JPH0588612B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この発明は機能障害を起した本来の心臓弁に換
えて人体に埋め込むことのできる人工心臓弁に関
する。

(ロ) 従来の技術 これまで多くの人工心臓弁が提唱されてきた。
1979年ニユーヨークの「アツプルトン・センチユ
リー・クロフト」が発行したE.A.レフラツクと
A.スター共著の「人工心臓弁」と題された論文
では種々の機械的または生物学的人工心臓弁の歴
史的、血液力学的且つ臨床的な側面について論じ
られている。本明細書で従来技術として扱う機械
的な人工心臓弁（生物学的な人工心臓弁は本発明
とはカテゴリーを異になるの此処では扱わないこ
とにする）の要旨は、端的にいえば、少なくとも
二枚の弁葉があり、それによつて血液は一方向に
のみ流れ反対方向には流れないようになつてい
る。

米国特許第3938197号（S.ミロー）は、開いた
状態で完全にクリアーされる中央帯を有した人工
心臓弁を開示している。此の人工心臓弁は複数個
の弁葉（具体的には５枚）があり、各弁葉の形状
はほぼ三角形で、その下方端面は高さの下方４／
５以上は凹部になつており、高さの上方１／５以
上は凸部になつている。各弁葉は２個の部材の凹
凸かん合により形成された周辺の扇形回りに回動
自在に連結されており、同かん合体はねじ止めさ
れている。

米国特許第4078268号（Z.C.ポシス）は、その
第１実施例に次のような人工心臓弁を開示してい
る：二つの弁葉が、対応する弁葉と一体の軸のま
わりを回動し、弁葉の基部から弁の高さの１／３
の高さの距離のところに弁の横側に配設された二
つの軸の突出部で形成されており、各弁葉の回動
動作は、弁の中央流路に向かう、弁葉の支持リム
（もしくはベースつまり本体）から突出する適当
な突出部で制限される。

また第２実施例では、閉鎖状態と開いた状態と
の間の回転動作およびその逆の回転軸動作が、心
臓拍動下に、リング状ベースもしくは弁のハウジ
ングから中央流路へわずかに突出し、仮想の回転
軸を形成する二対の突出部をもつ回動・停止手段
によつて与えられる弁を開示している。各対の突
出部は、ピボツト部と実質的に垂直の停止面をも
つ上方突出部と、これとわずかに偏心しそして内
側と上方に傾斜するピボツト部と停止面を有する
下方突出部とで形成されている。各弁は、２対の
突出部の間にあり、その上方突出部は、対応する
弁の上面から突出し該上方突出部の下にある横側
の耳部と係合している。

ポシス特許に記載の弁葉の支持ベースは、内部
を外部とねじどめ、もしくは取付け／クランピン
グによつて形成され、内部は、組立が取付け／ク
ランピングで行われる際は二つの半円形のセグメ
ントによつて形成される。

さらに、弁軸に対して、二つの実回転軸もしく
は仮想回転軸の距離は、支持ベースで形成される
中央流路の半径の約75％〜65％であり、その結果
支持ベースが最適でないが充分にフリーである。

米国特許第4159543号に対応するフランス特許
第2331997号（カーペンテイア）には、少なくと
も一つのシートと、該シートを載置するのに適す
る二つの実質的に半円形の移動可能な弁葉とを有
する、実質的に半円形ベースを具備している。

このカーペンテイアバルブの各弁葉は、二つの
弁葉に並進運動と回転運動をさせる手段、特に
90°以下の角度での回転と支持ベースの軸に平行
な並進とをさせる手段と共同する。この回転・並
進手段は、各弁葉毎に、該ベースの径の近傍に配
置された横方向のシヤフトと、特に尾根形で対応
するシヤフトに対して各側に交互に配置され、弁
の外面から突出するペツグとによつて形成されて
いる。その並進運動は、弁が閉鎖状態にあると考
えられる場合、それ故各弁葉は対応するシートに
載置されている時、フラツプの回転軸と外面との
間にはある距離があり、各弁葉と対応するシヤフ
ト間の永久接触を防止する。

Universite Pierre Et Marie Curieのフラン
ス特許願第2543429号は、発明者がM.カーペンテ
イアであるが、前記カーペンテイアのフランス特
許第2331997号の人工心臓弁についていくつかの
改良を行つている。つまり、血圧が移動弁葉の内
面上と外面上とでバランスされた時の弁の開放状
態のコントロールを確実に行える、それ自体公知
の各弁葉および／または弁の対応するシートを作
るという問題である。このことは、このような圧
力バランス条件下では、弁はわずかに開いている
ことを意味する。弁の開放状態をコントロールす
るための、カーペンテイアによつ提案された、そ
れ自体公知の装置は、各弁葉毎に、二つの磁石も
しくは電磁石で形成され、そのうちの一つは弁葉
上に配置され、他方は対応するシート上におかれ
る。代りにこの装置は、シートに取付けられたス
プリングで作製してもよい。

さらにフランス特許第2407709号に対応する米
国特許第847780号（D.W.ハンソンら）には、血
液流用の中央流路と、閉鎖状態と開いた状態との
間の血液流の作用下でピボツトする、血液流の調
整手段、およびこれら調整手段をコンジする手段
を具備する本体をもつ人工心臓弁が記載されてい
る。このハンソンらの弁は、該本体中に形成され
た空腔と回転表面形態の支持面とを有するヒンジ
手段、および空腔に貫通し、この表面と接触して
いる端部でその接触表面を掃く突出部を備えてい
る。

米国特許第3589392号（L.C.メイヤー）には、
その弁葉が凹形内面（実質的にスプーン形）を有
し、弁のベースによつて支持された可撓性アーク
形部のまわりにヒンジされた（ピボツトされた）
人工心臓弁が記載されている。しかしこのメイヤ
ーバルブは、高さの寸法が極端に大きい。これ
は、特に弁葉に用いられるピボツト手段の設計に
よる。

上記理由からメイヤーバルブは別として、従来
技術の各人工心臓弁は、いわゆる“低プロフイー
ル形（low profile type）”ではないので、利点
もあるが欠点を有する。

米国特許第3938197号のミロー弁は、一方では
血液の中央流を与え、他方では弁葉の周囲のヒン
ジングセグメントの下に血液が停滞する領域があ
る。すなわち血液の細胞がこれらセグメントの下
に停滞しがちであり、そのため凝固が起り始め、
長期運転すると血栓症を起こす。

米国特許第4078268号のポシス弁は、上記ミロ
ー弁の血液停滞の問題を解消したが、中央の血液
流路自体まだ不充分であり、弁葉が開いた状態に
おいて、中心軸方向に傾斜しているため、乱流の
問題が解決できていない。さらにいくつかの要素
で作製されている、弁葉用支持本体にも問題があ
る。すなわち本体の構成要素が使用中に分離また
は剥離し、その結果血液が停滞する領域を生じる
危険がある。

フランス特許第2331997号に記載のカーペンテ
イア弁は、人工弁の固定部と運動部との永久接触
部分が生ずるのを回避し、凝血の形成を減少させ
たが、弁葉の中央部（垂直線に対して比較的大き
な傾斜を有する）は、流れの中央部に乱流を起す
原因であり、ここでは流れが速いので、この乱流
が大きくなると、やつかいである。そのため前記
利点は事実上消失し、この場合にも凝固の危険が
存在する。

フランス特許第2543429号に記載のカーペンテ
イア弁は、開いた状態での性能に特徴があるが、
閉じた状態では、血液の逆流によつて問題が起こ
る。

米国特許第847780号のハンソンらのバルブは、
各弁葉の突出部とこれら突出部を収納する空腔と
の摩擦作用による、赤血球に対する有害な効果
（押しつぶしと破壊）がかなり残つている。

一般に従来技術の全人工心臓弁の設計では、ヒ
ンジ手段に非常に大きな力がかかり、各弁の損耗
を促進する。

このような背景のもとに本発明はなされたので
ある。

(ハ) 発明の目的と概要 この発明は、ヒンジ部に余り力がかからないよ
うに画期的な設計を施した人工心臓弁を提供せん
とするものである。この点については、アルゼン
チン、ブエノスアイレス、のイリアーノ病院D.
リオツタ医師が1985年３月号の「TEXAS
HEART INSTITUE JURNAL」（第12巻）の
第49頁において既に力説しているところである。

さらに本発明の目的は、従来から懸案の諸条件
を満たした人工心臓弁を提供せんとするものであ
つて、具体的には次の特徴を有する。

弁葉が開いた状態で、血液の順行流に乱れが可
及的に少ないこと、圧力損が最小であること、摩
擦損が最小であることである。

さらに、弁葉（弁閉鎖手段）は血液の流れにほ
ぼ平行に設けられるため血液から圧力は受けない
かもしくは受ける圧力は最小にとどめられる。そ
れにより弁葉から付近に渦巻流が起ることが避け
られる。人工弁にかかる大きな力が人工弁の個体
部分（支持本体と弁葉）全体に分散されるため部
分的な機械的応力摩耗は最低にとどめられる。さ
らに、ノイズは著しく減少する。

弁葉は血液が戻る前に閉じられるので血液の逆
流は避けられる。

弁葉の止め部材に働く力は分散されているため
レバー効果によつて増幅されることはない。

弁葉は、血液の順行流方向に圧力勾配ができる
と直ちに自動的に開くようになつている。

弁が閉じられた状態での血液の漏れはほとんど
ない。

弁葉の高さは低く、開いた状態でも突出が少な
い（“低いプロフイール弁”）。

中央の血液流路の断面は従来の弁の断面より広
い。

血液流の停滞が無いので人工弁特にそのヒンジ
部が各サイクル毎に効率的にすすがれる。

以上のような目的・効果を実現するため、この
発明は次のような構成的特徴を有する。

この発明は、複数の弁葉と、弁葉を支持する本
体と、本体を心臓や血管の組織に取り付けるため
の縫合手段と、各弁葉を開放し閉鎖する際の回転
案内及び／又は保持手段とからなり、 前記弁葉は内面が凹面になつており、心臓の拍
動に応じ、開放状態で血液をその順行方向に流動
させ、閉鎖状態で血液の逆流を防止しかつ、各弁
葉は二つのコーナー部と、基部と、隣接辺とを有
し；前記本体は血液の流れる中央流路を形成する
内壁及び上方縁と下方縁を有し、 前記回転案内及び／又は保持手段は本体の開放
空間の内部半径の75％以上、弁葉の回転軸に垂直
に測つて弁軸から離れたところに弁葉の回転軸を
画定して、１つの弁葉の外面と隣接する本体の内
壁との管を血液が流れるようにして回転案内及
び／又は保持手段をすすぐことができるように
し、前記各弁葉の回転軸は当該の弁葉の外側にあ
り、かつ、弁葉の重心に対し偏心し、その結果弁
葉にかかる摩擦力の合力が、血液がもどる時、前
記弁葉の回転軸に対して、弁葉を閉鎖させ始める
モーメントとなり、弁葉の開放時には、前記各コ
ーナー部は、本体の上縁部と各弁葉の基部との間
において本体の内壁面に支持される人工心臓弁を
提供する。

更にこの発明は、弁葉の開放時に、各弁葉のコ
ーナー部は本体の内壁面に支持されるが、その支
持領域は弁葉の回転軸に垂直に測つて弁葉の回転
軸から本体の内部半径の25％以上離れた箇所にあ
り、一方では弁葉の開放状態を保持するのに要す
る力を減少させ、他方では弁葉の回転案内及び／
又は保持手段を働かすための力を減少させるよう
構成されてなる特許請求の範囲第１項に記載の人
工心臓弁を提供できる。

またこの発明の人工心臓弁の好ましい態様にお
いて、弁葉（以下、弁閉鎖手段とも称す）の回転
案内及び／又は保持手段（以下、案内・保持手段
とも称する）は、当該弁閉鎖手段の外壁面から外
方に、その基部の中央から上方に突出した第一の
突起と、本体の内壁と一体の前記第一の突起のヒ
ンジ手段と、本体の下方縁から突出し本体の軸す
なわち血液流の軸方向にかつやや上方に向いた第
二、第三の突起とからなり、これに第二、第三の
突起は、前記第一の突起のヒンジ手段の一方側に
あつて、当該弁閉鎖手段の開放と閉鎖状態とにお
いて、弁閉鎖手段の基部と内壁面の低い部分とに
それぞれ接触するように構成されている。

また別の態様において、第一の突起のヒンジ手
段は、ほぼ水平の三角形のあぶみ部材で形成さ
れ、同あぶみ部材は本体の内壁面から突出し、か
つ、同壁面の下半分の真中よりに設けられ、その
半径方向の長さは弁閉鎖手段の回転軸に垂直に測
つて、本体半径の25％以下とされている。

またこの発明の有利な態様において、第１の突
起のヒンジ手段は、本体の内壁面から突出した二
つの実質的に水平な突起からなり、その自由端は
相互に交差することなく接近させ、その自由端が
閉鎖手段の回転軸に垂直に測つて、本体半径の25
％以下の距離で離れている。

この発明の弁の好ましい態様において、第一の
突起のヒンジ手段の半径方向の長さは、弁閉鎖手
段の回転軸に垂直に測つて、本体半径の10％から
15％の間である。

この発明の人工心臓弁の他の態様において、弁
閉鎖手段はその開放状態において、血液流の軸に
実質的に平行であり、すなわち各閉鎖手段の内面
と外面が本体の軸に平行に血液流に軽く接触する
ようになつている。

この発明の他の態様において、本体の内壁の断
面が曲線形を有し、同曲線形は、前記内壁の厚み
が本体の上方縁から漸増する上凹部と本体の下方
縁に向つて減少する下凸部とからなり、この凹部
と凸部とは環状の一線で分離されている。

この発明の有利な態様として、前記凹部と凸部
とを分離する環状の線は、隣接する弁閉鎖手段の
間の領域において、閉鎖手段の中央部の半径方向
の輪郭面に対して突出しかつ閉鎖状態で互に接触
する二つの隣接する弁閉鎖手段の隣接辺に対し対
称的な部分に沿つて変化し、それに対し各閉鎖手
段の基部は前記分離線に合致する輪郭を有し、す
なわち、各基部は中央の凸部と二つの横の凹角部
を有し、この凹角部は、閉鎖状態で、本体内壁の
突出部と各閉鎖手段の基部の間で合致することに
より血液の漏洩を防止するようになつている。

さらにこの発明の有利な態様において、本体内
壁の凹部と凸部とを分離する環状の線の内、各閉
鎖手段の基部の凸部に対応する部分が、本体の下
方縁部から本体の高さの約10％に等しい間隔をあ
けて離れており、これに対し前記環状線の内、隣
接した二つの閉鎖手段の各凸部に対応する中央突
出部分が本体の高さの約20％に等しい距離で本体
の下方縁部から離れており前記環状線の前記二つ
の部分の間に流路がある。

さらにこの発明の他の有利な態様において、各
弁閉鎖手段は、閉鎖状態において本体の内壁面に
接触するコーナー部外壁に補強部を有し、点もし
くは線接触ではなくて面接触させて接触圧、損耗
およびノイズを抑制する。

この発明の弁の態様において、各閉鎖手段は、
閉鎖促進装置、すなわち前記弁葉の回転軸（以
下、仮想偏心軸又は仮想回転軸又はとも称す）に
よつて形成される閉鎖開始手段と協同し、血液が
逆流する前に開閉手段を閉鎖させる装置を具備す
る、 この発明の他の態様において、弁の閉鎖促進装
置は、各閉鎖手段のコーナー部に反対極性の磁力
体で形成され、かつ二つの隣接する閉鎖手段のコ
ーナー部の磁力体が反対の極性を有する。

この発明の弁の好ましい態様において、磁力体
は小型の磁石で構成されている。

またこの発明の好ましい態様においては、磁力
体は弁開閉手段または本体の製作段階において含
有させた磁性材で構成されている。

この発明の他の好ましい態様において、弁閉鎖
手段（弁葉）の数は２である。

この発明の好ましい態様において、弁閉鎖手段
の数は３以上である。

この発明の弁の他の好ましい態様において、弁
閉鎖手段の数は３である。

(ニ) 実施例 以下、図面に示す実施例にもとずいて本発明に
よる人工心臓弁を詳説する。

本発明の人工心臓弁（以下、弁と呼称する）は
本体としてのリング２を有し、符号３は心臓の拍
動作用による血液流の流路を示し、同流路は内壁
４（その詳細な形状は後述する）で形成されてい
る。

リング２は更に二個のリング状カラー２３，２
４を有し、これらはリング２外周の下部の縁２８
ａ上部の縁２８ｂから突出していてその間に弁を
心臓組織及び血管組織に取付ける公知の縫合手段
（図示なし）を受け入れる溝を形成している。

血液の流れは、三個の閉鎖手段の弁葉５，６，
７によつてコントロールされる。各弁葉は基部８
と隣接辺９によつて画定されている。更に、各弁
葉は実質的に平坦な中心部（図示省略）とアーチ
状のコーナー部１１と１２とで形成され、凹面に
なつている。この場合隣接辺９は湾曲したアーム
１３，１４を持つた逆Ｖ型であり、弁葉はほぼ三
角形をなし１５はその頂点である。弁葉が三個以
上の場合隣接辺は逆三角形であるが、弁葉が２個
の場合は、弁葉が完全に開いた状態の時、隣接辺
は、各弁葉の凹面に沿つて水平に湾曲している。

三個の弁葉５，６，７は開いた状態（第３，３
ａ，５図）と閉じた状態（第１，１ａ，４図）の
間を移動することができる。開いた状態のとき血
液は順行流れとなり、閉じた状態によつて血液逆
行が防止される。

弁葉の開閉運動は回転自在の案内・保持手段を
介して心臓の拍動により行われる。

回動自在の案内・保持手段は、リング２の内壁
４の下半分の真ん中よりから突出している実質的
に水平で三角形のあぶみ部材１６（第５図参照）
と三個の突起とで形成されている。

第一の突起１７は弁葉の基部の中央部の外壁か
ら外に向かつてかつ上方に（第５図）突出して、
あぶみ部材１６に係合している。

第二、三の突起１８，１９はリング２の下方縁
から突出し、弁の軸に向つてやや上向きに傾斜し
ている。弁の軸とは、リング２内に占める最大半
径の円の中心軸を意味する。これら突起１８，１
９は、前記あぶみ部材１６や前記第一突起１７と
同じ側に設けられ、当該弁葉が開いた時その基部
８と接触することになる。

あぶみ部材１６、突起１７，１８，１９の位置
は適宜変更出来るのは勿論である。

更に、あぶみ部材１６は矩形であつてもよい
が、三角形のほうがその頂点部分で開口状態にで
きるので有利である。矩形の場合あぶみ部材は、
二個のほぼ水平でかつ自由端をやや離した先細の
突起（図示なし）で形成される。

何れの場合もあぶみ部材１６と突起の１７，１
８および１９の寸法と位置は、三枚の弁葉５，
６，７が開いた状態でそれぞれリング２の内壁４
の近くに位置出来るよう決められる。あぶみ部材
１６の突出度はリング２の半径の25％を出ない範
囲、好ましくはその10％乃至15％にとどめられ
る。これにより従来の人口弁にはみられない血液
流の流路を形成することができる。

この発明の弁は、各弁葉を案内・保持する手段
を有し、その手段は、弁の軸から各弁葉の回転軸
に垂直に測つて（又は対称軸に沿つて）リングの
径の75％以上の距離のところに、各弁葉の仮想回
転軸を形成する。したがつて対応する弁葉の外面
とリング内面との間に血液を流し案内・保持手段
を充分にすすぐことができる。

さらに各仮想軸は対応する弁葉の外側を通つて
おり、弁葉の重心から充分外れているため、弁葉
に働く摩擦力の合力は、血液の逆流時、前記仮想
軸にたいして、各弁葉を閉じはじめさせるのに十
分なモーメントとなる。この結果弁葉を閉じるた
めの特別の圧力は必要がない。この点について、
従来技術では、弁葉の閉鎖が圧力だけで起こると
いうことに留意すべきである。

更に、前記した案内と保持手段の配置によつ
て、弁葉がリング２の内壁面に著しく接近して配
置され、すなわち血液流が壁面との摩擦で速度が
低下する領域に設けられているので、弁葉の存在
によるチヤージロスを著しく減少させることにな
り有利である。また、突起１８，１９は、弁の開
いた状態において弁葉の内面がほぼ弁の軸（リン
グ２の軸）と平行に、かつ、弁葉の二つのコーナ
ー部１１と１２とを結ぶ直線が弁軸と実質的に直
角に成るように傾斜して設けられている。開いた
状態の各弁葉が、弁軸（血液ん順行流方向）と平
行関係にありしかも円周上に配列しているので、
従来技術の弁が、弁葉が血液流の軸に対し傾斜し
ていることによる血液流の渦流の問題は解消され
た。

弁が開かれた状態において各弁葉のコーナー部
１１，１２は、リング２の半径の25％以上（弁葉
の回転軸に垂直に測定）対応する仮想回転軸から
離れた帯域においてリング２の内壁上に支持され
る。従つて、弁葉の開口を制限するのに必要な力
は、弁葉の案内・保持手段に働く力同様少なくて
すむ。

閉じた状態では第１図から明らかなように各基
部８は、コーナー部１１，１２のレベルでリング
２の内壁の断面形状に合致して設けられた中央の
凸部８ａと、側方の二つの凹部８ｂを有してい
る。この内壁の断面形状は軸方向に徐々に厚みが
厚くなつた上方凹部２１と厚みが徐々に薄くなつ
た下部凸部２２とを有している。これら凹凸部２
１，２２を分離する線２５には二つの隣接する弁
葉の間で二つの奥まつた部位２７の間に、凸状で
実質的に対称形の断面形状部２６が含まれる。リ
ング２の内壁と基部８それぞれの断面形状は互に
合致しているので弁葉は確実に閉鎖され血液の漏
れは最小になる。

第１，３図は、弁葉を開いた状態・閉じた状態
に保つ時の力の分布状態を矢印および点もしくは
×印を有する○印で示した。最も強い保持力は閉
じた状態の時に現れるので、摩耗を抑制するため
できるだけ均等に分配することが有利である。こ
れは弁葉同志が弁葉の隣接辺に沿つて接触すると
ともに、基部がリング２の内壁と接触することに
よつて可能となる。

弁の開いた状態において局部的な応力と損耗を
避けるために、弁葉５，６，７はその外表面にコ
ーナー部１１，１２に肉厚部２０を形成して（第
３図参照）弁葉の支持部を強化している。肉厚を
厚くすることによつて当たりが和らげられ同時に
騒音は緩和される。

前記した組み立てによつて、相当強い力が働い
ても、弁の個体部分（リング２と弁葉）全体に分
布されるので摩耗は避けられる。

本発明の弁には、弁の閉鎖促進手段、すなわ
ち、血液が戻つて来る前に弁を閉鎖してしまう手
段が設けられ、逆流問題を最小にする。この手段
は、各弁葉の仮想回転軸の中心からはずれた配置
による閉鎖開始手段と協同する。

この弁の閉鎖促進手段は、好ましくは、各弁葉
に磁気体を設けて形成される。すなわち、隣接す
る弁葉のコーナー部に、第２図に符号（−）、
（＋）で示すように反対の極性を与える。

各弁葉コーナー部の磁気体は、隣接する二つの
弁葉の間の位置のリング２に第二の磁気体を設け
てこれらと協同させてもよい。リングに設けた磁
気体は、開いた状態の二つの隣接弁葉の隣るあつ
たコーナー部間の距離と実質的に同じ寸法で、そ
の極性は弁葉側の極性と反対の極性になるように
配置されている。リング２側の磁気体は、第３，
３Ａ図に示すように弁葉側の極性と反対極性が与
えられる。

これらの磁気体は、弁葉のコーナー部間の磁気
引力が弁を閉じるために、順行流の血液の流速が
その最高値のあるパーセントになつた時に弁を開
かせる方向に働く圧力や摩耗力に確実に対抗でき
るように計算されている。これによつて、血液が
逆流する前に弁は閉鎖されることになる。磁気体
は公知の方法で作ることができ、通常の方法で小
さな磁石を弁葉のコーナーに取付けてもよく、弁
葉の製造段階で磁性物質をコーナー部内に分散さ
せてもよい。

本発明の人工心臓弁の材質としては、生化学的
に適合性のあるものが選ばれる。例えば、商標名
「ピロライト（PYROLYTE）」は、チタニウム
と同様に、生理媒体中で不活性、耐摩耗性、凝血
抵抗性の故に好ましい材質であるが、その他「デ
ルリン（DELRIN）」、「ビオライト
（BIOLITE）」、「ステライト（STELLITE）」等
当業者によく知られた材質を用いることができ
る。

熱分解炭素は、その機械的性質が人口器官全体
を製作するのには不適当なため、母材のコーテイ
ング材として用いることができる。コーテイング
の方法は、例えば、米国特許第3526005号で知ら
れた方法が用いられる。母材はグラフアイトで所
定の形状に形成される。母材と、熱分解炭素コー
テイングの厚みは当業者の常識に従つて適宜選定
される。

弁葉を支える本体としてのリング２は、一体物
として形成することが好ましい。複数の部材を結
合して組み立てた場合、構成部材が離脱したり、
血液停滞を起こす危険がある。

この一体構造は、組立ての問題がなく、熱分解
炭素で本体リング及び／または弁葉を作ると、熱
分解炭素は弾性があり変形自在であるからこの発
明の弁の閉鎖手段の設置は容易となる。

以下、本発明による弁の作用について説明す
る。

先ず、弁の閉止状態では、弁葉は、その隣接辺
にそつてシールされその基部とリング間もシール
され血液の逆流は防止される。

この弁閉鎖状態では閉鎖手段にかかる圧力は、
閉鎖手段に沿つて、血液の順行流の下流側のリン
グ２とさらに閉鎖手段のリング間にある保持手段
とによつて吸収される。

弁葉の周辺に種々の支持点が配分されることによ
り、ヒンジ手段だけが力を吸収する場合のように
応力がてこ効果により増幅されることがない。

血液順行流に圧力勾配ができると、閉鎖手段は
自動的に開く。これは、閉鎖手段（弁葉）の回転
軸が圧力の負荷軸に対し偏心しているためであ
る。

この運動はコーナー部がリング２に支持される
ようになると停止する。この支持は二つの個体部
分間のかなり広い面で行われるので応力は最小と
なり、ノイズはそれだけ少なくなる。

各弁葉の保持手段によつて弁葉が血液の流れる
方向に逃げるのが防止される。この機能に必要な
力は、閉鎖手段の壁面に対する血液流の摩擦力に
より生じるため小さい力である（その圧力は、閉
鎖手段が血液流に平行なので非常に小さい）。

開放された状態では閉鎖手段はリングの壁面の
近くにあり、かつ、血液流に平行になつている。
その結果、血液流の速度が壁面との接触により遅
くなつた箇所に在るため（粘性効果）流体摩擦に
よる圧力損は少なくなる。また閉鎖手段付近に渦
流が起こるのが防止されるが、それは閉鎖手段が
血液流に平行に設けられているため圧力を全く受
けないかまたはごくわずかしか受けないからであ
る。さらに、リングの全流路断面積の80％以上を
使つて障害物なしで血液は流れるから円滑な流通
が可能となる。

血液流の方向が逆になると、閉鎖手段の壁面に
摩擦力が働き、その軸に対してモーメントとなつ
て弁は閉じはじめるが、このとき閉鎖手段が移動
して血液流に対し小さな角度をもつと、閉鎖手段
の回動は加速されて素早く閉鎖されることにな
る。

弁に前述の閉鎖促進装置を設け場合、前記摩擦
力による閉鎖が閉鎖手段に設けられた磁力の作用
に助けられて、血液の順行流の速度が所定の値を
下回るやいなや血液の逆流する前に弁は閉鎖され
る。極端な場合、血液が戻つて来た時には弁は完
全に閉鎖されているようにすることも出来る。こ
の場合、血液の逆流率は零である。しかし、実際
問題としてこの場合は弁の全体的な効率の上から
は必ずしも適当ではない。最高の効率をえるため
にはどの程度磁化に頼るかは設計者によつて適宜
きめられる。

上記の説明は、リング状の本体を使った円形の
人工心臓弁に限定したが、形状については特に限
定はなく、楕円ないし長円形（第８図に示す閉鎖
状態の長円形弁ではリング２ａには二個の弁葉５
ａ，６ａが設けられている）。あるいは、弁に膨
出部を設けたり、特に低温液等に用いられる流体
制御装置を必要とする弁にも本発明は適用でき
る。

上記の説明は本発明の一実施例について行つた
ものであつて、発明の要旨にしたがい、種々の変
形・変更はもとより可能である。たとえば、本体
の形状や弁葉の枚数は適当に選択できるし、それ
に応じてその他の部材の形状や取り付け方など変
更されるのは勿論である。例えば、図面は、円形
もしくは長円形のリングを示すが、この発明の人
工心臓弁は、一般に凸形の外形を有し、リングの
内壁は各弁葉の形に適合する外形を有することは
勿論である。さらに２以上の弁葉を用い、弁がい
わゆる低プロフイール形（low profile type）の
ままであるのが好ましいが、この発明の案内・保
持手段は、形が特に貝に似た単一弁葉の用途にも
用いることができる。

さらにリングが一方向に長い形の場合（すなわ
ち楕円もしくは長円形のような形の場合）は弁葉
の数は２が好ましく、リングが円形かまたはほぼ
円形のときは、弁葉の数は３が好ましいが、弁葉
の数は、リングの形状によつて、いくつであつて
もよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の人工心臓弁を閉じた状態の
平面図、第１ａ図はその一部省略の斜視図、第２
図は若干開いた状態の平面図、第２ａ図はその一
部省略の斜視図、第３図は完全に開いた状態の平
面図、第３ａ図はその一部省略の斜視図、第４図
は第１図の−線断面図、第５図は第３図のＶ
−Ｖ線断面図、第６図はこの発明の人工心臓弁の
部分平面図、第６Ａ乃至６Ｅ図は弁葉の輪郭が軸
部からコーナー部にかけて、第６図の平面Ａ１乃
至Ｅ１で画定された半径方向においてどのように
変化するかを示す略示的断面図、第７図はこの発
明の人工心臓弁の部分平面図、第７Ａ乃至７Ｄ図
は弁葉の輪郭が軸部からコーナー部にかけて、平
面Ａ２乃至Ｄ２で画定めされた第７図の半径方向
においてどのように変化するかを示す略示的断面
図、第８図は本体が長円形の本発明による人工心
臓弁の斜視図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の弁葉と、弁葉を支持する本体と、本体
   を心臓や血管の組織に取り付けるための縫合手段
   と、各弁葉を開放し閉鎖する際の回転案内及び／
   又は保持手段とからなり、 前記弁葉は内面が凹面になつており、心臓の拍
   動に応じ、開放状態で血液をその順行方向に流動
   させ、閉鎖状態で血液の逆流を防止しかつ、各弁
   葉は二つのコーナー部と、基部と、隣接辺とを有
   し；前記本体は血液の流れる中央流路を形成する
   内壁および上方縁と下方縁を有し、 前記回転案内及び／又は保持手段は本体の開放
   空間の内部半径の75％以上、弁葉の回転軸に垂直
   に測つて弁軸から離れたところに弁葉の回転軸を
   画定して、１つの弁葉の外面と隣接する本体の内
   壁との間を血液が流れるようにして回転案内及
   び／又は保持手段をすすぐことができるように
   し、前記各弁葉の回転軸は当該の弁葉の外側にあ
   り、かつ、弁葉の重心に対し偏心し、その結果弁
   葉にかかる摩擦力の合力が、血液がもどる時、前
   記弁葉の回転軸に対して、弁葉を閉鎖させ始める
   モーメントとなり、弁葉の開放時には、前記各コ
   ーナー部は、本体の上縁部と各弁葉の基部との間
   において本体の内壁面に支持される人工心臓弁。 ２ 弁葉の開放時に、各弁葉のコーナー部は本体
   の内壁面に支持されるが、その支持領域は弁葉の
   回転軸に垂直に測つて弁葉の回転軸から本体の内
   部半径の25％以上離れた箇所にあり、一方では弁
   葉の開放状態を保持するのに要する力を減少さ
   せ、他方では弁葉の回転案内及び／又は保持手段
   を働かす為の力を減少させるよう構成されてなる
   特許請求の範囲第１項に記載の人工心臓弁。 ３ 回転案内及び／又は保持手段が、当該弁葉の
   外壁面から外方に、その基部の中央から上方に突
   出した第一の突起と、本体の内壁と一体の前記第
   一突起のヒンジ手段と、本体の下方縁から突出し
   本体の軸すなわち血液流れの軸方向にかつやや上
   方にむいた第二、第三の突起とからなり、これに
   第二、第三の突起は、前記第一の突起のヒンジ手
   段の一方側にあつて、当該弁葉の開放と閉鎖状態
   とにおいて、弁葉の基部と内壁面の低い部分にそ
   れぞれ接触するようにした特許請求の範囲第１項
   または第２項に記載の人工心臓弁。 ４ 第一の突起のヒンジ手段が、ほぼ水平の三角
   形のあぶみ部材で形成され、同あぶみ部材は本体
   の内壁面から突出し、かつ、同壁面の下半分の真
   中よりに設けられ、その半径方向の長さは弁葉の
   回転軸に垂直に本体半径の25％以下である特許請
   求の範囲第３項に記載の人工心臓弁、 ５ 第一の突起ヒンジ手段が、本体の内壁面から
   突出した二つの実質的に水平な突起からなり、そ
   の自由端は相互に交差することなく接近させ、そ
   の自由端が、弁葉の回転軸に垂直に本体半径の25
   ％以下の距離ではなれている特許請求の範囲第３
   項に記載の人工心臓弁。 ６ 第一の突起のヒンジ手段の半径方向の長さ
   が、弁葉の回転軸に垂直に、本体半径の10％から
   15％の間である特許請求の範囲第４または第５項
   に記載の人工心臓弁。 ７ 弁葉がその開放状態において、血液流の軸に
   実質的に平行であり、すなわち各弁葉の内面と外
   面が本体の軸に平行に血液流にかるく接触するよ
   うにした特許請求の範囲第１乃至６項のいずれか
   の項に記載の人工心臓弁。 ８ 本体の内壁の断面が曲線形を有し、同曲線形
   は、前記内壁の厚みが本体の上方縁から漸増すう
   上凹部と本体の下方縁に向つて減少する下凸部と
   からなり、この凹部と凸部とは環状の一線で分離
   されている特許請求の範囲第１乃至６項のいずれ
   かの項に記載の人工心臓弁。 ９ 前記凹部と凸部とを分離する環状の線が、隣
   接する弁葉の間の領域において、弁葉の中央部の
   半径方向の輪郭面に対して突出しかつ閉鎖状態で
   互に接触する二つの隣接する弁葉の隣接辺に対し
   対称的な部分に沿つて変化し、それに対し各弁葉
   の基部は前記分離線に合致する輪郭を有し、すな
   わち、各基部は中央の凸部と二つの横の凹角部を
   有し、この凹角部は、閉鎖状態で、本体内壁の突
   出部と各弁葉の基部の間で合致することにより血
   液の漏洩を防止するようにした特許請求の範囲第
   ８項に記載の人工心臓弁。 １０ 本体内壁の凹部と凸部とを分離する環状の
   線の内、各弁葉の基部の凸部に対応する部分が、
   本体の下方縁部から本体の高さの約10％に等しい
   間隔をあけて離れており、これに対し前記環状線
   の内隣接した二つの弁葉の各凸部に対応する中央
   突出部分が本体の高さの約20％に等しい距離で本
   体の下方縁部から離れており前記環状線の前記の
   二つの部分の間に流路がある特許請求の範囲第９
   項に記載の人工心臓弁。 １１ 各弁葉が、閉鎖状態において本体の内壁面
   に接触するコーナー部外壁に補強部を有し、点も
   しくは線接触ではなくて面接触させて、接触圧、
   損耗およびノイズを抑制する特許請求の範囲第１
   乃至１０項のいずれかの項に記載の人工心臓弁。 １２ 各弁葉が、閉鎖促進装置、すなわち前記弁
   葉の回転軸によつて形成される閉鎖開始手段と共
   同し、血液が逆流する前に開閉手段を閉鎖させる
   装置を具備する特許請求の範囲第１乃至１１項の
   いずれかの項に記載の人工心臓弁。 １３ 閉鎖促進装置が、各弁葉のコーナー部に反
   対極性の磁力体で形成され、かつ二つの隣接する
   弁葉のコーナー部の磁力体が反対の極性を有する
   特許請求の範囲第１２項に記載の人工心臓弁。 １４ 各弁葉のコーナー部の磁力体が、二つの隣
   接する弁葉間に位置する本体に設けられた第二の
   磁力体と共同し、その寸法が、開いた状態での二
   つの隣接弁葉の隣接するコーナー部間の距離と実
   質的に等しく、第二磁力体の各々は、その極性が
   弁葉のコーナー部に設けられた磁力体とは反対の
   極性となるように配置されている特許請求の範囲
   第１３項の人工心臓弁。 １５ 磁力体が、小型の磁石からなる特許請求の
   範囲第１３または１４項に記載の人工心臓弁。 １６ 磁力体が、弁葉または本体の製作段階にお
   いて含有させた磁性材からなる特許請求の範囲第
   １３項または１４項に記載の人工心臓弁。 １７ 本体が円形であるか実質的に円形である特
   許請求の範囲第１乃至１６項のいずれかの項に記
   載の人工心臓弁。 １８ 本体が楕円形であるか実質的に楕円形であ
   る特許請求の範囲第１乃至１６項のいずれかの項
   に記載の人工心臓弁。 １９ 弁葉が２個設けられた特許請求の範囲第１
   乃至る１８項のいずれかの項に記載の人工心臓
   弁。 ２０ 弁葉が３個以上設けられた特許請求の範囲
   第１乃至１８項のいずれかの項に記載の人工心臓
   弁。 ２１ 弁葉が３個設けられた特許請求の範囲第２
   ０項に記載の人工心臓弁。