JPS6268454A - 人工心臓弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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年にニュヨークの［アップルトン・センチユリ
−・クロットＪが発行したＥ、Ａ、レフラックと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で此処では
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、それによっ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っている。

米国特許第３，９３８，１９７号（Ｓ、ミロ−）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
、その下方端面ば高さの下方４１５以上は凹部になって
おり、高さの上方１１５以上は凸部になっている。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、同がん合体はねじ
止めされている。

米国特許第４，０７８，２６８号（Ｚ、Ｃ，ボシス）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、各弁葉の回転動作は、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１ｉｌｌ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持
つ回動・停止手段によって与えられる弁を開示している
。各対の突出部は、ごポッ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ッ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。

ボ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／クランピングによって形成
され、内部は、組立が取付け／クランピングで行われる
際は二つの半円形セグメントによって形成される。

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は最適
ではないが充分にフリーである。

米国特許第４．１５９，５４３号に対応するフランス特
許第２，３３１，９９７号（カーベンティア）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ャフトと、特に
尾根形で対応するシャ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ベツグとによって形成されて
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、それ改名弁葉は対応するシートにｖｃ置されて
いる時、フラッ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ャフト間の永久接触を防止す
る。

Ｕ　ｎｔｖｅｒｓｉｔｅ　　Ｐ　１ｅｒｒｅ　　Ｅ　ｔ
　　Ｍ　ａｒｉｅＣｕｒｉｅ　　のフランス特許願第２
，５４３，４２９号は、発明者がＭ、カーペンテイアで
あるが、前記カーベンティアのフランス特許第２，３３
１，９９７号の人工心臓弁についていくつかの改良を行
っている。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、カーベンティアによって提案された、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２，４０７，７（１５）号に対応
する米国特許第８４７．７８０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ットする、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３，５８９，３９２号（Ｌ、Ｃ，メイヤ−）
には、その弁葉が凹形内面（実質的にスプーン形）を有
し、弁のベースによっ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（ピボットされた）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
ボッ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゛′低プロフィール形（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３，９３８，１９７号のミロ−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
グヒ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４，０７８，２６８号のポシス弁は、上記ミ
ロ−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２，３３１，９９７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、やっかいであ
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２，５４３，４２９号に記載のカーベン
ティア弁は、開いた状態での性能にｖｆ徴があるが、閉
じた状態では、血液の逆流によって問題が起こる。

米国特許第８４７．７ｇｏ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１？
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）がかなり残っている。

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。この点にっていは、アルゼンチン、ブエノスアイレ
ス、のイリアーノ病院り。

リオッタ医師が１９８５年３月号のｒＴＥＸＡｓＨＥＡ
ＲＴ　　ｌＮ５ＴＩＴＵＴＥ　　ＪＩＪＲＮＡＬＪ（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。

さら本発明の目的、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って、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
な力が人工弁の固体部分く支持本体と弁葉〉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、騒音は著しく減少する。

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
果によっ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っている。

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
いプロフィール弁″）。

（以下余白、次頁に続く） 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、複数の弁閉鎖手段（弁葉）と、弁閉鎖手段
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、各弁閉鎖手段を開放し閉鎖する際
の案内・保持手段とからなり、 前記弁閉鎖手段に内面は凹面になっており、心臓の拍動
に応じ、間数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、各弁閉鎖手段は二つ
のコーナー部と、基部と、隣接変とを有し；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、前記案内・保持手段は本体の開放空間の半
径の７５％以上、弁閉鎖手段の対称軸にそって弁軸から
ばすれたところに仮想回転軸を画定して、対応する弁閉
鎖手段の外面と本体の内壁との間を血液が流れるように
して案内・保持手段を効率できにすすぐことができるよ
うにし、前記各仮想回転軸は当該弁閉鎖手段の外側にあ
り、かつ弁閉鎖手段の重心に対し偏心し、その結果弁閉
鎖手段にかかる摩擦力の合力が、血液がもどる時、前記
仮想軸に対して、弁（Ａ鎖手段を閉鎖させ始めるモーメ
ントとなり、弁閉鎖手段の解放時には、前記各コーナー
部は、本体の上縁部と各閉鎖手段の基部の間において本
体の内壁面に支持されるが、その支持点は当該弁閉鎖手
段の対称軸にそってその仮想回転軸から本体半径の２５
％以上離れた個所にあり、一方では弁開閉手段の開放状
態を保持づるのに要する力を減少させ、他方では弁閉鎖
手段を回転的に案内・保持する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人工心臓弁を提供するも
のである。

またこの発明の人工心臓弁の好ましい態様において、弁
閉鎖手段の案内・保持手段は、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、これら第二、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って、当該弁閉鎖手段の開放と
ｒＪ１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構成されている。

また別の態様において、第一の突起ヒンジ手段は、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ん
中よりに設けられ、その半径方向の長さは弁閉鎖手段の
対称軸に沿って、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、第一の突起のヒン
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対称軸に沿って本
体半径の２５％以下の距離で殖れている。

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、弁閉鎖手段の対称軸に沿
って、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、すなわち各弁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っている。

この発明の他の態様に４５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って減少する
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どして、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部に対して突出
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って変化し、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っている。

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
の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、損耗および雑音を抑制する。

この発明の弁の態様において、各弁閉鎖手段は、閉鎖促
進装置、すなわち前記仮想偏心軸によって形成される閉
鎖開始手段と協同し、血液が逆流する前に閉鎖手段を閉
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１？４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
で描成されている。

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す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゜２４を有し
、これらは１ソング２外周の下部の縁２８ａ上部の縁２
８ｂ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ａ合手段（図示なし）を受は入れる
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によっ
てコントロールされる。各弁葉は基部８と隣接辺９によ
って画定されている。更に、各弁葉は実質的に平坦な中
心部１０とアーチ状のコーナー部１１と１２とで形成さ
れ、凹面になっている。この場合隣接辺９は湾曲したア
ーム１３゜１４を持った逆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
が完全に問いた状態の時、隣接辺は、各弁葉の凹面に沿
って水平に湾曲している。

三個の弁葉５，６．７は聞いた状態（第３゜３ａ、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、
閉じた状態によっ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
かってかつ上方に（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、弁の軸に向っ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゜１９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は矩形であってもよいが、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゜１８６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。これにより従来の大口弁にはみられ
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対称軸に沿ってリング
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。したがっ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っており、弁
葉の重心から充分外れているため、弁葉に動く摩擦力の
合力は、血液の逆流時、前記仮想軸にたいして、各弁葉
を閉じはじめさけ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゛うことに留意ツーべきである。

更に、前記した案内と保持手段の配置によって、弁葉が
リング２の内壁面に茗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Ｊ−る領域に設けら
れているので、弁葉の存在によるヂャージロスを茗しく
減少させることになり有利である。また、突起１８．１
９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ａｌｌ）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（血液の順行流方向）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１１．１
２は、リング２の半径の２５％以上（弁葉の対称軸にそ
って測定）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。従って、弁葉の間口を
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った
上方凹部２１と厚みが徐々に薄くなった下部凸部２２と
を有している。これら凹凸部２１゜２２を分離する線２
５には二つの隣接ザる弁葉の間で二つの奥まった部位２
７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
互に合致しで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、弁葉を聞いた状態・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、１７粍を抑制するためて゛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
沿って接触するとともに、基部がリング２の内壁と接触
することによって可能となる。

弁の聞いた状態においで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って当たり
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って、相当強い力が動いても、弁
の固体部分（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、弁閉鎖促進手段、すなわら、血液が戻
っ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、問いた状態の
二つの隣接弁葉の隣りあっ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
るパーセントになった時に弁を開かせる方向に働く圧力
や摩擦力に確実に対抗できるように計算されている。こ
れによって、血液が逆流する前に弁は開鎖されることに
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（
ＰＹＲ，０ＬＹＴＥ）Ｊ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）ｊ、
「ビオライト（Ｂ　ＩＯＬ　ＩＴＥ）Ｊ、［ステライト
（Ｓ置ＬＩＴＥ）Ｊ等当業者によく知られた材質を用い
ることかできる。

熱分解炭素は、その機械的性質が人工器官全体を製作す
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。コーティングの方法は、例えば、米
国特許第３，５２６，（１０５号で知られた方法が用い
られる。母材はグラフフイ１〜で所定の形状に形成され
る。母材と、熱分解炭素コーティングの厚みは当業者の
常識に従って適宜選定される。

弁葉を支える本体としてのりング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粗み立て
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、その隣接辺にそって
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
に沿って、血液の順行流の下流側のリング２とさらに閉
鎖手段とリング間にある保持手段とによって吸収される
。

弁葉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（プが力を吸収する場合のように応力かでこ効
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
聞く。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。この支持は二つの固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、ｇ音はそれだけ
少なくなる。

各弁葉の保持手段によって弁葉が血液の流れる方向に逃
げるのが防ＩＪニされる。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、血液流に平行になっている。

その結果、血液流の速度が壁面との接触により遅くなっ
た箇所に在るため（粘性効果）流体摩擦による圧力層は
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がしか受
けないからである。さらに、リングの全流路断面積の８
０％以上を使っ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って弁は閉じはじ
めるが、このとき閉鎖手段が移動して血液流に対し小さ
な角度をもっと、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。

ｊｔに前述の閉鎖促進装置を設けた場合、前記摩擦力に
よる閉鎖が閉鎖手段に設ｉｔ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＃Ａな場合、
血液が戻っ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って適宜きめられる。

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５ａ、５ａ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υｊ御表装置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ったものであ
って、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
適当に選択でさるし、それに応じてその他の部材の形状
や取り付（プ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、リングの形状によっ
て、いくつであってもよい。

【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図は若干量いた
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ＩＶ　−ＴＶ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／）冒ろコーナー部にか（ブて、第６図の平面
Ａｌ乃至Ｅ１ぐ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、平面へ２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 (20)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の弁閉鎖手段（弁葉）と、弁閉鎖手段を支持
   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、各弁閉鎖手段を開放し閉鎖する際の案内
   ・保持手段とからなり、 前記弁閉鎖手段に内面は凹面になつており、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、各弁閉鎖手段は二つ
   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；前記案内・保持手段は本体の開放空間の半
   径の７５％以上、弁閉鎖手段の対称軸にそつて弁軸から
   離れたところに仮想回転軸を画定して、対応する弁閉鎖
   手段の外面と本体の内壁との間を血液が流れるようにし
   て案内・保持手段を効率的にすすぐことができるように
   し、前記各仮想回転軸は当該の弁閉鎖手段の外側にあり
   、かつ、弁閉鎖手段の重心に対し偏心し、その結果弁閉
   鎖手段にかかる摩擦力の合力が、血液がもどる時、前記
   仮想軸に対して、弁閉鎖手段を閉鎖させ始めるモーメン
   トとなり、弁閉鎖手段の開放時には、前記各コーナー部
   は、本体の上縁部と各閉鎖手段の基部との間において本
   体の内壁面に支持されるが、その支持点は当該弁閉鎖手
   段の対称軸にそつてその仮想回転軸から本体半径の２５
   ％以上離れた箇所にあり、一方では弁閉鎖手段の開放状
   態を保持するのに要する力を減少させ、他方では弁閉鎖
   手段を回転的に案内・保持する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人工心臓弁。
2. （２）案内・保持手段が、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
   にそれぞれ接触するようにした特許請求の範囲第１項に
   記載の人工心臓弁。
3. （３）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閉鎖手段の対称軸にそつて本
   体半径の２５％以下である特許請求の範囲第２項に記載
   の人工心臓弁。
4. （４）第一の突起のヒンジ手段が、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、閉
   鎖手段の対称軸に沿つて本体半径の２５％以下の距離で
   はなれている特許請求の範囲第２項に記載の人工心臓弁
   。
5. （５）第一の突起のヒンジ手段の半径方向の長さが、弁
   閉鎖手段の対称軸に沿つて、本体半径の１０％から１５
   ％の間である特許請求の範囲第３または第４項に記載の
   人工心臓弁。
6. （６）弁閉鎖手段がその開放状態において、血液流の軸
   に実質的であり、すなわち各弁閉鎖手段の内面と外面が
   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及至５項のいずれかの項に記載の人工
   心臓弁。
7. （７）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特許請求の範
   囲第１及至５項のいずれかの項に記載の人工心臓弁。
8. （８）前記凹部と凸部とを分離する環状の線が、隣接す
   る弁閉鎖手段の間の領域において、弁閉鎖手段の中央部
   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し
   た特許請求の範囲第７項に記載の人工心臓弁。
9. （９）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
   弁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の二つの部分の間に流路がある特
   許請求の範囲第８項に記載の人工心臓弁。
10. （１０）各弁閉鎖手段が、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
    雑音を抑制する特許請求の範囲第１及至９項のいずれか
    の項に記載の人工心臓弁。
11. （１１）各弁閉鎖手段が、閉鎖促進装置、すなわち前記
    仮想偏心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及至１０項のいずれかの項に記載
    に人工心臓弁。
12. （１２）弁閉鎖促進装置が、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
    手段のコーナ部の磁力体が反対の極性を有する特許請求
    の範囲第１１項に記載の人工心臓弁。
13. （１３）各弁閉鎖手段のコーナー部の磁力体が、二つの
    隣接する弁閉鎖手段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
    隣接弁閉鎖手段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、その極性が弁閉鎖手段
    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１２項の人工心
    臓弁。
14. （１４）磁力体が、小型の磁石からなる特許請求の範囲
    第１２または１３項に記載の人工心臓弁。
15. （１５）磁力体が、弁閉鎖手段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１２
    項または１３項に記載の人工心臓弁。
16. （１６）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及至１５項のいずれかの項に記載の人工心
    臓弁。
17. （１７）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及至１５項のいずれかの項に記載の人
    工心臓弁。
18. （１８）弁閉鎖手段が２個設けられた特許請求の範囲第
    １及至１７項のいずれかの項に記載の人工心臓弁。
19. （１９）弁閉鎖手段が３個以上設けられた特許請求の範
    囲第１及至１７項のいずれかの項に記載の人工心臓弁。
20. （２０）弁閉鎖手段が３個設けられた特許請求の範囲第
    １９項に記載の人工心臓弁。