JPH0523778B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は人工の心臓弁に関しより詳細には人体
の中に永久に植え込まれる人工心臓弁に関する。

複葉式の心臓弁が米国特許第4159543号明細書
に記載されておりそこでは１対の弁部材が心臓の
圧送に対応して偏心軸に沿つて枢動して血液通路
を開閉する。環状の弁体の中で開閉位置の間を枢
動する単一円盤型の閉止板が米国特許第3546711
号明細書に記載されている。人体の中に永久的に
植え込むことを意図された改善された心臓弁に対
する需要は継続している。

開位置において弁は血液が最小の抵抗および渦
流で自由に通過して流れるように広いそして良好
な流量特性を有する通路を提供しなければならな
い。心臓弁は心臓の圧送行程の間は血液の流れに
応答して迅速に開きかつ心臓がゆるんだ時には血
液の逆流を防止するために迅速に閉じるものでな
ければならない。勿論心臓弁は生物的な適応性を
有しかつ抗血栓性のものでなければならずこの点
に関して全ての面が良く血液によつて洗浄されて
突発的な凝結を起す停滞を防止するものであるこ
とが必要である。弁の開閉は溶血（血液細胞の破
壊）を引き起こさないように十分におだやかでな
ければならない。心臓弁は数え切れない回数の開
閉に耐えなければならず、また枢動点および停止
部の如き荷重支持面が患者の生存中に摩耗しない
ように特別の注意を払わなければならない。上述
の特性は簡素な形態で達成されるのが望ましいが
単に製作を簡単にするばかりではなく障害を減少
させて血液の流れを良好にしさらに血液が停滞す
るへこみおよび裂け目を減少しかつ複雑さに伴う
品質管理の問題を減少するものでなければならな
い。

一般的に、血液を通過させる中央通路を有する
環状の心臓弁体は通路を通過する血液の流れを止
める閉位置と血液が通路を通過することを許容す
る開位置との間を揺動する弁部材を含んでいる。
弁部材は弁体の中で１対の耳部材によつて支持さ
れていて、この耳部材は弁部材の外周の相対向す
る位置から伸長して弁体即ちハウジングの内側面
に形成されるアーチ状の凹部の中に係合される。
凹部は開位置と閉位置の間で弁部材を枢動および
移転運動に導く。閉位置においては弁部材の上流
面は凹部と組み合わされる上流側の突出部に接し
て着座し、開位置においては弁部材は凹部と組み
合わされる上流側および下流側の突出部の間に位
置する。弁部材は単一の閉止板あるいはほぼ半円
形状の１対の弁部材のいずれの形態であつても良
い。単一の弁部材は凹凸面形状を有することがで
き、開位置においては凸面を上流側に向けて弁部
材の両側の血液流を均等化するようになされるの
が好ましい。

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に
説明する。

第１図に示すのは弁体即ち環状のハウジング１
３を有する心臓弁１１であつて、ハウジング１３
は中央通路１７を矢印１９（第２図）の方向に通
る血液流を制御するために開閉する閉止手段、こ
の実施例では１対の枢動する葉片すなわち弁部材
１５を支持している。この弁部材は中央通路を通
る反対方向の血液の流れ、即ち逆流を阻止するこ
ともできる。各々の弁部材１５の相対向する端部
から伸長する１対の耳部材２１がハウジング１３
に設けられた相対向する１対のアーチ状の凹部と
適合しておりこれによつて弁部材１５は開閉位置
の間を揺動するように案内される。弁１１はどの
ような方向にも作動することができまた重力の影
響を特別受けないがここでは説明を簡単にするた
めに弁１１の下流端が下を向いている状態で図示
しかつ説明を行う。弁体１３には外側面の周りに
周辺溝２５が設けられ、この周辺溝２５は当該分
野では周知の種々の型の縫合リング（図示せず）
を収容する。縫合リングは、勿論、心臓弁１１を
心臓組織に縫合するための便宜を計るものであ
る。ハウジング１３を貫通する中央通路１７はほ
ぼ円形であるが、凹部２３が形成される径方向に
おいて相対向する１対の平坦面２７および後述す
るいくつかの突出部が中央通路の円形々状を阻止
する。一方の耳部材と弁部材の上流面とが係合し
て閉位置における停止手段を形成する。又、他方
の耳部材と弁部材の下流面とが係合して他の停止
手段を形成する。

第３図に最も良く示されるように、弁部材１５
は平たくて全体にわたつて均一な厚さを有してい
る。弁体１５はそれぞれほぼ円盤の半分の形状を
なしており、閉位置において互に密接に隣接して
位置する（第３図および第４図参照）まつすぐな
内側縁部２９と、ほぼ半円形状であつて中央通路
１７を通る血液流を閉止する閉位置において内側
壁３５のアーチ状部分３３と密接に隣接して位置
するように寸法決めされる外側縁部３１と、を有
している。外側縁部３１と内側縁部２９の間に配
置される弁部材の周辺部の直線部分３７（第４
図）はアーチ状縁部の半円形状の形状を阻害しさ
らにこれらの直線部分３７は内側壁３５の相対向
する平坦面２７間の距離よりもわずかに小さな間
隔で隔置されて弁部材１５が揺動する間の荷重支
持面の役割を果す。内側壁３５の平坦面２７およ
びこれと対応する弁部材１５の直線部分３７は移
動する中心面（すなわち弁体の中心線を通つて平
坦面２７に直角な面）に密接に隣接する弁部材の
これらの周辺部が、弁部材が開いて中心面から離
れて移動するときに、ハウジング１３のより限定
された領域の中に固定されないように設けられ
る。弁部材１５の縁部３９（第２図および第３
図）は鋭利な隅部を除くために上流面４１と下流
面４３の間で丸められている。

耳部材２１と補完する凹部２３の係合は弁部材
１５をハウジング１３の中に留める役割と弁体の
中の弁部材の運動を限定する役割とを果してい
る。弁部材１５の直線部から凹部２３の中まで伸
長する耳部材２１はほぼ矩形の形状を有しており
かつ弁部材１５の内側縁部２９に密接して配置さ
れる。第２図および第３図に最もよく示されるよ
うに、凹部２３には耳部材２１が係合し凹部の形
状はほぼアーチ状の溝になされている。弁部材１
５の閉位置において耳部材２１が密接する下流側
縁部５１は中心軸面に対してほぼ直角なのが好ま
しくまたアーチ状の縁部４５，４７は下流側縁部
５１から上流側へ伸長して中心面から離れる方へ
曲つている。弁部材１５の開位置において耳部材
２１は上流側の直線縁４９に沿つて密接し、その
上流側の直線縁４９は約10°乃至25°の角度で中心
軸面から角度づけられておりさらに凹部２３の中
の耳部材の全移動角は約65°乃至約80°の間であ
る。

各々の凹部のアーチ状の隣接縁４５およびアー
チ状の遠隔縁４７は平行ではなく上流側の端部に
向つて拡つていてしたがつて各々の凹部２３の水
平距離は上流方向に向つて増加する。各々の耳部
材２１の長さは対応する凹部２３のアーチ状の隣
接および遠隔縁部４５，４７の下流側端部の間の
空間をほぼ満たすに十分な長さであるために、凹
部２３の上流方向に向う水平距離の増加は弁部材
１５が閉位置にないときに凹部が血液流によつて
洗われて血液の停滞およびこの停滞に起因する凝
結を防止する。

アーチ状の溝の形状をした凹部２３は平らな後
方壁５３（第２図）を有するのが好ましく、耳部
材２１が開閉位置および側壁５５（第５図）の間
を揺動するときに耳部材２１の外側端は後方壁５
３に沿つて位置する。平坦面２７および後方壁５
３に対してほぼ直角な凹部２３のアーチ状縁部４
５，４７は対応する耳部材２１の隣接縁５７およ
び遠隔縁５９（第４図）を案内する。耳部材２１
の深さは凹部２３の深さよりも小さいのが好まし
くしたがつて弁部材１５は内側壁３５の平坦面２
７によつて側方に位置決めされて凹部２３の後方
壁と耳部材２１の端面の間には接触が起らない。

弁部材１５の全開位置および全閉位置はハウジ
ング１３の内方に伸長する隆起すなわち突出部６
１によつて規制される。凹部と組み合わされる上
流すなわち上方の隆起すなわち突出部６１は対応
する上流および遠隔縁部４９，４７の隅部５３に
対して相対的に中心軸面よりわずかに下（下流
側）でかつ離れて位置決めされまた各々の凹部と
組み合わされる下流すなわち下側の隆起すなわち
突出部６５は中心軸面のわずかに下方でかつ離れ
て位置決めされる。ハウジング１３上の径方向に
おいて相対向する位置にある１対の中間突出部６
９は外側のアーチ状縁部３１の中間点の周囲にお
いて弁部材１５に接触するように位置決めされ
る。

閉位置において各々の弁部材１５は対応する上
側の突出部６１および中心軸面に対してほぼ直角
な面の中間の突出部６９と衝合する上流面すなわ
ち面４１に着座する。上側の突出部６１および中
間の突出部６９は閉位置において弁部材１５の下
流面４３が対応する下側の突出部６５に接近して
位置するように位置決めされる。開位置において
は各々の弁部材１５は上流面４１が上側の突出部
６１と衝合し、また下流面４３が下側の突出部６
５と衝合しさらに耳部材２１が上流の直線縁４９
に接近して衝合すなわち位置した状態で位置決め
される。

上側および下側の突出部６１，６５は弁部材が
閉および開動作のときにそれぞれ滑動および枢動
を行う面の役割を果す。偏心軸は弁部材１５と対
応する１対の突出部６１あるいは６５の接触点の
間に画定される。突出部６１，６５は中心軸面に
十分密接して位置決めされしたがつて各々の弁部
材の大きな部分（すなわちより大きな領域を有す
る部分）７１は中心軸面から隔つた枢動軸の側に
常にある。

心臓の圧送行程の間大動脈に位置する弁１１に
対して心室からの血圧に起因する各々の弁部材１
５の大きな部分７１に対する力の差が外側のアー
チ状の縁部３１を広くアーチ状に動かしながら弁
部材を下流方向に揺動する。弁部材が開く間弁部
材１５の耳部材２１は、下流側の面４３が下側の
突出部６５に向つて滑動および枢動するので、ほ
ぼアーチ状の通路の形をしたアーチ状の凹部２３
によつて案内される。アーチ状の凹部２３は細長
くなされかつ弁部材１５の枢動軸と一致する曲率
半径を持たない。したがつて開方向の運動をする
間各々の弁部材は下側の突出部６５に向つて枢動
すると同時に滑動して弁部材１５のわずかな上流
への移転が起りしたがつて下側の突出部と下流面
４３の接触部によつて画定される枢動軸は連続的
にアーチ状の縁部３１に向つて移動する。耳部材
２１の凹部２３の中での移転運動および弁部材１
５の突出部６１，６５に対する相対的な再配置は
接触面の継続的な滑動を引き起こしこれは凹部の
中の限定された領域の中および突出部のまわりに
血液が停滞して固まるのを防止する。さらに弁部
材１５の突出部６１，６５に向う滑動運動は弁部
材の面４１，４３の拡張された部分にわたる枢動
の耐用性を伸ばす。弁部材１５は上流面４１が中
心軸面から約10°と25°の間の角度で上側の突出部
６１と接触するまで揺れて開いている。

それぞれの心室が閉じてより多くの血液を大動
脈から引き入れるときに大動脈からの血液の逆流
が弁部材１５の大きな部分７１のけん引を起こ
し、さらに弁部材を迅速に閉じていかなる血液の
逆流もほぼ防止する。それぞれの凹部によつて
各々の弁部材１５の耳部材２１が達内されて弁部
材が閉じる間に、各々の弁部材の上流面４１は枢
動しかつ上側の突出部６１に向つて滑動して上流
面４１と突出部６１の間の接触点によつて画定さ
れる偏心軸は直線縁２９に向つて移動する。

弁部材１５は耳部材２１が凹部２３の下流側縁
部５１からわずかに離れて閉位置に停止しかつ開
位置においては耳部材が上流側縁部４９からわず
かに離れて停止するのが好ましい。したがつて弁
部材の停止力は耳部材２１によつてではなく突出
部６１，６５および６９によつて生じ血液が圧搾
されずまた耳部材と凹部の直線部分４９の間で溶
血されずさらに凹部の上流側および下流側の縁部
が血液流によつて連続的に洗われることを確実に
する。

枢動および停止の機能に加えて、上側および下
側の突出部６１および６５は対応する凹部２３と
協働して弁部材をハウジング１３の中に留める。
耳部材２１が凹部２３の中へ挿入されるようにす
るために弁部材１５あるいはハウジング１３また
はその両方は十分に弾力的に変形できることが必
要でありこれによつて弁部材をハウジングの中に
嵌め込むことができる。内側に伸長する遠出部６
１，６５および６９は弁部材が開位置あるいは閉
位置で停止した時にハウジング１３から外れない
ことを確実にする助けをする。

弁１１は抗血栓性でかつ生物学的に調和する材
料から形成されさらに心臓の中に永久に植え込ま
れるように十分に耐摩耗性である。弁体１３はポ
コ・グラフアイト（POCO Graphite）の商標で
販売されているようなグラフアイトで形成するこ
とができその後パイロライト（PYROLITE）の
商標で販売されているようなパイロリテイツク・
カーボン（Pyroloytic carbon）で被覆される。
このパイロリテイツク・カーボンの被覆は表面に
すぐれた生物学的な調和と抗血栓性を与える。弁
部材１５は各々がパイロリテイツク・カーボンの
単一の部片として形成されてもよいしまた被覆さ
れた基材で形成されてもよい。

代表的なハウジング１３は高さが５mm外径が25
mmであつて直径が23mmの通路１７を提供する。平
坦な面２７は互に22mmの間隔をもつて配置され平
坦な面の凹部２３は1.5mmの深さを有する。弁部
材１５は１mmの厚さを有しかつ半径11mmのアーチ
状縁部３１を有する。直線部分３７の間隔は21mm
であつて耳部材２１は直線部分３７から外側へ
1.5mm伸長する。数個の突出部６１，６５および
６９は各々弁体の内方へ1.5mm伸びている。

第７図には本発明の他の実施例の心臓弁１１１
が示されている。この心臓弁１１１は単一閉止板
の形状をした弁部材１１５を支持する環状の弁体
すなわちハウジング１１３を有しておりこの弁部
材１１５は開閉して矢印１１９（第８図）の方向
へ中央開口１１７を通る血液流を制御する。１対
の耳部材１２１が閉止板１１５をわたる偏心線の
相対向する端部に沿つて伸長しておりかつハウジ
ング１１３の相対向する１対のアーチ状の凹部１
２３の中に嵌合していてしたがつて弁部材１１５
は開閉位置の間を揺動するときに凹部によつて案
内される。弁１１１はいかなる方向にも作動する
ことができて重力の影響を受けないがここでは説
明を容易にするために弁の下流側を下側に向けて
図示しかつ説明を行う。

ハウジング１１３の外側面のまわりには周辺溝
１２５が形成されこの周辺溝は心臓弁１１１を心
臓組織に縫合するのを容易にする縫合リング（図
示せず）を受け入れる。ハウジング１１３を貫通
する通路１１７はほぼ円形であるが、凹部１２３
およひ数個の突出部が形成される径方向に相対向
する１対の平坦面１２７が通路の円形の形状を阻
止する。

弁部材１１５は、第８図に最もよく示されるよ
うに、全体にわたつて均一な厚みを有する板状で
あつてほぼ円盤の形状をなしている。しかしなが
ら、耳部材１２１が伸長を始める直線部分によつ
て円形状の外周は阻害される。閉位置において内
側壁のアーチ状部分に近接して位置するアーチ状
の縁部分１３１ａ，１３１ｂは円形状である。直
線部分１３７は内側壁の相対向する平坦面１２７
間の距離よりもわずかに小さな距離をおいて設け
られこれは弁部材１１５が揺動するときの荷重支
持面の役割を果す。内側壁の平坦面１２７および
対応する弁部材の直線部分１３７は中心軸面（ハ
ウジングの中心線を通り平坦面１２７に対して直
角な面）に近接する弁部材の外周部分が開動作に
おいて中心軸面から離れる方向に運動するときに
ハウジング１１３のより限定された領域の中に束
縛されないようになされる。弁部材１１５の外周
縁部１３９は上流面１４１と下流面１４３の間で
丸められて鋭い隅部を排除している。

耳部材１２１と補完する凹部１２３の相互係合
は弁部材１１５をハウジング１１３の中に留めか
つハウジング１１３の中における弁部材の運動を
制限している。耳部材１２１は偏心線の相対向す
る端部において弁部材１１５の直線部分１３７か
ら凹部１２３の中へ伸長していてほぼ矩形の形状
になれる。耳部材１２１が内側に係合する凹部１
２３はほぼアーチ状の溝の形状になされほぼアー
チ状の通路で耳部材を案内する。耳部材１２１が
弁部材１１５の閉位置において近接して位置する
上流側縁部１５１は中心軸面に対してほぼ直角を
なすのが好ましくさらにアーチ状の縁部１４５，
１４７は縁部１５１から下流側に伸長して中心軸
面から離れる方向に曲つている。弁部材１１５の
開位置において耳部材１２１が近接する下流側の
縁部１４９は中心軸面から約10°乃至25°の角度を
もつて傾いておりしたがつて凹部１２３の中にお
ける耳部材の全ての環状の移動角は65°乃至80°で
ある。

中心軸面に近接する各々の凹部１２３のアーチ
状の縁部すなわち内側縁部１４５と中心軸線から
離れているアーチ状の縁部すなわち外側縁部１４
７とは平行ではなく下流方向に向つて間隔が拡が
つており、したがつて各々の凹部の水平距離は下
流方向に向つて大きくなつている。各々の耳部材
１２１の長さは対応する凹部１２３の内側および
外側の縁部１４５，１４７の上流側端部間の間隔
をほぼ満たすに十分な長さであるが各々の凹部の
水平距離が下流方向に向つて大きくなつているた
めに凹部は流れる血液によつて確実に洗われした
がつて弁部材１１５が閉位置にない時には凹部の
中での血液の滞留とこの滞留に起因する凝固を防
止する。

アーチ状の溝の形状になされる凹部１２３は平
坦な後方壁１５３（第８図）を有するのが好まし
くこの後方壁に沿つて弁部材１１５が揺動すると
きに耳部材１２１の外側端部に位置する。平坦面
１２７および後方壁１５３に対してほぼ直角な凹
部１２３のアーチ状の縁部１４５および１４７は
耳部材１２１の対応する縁部１５７および１５９
を案内する。耳部材１２１の深さは凹部１２３の
深さよりも小さいのが好ましく、したがつて弁部
材１１５は内側壁の平坦面１２７の側方に位置決
めされ凹部１２３と耳部材１２１の端部１５４の
間には接触が起らない。

弁部材１１５の完全な開位置および完全な閉位
置はハウジング１１３の内方に伸長する突出部に
よつて決定される。各々の凹部１２３と組み合わ
される下流のすなわち下側の突出部１６１は対応
する下流側縁部１４９と外側縁部１４７の隅部１
６３よりわずかに上方（上流側）でかつ隅部１６
３に対して相対的に中心軸面から隅つて設けられ
る。各々の凹部と組み合わされる上流側すなわち
上側の突出部１６５は上流側縁部１５１と外側縁
部１４７の隅部１６７のわずかに上方でかつ隅部
に対して相対的に中心軸面から隅つて設けられ
る。

突出部すなわち短いリツプ１６９ｂが内側壁の
凹部１２３から離れたアーチ状部分１３３ｂに設
けられ下流側アーチ状縁部１３１ｂの中間点で閉
位置にある弁部材の上流面１４１と接触する。突
出部１６９ｂはある形態においてはアーチ状部材
１３３ｂの全体にわたつて伸長することができ
る。ハウジング１１３に随意に形成される突出部
すなわち短いリツプ１６９ａは凹部１２３に隣接
する内側壁のアーチ状部分１３３ａの中間点に設
けられて上流側のアーチ状縁部１３１の中間点で
閉位置にある弁部材１１５の下流面と接触する。

弁部材１１５は閉位置において上流面１４１を
対応する上側の突出部１６５および中心軸面にほ
ぼ直角な面の中間の突出部１６９ａおよび１６９
ｂに当接した状態で着座している。上側の突出部
１６５および中間の突出部１６９は閉位置におい
て弁部材１１５の下流面１４３が対応する下側の
突出部１６１に近接して位置するように位置決め
される。開位置においては、弁部材１１５は上流
面１４１を上側の突出部１６５にまた下流面１４
３を下側の突出部１６１にそれぞれ当接させさら
に耳部材１２１を下流側の直線縁部１４９に当接
させるかあるいは近接させて位置する。

上側および下側の突出部１６５および１６１は
それぞれ弁部材１１５が開および閉動作をすると
きに滑動および枢動する面の役割を果す。偏心軸
は開および閉動作の間の弁部材１１５および対を
なして対応する突出部１６１あるいは１６５との
接触点間に画定される。

大動脈の中に設けられた弁１１１に対しては、
心臓の圧送工程の間に弁部材１１５は押されて下
側の突出部１６１と接触し上側の突出部１６５か
ら離れる。心室からの血圧の弁部材１１５に作用
する力の差が弁部材を下流方向に揺動し下流側の
アーチ状縁部に大きな弧状の運動を与える。開動
作の間は弁部材１１５の耳部材１２１は下流面１
４３が下側の突出部１６１に向つて滑動かつ枢動
するのでアーチ状の凹部１２３によつて案内され
る。アーチ状の凹部１２３は細長くなされかつ弁
部材１１５の枢動軸と一致する曲率半径を有さな
い。したがつて、開動作の間は、弁部材１１５が
わずかに下流方向に移動し弁部材は下側の突出部
に向つて枢動すると同時に滑動して下側の突出部
と下流面１４３の接触によつて画定される枢動軸
は連続的に上流側の縁部１３１ａに向つて移動す
る。弁部材１１５はハウジング１１３の中で弁部
材が中心軸面から約10°乃至25°の間の角度をなし
て上流面１４１と上側の突出部１６５とが再び接
触するまで揺動して開く。

それぞれの心室が閉じて心房からより多くの血
液を抜くと大動脈からの血液の逆流が弁部材１１
５の大きな部分１７１を上側の突出部に対して引
き上げしたがつて弁部材は迅速に閉じて血液の逆
流を実質的に防止する。閉動作の間、弁部材１１
５の耳部材１２１は対応する凹部１２３によつて
案内され、弁部材の上流面１４１は枢動しかつ上
側の突出部１６５に向つて滑動する。偏心軸は上
流面と突出部１６５の接触点で画定されて下流側
のアーチ状の縁部１３３ｂに向つて移動する。凹
部１２３の中での耳部材１２１の移動運動および
弁部材１１５の突出部１６１，１６５に対する再
配置は接触面の継続的な滑動を引き起こしこの滑
動は凹部の中の限定された領域の中および突出部
のまわりの血液の滞留および凝結を防止する。さ
らに弁部材１１５の突出部１６１，１６５に対す
る滑動は枢動による摩耗を弁部材の面１４１，１
４３の他の部分に拡げる。

弁部材１１５は閉位置においては耳部材１２１
を凹部の上流側縁部１５１からわずかに離して停
止するのが好ましくまた開位置においては耳部材
を下流側の縁部１４９からわずかに離して停止す
るのが良い。このように停止力は耳部材ではなく
突出部１６９，１６５および１６１によつて与え
られるので血液は耳部材と部の直線部の間で圧搾
されたり溶血されたりせずまた凹部の上流側およ
び下流側の縁部は連続的に血液で洗われる。

枢動および停止の機能に加えて上側および下側
の突出部１６１，１６５は対応する凹部１２３と
協働して閉止板１１５を弁体１１３の中に留め
る。耳部材１２１が凹部１２３の中に嵌合される
ようにするために弁部材１１５またはハウジング
１１３あるいはその両方は弁部材がハウジングの
中へ嵌合するように十分に弾力的であることが必
要である。内側に伸長する突出部１６１，１６
５，１６９は弁部材が開あるいは閉位置で停止し
ているときに弁部材がハウジング１１３から外れ
ないことを確実にする助けをしている。

第９図に本発明の他の実施例である単一板状の
閉止心臓弁２１１を示す。弁部材２１５はアーチ
状の断面とほぼ均一の厚みを有している。弁部材
２１５はほぼ中空の円形あるいは楕円形のような
管の１部の形状を有している。好ましい弁部材の
形状はおおむね中空の楕円形の円管の１部であつ
てこの楕円形は弁部材２１５の中央線２１２を横
断する短軸２１０（第１２図）を有している。弁
部材２１５は凸面２４１を上流側に向けてハウジ
ング２１３の中に設けられる。楕円の断面形状は
中心線２１２に沿つて縁部２１９に較べてかなり
平坦な領域を提供する。弁部材２１５が型どられ
る管の長軸の長さは通路の直径の約120％乃至200
％の間でありまた短軸の長さは通路の直径の約50
％乃至170％の間であるのが好ましい。弁部材２
１５の底部から凸面２４３の中心線まで測られる
凸面の深さｘ（第１２図）は通路の直径の約15％
乃至30％の間でなければならない。

弁部材２１５は閉位置において中央線２１２を
通路の中心線に対して65°から90°までの角度をも
つて着座するように配置される。図示した実施例
においては下流側縁部２３１ｂおよび上流側縁部
２３１ａは共通の形状を有する。すなわち弁部材
２１５のハウジングを形成する中空の楕円形円筒
と通路２１７の内側壁２３３を形成する円形の円
筒とが交わる部分の形状である。

弁部材２１５には平坦な側方の縁部分２３７が
形成されこの縁部分２３７はハウジングの内側壁
上にある径方向に相対向する平坦面２２７と衝合
しかつ弁部材が枢動する間は支持面として働く。
平坦面２２７からほぼ径方向内側に伸びる突出部
２６１，２６５と組み合わされる平坦面２２７に
設けられる凹部２２３が弁部材を案内する。ほぼ
矩形の形状をした１対の耳部材２２１が弁部材２
１５の平坦部分２３７から伸長しかつ案内する凹
部の中に収容される。

弁部材の作用は第７図および第８図を参照して
前述した心臓弁１１１の弁部材１１５の作用と同
様である。弁部材２１５は開動作および閉動作の
間に細長い凹部２２３の中の耳部材２２１によつ
て案内され枢動および移動する。弁部材は閉位置
（第１０図）において上流面２４１が２つの上流
側突出部および弁の中心線の反対側に設けられる
第３の突出部２６９と接触する。開位置において
弁部材２１５は上流面２４１を依然として２つの
上流側の突出部２６５に接触させ下流面２４３を
下流側の突出部２６１に接触させている。開位置
において弁部材の中心線２１２は通路の中心線と
約10°乃至25°の角度をなしている。

弁部材は、開位置において凹面状の下流面２４
３（第９図）に沿う小さな通路と凸面２４１に沿
う大きな通路２５６を形成する。凹面状の下流面
２４３は小さな通路２５４を拡大するので弁部材
２１５の特殊なアーチ状の断面は通路部２５４お
よび２５６を均一化しようとする傾向をもつ。こ
の均一化は血液流量が小さくなる程は小さな通路
部分の面積を限定しないのでしたがつて弁２１１
の性能を向上させる。

第１３図乃至第１６図に示すのは本発明の更に
他の実施例である心臓弁３１１であつてこの心臓
弁３１１の特徴は第９図乃至第１２図に示された
ものに類似する凹凸部の配置にある。心臓弁３１
１はほぼ中空の球の１部である凹凸面の形状を有
するドーム状の弁部材３１５を持つている。種々
の弁部材の形状すなわち平板状、管状またはドー
ム状の形状をした弁部材がここに示す各種の凹凸
部の配置と共に使用可能なことは理解されなけれ
ばならない。

弁部材３１５は、ほぼ半円形状であつて閉位置
において弁通路３１７を通る血液流を止めるため
に内側壁のアーチ状部分に近接して位置するよう
に寸法決めされた下流側のアーチ状縁部３２４お
よび上流側のアーチ状縁部３２６と、向いあつて
いる内側壁の平坦な面３２７に近接して位置しか
つ弁部材が枢動するときに支持面として働く１対
の直線部分３３７と、を有している。弁部材の運
動はアーチ状で溝状の相対向する１対の凹部３２
３によつて案内される。１対の凹部３２３は弁の
中心軸面と凹部３２３の間に設けられた上流側の
丸い突出部３６１および下流側の丸い突出部３６
５とともに平坦な面３２７の中に形成される。１
対の耳部材３２１が弁部材３１５の直線部分３３
７から伸びていてこれらはアーチ状の凹部３２３
の中に収容される。

アーチ状の凹部３２３は、本実施例においては
中心軸面に対してほぼ直角な下流側の壁３５１で
終つている。アーチ状の凹部の壁３４５および３
４７は下流側の壁３５１から中心軸面に向つて上
流方向に曲つている。アーチ状の壁３４５および
３４７は上流方向に向つて拡つているので各々の
凹部の水平距離は上流方向に向つて大きくなつて
いてこれによつて弁を通る血液流による凹部の洗
浄が提供される。凹部３２３の上流側の直線壁３
４９は開位置における耳部材３２１に対する停止
の役割を果すことができる。

開位置と閉位置の間の弁部材の運動は凹部３２
３の中の耳部材３２１と凹部と組み合わされる上
流側および下流側の突出部との相互係合によつて
制限される。下流側の突出部３６５は弁部材が開
位置へ移動するときに弁部材３１５の外周部に対
する枢動点を提供する。下流側の突出部３６１は
同様に弁部材が閉位置へ移動するときに上流面３
４１と接触しながら枢動点を提供する。凹部のア
ーチ状の壁３４５および３４７は一定の曲率半径
を有さず弁部材が開閉位置の間を移動するときに
弁部材３１５の枢動運動とともに移動運動を案内
する。

心臓の圧送行程の初期の間大動脈の中に取りつ
けられた弁３１１に対して心室の中の血圧に起因
する差動力が弁部材３１５の大きな部分３７１に
作用するため（弁部材は第１４図に示す下流側の
突出部３６５に対て直角に位置している）弁部材
は開位置へ移動する。弁部材は外周の下流面を下
流側の突出部３６５と滑動的に接触しながら突出
部３６５のまわりを枢動する。この移動におい
て、弁部材は耳部材３２１が凹部のアーチ状の壁
３４７に沿つて移動することによつて枢動運動お
よび移動運動に案内される。弁部材は上流面３４
１が上流側の突出部３６１と接触するまで開方向
への移動を継続し耳部材３２１が凹部の上流側の
壁３４９と接触するかあるいはそれに隣接した状
態で停止する。

それぞれの心室が拡張して心房からより多くの
血液を引き出すときに大動脈からの血液の逆流が
弁部材の大きな部分３７１を引き上げて上流面３
４３を枢動点の役割をする上流側の丸い突出部と
滑動的に接触させながら弁部材を閉位置の方向へ
移動させ始める。弁部材は耳部材３２１を下流側
の壁３５１に接しかつ上流面３４１を上流側の突
出部３６１および他の補助的なストツパ３５５お
よび３５６と接触した状態で停止する。図示の弁
において、１対の丸いストツパ３５６が上流側の
突出部３６１とは中心軸面の反対側に設けられる
平坦面３２７から突出しており、さらに１個のス
トツパ３５５が２つのストツパ３５６の中間にあ
るハウジング３１３のアーチ状の壁に設けられ
る。

図示した弁部材の外周のアーチ状部分３２４お
よび３２６は、弁部材がその外周部を通路の中心
線に対して90°よりも小さな角度を有する面にお
いて閉位置に着座するように設計されるならば楕
円形状になされる。

ドーム状の凹凸面形状の弁部材３１５はほぼ均
一な厚みを有しその凸面部３４１を心臓弁の閉位
置において上流側に面してハウジング３１３の中
に配置されるのが好ましい。開位置において、弁
部材３１５は上流側の凸面３４１に沿う大きな通
路部分３５７（第１３図）と下流側の凹部３４３
に沿う小さな通路部分３５４とを画定する。ドー
ムの高さｙ（第１６図）は、その底面すなわち外
周面から凹面３４３の頂部まで測つた距離におい
て通路の直径の約15％乃至30％になされるのが好
ましい。

第１７図にはさらに他の実施例である複葉の心
臓弁４１１が示されており、各々の弁部材４１５
はほぼ中空の球の部分を２分割した凹凸面の形状
を有している。各々の弁部材の凸面４５１は上流
側に面していて開位置において各々の弁部材は下
流側の凹面４４７の間に良好な血液の流量特性を
有するほぼ楕円形状の中央領域を形成する。

ハウジング４１３の径方向で相対向する平坦領
域４２７に形成される凹部４３５は弁部材の平坦
な外周部４３７から外方に伸びる耳部材４２１と
相互に係合して弁部材が開閉位置間を移動すると
きに弁部材を曲つた通路上に案内する。

各々の弁部材４１５は上流側の凸面４５１を対
応する案内用凹部４２３と組み合わされる１対の
相対向する丸い上流側の突出部４６５に接しさら
に下流面４４３を下流側の突出部４６１に接した
状態で開位置に停止する。各々の弁部材は上流側
の凸面４５１を上流側の突出部４６５に接しさら
にアーチ状の外周縁４３１を弁対のアーチ状の内
側壁４３３に形成されるレツジすなわちリツプ４
６４に接した状態で閉位置に停止する。各々の弁
部材の開位置において、アーチ状の外周縁４３１
を通路の中心線と約10°乃至25°の間の角度で合致
する面におきさらに閉位置においては通路の中心
線と約65°乃至90°の間の角度で合致する面に外周
縁４３１を置いた状態で停止する。図示の如く、
弁部材が閉位置に着座した時に各々の外周縁４３
１は外周縁の面と弁体の円筒状の内側壁の交叉部
によつて画定される楕円形状を有する。

第１８図には他の実施例の複葉型の心臓弁５１
１を示してある。各々の弁部材５１５はほぼ円筒
形の管のセクタすなわち部分の凹凸の形状を有す
る。弁部材５１５の軸線は円筒形の管の軸線を意
味することは理解されるであろう。弁部材５１５
は平坦な側方の縁部分５３７を有していてここか
ら耳部材５２１がそれぞれ反対方向に伸びてい
る。耳部材はハウジングの内側の相対向する１対
の平坦な壁部分５２７に形成される凹部５２３の
中に収容される。凹部５２３は弁部材が開閉位置
間を移動するときに弁部材を案内し凹部の１部は
環状のハウジング５１３の外の上流面から突出す
る立ち上がり支持台５３６の中に伸長する。

開位置において弁部材５１５は上流側の凸面５
４１を対応する凹部５２３と組み合わされる丸い
上流側の突出部５６５に接しさらに平坦部５３７
に隣接する下流面５４３を下流側の突出部５６１
に接した状態で停止する。閉位置において弁部材
は上流側の凸面５４１を依然として上流側の突出
部５６５に接しさらに外周のアーチ状縁部５３１
を弁体のアーチ状の内壁５３３に接した状態で停
止する。

弁部材５１５の凹凸面の形状は開位置におい
て、弁部材の向い合う凹面間に血液の流量特性を
向上させるほぼ楕円形の通路を提供する。上流方
向に突出する支持台５３６は弁部材の軸線がハウ
ジングの中心線に対してほぼ90°よりも小さな角
度をなして弁部材が閉位置に着座することを許容
する。補助的な突出部すなわちリツプは弁部材の
大きな縁部５３１がアーチ状の内側壁に対してき
つく押し付けられるので適宜に除くことができ
る。上流方向に伸長する支持台５３６を有する心
臓弁において、弁部材は軸線を通路の中心線に対
して約65°乃至70°の間の角度で傾斜して閉位置に
着座するのが好ましい。開位置において弁部材の
軸線は通路の中心線に向つて約10°乃至25°の間の
角度をなして傾いているので、弁部材が開閉位置
の間を移動するのに必要とされる移動距離は小さ
い。すなわち角度にしてわずかに約45°乃至60°の
間である。弁５１１を閉じるに必要とされる弁部
材の小さな移動運動は弁の閉止を迅速にしかつ弁
を通る血液の逆流量を減少する。

第１９図には他の実施例の心臓弁６１１が示さ
れている。弁６１１はほぼ中空の球の部分の形状
をした凹凸面形状を有し凹面を上流側に面して配
置される単一の弁部材６１５を含んでいる。１対
の細長い凹部６２３を有する平坦な側面６２２か
ら突出する相対向する耳部材６２１の係合は弁部
材を開閉位置の移動の間に案内する助けをする。
弁部材６１５は開位置において両対の上流側およ
び下流側の突出部６６５および６６１と接するこ
とによつて停止する。閉位置においては、弁部材
は上流側の突出部６６５と接しておりさらにこの
接触部から離れたアーチ状の外周縁６３１は弁体
のアーチ状の内側壁に形成されるリツプ６６９に
沿つて着座する。閉位置において図示の弁部材６
１５は外周の面を弁通路の中心線に対して90°よ
り小さな角度をなして弁体６１３の中に着座す
る。したがつて弁部材が駆動する角移動距離が減
少される。

本発明の心臓弁の数々の利点が十分に理解され
たであろう。心臓弁の高さが低いことおよびほぼ
障害のない大きな通路は通過する血液の良好な流
れに貢献する。ほとんどすべての面が血液の流れ
に十分にさらされこの血液が面を洗いかつ滞留お
よび凝結を防止する。凹部の水平間距離が大きく
なつていてこれによつて血液流が大部分の限定さ
れた領域すなわち耳部材と凹部の間を洗いこの点
に関して、弁部材の移動運動を引き起こす凹部の
形状もまた耳部材の凹部の表面に沿う滑動を引き
起こして表面を継続的に洗浄させる。移動する弁
部材が凹部に沿うと同時に少くとも１組の突出部
とほぼ接触しさらにその接触する点が連続的に変
化することによつて弁部材とハウジングとの間の
荷重がうまく分配されかつ心臓弁上の摩耗が最小
化される。同様にいくつかの面にわたる開閉荷重
の分配が衝撃を和らげしたがつて重大な溶血が起
らない。本発明の心臓弁の形状は簡素であつてし
たがつて容易に製造することができかつ正確な基
準に従つて再生して寿命の長い故障のない使用が
できる。

本発明を好ましい実施例を用いて説明したが本
発明の範囲を逸脱することなく当業者が変更・応
用することができるのは明かである。例えば耳部
材は矩形ではなくアーチ状にすることができこの
場合には凹部の後方壁はそれに従つてアーチ状に
なされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の複葉型心臓弁の斜視図、第２
図は第１図の線２−２に沿つた拡大断面図、第３
図は第２図に類似の断面図であつて弁部材が閉位
置にあることを示す図。第４図は第１図の心臓弁
を部分的に切断した平面図であつて弁部材が閉位
置にある状態を示す図。第５図は第２図の線５−
５に沿つた拡大断面図、第６図は第３図の線６−
６に沿つた拡大断面図、第７図は他の実施例を示
す斜視図、第８図は第７図の心臓弁の拡大断面図
であつて弁部材の立面図、第９図は更に他の実施
例を示す斜視図、第１０図は第９図の心臓弁の断
面図であつて弁部材の立面図。第１１図は第７図
の平面図、第１２図は第１１図の線１２−１２に
沿つた断面図、第１３図は他の実施例を示す斜視
図、第１４図は第１３図の心臓弁の拡大断面図で
あつて弁部材の立面を示す。第１５図は第１３図
の心臓弁の弁部材の平面図、第１６図は第１５図
の線１６−１６に沿つた断面図、第１７図は複葉
型の他の実施例であつてハウジングの断面図およ
び閉位置にあるハウジングの中の弁部材の立面
図。第１８図は複葉型の他の実施例であつてハウ
ジングの断面および閉位置にある弁部材の立面
図。第１９図は単一の弁部材の他の実施例であつ
てハウジングの断面および閉位置にある弁部材の
立面図。 １１……心臓弁、１３……ハウジング、１５…
…弁部材、１７……中央通路、２１……耳部材、
２３……凹部、３５……内側壁部、６１，６５…
…突出部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 血液流を通過させる中央通路を有する環状の
   ハウジングと、前記中央通路を開閉するようにハ
   ウジングに設けられた閉止手段と、該閉止手段の
   外周の対向位置から延びる耳部材と、該耳部材が
   嵌合するようにハウジングに形成された凹部と、
   前記ハウジングの内側壁から突出する第１および
   第２の突出部とを備え、該第１の突出部は閉止手
   段の一方側に位置し、第２の突出部は閉止手段の
   他方側に位置し、前記凹部はわ曲した溝から成
   り、前記閉止手段は前記凹部および第１、第２の
   突出部の協働によつて枢動および前進移動可能に
   構成されていることを特徴とする人工心臓弁。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の人工心臓弁に
   おいて、前記凹部のわん曲した溝の水平距離が閉
   止手段が開位置へ移動するときに前記耳部材が移
   動する方向に向かつて増加していることを特徴と
   する人工心臓弁。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の人工心臓弁に
   おいて、前記閉止手段は一方側が凸面状であり、
   他方側が凹面状であることを特徴とする人工心臓
   弁。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載の人工心臓弁に
   おいて、前記閉止手段が閉位置に向かつて枢動お
   よび前進移動をする間に前記第２の突出部が前記
   閉止手段の一方側の面と滑動して接触することを
   特徴とする人工心臓弁。 ５ 特許請求の範囲第１項に記載の人工心臓弁に
   おいて、前記第１および第２の突出部が前記凹部
   に対して中心面から隔たつて設けられさらに前記
   凹部は前記閉止手段が開位置へ移動するときに中
   央通路の一方側の通路を提供することを特徴とす
   る人工心臓弁。 ６ 特許請求の範囲第１項に記載の人工心臓弁に
   おいて、前記閉止手段が単一の閉止板であり、ま
   た前記第１および第２の突出部が中心面と前記凹
   部との間に位置し、さらに前記凹部は前記閉止手
   段が開位置へ移動する時に中央通路の他方側の通
   路を提供するようになされていることを特徴とす
   る人工心臓弁。 ７ 特許請求の範囲第１項に記載の人工心臓弁に
   おいて、前記閉止手段は閉位置において互いに近
   接して位置するアーチ状の広い縁部と平坦な狭い
   縁部を有する１対の弁部材から成りさらに前記弁
   部材がほぼ中空の円筒形の管の１部の形状をした
   弁部材を有することを特徴とする人工心臓弁。 ８ 血液を特定の方向へ通過させる人工心臓弁で
   あつて、 血液流が通過するための中央通路を形成する内
   側壁面を有するほぼ環状のハウジングと；凹面状
   の下流面と凸面状の上流面とを有する第１の弁部
   材と：該弁部材の外周の相対向する位置に形成さ
   れた１対の耳部材と；該耳部材を収容して前記弁
   部材を開および閉位置の間で枢動運動に案内する
   ように寸法決めされて内側壁面に設けられる１対
   の凹部と；から構成され、 前記耳部材の形状は該耳部材が前記弁部材を開
   および閉位置の間で湾曲した通路に沿つて案内し
   て枢動および移転運動を与えるようになされ、前
   記環状のハウジングに形成された第１の耳部材は
   前記弁部材の前記上流面と係合しかつ閉位置にお
   ける停止手段を提供し、さらに前記環状のハウジ
   ングに形成された第２の耳部材は前記弁部材の下
   流面と係合しかつ開位置における停止手段を提供
   するようになされていることを特徴とする人工心
   臓弁。 ９ 特許請求の範囲第８項に記載の人工心臓弁に
   おいて、前記弁部材がほぼ真直な中心線を有する
   湾曲した断面をもつた管の１部分から成ることを
   特徴とする人工心臓弁。 １０ 特許請求の範囲第９項に記載の人工心臓弁
   において、前記弁部材が中空の楕円形の筒の部分
   から成り、楕円の長軸が前記中央通路の直径の約
   120％乃至200％であり、さらに楕円の短軸が前記
   中央通路の直径の約50％乃至170％であるように
   なされることを特徴とする人工心臓弁。