実施形態では、アーマチュア２は、３つのアーチ形支柱８、軸Ｘ１の周りに１２０°で離間された３つのポスト１８、および３つの組１４を含み、その結果、軸Ｘ１の周りの順序は、ポスト１８－組１４－ポスト１８－組１４－ポスト１８－組１４である（この意味では、支柱８および組１４でさえも、１２０度のような分布に従う）。実施形態では、３つの組１４は、それぞれ、一対の固定形成物１６を含み、各組１４（および、したがって、各固定形成物１６）は、環状部分６と、対応するアーチ形支柱８との間で橋梁のように延在する。実施形態では、固定形成物１６の各対は、支柱間位置、すなわちアーチ形支柱８内の位置に橋梁のように延在し、それ自体、同じアーチ形支柱８の２つの近位端部１０の間、および遠位端部１２／遠位部分２０の下に含まれる。言い替えると、各組１４の固定形成物１６は、アーチ形支柱８から、２つの近位端部１０の間に含まれる環状部分６の一部まで、橋梁のように延在する。

したがって、支持ポスト１８は、支柱間位置（例えば、図中に示すように、支柱間部分２２の上方）に配置され、その結果、ポスト１８－組１４－ポスト１８－組１４－ポスト１８－組１４の順序が、位置的には、支柱間－支柱内－支柱間－支柱内－支柱間－支柱内として提供される。

実施形態では、支持ポスト１８は、交連部分（弁スリーブのひだ形成物）をポスト１８に固定し、したがって、プロテーゼの弁をアーマチュア２に固定する縫合糸または縫い糸を受容するように構成された穴２８が設けられている。いくつかの実施形態では、プロテーゼの弁は、支持ポスト１８に固定されており、その支持ポストは、完全に弁の外側にある。縫合糸または縫い糸は、穴２８を経由し、管腔の内側から、対応するポスト１８に接触する弁層を経由する。他の実施形態では、ポスト１８は、弁層によって、特に弁の交連点によって包まれ得、その結果、弁は、少なくとも部分的にポスト１８の「外側」に存在する。

実施形態では、固定形成物は、その対向する端部の間に蛇行部分または別様に曲がりくねった部分を含むことができる。そのような蛇行または別様に曲がりくねった部分は、ヴァルサルヴァ洞との境界面で固定形成物により大きな占有面積を提供することが意図されており、さらに、それにより、固定形成物の張り出しを、流入直径よりも大きい直径、典型的には流入直径の１．４倍または１．５倍まで可能にする。

図１Ａに示されたプロテーゼ１は、大動脈弁プロテーゼとして、すなわち、大動脈弁の交換のために、特に好適である。この目的のために、プロテーゼ弁は、３つの同一のリーフレット４を含み、アーマチュア２は、上述したように、１２０°間隔（または適切な場合は、１／３の有効範囲）の基準に従って、すなわち、１２０°隔たった３つのポスト１８、軸Ｘ１の周りに均等に分配された３つの組１４、および環状部分６の円周方向の拡張部の約３分の１を覆う３つのアーチ形支柱８で、全体として設計される。

プロテーゼ１は、図７に示すように、移植することができ、その結果、環状部分６の流入部分ＩＦは、本来の弁輪を含めて、ヴァルサルヴァ洞ＶＳに対して近位の位置を占有し、これに対して、固定形成物１６は、ヴァルサルヴァ洞ＶＳの耳たぶ部分（各洞毎に一組１４）中に延在して、プロテーゼ１を所定の位置に堅固に固定する。アーチ形支柱８のパターンは、上行大動脈との境界面において、洞自体の遠位に、ヴァルサルヴァ洞の輪郭に従うように構成されている。様々な実施形態における遠位端部１２の遠位部分２０は、その洞のすぐ遠位に位置することが意図されている。

実施形態では、プロテーゼ１のこの配置を達成するためには、以下の仕様（範囲内に含まれるすべての終点）に従ってプロテーゼをサイズ調整および寸法設計することが含まれ得る。
環状部分６（流入部分ＩＦ）の軸方向の長さ：７～１０ｍｍ。
プロテーゼの軸方向の全長（例えば、流入部分Ｉｆの近位端部から遠位部分２０まで測定される）：２５～３７ｍｍ。
流入部分ＩＦの拡張した直径（密閉カラーＳＣを含む、環状部分６の外径）：２３～３３ｍｍ。
固定形成物の半径方向の最も外側の部分で測定される、固定形成物１６の拡張した外径：３１～４４ｍｍ。

さらに、アーマチュア２によって支持されるプロテーゼ弁は、以下の仕様に従ってサイズ調整および寸法設計することができ、すなわち、
心室突起部：５～８ｍｍ、および
移植直径：１９～２９ｍｍである。

この一対の固定形成物１６は、特に、図に示すように、蛇行または別様に曲がりくねったパターンで提供される場合、アーマチュア２の半径方向の外側に向かって張り出すことによって、洞に都合よく接触してプロテーゼ１を所定の位置に保つ。固定形成物１６の各対は、その蛇行または別様にほぼ曲がりくねった（そうでなければ開口）構造によって、ヴァルサルヴァのそれぞれの洞内の冠状動脈口の両側に都合よく位置付けることができ、実質的に冠状動脈口への干渉を回避する。

実施形態によれば、プロテーゼ１のアーマチュア２は、最初に、半径方向に完全に収縮したデバイス寸法と、完全に拡張したデバイス寸法との間の中間サイズである外径を有する生体適合性金属（例えば、ニチノールまたはコバルト－クロム合金）の管から未加工部分を切り出すことによって製造される。例えば、この管は、約１０ｍｍ～約１４ｍｍの外径を有することができる。いくつかの実施形態では、その管は、約１２ｍｍの直径を有する。いくつかの実施形態では、その管の壁は、必要とされる剛性、およびプロテーゼ１のサイズに応じて、約０．４ｍｍ～約０．６ｍｍで変化し得る。

実施形態では、骨組みの最終的な寸法および形状は、一連の拡張サイクルによって達成される。各拡張サイクル後に特定の熱処理が加えられて、材料の均質化および歪み取りが行われ、これにより、アーマチュア２の構造の形状および特性を設定することができる。形成ステップの数は、デバイス間で異なる場合があるが、本開示に関して上述した幾何形状、および未加工の管にニチノールを使用する場合、形成ステップの例示的な数は、約３つである。これらのステップの中で、最初の２つは、環状部分６の最終的な直径を与える。例えば、移植のための完全に拡張する直径が２０．５ｍｍである場合、アーマチュア２の最終的な円筒形状は、内径が約１２ｍｍの未加工の管を使用して、約１２ｍｍ～約１５ｍｍの第１の拡張、および約１５ｍｍ～約１９．５ｍｍの第２の拡張、そして約１９．５ｍｍ～約２１．５ｍｍの第３の拡張を達成することができる。任意選択的に、最終的な直径は、少し大きく作製することで（例えば、先の例では、約２１．５ｍｍ）、生理学的な弁輪に対してアーマチュア２のサイズを過大にし、それによって、公称の移植直径における弁輪の壁に半径方向の力を加えることができる。

すべての形成ステップはまた、固定形成物１６に半径方向に延在する形状を与えることも目的とし、その結果、それらの固定形成物は、ヴァルサルヴァ洞内に嵌合され、かつ固定されることになる。

形成プロセスが完了した後、アーマチュア２は、１つ以上の表面処理、例えば、サンドブラストおよび電解研磨を受けて、十分に滑らかな表面を与え、かつ浅い傷を除去することができる。その後、アーマチュア２は、最終的にカーボンコーティングプロセスに晒されて、その血液適合性を向上させることができる。

したがって、アーマチュア２の最終的な幾何形状は、大動脈起始部の生理学的な形状および寸法に概ね近づくことになり、その結果、固定形成物１６は、それぞれのヴァルサルヴァ洞ＶＳの壁に概ね合致する。

プロテーゼ１は、半径方向に収縮した状態で、例えば、カテーテルなどの送達器具の中に圧着および装填されて、移植部位に送達される。プロテーゼは、低侵襲技術を使用して、または胸骨切開術もしくは開胸術などの従来の外科的技術を介して移植することができる。部位に到着すると、プロテーゼ１は、カテーテルから解放されて、環状部分６を、半径方向に拡張した構成に拡張させ、固定形成物１６をヴァルサルヴァ洞に定着させることができる。

実施形態では、アーチ形支柱８に片持ち梁式に固定される支持ポスト１８の提供により、プロテーゼ１の近位部分、すなわち環状部分６の変形パターンを、その同じプロテーゼの遠位部分の変形パターン、すなわち遠位端部１２に集中するアーチ形支柱８の一部から分離する。移植部位が不規則な形状（Ｄ字形のような）を有し、従来技術のプロテーゼによってリーフレット機能が実質的に変わってしまうなどの場合、プロテーゼ１は、むしろ、環状部分から支持ポスト１８にもたらされるいずれの変形も伝達することなく、環状部分を移植部位の形状に適合させることができ、これにより、１２０度に離間されたままにすることによって、アーマチュア２上の公示された位置を実質的に維持する。大動脈移植部位の場合、環状部分６の変形パターンは、部位自体の形状、および／または移植部位に存在する可能性のあるカルシウム沈着物のサイズのために、大幅に変化し得、これに対して、アーチ形支柱８の変形パターンは、逆に、関係する位置（ヴァルサルヴァ洞および上行大動脈）での変動状態が小さいため、合理的に予測可能であり、かつ規則正しくなり得る。したがって、支持ポスト１８は、それが取り付けられているアーマチュアの一部の、高度に予測可能であり、かつ合理的に規則正しい変形から利益を得ることができ、それによって、その相対位置を保ち、弁リーフレット４を有するプロテーゼ弁を、可能な限り効率的に、かつ最終的には移植部位の形状および状態とは無関係に、動作させることを可能にする。

さらに、プロテーゼの折り畳み現象は、アーマチュア設計によって、回避される。折り畳みは、概して、固定形成物１６の内向きの回転のために生じ、一方が時計回りに回転し、他方が反時計回りに回転して、共同で環状部分６の内向きの変位を引き起こす。実質的な軸方向の拡張、および／または（固定形成物の曲げに対する）曲げに対する抵抗を有する２つの構造部分を架橋する固定形成物１６は、－望ましくはないが－これらの現象を助長することがあり、それは、その固定形成物がアーマチュア２内の変形の大部分を結果的に吸収することになり、上記の構造部分（例えば、アーマチュアの両端での２つの環状部分）が、本質的に吸収することができないからである。

アーマチュア２がアーチ形支柱８のパターンを特徴とするため、固定形成物１６は、本質的に、形成物１６に対する実質的な軸方向の拡張、および／または曲げに対する抵抗を有する環状部分６などの１つの構造部分と、主にその近位部分（すなわち、近位端部１０および支柱間部分２２）において拘束力を持つ構造上の制約を受けるアーチ形支柱８などの別の構造部分と、を架橋し、これに対して、遠位端部１２の遠位部分２０は、アーマチュアの近位の、より剛性な部分からの、アーマチュアに生じる変形を比較的自由に吸収する（例えば、流入）。アーチ形支柱８が受ける構造的な制約の強度または拘束量におけるこのような違いにより、これ以外の場合では、固定形成物１６を回転させやすい構造的な動きを、その固定形成物からそらすことが可能である。この転換は、例えば、アーチ形支柱の長さにわたって、かつ／またはアーチ形支柱の遠位端部１２に向かって起こり得る。

言い替えると、アーチ形支柱は、固定形成物１６へのねじれ力を補償しやすく（本質的に、アーチ形支柱が、アーマチュアの残りに対して、より小さい程度の制約を有しているという点において）、それによって、その固定形成物を互いに分離し、アーマチュア２を全体として意図された形状に可能な限り近似し続ける。

当然のことながら、本開示のアイデアおよび原理は同じままであるが、構成および実施形態の詳細は、本開示の範囲から逸脱することなく、例として説明および図示されたものに関して広く変更することができる。

本開示の範囲から逸脱することなく、議論された例示的な実施形態に様々な修正および追加を行うことができる。例えば、上記の実施形態は特定の特徴に言及しているが、本開示の範囲は、特徴の異なる組み合わせを有する実施形態、および記載された特徴のすべてを含まない実施形態も含む。したがって、本開示の範囲は、そのすべての均等物とともに、特許請求の範囲に含まれるそのようなすべての代替、修正、および変形を包含することが意図されている。
本発明は、以下の態様を含む。
１． 心臓弁プロテーゼ（１）であって、
移植部位に前記弁プロテーゼ（１）を固定するためのアーマチュア（２）であって、前記アーマチュア（２）が、血流の通過のための管腔を画定し、長手方向軸（Ｘ１）を有する、アーマチュアと、
一組のプロテーゼ弁リーフレット（４）であって、前記アーマチュア（２）によって支持され、ならびに血流の作用下で、前記管腔を通る第１の方向への前記血液の流れを可能にするための、半径方向に分岐した状態、および前記弁リーフレット（４）が互いに協働し、前記第１の方向とは反対の方向に前記プロテーゼ（１）を通る前記血液の流れを阻止する、半径方向に収縮した状態、に移動するように構成されている、一組のプロテーゼ弁リーフレット（４）と、を備え、
前記アーマチュア（２）が、
環状部分（６）と、
前記環状部分（６）によって支持されたアーチ形支柱（８）のパターンであって、前記アーチ形支柱（８）のパターンが、前記環状部分に接続された近位端部（１０）、ならびに前記近位端部（１０）から軸方向に、かつ前記環状部分（６）の反対方向に離間された遠位端部（１２）を有する、アーチ形支柱（８）のパターンと、
前記環状部分（６）の半径方向の外側に突き出るように構成された固定形成物（１６）の複数の組（１４）であって、各組（１４）が、前記環状部分（６）および対応するアーチ形支柱（８）のうちの少なくとも１つによって支持されている、固定形成物（１６）の複数の組（１４）と、
複数の支持ポスト（１８）であって、各支持ポスト（１８）が、隣接するアーチ形支柱（８）によって支持されている、複数の支持ポスト（１８）と、を含み、
前記固定形成物（１６）の複数の組（１４）が、前記長手方向軸（８）の周りに前記支持ポスト（８）と交互に構成されている、心臓弁プロテーゼ（１）。
２． 固定形成物（１６）の各組（１４）が、対応するアーチ形支柱（８）と前記環状部分（６）との間で橋梁のように延在する、１．に記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
３． 各支持ポスト（１８）が、隣接するアーチ形支柱（８）に片持ち梁式に固定されている（２４、２６）、１．または２．に記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
４． 各アーチ形支柱（８）が、第１の近位端部（１０）から遠位端部（１２）に、次いで、第２の近位端部（１０）まで延在する、１．～３．のいずれかに記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
５． 固定形成物（１６）の各組（１４）が、アーチ形支柱（８）から、２つの近位端部（１０）の間に含まれる前記環状部分（６）の一部まで、橋梁のように延在する、４．に記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
６． 固定形成物（１６）の各組（１４）が、２つの固定形成物（１６）を含む、５．に記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
７． 各固定形成物（１６）が、蛇行、曲がりくねった、または開口のパターンを含む、５．または６．に記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
８． 各支持ポストが、支柱間位置において２つの隣接するアーチ形支柱の間に斜めに配置され、前記支柱間位置（２２）が、前記２つの隣接するアーチ形支柱（８）の間に共有された前記近位端部（１０）の位置に対応する、４．に記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
９． 前記支持ポスト（１８）が、前記支持しているポスト（１８）に統合する第１および第２の片持ち梁支柱（２４、２６）によって、前記一対のアーチ形支柱（８）に片持ち梁式に固定されている、３．または８．に記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
１０． 前記環状部分（６）が、移植部位において密閉を提供するためのカフ（ＳＣ）によって覆われ、前記カフ（ＳＣ）が、前記アーマチュア（２）の前記管腔の外側に配置されている、１．～９．のいずれかに記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
１１． 前記カフ（ＳＣ）が、前記一組のプロテーゼ弁リーフレット（４）から分離している、１０．に記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
１２． 前記環状部分（６）が、設備または器具を装填または圧着するバルブによって係合されるように構成された１つ以上の結合要素を含む、１．～１１．のいずれかに記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
１３． 前記一組のプロテーゼ弁リーフレット（４）が、プロテーゼ大動脈弁を画定し、前記心臓弁プロテーゼが、大動脈弁プロテーゼである、１．～１２．のいずれかに記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
１４． 各アーチ形支柱（８）が、実質的にＣ字形であり、かつ送達機器の弁ホルダまたは搬送部分と嵌合するように構成されている、前記アーチ形支柱の前記遠位端部（１２）にある遠位部分（２０）を含む、１．に記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
１５． 前記アーチ形支柱（８）のパターンが、前記近位端部に配置された支柱間部分２２を含み、前記環状部分が、セルおよびノードを含むメッシュ構造体を有し、前記支柱間部分（２２）が、前記環状部分（６）の前記メッシュのノードを通って延在するＹ字形またはＵ字形を有する、１．または１４．に記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
１６． 心臓弁プロテーゼ（１）であって、
移植部位における前記弁プロテーゼ（１）のためのアーマチュア（２）と、
前記アーマチュア（２）によって支持された一組のプロテーゼ弁リーフレット（４）と、を備え、
前記アーマチュア（２）が、
環状部分（６）と、
前記環状部分（６）に結合された複数のアーチ形支柱（８）と、
自由な近位端部、および隣接するアーチ形支柱（８）によって支持された遠位部分をそれぞれ有する複数の支持ポスト（１８）と、を含む、心臓弁プロテーゼ（１）。
１７． 前記環状部分（６）の半径方向の外側に突き出るように構成された固定形成物（１６）の複数の組（１４）をさらに含み、各組（１４）が、前記環状部分（６）および対応するアーチ形支柱（８）のうちの少なくとも１つによって支持されている、１６．に記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
１８． 前記支持ポスト（１８）が、隣接するアーチ形支柱（８）に片持ち梁式に固定されている、１６．に記載の心臓弁プロテーゼ。
１９． 固定形成物（１６）の各組（１４）が、対応するアーチ形支柱（８）と前記環状部分（６）との間で橋梁のように延在する、１７．に記載の心臓弁プロテーゼ。
２０． 前記固定形成物（１６）の複数の組（１４）が、前記プロテーゼ（１）の長手方向軸（８）の周りに前記支持ポスト（８）と交互に構成されている、１７．に記載の心臓弁プロテーゼ（１）。

Claims (14)

1. 心臓弁プロテーゼ（１）であって、
   移植部位に前記弁プロテーゼ（１）を固定するためのアーマチュア（２）であって、前記アーマチュア（２）が、血流の通過のための管腔を画定し、長手方向軸（Ｘ１）を有する、アーマチュアと、
   一組のプロテーゼ弁リーフレット（４）であって、前記アーマチュア（２）によって支持され、ならびに血流の作用下で、前記管腔を通る第１の方向への前記血液の流れを可能にするための、半径方向に分岐した状態、および前記弁リーフレット（４）が互いに協働し、前記第１の方向とは反対の方向に前記プロテーゼ（１）を通る前記血液の流れを阻止する、半径方向に収縮した状態、に移動するように構成されている、一組のプロテーゼ弁リーフレット（４）と、を備え、
   前記アーマチュア（２）が、
   環状部分（６）と、
   前記環状部分（６）によって支持されたアーチ形支柱（８）のパターンであって、前記アーチ形支柱（８）のパターンが、前記環状部分に接続された近位端部（１０）、ならびに前記近位端部（１０）から軸方向に、かつ前記環状部分（６）の反対方向に離間された遠位端部（１２）を有する、アーチ形支柱（８）のパターンと、
   前記環状部分（６）の半径方向の外側に突き出るように構成された固定形成物（１６）の複数の組（１４）であって、各組（１４）が、前記環状部分（６）および対応するアーチ形支柱（８）のうちの少なくとも１つによって支持されている、固定形成物（１６）の複数の組（１４）と、
   複数の支持ポスト（１８）であって、各支持ポスト（１８）が、隣接するアーチ形支柱（８）によって支持されている、複数の支持ポスト（１８）と、を含み、
   前記固定形成物（１６）の複数の組（１４）が、前記長手方向軸（８）の周りに前記支持ポスト（８）と交互に構成されており、
   固定形成物（１６）の各組（１４）が、対応するアーチ形支柱（８）と前記環状部分（６）との間で橋梁のように延在する、心臓弁プロテーゼ（１）。
2. 各支持ポスト（１８）が、隣接するアーチ形支柱（８）に片持ち梁式に固定されている（２４、２６）、請求項１に記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
3. 各アーチ形支柱（８）が、第１の近位端部（１０）から遠位端部（１２）に、次いで、第２の近位端部（１０）まで延在する、請求項１または２に記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
4. 固定形成物（１６）の各組（１４）が、アーチ形支柱（８）から、２つの近位端部（１０）の間に含まれる前記環状部分（６）の一部まで、橋梁のように延在する、請求項３に記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
5. 固定形成物（１６）の各組（１４）が、２つの固定形成物（１６）を含む、請求項４に記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
6. 各固定形成物（１６）が、蛇行、曲がりくねった、または開口のパターンを含む、請求項４または請求項５に記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
7. 各支持ポストが、支柱間位置において２つの隣接するアーチ形支柱の間に斜めに配置され、前記支柱間位置（２２）が、前記２つの隣接するアーチ形支柱（８）の間に共有された前記近位端部（１０）の位置に対応する、請求項３に記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
8. 前記支持ポスト（１８）が、前記支持しているポスト（１８）に統合する第１および第２の片持ち梁支柱（２４、２６）によって、前記一対のアーチ形支柱（８）に片持ち梁式に固定されている、請求項２または請求項７に記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
9. 前記環状部分（６）が、移植部位において密閉を提供するためのカフ（ＳＣ）によって覆われ、前記カフ（ＳＣ）が、前記アーマチュア（２）の前記管腔の外側に配置されている、請求項１～８のいずれかに記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
10. 前記カフ（ＳＣ）が、前記一組のプロテーゼ弁リーフレット（４）から分離している、請求項９に記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
11. 前記環状部分（６）が、設備または器具を装填または圧着するバルブによって係合されるように構成された１つ以上の結合要素を含む、請求項１～１０のいずれかに記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
12. 前記一組のプロテーゼ弁リーフレット（４）が、プロテーゼ大動脈弁を画定し、前記心臓弁プロテーゼが、大動脈弁プロテーゼである、請求項１～１１のいずれかに記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
13. 各アーチ形支柱（８）が、実質的にＣ字形であり、かつ送達機器の弁ホルダまたは搬送部分と嵌合するように構成されている、前記アーチ形支柱の前記遠位端部（１２）にある遠位部分（２０）を含む、請求項１に記載の心臓弁プロテーゼ（１）。
14. 前記アーチ形支柱（８）のパターンが、前記近位端部に配置された支柱間部分２２を含み、前記環状部分が、セルおよびノードを含むメッシュ構造体を有し、前記支柱間部分（２２）が、前記環状部分（６）の前記メッシュのノードを通って延在するＹ字形またはＵ字形を有する、請求項１または請求項１３に記載の心臓弁プロテーゼ（１）。

Images