KR100190955B1

KR100190955B1 - Artificial heart valves

Info

Publication number: KR100190955B1
Application number: KR1019960029988A
Authority: KR
Inventors: 천길정
Original assignee: 천길정
Priority date: 1996-07-24
Filing date: 1996-07-24
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR980008182A

Abstract

이 발명은 천연심장 판막과 유사한 혈액 흐름형태를 유지하면서 고장율이 적은 기계식 인공심장판막에 관한 것임. 기계식 인공심장판막은 내주면(11)에 3개의 스토퍼(18)를 갖고있는 링형 하우징(10)에 전기한 스토퍼(18)에 지지되는 3개의 밸브판(12),(14),(16)이 하우징 중심에 대하여 3방향에서 대칭되게 결합되어 중앙부에서 개방되도록 구성되었음. 이러한 인공심장판막은 혈액이 인공 심장판막이 중앙부에서 배출되므로 천연심장과 동일한 혈액의 흐름 형태를 나타내어 국부적인 혈액응력이 나타나지 아니함.This invention relates to a mechanical heart valve with a low failure rate while maintaining a blood flow pattern similar to that of a natural heart valve. The mechanical heart valve includes three valve plates 12, 14, and 16 supported by a stopper 18, which is electrically connected to a ring-shaped housing 10 having three stoppers 18 on the inner circumferential surface 11 thereof. Composed symmetrically in three directions with respect to the center of the housing and configured to open in the center. Since the artificial heart valve is discharged from the center of the artificial heart valve, it shows the same blood flow pattern as the natural heart, so that no local blood stress is shown.

Description

Artificial heart valve

본 발명은 인공심장 판막에 관계되는 것으로서, 특히 기계식 3엽 인공심장 판막에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to artificial heart valves, and more particularly, to mechanical three-leaf artificial heart valves.

심장 판막은 좌심실의 대동맥으로부터 혈액을 배출하는 역지변으로서 이 심장 판막은 3개의 얇은 판막으로 구성되어 있어서 좌심실내의 혈액을 배출하지만 체순환 혈액이 좌심실로는 역류하지 못하도록 되었다. 이러한 심장 판막은 선천적인 이유나 후천적인 이유에 의하여 작동하지 못하면 인공심장 판막으로 교체하여야 한다.The heart valve is a reversed discharge that drains blood from the aorta of the left ventricle. The heart valve consists of three thin valves that discharge blood from the left ventricle but prevents circulating blood from flowing back to the left ventricle. These heart valves should be replaced with artificial heart valves if they fail to work for congenital or acquired reasons.

인공심장 판막은 돼지의 심장 판막을 가공한 것이 사용되었으나 돼지의 심장 판막은 그 가공 단계에서 부패되는 등의 문제점 때문에 최근에는 연질 합성수지 인공심장 판막과 기계식 인공심장 판막이 사용되고 있다. 연질 합성수지 인공심장 판막은 연질 가요성 합성수지나 합성 고무로 제조되는바, 그 재질의 특성상, 천연 심장판막과 동일한 구조로 3방향에서 개폐되게 형성할 수 있으므로 혈액 순환이 천연 심장판막과 동일하게 작동하지만 장시간 사용되면 합성수지 또는 합성 고무가 노후되어 그 작동이 중단되는 경우가 나타나므로 현재는 거의 사용되지 않고 있다.Artificial heart valves have been used to process the heart valves of pigs, but the heart valves of pigs have been used in recent years due to problems such as decay in the processing step of the soft synthetic resin heart valves and mechanical heart valves. Soft synthetic resin artificial heart valve is made of soft flexible synthetic resin or synthetic rubber.Because of its material, it can be opened and closed in three directions with the same structure as natural heart valve, but blood circulation works the same as natural heart valve. If it is used for a long time, the synthetic resin or synthetic rubber may be old and its operation may be stopped.

반면 기계식 인공심장 판막은 링형태로된 하우징에 금속 박판 또는 탄소박판으로 된 밸브판을 일측으로만 개방되도록 설치하여서된 것으로서, 밸브판은 하나 또는 둘로 되었고, 밸브판은 지지수단에 의하여 링형 하우징내에 회동되게 지지 되었다. 밸브판이 하나로된 인공심장 판막은 원판형 밸브판이 일측으로 개방되도록 금속 지지구에 의하여 하우징에 지지되어 있어서 혈액이 배출될때 대동맥의 중심으로 배출되지 못하고 일측으로만 집중적으로 배출되게 되었으며, 또한 장시간 사용하면 금속 지지구가 파손되는 문제점이 나타났다.On the other hand, the mechanical heart valve is installed in a ring-shaped housing so that the valve plate made of metal sheet or carbon sheet is opened to one side only, and the valve plate is one or two, and the valve plate is provided in the ring-shaped housing by the supporting means. It was supported to be rotated. The artificial heart valve with one valve plate is supported on the housing by a metal support so that the disc valve plate is open to one side. When the blood is discharged, the artificial valve is not discharged to the center of the aorta. The problem was that the metal support was broken.

전술한 문제점을 개선하기 위하여 두개의 밸브판을 사용한 인공심장 판막이 개발되었는데, 이 인공심장 판막은 두개의 반원형 밸브판이 중앙부에서 하우징에 회동되게 결합되어있어서 혈액이 배출될때는 밸브판이 대칭되게 양측으로 열리면서 혈액이 대동맥의 양측벽쪽으로 나누어지면서 배출되게 되었다.In order to improve the above-mentioned problems, an artificial heart valve using two valve plates has been developed, which have two semicircular valve plates pivotally coupled to the housing at the center, so that the valve plates are symmetrically on both sides when blood is discharged. As it opened, the blood was drained to both side walls of the aorta.

전술한 종래의 인공심장 판막에 있어서 돼지의 심장판막과 연질 합성수지로된 심장 판막을 제외한 기계식 인공심장 판막은 모두 혈액이 일측 방향 또는 양측 방향으로 배출되게 되어있어서 혈액이 대동맥의 중앙부로 배출되게된 천연 심장 판막과는 혈액의 배출 방향이 다르게 되었다.In the above-described conventional artificial heart valve, all of the mechanical artificial heart valves except the heart valve of the pig heart valve and the soft synthetic resin have blood discharged in one direction or both directions so that the blood is discharged to the center of the aorta. The cardiac valve has a different direction of blood discharge.

이와 같은 종래의 기계식 인공심장 판막의 혈액 배출 시스템은 배출되는 혈액의 압력이 대동맥의 측벽에 고르게 분산되지 못한다는 문제점이 있는 외에 일측 또는 양측에서 나타나는 혈액의 유속이 커지게 되게 그에 따라 혈액의 응력이 특정 부위에서만 강하게 나타나 혈구가 파괴되고 그 결과 혈전이 형성될 위험성이 나타난다.Such a blood discharge system of a mechanical artificial heart valve has a problem that the pressure of the discharged blood is not evenly distributed on the side wall of the aorta, thereby increasing the flow rate of the blood on one side or both sides, thereby increasing the stress of the blood. It appears strong only in certain areas, causing the destruction of blood cells, resulting in the formation of blood clots.

WO 88-02247호에는 전술한 인공 심장판막의 문제점을 해소하기 위하여 3개의 부채꼴형 밸브판을 이용한 인공 심장판막을 사용한 인공심장 판막이 기재되어 있다. 전술한 인공심장 판막은 밸브판들이 평판 형태로 되어 있어서 혈액의 흐름이 원할하지 못한 문제점을 갖고 있다.WO 88-02247 describes an artificial heart valve using an artificial heart valve using three fan-shaped valve plates to solve the above-mentioned problems of the artificial heart valve. The above-described artificial heart valve has a problem in that the blood flow is not desired because the valve plates are in the form of flat plates.

본 발명의 목적은 전술한 기계식 인공심장 판막에서 나타나는 문제점을 개선하고 천연 인공심장 판막과 같이 대동맥으로 배출되는 혈액이 원주방향에서 대칭되는 중심부에서 배출되도록된 기계식 인공심장 판막을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the mechanical heart valve described above and to provide a mechanical heart valve that is discharged from the center symmetrical in the circumferential direction of the blood discharged to the aorta, such as a natural artificial heart valve.

전술한 본 발명의 목적은 3개의 밸브판이 중앙부에서 개폐되도록 하우징에 회전할 수 있게 설치하여서된 본 발명의 기계식 인공심장 판막에 있어서, 밸브판을 중앙부가 두껍고 주연부가 얇은 유선형으로 형성하여서된 인공심장 판막에 의하여 달성된다.In the above-described object of the present invention, the mechanical heart valve of the present invention is installed so as to rotate in a housing such that three valve plates are opened and closed at a central portion. Achieved by the valve.

제1도는 밸브판이 폐쇄된 상태를 보여주는 본 발명에 의한 인공심장 판막의 평면도.1 is a plan view of an artificial heart valve according to the present invention showing a state in which the valve plate is closed.

제2도는 밸브판의 개폐상태를 보여주기 위하여 하나의 밸브판만을 도시한 단면도.2 is a cross-sectional view showing only one valve plate to show the opening and closing state of the valve plate.

제3도는 분리된 하나의 밸브판과 지지링을 보여주는 사시도.3 is a perspective view showing a separate valve plate and a support ring.

제4도는 밸브판이 개방된 상태를 보여주는 평면도.4 is a plan view showing an open state of the valve plate.

제5도는 밸브판과 지지링의 결합 상태를 보여주는 부분 확대 단면도.5 is a partially enlarged cross-sectional view showing the coupling state of the valve plate and the support ring.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 하우징 11 : 지지링 내주면10 housing 11 inner ring surface of support ring

12, 14, 16 : 밸브판 18 : 스토퍼12, 14, 16: valve plate 18: stopper

20, 21 : 지지홈 22, 23 : 경사면20, 21: support groove 22, 23: inclined surface

24 : 전면 25 : 측면24: front 25: side

26, 27 : 측변 28 : 외주변26, 27: side 28: outer circumference

29, 30 : 지지변 31, 32 : 결합돌기29, 30: support side 31, 32: engaging projection

본 발명의 인공심장 판막은 내주면에 방사상으로 돌출되게 형성된 3개의 스토퍼와 전기한 스토퍼의 양측에 인접되게 형성된 지지홈을 갖고 있는 링형태로 된 하우징과, 양측 단부에 전술한 지지홈내에 회전되게 결합되는 구형 결합 돌기와 전술한 스토퍼에 지지고정되는 지지변을 갖고있는 3개의 부채꼴형 밸브판으로 구성된다.The artificial heart valve of the present invention is a ring-shaped housing having three stoppers formed radially protruding on the inner circumferential surface and support grooves formed adjacent to both sides of the stopper described above, and rotatably coupled to the support grooves described above at both ends. It consists of three fan-shaped valve plates having a spherical engaging projection and a supporting edge fixed to the above-mentioned stopper.

본 발명에 있어서 하우징은 원륜상 관상체로 형성되는 바, 하우징의 중앙부분은 약간 볼록하게 튀어 나오도록 형성할 수 있다. 그리고 하우징 내주면에 돌출된 3개의 스토퍼는 길이 방향 상면에 좌우로 약간 경사진 경사면을 갖도록 형성하는 것이 좋다. 이러한 구성에 의하면 밸브판이 폐쇄될때 일정한 각도를 유지한 상태에서 양측변이 인접밸브판의 측변과 밀접되게 된다. 전술한 경사면은 평면으로 형성될 수도 있고 곡면으로 형성될 수도 있다. 그리고 스토퍼의 저면은 하우징 벽측으로 경사지게 형성하므로서 배출되는 혈액의 흐름이 스토퍼에 의하여 저항을 받지 않도록 하는 것이 좋다.In the present invention, the housing is formed of a cylindrical tubular body, the center portion of the housing can be formed to protrude slightly convex. In addition, the three stoppers protruding from the inner circumferential surface of the housing may be formed to have an inclined surface that is slightly inclined from side to side in the longitudinal upper surface. According to this configuration, both sides of the valve plate are in close contact with the side of the adjacent valve plate while maintaining a constant angle when the valve plate is closed. The inclined surface described above may be formed in a plane or may be formed in a curved surface. And the bottom surface of the stopper is formed to be inclined toward the housing wall so that the discharged blood flow is not resisted by the stopper.

본 발명에 의한 밸브판은 모두 부채꼴 형태로 되었고 폐쇄 상태에서 양측변이 인접 밸브판의 측변과 밀접 되면서 원호상 외주변은 지지링의 내주벽에 밀접될 수 있는 크기로 되었다.The valve plate according to the present invention was all in the form of a fan and in the closed state both sides are close to the side of the adjacent valve plate as the arc-like outer periphery was sized to be close to the inner circumferential wall of the support ring.

전기한 밸브판들은 양측변과 원호상 외측변이 연결되는 주위에 지지변을 갖고 있다. 이 지지변은 원호상 외측변의 양측 연부를 절취한 형태로 되었으며 폐쇄시에는 스토퍼의 상부 경사면에 지지되고 개방시에는 하우징의 측벽 상주연부에 지지되어 밸브판이 일정한 각도이상 벌어지지 않게하는 역할을 한다. 또한 밸브판에는 하우징의 내주면에 형성된 지지홈에 결합되는 구형 결합돌기를 갖고 있는바, 이 결합돌기는 밸브판의 원호상 외측변과 전술한 지지변이 연결되는 부위에 형성되었다. 그리고 이 결합돌기가 삽입되는 전술한 지지홈은 그 중심이 전술한 스토퍼의 양측 상부 경사면의 외연부와 동일한 위치에 놓이거나 또는 양측 외연부보다 약간 높은 위치에 놓여있다.The valve valves described above have support edges around both sides and the arcuate outer edges. The supporting edge is formed by cutting both edges of the arcuate outer side and is supported by the upper inclined surface of the stopper when closed and is supported by the upper circumferential edge of the side wall of the housing when closed to prevent the valve plate from opening over a certain angle. In addition, the valve plate has a spherical engaging projection coupled to the support groove formed on the inner circumferential surface of the housing, and the engaging projection is formed at the portion where the arcuate outer side of the valve plate is connected to the above-described supporting edge. And the above-mentioned support groove into which the engaging projection is inserted is positioned at the same position as the outer edges of the upper inclined surfaces on both sides of the stopper or slightly higher than the outer edges on both sides.

특히 본 발명에 의한 밸브판은 중앙부가 외주연주보다 약간 두꺼운 유선형으로 형성되어 있어서 혈액이 배출될 때 혈액의 흐름이 원할하게 이루어지도록 되었다.In particular, the valve plate according to the present invention is formed in a streamlined shape slightly thicker than the outer periphery, so that the blood flows smoothly when the blood is discharged.

이하 본 발명은 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도에 따르면 인공심장 판막은 링형태의 하우징(10)과 3개의 부채꼴형 밸브판(12),(14),(16)을 포함하고 있다. 전술한 하우징(10)은 그 중심에서 3방향으로 대칭되는 위치에 형성된 3개의 스토퍼(18)와 스토퍼 양측에 형성된 지지홈(20), (21)을 갖고있다. 하우징과 밸브판들은 의료기기용으로 사용할 수 있는 인체에 무해한 금속이나 합성수지 또는 카본으로 제작하는 것이 좋다. 스토퍼(18)와 지지홈(20), (21)들은 동일한 구조로 되었고 또한 그 작용도 동일하므로 하나의 스토퍼(18)와 그 양측에 형성된 두 지지홈(20), (21)에 대하여서만 설명한다. 그리고 밸브판(12),(14),(16)도 동일한 구조로 되어있어서 이하의 설명에서는 밸브판(12)에 대하여만 설명한다.According to FIG. 1, the artificial heart valve includes a ring-shaped housing 10 and three fan-shaped valve plates 12, 14, and 16. The housing 10 described above has three stoppers 18 formed at positions symmetrical in three directions from the center thereof, and support grooves 20 and 21 formed on both sides of the stopper. Housings and valve plates should be made of metal, synthetic resin, or carbon, which is harmless to humans, for use in medical devices. Since the stopper 18 and the support grooves 20 and 21 have the same structure and the same operation, only the stopper 18 and the two support grooves 20 and 21 formed on both sides will be described. do. In addition, since the valve boards 12, 14, and 16 have the same structure, only the valve board 12 is demonstrated in the following description.

제2도 및 제3도에 따르면 전술한 스토퍼(18) 상면은 좌우로 대칭되게 경사진 두 경사면(22), (23)으로 구성되었고 전면(24)과 양측면(25)도 지지링 내주벽쪽으로 경사지게 형성되었다. 전술한 바와 같이 스토퍼(18)의 전면(24)과 양측면(25)을 경사지게 형성한 구성은 혈액이 순환될 때 스토퍼(18)에 의한 저항을 감소시킨다.According to FIGS. 2 and 3, the upper surface of the stopper 18 described above is composed of two inclined surfaces 22 and 23 inclined symmetrically from side to side, and the front surface 24 and both sides 25 also face the inner ring wall of the support ring. It was formed obliquely. As described above, the configuration in which the front surface 24 and the both side surfaces 25 of the stopper 18 are inclined reduces the resistance by the stopper 18 when blood is circulated.

제2도와 제3도에 따르면 밸브판(12)은 중앙부의 두께의 측연부 보다 큰 유선형으로 형성되었다. 전술한 지지링(10)과 밸브판(12)들은 금속 또는 카본으로 형성할 수 있다.According to FIG. 2 and FIG. 3, the valve plate 12 was formed in a streamlined shape larger than the side edge of the thickness of the center part. The support ring 10 and the valve plate 12 described above may be formed of metal or carbon.

밸브판(12)은 양측변(26), (27)과 원호상 외측변(28)을 갖고있는 부채꼴형으로 형성되었다. 이 밸브판(12)은 원호상 외주변(28)과 양측변(26), (27)이 연결되는 부분에 모서리를 절취하여낸 직선으로된 지지변(29), (30)을 갖고 있으며, 지지변(29), (30)과 원호상 외주변(38)이 연결되는 부분에는 전술한 하우징(10)의 지지홈(20), (21)에 결합되는 구형 결합돌기(31), (32)를 갖고있다.The valve plate 12 was formed in the shape of a fan shape having both sides 26 and 27 and an arcuate outer side 28. The valve plate 12 has straight support edges 29 and 30 cut out of corners at the portion where the outer periphery 28 and both sides 26 and 27 of the arc shape are connected. The spherical coupling protrusions 31 and 32 coupled to the support grooves 20 and 21 of the housing 10 described above are connected to the support sides 29 and 30 and the arcuate outer periphery 38. Have

지지홈(20), (21)에 결합돌기(31), (32)를 삽입하여 밸브판(12)을 하우징(20)에 결합시키면, 밸브판(12)은 제5도에 도시된 바와 같이 지지변(29), (30)이 해당하는 경사면(22), (23)에 지지되면서 제2도에에 도시된 바와 같이 경사지게 위치하게 되고 이때 3개의 밸브판(12),(14),(16)의 두 측변(26), (27)들이 각각 서로 밀접 됨과 동시에 원호상 외주변(28)은 하우징(10)의 내주면(11)에 밀접되어 폐쇄상태로 되게 된다(제1도 참조).When the coupling plate 31 and 32 are inserted into the support grooves 20 and 21 to couple the valve plate 12 to the housing 20, the valve plate 12 is shown in FIG. The support sides 29, 30 are supported on the corresponding inclined surfaces 22, 23, and are inclined as shown in FIG. 2, wherein the three valve plates 12, 14, ( At the same time, the two side edges 26 and 27 of 16 are close to each other, and the circular arc outer periphery 28 is closed to the inner circumferential surface 11 of the housing 10 (see FIG. 1).

제4도는 인공심장 판막의 개방 상태를 도시한 것으로서, 3개의 밸브판(12),(14),(16)이 하우징(10)의 중심부에서 벌어져있다. 이 상태에서는 밸브판(12)의 지지변(29), (30)이 지지링(10)의 상단부 무서리에 걸리면서 제2도에 점선으로 도시된 바와 같이 밸브판은 더 이상 열리지 않고 경사진 상태를 유지하게 된다.4 shows an open state of the artificial heart valve, in which three valve plates 12, 14, and 16 are opened at the center of the housing 10. FIG. In this state, the support plates 29 and 30 of the valve plate 12 are caught by the upper end of the support ring 10, and the valve plate is no longer opened and is inclined as shown by the dotted line in FIG. Will be maintained.

전술한 본 발명의 기계식 인공 심장판막에 따르면 제4도에서 알 수 있는 바와 같이 좌심실에서 배출되는 혈액이 심장 판막의 중앙부를 통하여 배출되므로 혈액순환이 천연심장과 동일하게 되어 일측 또는 양측으로만 혈액이 유통되게된 종래의 인공심장 판막에서 나타나는 유속이 커지는 현상이 나타나지 않게 된다. 따라서 본 발명에 의하면 혈액 응력의 국부적인 증대에 의하여 나타날 수 있는 혈구 파괴에 의한 혈전 생성의 위험성이 감소되게 되고 천연 심장과 동일한 혈액 흐름이 이루어지게 된다.According to the mechanical artificial heart valve of the present invention described above, since blood discharged from the left ventricle is discharged through the central portion of the heart valve, as shown in FIG. 4, the blood circulation is the same as that of the natural heart. The increase in the flow rate of the conventional heart valve, which is distributed, does not appear. Therefore, according to the present invention, the risk of thrombus formation due to the destruction of blood cells, which may be caused by the local increase in blood stress, is reduced, and the same blood flow as the natural heart is achieved.

특히 본 발명에 따르면 밸브판(12),(14),(16)이 중앙부는 두껍고 주연부는 얇은 유선형이로 되어 있어서 혈액의 순환이 원할하게 이루어지게 된다.Particularly, according to the present invention, the valve plates 12, 14, and 16 have a thick central portion and a thin streamline around the periphery, so that the circulation of blood is smooth.

Claims

A support ring 10 having three stoppers 18 and support grooves 20 and 21 which have a circular inner circumferential surface 11 and which are symmetrical in the center, and two side surfaces 26, 27 and a circle The spherical engaging protrusion inserted into the above-described support grooves 20 and 21 in the form of a fan shape having an outer circumferential edge 28 and connected to two side edges 26 and 27 and an outer circumference 28. In the mechanical heart valve consisting of three valve plates (12), (14), and (16) having (21) and (32), the valve plates (12), (14), and (16) have a central portion. Artificial heart valve, characterized in that it is formed in a streamline, thicker than the side edges.