JPH0479657B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は人工心臓弁、特に動物の大動脈弁を組
込んだ人工心臓弁に関する。

（従来技術） 動物の組織弁を組込んだ人工心臓弁は世界的に
良く知られている。豚の心臓を用いたものは1970
年にさかのぼる。しかし、合成の弁と比較して動
物臓器の寿命は短く、年少患者に移植した場合に
は早期に石灰が沈着し、心臓弁膜の高い圧力勾配
により弁寸法が減小し、合併症をもたらし、従つ
て再手術を余儀なくされる。この圧力勾配の上昇
は豚の心臓の筋肉質の心室隔膜上に存在する数ミ
リメートル右側大動脈小葉部の根部の硬化に起因
している。豚の心臓弁を除去し処理した後にも、
筋肉組織の付着残部が、３アルデヒド剤の固着工
程で非弾性化し、従つて右小葉部の動きが悪化す
る。

この問題を解決するために新しい方法が繰り返
し開発され、豚の人工臓器の改良が行われた。

しかしながら、これらの改良は人工弁の生産に
伴う技術的な難しさから製造コストの上昇をまね
いた。

本発明は、従来の豚の移植組織において、右小
葉部の根部（繊維状環体部に結合された方向から
みて）が心室隔膜の筋肉突起部に数ミリに亘つて
癒着している臨床事実の認識に基づいている。こ
の問題を克復するために、繊維状環体部をもつ右
小葉部を機械的手段、例えば、削り落としで右小
葉部の動きを阻害する筋肉組織を除去する試みが
なされた。費用の問題は別にしても、生産工程で
この有害な筋肉組織を完全に除外することは不可
能であり、次の２％３アルデヒド溶剤による固着
工程で、残存する筋肉組織が硬化し、右小葉部の
動きをその根部で阻害する。これはこの種の人工
心臓臓器がその開きサイクル中に充分に開かず、
血液の動圧力勾配が異常に高くなるからである。

又、筋肉組織が癒着した右小葉部の組織を大動
脈内腔から除去し、かつそれを支持フレーム下部
端面の廻りに配置できるだけの充分に大型の豚の
大動脈弁を用いる試みもなされた。この種の人工
弁では、右小葉部の組織がフレームの上方に引つ
張られて、長時間の張力により組織が破れ血液が
侵入し、重なり部に石灰が沈着する。

最後の試みとして別々の小葉部を用いて人工心
臓器を組み合わせることもなされた。しかし製造
コストの増大は別としても、縫合わせ部が数多く
耐久性の点で問題があることが予想された。

（発明の目的） 本発明の目的は、特に右小葉部の動きをできる
だけ人間の弁の動きに近付けかつ耐久性に富んだ
人工心臓弁を提供することである。

（発明の構成） 本発明の人工心臓弁は、成長したカンガルーの
大動脈弁を組込むことを特徴としている。

大動脈弁は支持フレームの下端部の領域でダク
ロン織物に取り付けられた繊維状環体部から始ま
り、心室隔壁の筋肉組織と全く癒着せず、動きが
殆ど阻害されないことを特徴としている。理想的
にはマクロパス ギガンデナス（Nacropus
gigan tenus）又はマクロパス レフアス
（Macropus rufus）種に属する好ましくは雄の赤
又は灰色ジヤイアントカンガルーの大動脈弁を準
備する。

大動脈弁の摘出に際しては、大動脈根部が近接
する心筋と共に除去され、かつ数センチメートル
の大動脈根部が心臓から除去される。

カンガルーの大動脈弁を使用する利点は特に、
その大動脈壁が弾性繊維組織と平坦な筋肉をもつ
た静脈洞に沿つて突起状の筋肉隆起まで伸びてい
るためである。

本発明は、豚の組織移植の場合と比較して、大
動脈心門の直径に対して、かなり小さい繊維状環
体部とかなり短い右小葉根部を有する人工心臓弁
を提供する。従つて、豚の組織移植の場合と比較
して開口サイクル中に心臓弁膜の内腔がかなり広
くなる。

上述のように、機能上の改良の主点は弁寸法が
特に小さいことである。カンガルー大動脈弁は17
から31mmの大きさである。これらによつて心臓の
４つのいずれの弁位置においても人工弁として使
用できる。即ち大動脈弁としても又僧帽弁として
も使用できるのである。

支持フレームは熱的に安定したプラスチツク、
例えばアクリル共重合体樹脂（（デルリン）であ
ることが好ましい。フレームを覆う織物は通常重
ね編みポリエステル製品（ダクロン）である。

カンガルー大動脈弁の利点を最大限に発揮さ
せ、かつ好ましい開口度を得るにはフレームの形
状は特定の範囲にある。最も望ましい支持フレー
ムの寸法及び形状は第３ａ図に示す。

この支持フレームの支柱は現在の豚の弁に使用
される支持フレームと比較してかなり短く、又軸
方向の全長も短い。

支持フレームの多数の穴、スロツト、長穴、丸
穴等も又重要で、これらはフレームの各部にあり
フレームの弾性を改良するかばりでなく、フレー
ムを全面的に覆う円筒状のダクロン織物部を保持
するのに役立つている。環形部の巾は小葉部が自
由に移動できるのに充分なスペースとなるよう選
ばれている。

（実施例） 以下図面を用いて本発明の人工心臓弁の構造を
説明する。支持フレーム２２（第３図、第４図）
は両面がポリエステル又はポリエステル系合成織
物部（ダクロン）２３で覆われている。支持フレ
ーム２２は実質的に円筒形である。支持フレーム
の下端面又は下部エツヂ部１１には、上記織物部
２３が折り重ねられて縫合わせリング１４を形成
している。リング１４内には、弾性支持リングを
設け支持フレーム２２の下部エツヂ１１をとり囲
むようにしてもよい。縫合わせリング１４は人工
心臓弁を人体組織、例えば、大動脈に縫合わせる
ためにある。支持フレームは円筒形に巻かれた細
い帯状部材から成り、その厚みはフレーム２２の
外径の約1/40である。第３図、第３ａ図に明示す
るように、帯状部材は３つのゆるやかな波状形状
の環形部１３を有し、支柱１２は小葉状部材１
５，１６，１７（第１図、第２図に示す）の開口
方向にかつ軸方向に伸びている。

各支柱１２には長穴１９がある。この長穴の半
円の半径は、支持フレーム２２の外径の1/5〜1/1
６（0.064）倍で、２つの半円の中心間距離は支持
フレーム２２の外径の約1/10倍である。

頂点２８付近で、支柱１２は長穴１９の上部半
円に沿つて円弧状に形成されている。

２つの近接する支柱１２間で、環形部１３は上
方端部２４によりその上部が縁取りされ、この上
方端部２４は、２つの近接する支柱１２の頂点２
８間を結ぶ線３０の中心２７とする凹状円弧曲線
である。第３ａ図の展開図では、上方端部２４の
形状は略半円で、上方端部２４は偏曲点３３を通
つて頂点２８を含む支柱１２の上部領域に達す
る。

長穴１９の下には丸穴２０があり、その直径は
支持フレームの外径の1/11〜1/12（0.087）倍で、
丸穴２０は長穴１９と環形部１３の下端部１１と
の中間点にある。

中心２９は長穴１９の中心軸３４上で、下部端
１１の２つの近接する頂点３２間を結ぶ線３１か
ら支柱１２と反対方向にある距離だけ離れてい
る。この接線３１と中心２９間の距離は、好まし
くは支持フレーム２２の外径の約半分（0.48倍）
とすべきである。中心２９からの円の半径は、上
部中心２７からの円の半径より約50％大きく、こ
れは支持フレーム２２の外径の0.6倍である。２
つの中心２７と２９は円周方向に60度それぞれず
れている。又２つの頂点２８と３２も円周方向に
60度ずれている。中心２９をもつ下端部１１の円
弧状部分は偏曲点３７を通つて、頂点領域３２で
かつ中心２９の領域と略同一半径の凸状円弧部に
連結される。

帯状環形部１３には、頂点３２の部分に丸穴２
５がある。その直径は支持フレーム２２の外径の
１／１５〜1/16（0.064）倍である。

丸穴２５の両側には丸穴２５の直径と略等しい
距離にスロツト２６があり、このスロツトは上方
端部２４の凹状円弧部に沿つて曲がり上方端部２
４と平行に伸びている。スロツト２６は略支柱１
２の領域まで伸びている。

本発明によれば、環形部１３の形状はゆるやか
な波形で、支柱１２の軸方向の長さは比較的短
く、支持フレーム２２の長穴、穴、スロツトの適
正な分布により、第１図、第２図の如く織物部
（ダクロン）２３を取り付けたとき、支持フレー
ムは大動脈根部４０を含むカンガルーの大動脈弁
の取り付けに理想的な形状をしている。この支持
フレーム２２内では、小葉状部材１５，１６，１
７（第１図、第２図）がなんらかの抵抗や妨害も
なく完全に自由に開閉できる。この支持フレーム
の構造により、人間の大動脈の弾性又は人工弁が
埋設される人間の心臓部の弾性にかなりの程度ま
で接近した優れた弾性が得られる。従つて、本発
明の人工心臓弁は弁が接触する人体組織の自然な
変形を阻害することはない。

更に、弾性支持フレーム２２の多数の穴はダク
ロン製織物部２３上に定着しこれを引き付ける役
目をしている。第３図の如き支持フレーム２２が
完成すると、ダクロン織物部が上方よりかぶせら
れて、通常の方法で縫合わされる。その後で（第
１図、第２図）、死亡後固着保存された大動脈根
部４０を含むカンガルーの大動脈弁が、織物部２
３で覆われた支持フレーム２２内に挿入される。
このカンガルーの大動脈弁は繊維状環体部１８と
３つの小葉状部、即ち、右小葉状部１５、冠状小
葉状部１６、左側小葉状部１７から成る。これら
の小葉状部は膜又は軟口蓋とも呼ばれる。

取付けに際しては、繊維素から成る環体部１８
を支持フレーム２２の下部エツヂ１１におき、繊
維状環体部１８から伸びかつ端部２４（第３ａ
図）の形状に合わせて切断された大動脈根部４０
を支持フレーム２２の環状部１３と支柱１２に沿
つて内側に配置し、上端部２４（第３図、第３ａ
図）の領域で織物部２３と縫合わせて縫合わせ部
３５を形成する。第１図に示すように、繊維状環
体部１８は縫合わせリング１４で織物部２３と縫
合わされて他の縫合わせ部３６（第１図）を形成
する。

右側小葉状部１５の近傍には、繊維状環体部１
８に癒着する心室隔壁（図示せず）の筋肉組織の
小残査が存在する。カンガルー大動脈弁の使用に
より、この筋肉組織残査の半径方向寸法は小さ
く、その厚みも大動脈弁が開いたときに右側小葉
状部の動きを実際的に阻害する程大きいものでは
なくなる。

人体に埋設した後の、本発明の人工心臓弁の作
用を以下説明する。

左側心室がある人工弁の下側又は入口側に圧力
が発生すると、小葉状部１５，１６，１７が弁の
如く上方に開き、その開口断面積は大動脈内腔断
面積の少なくとも70％、一般には75％、又ある状
況下では80％までにも達する。従つて、開状態時
の人工弁両側の圧力勾配は好ましい最小値に保持
される。

圧力状態が逆転すると、小葉状部の弁１５，１
６，１７は第１図、第２図に示す静止位置に復帰
し、３つの弁は互いに接触し、第２図のつぎ目２
１に沿つてシール（封緘）部を形成する。従つて
血液の漏れは防止される。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の人工心臓弁にお
いては、成長したカンガルーの大動脈弁を組込
み、３つの小葉状部、特に右側小葉部が、ないも
のにも接触妨害されることなく、繊維状環体部か
ら大動脈内腔に突起している構造のため、人工心
臓弁が心室隔壁の筋肉組織と癒着しない効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の人工心臓弁の斜視図、第２
図は、人工心臓弁の底面図、第３図は、第１図及
び第２図の人工心臓弁の支持フレームの斜視図、
第３ａ図は、第３図の支持フレームの展開図、第
４図は、第３図の支持フレームの底面図である。 １２…支柱、１３…環形部、１４…縫合わせリ
ング、１５，１６，１７…小葉状部、１８…繊維
状環体部、２２…支持フレーム、２３…織物部、
３５，３６…縫合わせ部、４０…大動脈根部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 弾性的に変形し得る織物部２３で覆われた支
   持フレーム２２内に固定された動物の大動脈弁を
   有する人工心臓弁であつて、該支持フレーム２２
   は円筒形であり、等角度に配されて軸方向に延び
   る支柱１２と、なだらかな波状に形成された環形
   部１３から成り、３つの大動脈小葉状部１５，１
   ６，１７が連結されてから心室隔壁の筋肉組織を
   含む繊維状環体部１８が支持フレームの下端部に
   沿つて伸びると共に織物部２３と縫合わされ、支
   持フレームの形状に応じて切断された大動脈壁又
   は大動脈根部が前記環形部と支柱内に取り付けら
   れ、支持フレームの下端面に沿つて織物部と縫合
   わされる人工心臓弁において、成長したカンガル
   ーの大動脈弁を組込むことを特徴とする人工心臓
   弁。