KR20140139861A - 심실 보조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 (a) 실린더형 본체(110), (b) 임펠러(impeller)(120), (c) 모터(motor)(130), (d) 동력전달 선(drive line)(140) 및 (e) 고정 수단(anchoring member)(150)을 포함하는 심실 보조 장치에 관한 것이다. 본 발명의 장치는 종래의 외과 수술의 침습성(invasiveness)를 감소시키기 위하여 고안된 장치로서, 본 발명의 장치는 종래 심실 보조 장치와 달리 고정 수단(anchoring member)을 이용하여 필요에 따라 장치를 이식부위에 쉽게 장착 또는 제거할 수 있으며, 연결 수단(connection member)을 이용하여 동력전달 선(drive line)을 심실 외부로 안전하게 연결할 수 있어 최소한의 침습적 외과술로서 심실 기능 보조를 가능케 한다. 또한, 본 발명의 장치는 종래 심실 보조 장치를 이용할 경우 가장 큰 단점으로 지적되었던 침습적 외과술을 개선할 수 있으므로 보다 안전한 수술을 가능하게 하며, 이로써 심실 보조 장치를 이식받을 수 있는 환자군이 확대되고 수술 후 회복기간을 단축시킬 수 있다.

Description

심실 보조 장치{Ventricular assist device}
본 발명은 심실 보조 장치에 관한 것이다.
다양한 병리학적 이유로 인하여 심장근육세포의 수축기능이 떨어지고 심장조직이 탄력성을 잃게 되면, 심장이 혈액을 심장 밖으로 충분히 박출하지 못하고 심장에 혈액이 고이거나 다른 조직에도 혈액이 정체되는 현상이 발생하게 되는데, 이처럼 심장기능부전으로 심장이 정상적으로 기능을 하지 못하는 것을 심부전(Heart Failure)이라고 한다.
다양한 심실 보조 장치들이 심부전 치료의 외과적 방법으로 사용되고 있으며, 심실 보조 장치가 장착되는 위치에 따라 이식형(implantable), 부착형(paracoporeal) 혹은 체외형(extracoporeal)으로 분류된다. 이식형 심실 보조 장치는 시스템의 많은 부분이 체내로 이식됨에 따라서 체외로 노출되는 부분을 최소화할 수 있으며, 특히 무선에너지 신호전송시스템을 사용할 경우 피부를 관통하는 부분 없이 완전하게 이식할 수도 있어 피부를 관통하는 부품을 통한 감염의 위험을 최소화할 수 있으나, 이식하기 위한 수술이 복잡하며 심실 보조 장치가 고장나거나 치료가 종료될 경우 장치를 제거하기 위해 다시 수술해야 하는 단점을 가지고 있다. 부착형 혹은 체외형의 경우, 혈액을 이송하는 도관이 피부를 통해 체외로 노출되지만 심실보조장치가 도관이 노출되는 부위 바로 근처에 장착되어 도관의 길이를 최소화한다. 심실보조장치가 피부 밖에 장착되므로 장치가 고장나거나 역할이 종료될 경우 쉽게 제거가 가능하다.
심실 보조 장치(Ventricular assist device, VAD)는 심장으로부터 혈액을 대동맥 혹은 폐동맥으로 펌핑(pumping)하여 약화된 심실의 기능을 보조한다. 심실 보조 장치의 경우, 심방(또는 심실) 및 동맥의 벽을 뚫고 캐뉼라로 혈액 펌프를 자연 심장과 병렬로 연결한 후, 혈액의 일부를 혈액 펌프로 통과시킴으로써 자연 심장의 부하를 덜어주고 심기능을 보조해 준다. 이는 다시 용도에 따라서 좌심실 보조장치(LVAD), 우심실 보조장치(BVAD) 등으로 나뉜다.
한편, 상기 인공심장 및 LVAD는 흉부외과 수술과 같은 복잡한 외과수술을 거쳐 장착될 수 있으며, 따라서 인공심장 및 LVAD는 심각한 심부전환자에게만 적합한 것이라 할 수 있다.
한편, 종래 이식형 VAD는 심첨-대동맥 연결 형태로 개발이 되어왔다. 이러한 기술은 효과적이기는 하나 심장의 첨부와 대동맥에 매우 큰 인조혈관 혹은 금속 캐뉼라(cannular)를 연결해야 하고 이로 인해 과량의 출혈이 발생하는 문제점이 있었다. 또한, 기존에 심장 수술을 받았던 환자들에게 있어 이러한 장시간의 침습적(invasiveness) 외과술은 수술의 높은 조기사망율(LVAD의 경우 10~20%)에 크게 기여한다. 본 발명자들은 이러한 문제점을 해결하고자 VAD를 판막 부위(valve position)에 삽입하는 형태를 새로이 고안하였다. 이러한 형태의 VAD는 기계적 소형화 문제, 판막 부위에 VAD를 고정하는 방법의 문제, 또는 동력 전달 선(drive line)의 처리문제 등이 발생할 수 있으나, 본 발명자들은 상술한 문제점들을 개선시킨 심실 보조 장치를 개발하고자 한다.
본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허 문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
본 발명자들은 보다 비침습적인 외과술에 의해 환자에게 이식 가능한 심실 보조 장치(Ventricular assist device, VAD)를 개발하고자 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들은 종래 심장 대체 치료(cardiac replacement therapy)에서 사용된 심실 보조 장치를 소형화하여 대동맥 또는 폐동맥 판막 부위에 이식 가능한 심실 보조 장치를 개발하였으며, 본 발명의 장치는 종래 심실 보조 장치와 달리 별도의 고정 수단(anchoring member)을 이용하여 필요에 따라 장치를 이식부위에 쉽게 장착 또는 제거할 수 있고, 연결 수단(connection member)을 이용하여 동력전달 선(drive line)을 심실 외부로 안전하게 연결할 수 있어 최소한의 침습적 외과술로서 심실 기능 보조가 가능함을 확인함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 심실 보조 장치(Ventricular assist device)를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 다음을 포함하는 심실 보조 장치(Ventricular assist device)(100)를 제공한다:
(a) 혈액의 유입구 및 유출구가 형성된 실린더형 본체(110);
(b) 상기 본체의 내부에 장착되며, 상기 본체의 중심축(central axis)(170)을 중심으로 회전 가능한 임펠러(impeller)(120);
(c) 상기 본체의 내부에 장착되며, 상기 임펠러의 회전운동에 필요한 회전력을 제공하는 모터(motor)(130);
(d) 상기 본체의 일 측에 장착되며, 심실 보조 장치의 이식 대상자(subject)의 신체 외부와 연결 가능한 동력전달 선(drive line)(140); 및
(e) 상기 본체의 외부에 장착되며, 상기 본체를 이식 대상자의 이식 부위에 고정하기 위한 고정 수단(anchoring member)(150).
본 발명자들은 보다 비침습적인 외과술에 의해 환자에게 이식 가능한 심실 보조 장치(Ventricular assist device, VAD)를 개발하고자 예의 연구 노력한 결과, 종래 심장 대체 치료(cardiac replacement therapy)에서 사용된 심실 보조 장치를 소형화하여 대동맥 또는 폐동맥 판막 부위에 이식 가능한 심실 보조 장치를 개발하였다. 본 발명의 장치는 종래 심실 보조 장치와 달리 별도의 고정 수단(anchoring member)을 이용하여 필요에 따라 장치를 이식부위에 쉽게 장착 또는 제거할 수 있고, 연결 수단(connection member)을 이용하여 동력전달 선(drive line)을 심실 외부로 안전하게 연결할 수 있어 최소한의 침습적 외과술로서 심실 기능 보조가 가능하다.
현재 여러 종류의 이식형 심실 보조 장치가 상용화되었으나, 쉽게 인체에 탈부착할 수 있도록 매개하는 장치는 개발되어 있지 않다. 또한, 종래 VAD를 판막 부위(valve position)에 삽입하는 형태의 심실 보조 장치에 대한 연구는 있었지만 VAD의 기계적 소형화 문제, 판막 부위에 VAD를 고정하는 방법의 문제, 및 동력 전달 선(drive line)의 처리문제 등이 있었으며, 본 발명자들은 상술한 문제점들에 착안하여 이를 개선시킨 새로운 심실 보조 장치를 고안하였다.
본 명세서에서 용어 "심실 보조 장치"란, 종래의 통상적인 심부전 치료 약물이나 개심술로서 치료할 수 없는 심부전 환자에서 심실의 기능을 기계적으로 도와주는 장치를 의미한다. 예컨대, 좌심실 보조 장치는 좌심실의 심첨부에 도관을 십입하여 보조 장치로 혈류를 보내고, 보조 장치에서는 혈류가 모아지기를 기다려 일정량이 되면 다시 대동맥으로 혈류를 보낸다.
본 발명의 심실 보조 장치는 생체적합성이 우수한 의료용 고분자 소재 및 금속합금으로 이루어진다.
아래에서 이와 같은 본 발명의 심실 보조 장치에 대하여 구체적으로 설명한다:
구성 (a): 본체(110)
본 발명의 장치에서 본체(110)는 직경 약 16 mm - 26 mm, 길이 15 mm - 30 mm 로서, 대동맥 또는 폐동맥 판막 부위에 이식 가능하도록 설계되었다. 기술의 발달로 점차 작은 크기의 심실 보조 장치들이 개발되고 있으며 이미 상용화된 축류 펌프(axial pump) 원리를 이용한 심실 보조 장치들은 25 mm정도의 직경으로 분당 10 L의 혈류(flow)를 만들어 낼 수 있다.
본체의 외부 표면에는 봉합링이 장착될 수 있는 홈이 형성될 수 있다. 도 3은 본 발명의 심실 보조 장치에 봉합링이 장착된 모식도를 나타낸 것이며, 본체 상단 표면에 봉합링이 장착되어 있다.
상기 본체는 본체의 내부에 임펠러 및 모터가 존재하는 것으로 기재되어 있으나, 이는 기재의 편의를 위한 것이며, 본 발명의 장치는 모터 자체를 본체로 사용할 수 있으며, 이 경우 모터의 내부에 임펠러가 존재하게 된다.
구성 (b): 임펠러(impeller)(120)
본 발명의 장치는 상기 본체의 중심 축(central axis)을 중심으로 회전 가능한 임펠러를 포함한다. 임펠러는 본체의 내부에 장착되며, 일정 속도로 회전하여 일정 방향의 혈류를 형성한다. 임펠러는 공지된 다양한 형상으로 제작될 수 있으며, 임펠러의 날개 수 및 길이 또한 적정 수준에서 다양하게 제작될 수 있다. 일 예에 따르면, 본 발명에서 임펠러는 대략 판형의 날개 형상이며, 본체 길이의 1/2 내지 1/5의 길이로서, 본체 직경의 1/2의 직경으로서 제작될 수 있다.
임펠러는 본체 내부의 중심축(170)을 중심으로 회전하며, 따라서 축류 펌프(axial pump)의 작동원리를 이용하여 혈액을 펌핑한다.
축류 펌프(axial pump)는 축 방향으로 유입되는 유체(예컨대, 혈액)가 회전차인 깃(Vane)을 통과하는 사이에 회전차로부터 속도에너지를 부여 받고 축 방향으로 유체를 송출하며, 이 때의 속도에너지는 안내깃 (Guide vane)을 통과하면서 압력에너지로 변하므로 회전차 깃 출구에서의 압력보다 높은 압력으로 송출하게 된다.
구성 (c): 모터(motor)(130)
본 발명의 장치는 상기 임펠러의 회전운동에 필요한 회전력을 제공하는 모터를 포함한다. 모터는 상기 본체의 내부에 장착되며, 당업계에 공지된 다양한 모터를 사용할 수 있다. 상기 임펠러와 모터는 좌심실의 혈액을 상행대동맥(Ascending aorta)으로 펌핑하는 역할을 한다.
구성 (d): 동력전달 선(drive line)(140)
본 발명의 장치는 상기 본체의 일 측에 장착되며, 심실 보조 장치의 이식 대상자(subject)의 신체 외부와 연결 가능한 동력전달 선을 포함한다. 동력전달 선은 외부의 전력 공급원과 연결되어 외부 전력을 심실 보조 장치에 공급하는 역할을 하며, 펌프의 작동을 조절할 수도 있고 모니터 할 수도 있다. 동력전달 선의 외부 피막은 생체적합성 고분자 원료(생체적합성 고분자 폴리머)로 코팅될 수 있다. 또한, 동력전달 선은 심막 또는 피부와의 비-외상성 접촉을 위해 적절한 강성과 경도를 가진다.
동력전달 선은 본체(110)로부터 환자의 신체 외부에 있거나 환자의 신체 내에 이식된 전력원으로 연장된다. 일 예에 따르면, 상기 전력원은 경피성 에너지 전달(transcutaneous energy transfer: "TET") 기구이며 통상 심장으로부터 멀리 떨어져서 환자의 피부 근처에 장착된다.
구성 (e): 고정 수단(anchoring member)(150)
본 발명의 장치는 상기 본체의 외부에 장착되며, 상기 본체를 이식 대상자의 이식 부위에 고정하기 위한 고정 수단을 포함한다.
본 발명의 장치는 대동맥 혹은 폐동맥 판막 부위에 장착될 수 있으며, 이 경우 장치를 고정시키기 위하여 별도의 고정수단이 요구된다. 예컨대, 상기 고정 수단은 (ⅰ) 본체의 외부에 장착되며, 심실 보조 장치의 이식 부위에서 방사상(radial) 자가 팽창성 스텐트(self-expandable stent), 또는 (ⅱ) 본체의 상부에 장착되며, 심실 보조 장치의 이식 부위에 고정 가능한 봉합링(sewing ring)을 포함한다. 봉합링 대신 자가 팽창성(self-expandable) 스텐트를 이용하는 경우, 봉합선 없이 심실 보조 장치의 이식이 가능하다.
상기 스텐트의 재질은 공지된 생체 적합성 형상 기억 합금소재를 사용할 수 있으며, 예컨대 (ⅰ) 니켈계(Ni), 구리계(Cu), 철계(Fe) 금속 및 (ⅱ) 아연(Zn), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag) 등의 금속을 조합한 Cu -Zn-Ni, Cu -Al-Ni, Ag -Ni, Au-Cd의 합금을 포함한다. 일 예에 따르면, 형상 기억 합금소재로서 니켈-티타늄(Ni-Ti)합금인 니티놀(nitinol)을 사용할 수 있다. 자가 팽창(self expandable) 스텐트를 본체와 결합시킴으로써 봉합사를 이용하지 않고(sutureless) 심실 보조 장치를 이식 부위(예컨대, 대동맥 또는 좌심실 첨부, 대동맥 또는 폐동맥 판막 부위)에 쉽고 빠르게 삽입할 수 있다.
상기 봉합링은 공지된 생체 적합성 금속 소재로 이루어지며, 봉합링을 본체의 상부에 장착하여 봉합사로서 본체를 이식 부위에 고정시킬 수 있다. 봉합선 고정의 경우 봉합링(sewing ring)을 본체의 출구(outlet) 상부에 가깝게 위치시켜 본체의 고정이 용이하도록 할 수 있다.
봉합링의 주변부 둘레를 환자의 대동맥 혹은 폐동맥 판막 부위를 따라 봉합함으로써 환자의 좌심실 인근에 장착할 수 있다. 예컨대 봉합링은 링을 대동맥 혹은 폐동맥 판막 부위에 봉합 또는 스테이플 고정하기 위해 다수의 홀이 형성된 외주 플랜지를 갖는 금속성 구조체일 수 있다.
본 발명의 특징 중 하나는 고정 수단을 이용하여 심실 보조 장치(즉, 본체)를 특정 이식 부위에 고정하는 기술(placement technique)이다. 상기 고정 수단은 기존의 상용화된 VAD가 가진 단점(침습적 외과술로서 심실 보조 장치를 심장에 장착하는 점)을 극복하기 위한 구성으로서, 본 발명의 장치를 이용하는 경우 보다 비침습적인 외과술이 가능하여 VAD 수술을 받을 수 있는 환자군이 더욱 넓어짐은 물론 더욱 회복이 빨라짐으로써 수술 결과의 비약적인 개선이 기대된다.
한편, 본 발명의 심실 보조 장치의 동력전달 선을 심실 외부로 연결하기 위한 연결 수단(connection member)(160)을 추가적으로 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 연결 수단은 패브릭 스커트(fabric skirt), 인공 관(artificial tube) 및 인조혈관을 포함한다.
패브릭 스커트(fabric skirt)는 직물 소재를 이용한 것으로서, 도 4에서와 같이 패브릭 스커트를 동맥혈관 벽에 장착하고, 동력전달 선이 고정된 패브릭 스커트를 관통하여 외부로 향하게 한다. 또한, 최소한의 출혈로서 동력전달 선을 심실 외부로 꺼내기 위한 수단으로서 인공 관(artificial tube) 및 인조혈관을 이용할 수 있으며, 도 4에서와 같이 인공 혈관을 봉합사로서 동맥 벽에 고정시키고 고정된 인공혈관을 통하여 동력전달선을 외부로 향하게 할 수 있다.
본체를 스텐트를 이용하여 이식 부위에 고정하는 경우, 스텐트와 본체 사이에 일정 공간이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 공간으로 혈류가 자유롭게 드나들 수 있고 결과적으로 심각한 대동맥 판막부전을 초래할 수 있다. 따라서, 본체와 스텐트 사이의 공간을 없애기 위하여 본체와 스텐트 사이에 인공 판막 또는 고분자 인조섬유를 삽입할 수 있으며, 이로써 대동맥 판막부전의 발생을 방지할 수 있다. 상기 인공판막은 예컨대, 포유동물의 심장 판막 또는 심낭을 가공한 인공판막을 포함하며, 소의 심막(bovine pericardium) 또는 돼지의 대동맥 판막을 이용할 수 있다. 상기 고분자 인조섬유는 데이크론(dacrone), 테플론, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 및 폴리테트라에틸렌을 포함한다.
본 발명의 심실 보조 장치는 상술한 구성 외에도 상기 모터에 전력을 공급하는 전력 공급원을 추가적으로 포함될 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:
(a) 본 발명은 종래의 외과 수술의 침습성(invasiveness)를 감소시키기 위한 심실 보조 장치에 관한 것이다.
(b) 본 발명의 장치는 종래 심실 보조 장치와 달리 고정 수단(anchoring member)을 이용하여 필요에 따라 장치를 이식부위에 쉽게 장착 또는 제거할 수 있으며, 연결 수단(connection member)을 이용하여 동력전달 선(drive line)을 심실 외부로 안전하게 연결할 수 있어 최소한의 침습적 외과술로서 심실 기능 보조를 가능케 한다.
(c) 또한, 본 발명의 장치는 종래 심실 보조 장치를 이용할 경우 가장 큰 단점으로 지적되었던 침습적 외과술을 개선할 수 있으므로 보다 안전한 수술을 가능하게 하며, 이로써 심실 보조 장치를 이식받을 수 있는 환자군이 확대되고 수술 후 회복기간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 심실 보조 장치를 하(下) 측에서 바라본 모식도이다.
도 2는 봉합링을 자가 팽창성(self expandable) 스텐트로 대치한 모식도로서, 봉합선(suture)없이 대동맥을 통하여(transaortic) 또는 좌심실 관통 삽입(trans ventricular insertion)이 가능하며 매우 쉽고 빠르게 설치할 수 있다.
도 3은 본 발명의 심실 보조 장치를 대동맥 판막(aortic valve) 위치에 고정시키기 위해 봉합링(sewing ring)을 본체의 출구(outlet) 상단에 설치한 모식도를 나타낸 것이다. 축류 펌프(Axial pump)는 본체, 임펠러 및 모터의 구성을 모두 포함하는 것으로 도시된다.
도 4는 본 발명의 장치가 이식 대상자의 체내에 존재하는 경우, 동력전달 선(drive line)의 처리과정을 나타내는 모식도를 나타낸다. 이 경우, 장치가 체내에 위치하므로 동력전달 선을 대동맥을 통해 밖으로 빼주어야 한다. 예컨대, 동력전달 선 주위에 패브릭 스커트(fabric skirt)를 만들어 이것을 구멍난 대동맥에 봉합하거나, 인조 혈관을 대동맥 벽에 고정하고 그 도관을 통해 동력전달 선을 뺀후 인조 혈관을 외과 매듭(surgical tie)으로 묶는 방법을 사용할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예
실시예 1: 심실 보조장치의 제작
본 발명의 심실보조장치(Ventricular assist device)(100)는 (a) 실린더형 본체(110); (b) 임펠러(impeller)(120); 모터(motor)(130); (d) 동력전달 선(drive line)(140); 및 (e) 상기 본체의 외부에 장착되며, 상기 본체를 이식 부위에 고정하기 위한 고정 수단(anchoring member)(150)을 포함한다.
실린더형 본체(110)는 직경 20 mm 이하로서, 본체의 외부 표면에는 봉합링이 장착될 수 있는 홈이 형성될 수 있다.
임펠러(impeller)(120)는 상기 본체의 내부에 장착되며, 상기 본체의 중심 축(central axis)을 중심으로 회전 가능하다. 임펠러는 본체의 내부에 장착되며, 일정 속도로 회전하여 일정 방향의 혈류를 형성한다. 임펠러는 공지된 다양한 형상으로 제작될 수 있으며, 임펠러의 날개 수 및 길이 또한 적정 수준에서 다양하게 제작될 수 있다. 도 1에서 임펠러는 대략 판형의 날개 형상이며, 본체 길이의 약 1/2, 본체 직경의 1/2의 직경으로 형성된다. 임펠러는 본체 내부의 중심축을 중심으로 회전하며, 따라서 축류 펌프(axial pump)의 작동원리를 이용하여 혈액을 펌핑한다.
모터(motor)(130)는 상기 본체의 내부에 장착되며, 상기 임펠러의 회전운동에 필요한 회전력을 제공한다. 상기 임펠러와 모터는 좌심실의 혈액을 상행대동맥(Ascending aorta)으로 펌핑하는 역할을 한다.
동력전달 선(drive line)(140)은 상기 본체의 일 측에 장착되며, 심실 보조 장치의 이식 대상자(subject)의 신체 외부와 연결 가능하여, 외부로부터 심실 보조 장치에 전력을 전달한다. 동력전달 선의 외부 피막은 생체적합성 고분자 원료(생체적합성 고분자 폴리머)로 코팅될 수 있다. 또한, 동력전달 선은 심막 또는 피부와의 비-외상성 접촉을 위해 적절한 강성과 경도를 가진다. 동력전달 선은 본체(110)로부터 환자의 신체 외부에 있거나 환자의 신체 내에 이식된 전력원으로 연장된다.
고정 수단(anchoring member)(150)은 상기 본체의 외부에 장착되며, 상기 본체를 이식 부위에 고정하기 위한 수단이다. 상기 고정 수단은 (ⅰ) 본체의 외부에 장착되며, 심실 보조 장치의 이식 부위에서 방사상(radial) 자가 팽창성 스텐트(self-expandable stent)(도 2 참조), 또는 (ⅱ) 본체의 상부에 장착되며, 심실 보조 장치의 이식 부위에 고정 가능한 봉합링(sewing ring)을 포함한다. 봉합링 대신 자가 팽창성(self-expandable) 스텐트를 이용하는 경우, 봉합선 없이 심실 보조 장치의 이식이 가능하다.
스텐트의 재질은 형상 기억 합금소재로서 니켈-티타늄(Ni-Ti)합금인 니티놀(nitinol)을 사용하며, 자가 팽창(self expandable) 스텐트를 본체와 결합시킴으로써 봉합사를 이용하지 않고(sutureless) 본체를 대동맥 또는 폐동맥 판막 부위에 고정할 수 있다.
본 발명의 심실보조장치는 대동맥 또는 폐동맥 판막 위치에 심실보조장치를 고정시키기 위해 봉합링(sewing ring)을 이용할 수 있다. 봉합링은 본체의 출구(outlet) 상단에 설치된다.
한편, 본 발명의 심실 보조 장치는 완전히 인체 내부에 존재하므로, 동력전달 선(drive line)을 대동맥을 통해 인체 외부로 연결해주어야 한다. 예컨대, ① 동력전달 선(drive line) 주위에 패스릭 스커트(fabric skirt)를 만든 후, 대동맥에 홀(hole)을 형성하여 이것을 대동맥에 봉합해주거나, ② 인공 혈관을 대동맥 벽에 고정하고 그 혈관을 통해 동력전달 선을 외부로 빼낸 후 복재정맥을 외과 매듭(surgical tie)으로 묶어주는 방법이 있다.
본 발명의 심실 보조 장치는 이식 대상자(subject)의 심실(ventricle) 외부 표면에 장착되며, 상기 동력전달 선을 심실 외부로 연결하기 위한 연결 수단(connection member)(160)을 포함한다. 도 4는 상기 연결 수단으로서 패브릭 스커트(fabric skirt) 또는 인조혈관을 이용한 경우를 나타낸다.
상기 본체(110)를 스텐트를 이용하여 이식 부위에 고정하는 경우, 스텐트와 본체 사이에 일정 공간이 형성될 수 있는데, 이 경우 상기 공간으로 혈류가 자유롭게 드나들 수 있고 결과적으로 심각한 대동맥 판막부전을 초래할 수 있다. 따라서, 본체와 스텐트 사이의 공간을 없애기 위하여 본체와 스텐트 사이에 인공 판막 또는 고분자 인조섬유를 삽입할 수 있으며, 이로써 대동맥 판막부전의 발생을 방지할 수 있다. 상기 본체와 스텐트 사이의 공간에 소의 심막(bovine pericardium)을 이용한 인공판막 또는 인조섬유인 데이크론(dacrone)을 채워 불필요한 혈류의 흐름을 차단한다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
100: 본 발명의 심실 보조 장치(Ventricular assist device )
110: 본체
120: 임펠러(impeller)
130: 모터(motor)
140: 동력전달 선(drive line)
150: 고정 수단(anchoring member)
160: 연결 수단(connection member)
170: 중심축
A: 상행대동맥(Ascending aorta)
B: 대동맥동(Aortic sinuses)
C: 대동맥판륜(Aortic valve annulus)
D: 좌심실(Left ventricle)

Claims (9)

  1. 다음을 포함하는 심실 보조 장치(Ventricular assist device)(100):
    (a) 혈액의 유입구 및 유출구가 형성된 실린더형 본체(110);
    (b) 상기 본체의 내부에 장착되며, 상기 본체의 중심 축(central axis)을 중심으로 회전 가능한 임펠러(impeller)(120);
    (c) 상기 본체의 내부에 장착되며, 상기 임펠러의 회전운동에 필요한 회전력을 제공하는 모터(motor)(130);
    (d) 상기 본체의 일 측에 장착되며, 심실 보조 장치의 이식 대상자(subject)의 신체 외부와 연결 가능한 동력전달 선(drive line)(140); 및
    (e) 상기 본체의 외부에 장착되며, 상기 본체를 이식 대상자의 이식 부위에 고정하기 위한 고정 수단(anchoring member)(150).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 심실 보조 장치는 축류 펌프(axial pump) 원리에 의해 작동하는 것을 특징으로 하는 심실 보조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 고정 수단은 (ⅰ) 본체의 외부에 장착되며, 심실 보조 장치의 이식 부위에서 방사상(radial) 자가 팽창성 스텐트(self-expandable stent), 또는 (ⅱ) 본체의 상부에 장착되며, 심실 보조 장치의 이식 부위에 고정 가능한 봉합링(sewing ring)인 것을 특징으로 하는 심실 보조 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 심실 보조 장치는 상기 본체와 상기 스텐트 사이의 공간이 인공 판막 또는 고분자 인조섬유로 채워지는 것을 특징으로 하는 심실 보조 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 인공 판막은 조직 판막인 것을 특징으로 하는 심실 보조 장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 고분자 인조섬유는 데이크론(dacrone), 테플론, 폴리에틸렌 또는 폴리테트라에틸렌인 것을 특징으로 하는 심실 보조 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 심실 보조 장치는 이식 대상자(subject)의 심실(ventricle) 외부 표면에 장착되며, 상기 동력전달 선을 심실 외부로 연결하기 위한 연결 수단(connection member)(160)을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 심실 보조 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 연결 수단은 패브릭 스커트(fabric skirt), 인공 관(artificial tube) 또는 인조혈관인 것을 특징으로 하는 심실 보조 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 이식 부위는 대동맥 혹은 폐동맥 판막 부위인 것을 특징으로 하는 심실 보조 장치.
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