KR20170009847A - 인공 판막 및 인공 판막의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지지 요소(2)에 부착되는 적어도 하나의 소엽(3)을 갖는 소엽 조립체를 포함하는 인공 판막에 관한 것이며, 소엽은 체액이 판막을 통해 유동할 수 있도록 자유 모서리가 폐쇄 표면(700)으로부터 먼쪽으로 굽혀지는 제 1 위치와 판막을 폐쇄하도록 자유 모서리가 폐쇄 표면과 인접하는 제 2 위치 사이에 이동할 수 있는 자유 모서리를 가지며, 판막에 대한 박동 하중 없이 소엽은 자유 모서리의 길이를 따라서 0.1 mm 초과의 접합 높이(H)를 형성할 수 있다. 그러한 인공 판막은 오랜 시간 동안 양호한 성능을 제공하며 소엽용의 다양한 재료를 사용하여 만들어질 수 있다. 본 발명은 또한, 인공 판막에 사용하기 위한 소엽 조립체, 및 소엽 조립체를 형성하는 단계를 포함한, 인공 판막의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

인공 판막 및 인공 판막의 제조 방법{PROSTHETIC VALVE AND METHOD OF MAKING A PROSTHETIC VALVE}

본 발명은 이식 가능한 의료 기기, 및 인공 판막 더 구체적으로 2- 또는 3- 소엽(leaflet) 인공 심장 판막과 같은 그러한 의료 기기의 제조 방법에 관한 것이다.

포유동물의 통상적인 자연 판막(natural valve)은 4개의 심장 판막 중의 하나인 대동맥 판막이다. 대동맥 판막은 첨판(cusp)으로 또한 불리는 3개의 소엽을 포함하며, 소엽은 이들 소엽용 지지 요소로서의 역할을 하는 대동맥 근에 부착된다. 대동맥 판막의 3개의 소엽 각각은 대동맥 근에 반달 형태로 부착되는 자유 모서리(free margin) 또는 모서리를 가진다. 판막이 개방될 때, 소엽은 임의의 관상동맥 구멍(orifice)의 잠재적 폐색 없이 그들의 굴(sinus) 내측으로 다시 떨어진다. 인접한 소엽의 힌지라인(hingeline)은 이음부의 높이에서 만나서, 이음매의 적어도 일부를 형성한다. 소엽의 몸통은 필요한 가요성을 제공하도록 유연하고, 연장 가능하고 얇으나, 그의 두께는 균일하지 않다. 소엽은 그의 자유 모서리 쪽으로 조금 더 두껍다. 그의 심실 표면에는 루눌라(lunule)로서 공지된 부가성장(apposition)의 구역이 있어서, 자유 모서리를 따라 전체 폭을 점유하고 소엽의 깊이의 대략 1/3에 걸쳐져 있다. 이는 판막 폐쇄 중 소엽이 인접 소엽과 만나는 곳이다. 폐쇄 위치에 있는 판막에 의해서, 루눌라의 모서리가 함께 만나서, 심장의 좌심실 공동 내의 혈액을 대동맥 내의 혈액과 분리시킨다. 이러한 유형 또는 대응하는 유형의 판막에 대해서, 개방 및 폐쇄 중에 최대 기계 응력이 이음매에서 발생하며 더 작은 범위로 소엽의 자유 모서리에서 발생한다.

인공 판막은 인간 또는 동물 신체 내에 이식되며 예를 들어, 혈관 내부에서 또는 그 근처에서 수동적인 하나의 직접적인 인공 판막으로서 사용될 수 있다. 인공 판막은 완전하게 미리 형성될 수 있고 그대로 이식될 수 있거나, 기능적 인공 판막을 형성하는데 필요한 인공 및/또는 천연 부품을 사용하여 원위치에 형성될 수 있다. 적합한 인공 판막은 판막의 어느 한쪽의 차등 압력에 반응하여 쉽게 개폐하고, 혈류 내에 비-생리적 난류를 전혀 또는 단지 조금도 유발하지 않고, 훨씬 더 많은 역류를 피할 필요가 있다. 따라서, 심장 판막 인공기관과 같은 심혈관 제품은 하중 조건들, 즉 크기와 사이클 수 모두에 대한 높은 요건을 따라야 한다. 통상적으로, 심장 판막 소엽은 그의 수명 중에 10억번 초과의 하중 주기를 겪을 수 있다. 그러므로, 심장 판막, 특히 가동 소엽의 내구성은 중요한 요건이다.

임의의 인공 판막은 판막 작동 중 이음매 및 소엽 자유 모서리에서의 실제 기계적 하중에 저항할 수 있어야 하고, 바람직하게는 수 년 동안 그러한 주기적인 하중에 저항하도록 유지될 수 있어야 한다. 이런 이유로, 초기 강도가 중요한 매개변수 일뿐만 아니라 판막의 제조시 (불분명한)제조 불량의 기회를 감소시킨다.

오늘날, 판막 수술에 사용되는 판막은 통상적으로, 생물학적 조직, 종종 화학적으로 처리된 소심낭으로 만들어지는 소엽을 갖는 생체인공 판막이다. 이는 비교적 양호하게 수행하는 탄성 재료이고 자연 판막을 모방할 수 있다. 그러나, 초기 실패에 종종 부딪혔으며 박동 하중하의 연속적인 신장 및 수축시 소엽 재료에 대한 높은 응력과 관련된 것으로 여겨진다. 다양한 합성 재료와 설계가 인공 판막의 소엽을 제조하기 위한 대안으로서 제안되었다.

합성 섬유를 사용하여 만들어진 판막 인공기관은 예를 들어, NL 1008349호에 설명되어 있다. 이러한 판막은 소엽 내에서 발생하는 응력에 대응하는 특정 방향으로 보강 섬유를 주축에 감아서 만들어지는 다수의 소엽을 떠받치고 있는 지지 요소를 포함한다. 그 섬유가 최대 응력 선을 따라서 위치되어야 하기 때문에, 이러한 판막 인공기관은 응력을 수용하기 위해서 많이 감긴 층을 제조하고 사용하는 것이 어려우며, 그에 따라 중량이 부가되고 가요성이 제기능을 하지 못할 수 있다.

유사하게, US 6,726,715호는 판막 작동 중 소엽 내의 미리 결정된 응력선과 정렬되는 응력-제거 섬유 요소를 갖는 가요성 시트를 포함하는 심장 판막용 소엽을 설명한다. 시트 재료는 통상적으로, 보강 요소로서 높은 강도/높은 탄성률의 섬유를 갖춘 PTFE 또는 PVF이다. 탄소, 아라미드와 같은 섬유, 또는 Dyneema^® UHMWPE 섬유와 같은 폴리에틸렌 섬유가 사용될 수 있다.

WO 2010/020660호는 폴리올레핀 섬유로 만들어진 균일한 중공형 수술(braid)로 만들어지는 인공 판막을 설명한다. 중공형은 수술은 관형 부품과 별-모양 부품을 포함하는, 몰드 위로 수술을 당김으로써 판막을 형성하도록 성형된다. 계속해서 열과 압력을 가함으로써, 중공형 수술은 몰드의 모양을 취하며 다른 섹션들이 생성된다. 몰드의 관형 부품 주위에서 수술은 판막의 지지 요소에 대응하는 섹션으로 형성되는 반면에, 몰드의 별 모양 부품은 다수 판막 소엽에 대응하는 섹션을 제공한다. 몰드로부터 판막을 제거하기 이전에, 판막 인공기관의 전방 및 후방 측은 에지 트리밍 가공된다. 트리밍 가공된 에지의 파괴를 방지하기 위해서, 에지는 얀(yarn)이 서로 용융 융합되도록 열처리되고, 스티칭(stiching)이 제공되거나, 에지를 기계적으로 안정화시키도록 달리 처리될 수 있다.

Heim 등(Materials and Manufacturing Processes, 26: 1303-1309, 2011)은 3-첨판 형상으로 몰드 상에 직물을 열적으로 성형함으로써 인공 소엽이 직조된 폴리에스터 얀으로 만들어지는 방법을 개시하며, 직조된 폴리에스터가 판막 인공기관을 형성하는데 적합할 수 있음을 보여준다. 폴리에스터 얀은 직물이 그의 통상적인 약 14 내지 17%의 파단시 연신율로 인해 인간 판막의 자연 탄성 신축율(약 15%의 연신율)을 모방할 수 있을 정도의 신축 특성을 가진다. 폐쇄 위치에서 소엽들 사이의 양호한 접촉을 갖는 판막을 얻고 작동 사이클 중에 응력을 제한하기 위해서, 그 저자들은 판막의 중심에 꽤 큰 고유 개구가 존재하는 반면에, 심장 박동 하중하에서 소엽의 자유 모서리의 길이 전반에 걸쳐 적절한 접합이 생성되어 역류를 방지하거나 적어도 최소화하는 소엽 성형을 교시하고 있다.

US2008/0200977호에 프레임 및 합성 생체 적합성 폴리머로 만들어진 적어도 하나의 소엽을 포함하는 이식 가능한 판막 인공기관이 설명되어 있다. 소엽은 소엽의 움직임으로 판막 포켓 내의 혈액 정체를 방지하는데, 즉 혈전 형성을 방지하는데 도움을 주도록 설계된다. 소엽은 통상적으로, 폴리머 용액, 바람직하게 세그먼트화 폴리우레탄을 캐스팅(casting)함으로써, 그리고 그 후에 유체 유동에 반응하여 개폐 위치로 제한 없이 이동될 수 있는 자유 부분을 형성하도록 두 개의 슬릿을 제공함으로써 형성된다.

다수의 소엽을 갖는 판막 몸체를 포함하고 실리콘 또는 폴리우레탄을 몰딩함으로써 단일체로서 형성되는 인공 심장 판막이 US2003/0114924호에 개시된다. 이 판막은 중립 위치에서 소엽의 자유 모서리(free margin)들 사이에 갭을 포함하도록 몰드되며, 여기서 소엽은 유체 유동의 하중 하에서 갭이 폐쇄되고 소엽의 면들이 결합되어 접합 구역을 형성하도록 자유 모서리를 따라서 특정 곡률을 가진다.

US2009/027039호는 적어도 하나의 소엽 및 개폐 위치로부터 소엽의 실질적인 이동을 일시적으로 방지하기 위한 억제 부재를 가지는 이식 가능한 인공 판막을 설명하고 있다. 소엽은 생물학적 재료 또는 합성 폴리머와 같은 다양한 재료로 만들어질 수 있으나, 얇은 금속 필름이 바람직하다.

US 2005/0137681호는 관형 프레임 및 커버를 갖춘 정맥 판막이 개시되며, 커버는 가역적으로 밀봉 가능한 개구를 형성하고 따라서 소엽으로서 작용하는 표면을 포함한다. 소엽은 예각 에지, 곡선 표면, 오목한 구조, 또는 판막을 효율적으로 폐쇄하고 역류 유체 유동을 제한하는 곡선의 지지 구조를 포함한 다양한 크기와 형상을 가질 수 있다. 소엽은 ePTFE, PET, 우레탄 및 폴리에틸렌을 포함한, 생체 또는 합성 유체-불투과성 재료로 만들어질 수 있다.

WO 2000/62714호는 실리콘 또는 폴리우레탄으로 만들어지는, 복수의 소엽을 갖춘 단일-부품 성형체를 포함한 심장 판막 인공기관을 개시한다. 중립 또는 휴식 위치에서, 소엽의 자유 모서리는 그들 사이에 불-균일한 갭을 형성하도록 덮혀진다. 소엽은 그들의 자유 모서리에 스캘롭(scallop)을 가져서, 최소 접합으로 역전 유체 유동을 밀봉하도록 중심부에 충분한 재료를 제공한다.

US 4,191,218호는 혈관 인공기관 및 심장 판막에 사용하기 위한 직물을 개시하며, 그 직물은 약 10 ㎛ 직경의 필라멘트를 포함하는 다섬유(폴리에스터) 얀으로 직조되며, 그 섬유는 20 내지 40 ㎛의 개방 격자간 공간 및 적어도 10%의 적어도 일 방향으로의 연신을 초래하도록 열 수축된다. 그 섬유는 바람직하게, 심장 판막 소엽의 자유 모서리를 형성하는 직물 변폭(selvedge)을 가진다.

US 2012/0172978호는 15 내지 60 ㎛의 균일 공극 및 10 내지 100 ㎛의 두께를 가지고 예를 들어, 폴리에스터 또는 폴리프로필렌 단섬유로 직조되는 필터 스크린 재료로 만들어지는 소엽을 포함하는 인공 판막을 설명하고 있다. 폐쇄 유동 압력에 반응하여, 소엽은 유출 에지에서 결합하도록 함께 떠밀려서, 3 내지 9 mm의 접합(coaptation)을 초래한다. 그러한 판막의 제조 방법은 스크린 재료로 소엽을 별도로 형성하는 단계, 부착 선을 따라 이들을 함께 커플링하는 단계, 및 봉합 링(sewing ring) 또는 프레임/스텐트(stent)에 선택적으로 커플링하는 단계를 포함한다.

US 2005/177227호에서, 심장 판막 인공기관을 제조하는 방법이 개시되며, 여기서 바람직하게, 폴리에스터 또는 PTFE로 만들어지는 직물 박막이 예를 들어, 세그먼트를 절단하고 폐쇄된 동맥 위치에서 심장 판막의 기기하학적 구조를 재생하는 성형 부재를 사용하며, 뒤이어 열고정함으로써 소엽을 형성하도록 성형된다.

본 발명은 지지 요소(2)에 부착되는 적어도 하나의 소엽(3)을 갖는 소엽 조립체를 포함하는 인공 판막(400)에 관한 것이며, 소엽은 체액이 판막을 통해 유동할 수 있도록 자유 모서리가 폐쇄 표면(700)으로부터 먼쪽으로 굽혀지는 제 1 위치와 판막을 폐쇄하도록 자유 모서리가 폐쇄 표면과 인접하는 제 2 위치 사이에 이동할 수 있는 자유 모서리(5)를 가지며, 판막에 대한 박동 하중 없이 소엽은 자유 모서리의 길이를 따라서 0.1 mm 초과의 접합 높이를 형성할 수 있다.

본 발명은 자연 판막의 경우에서와 같이, 가요성 시트 재료로 만들어진 공지된 인공 판막이, 개폐 사이클 동안에 판막을 폐쇄할 뿐만 아니라 판막을 적절히 개방하도록 폐쇄 표면과 그의 자유 모서리를 따라 소엽이 접촉하는, 충분한 접합을 제공하기 위해서 소엽을 형성하는 시트 재료의 실질적인 연신율(신장율)에 의존한다는 인식에 적어도 부분적으로 기초한다. 통상적으로, 연신율은 (대칭의 원통형 3-소엽 구성에 대해서 판막의 중심과 일치하는)특히 소엽의 중심에서 충분한 접합을 제공하기 위해서 약 15%까지의 연신율을 가져야 한다. 이는 차례로, 시트 재료가 자연 소엽을 오래도록 모방할 수 있도록 엄격한 기계적 특성 요건을 만족해야 함을 의미한다. 출원인은 특히, 면역성이 있고 식생 및 다른 비정상적인 절차를 유발할 수 있는 자연환경에서 광범위한 신축성과 내구성이 거의 조합될 수 없다는 것을 깨달았다. 이러한 인식에 기초해서, 출원인은 또한, 판막에 대한 박동 하중이 없는 중립 위치에서 소엽이 그의 자유 모서리를 따른 특정한 최저 접합 높이에 걸쳐서 판막 내의 표면 표면과 인접할 수 있는 인공 판막을 창안했다. 이러한 접합 높이는 접합이 일반적으로 단지, 판막에 대한 실제 박동 하중 동안에만 생성되며 따라서 특정한 공간적 제약 그 자체를 만족시키는 판막을 생성하는 것보다 오히려, 판막 재료의 연장과 그 과정의 역학에 의존하는 종래 기술과는 반대이다. 대체로, 이는 소엽을 형성하는 재료가 신장력에 대한 덜 엄격한 요건을 만족해야 하며, 따라서 현재의 판막과 그의 제조 방법이 적어도 시트 재료의 사용에 더 많은 자유를 제공하며, 더 내구성 있는 인공 판막을 만들기 위한 옵션을 제공한다는 것을 의미한다. 추가의 장점은 고-강도, 저-연신율의 생체 적합성 섬유로 만들어진 직물 구조물을 사용할 가능성, 및 따라서 인공 판막을 제조하기 위한 얇은 가요성 섬유, 바람직하게 직물의 사용 가능성을 포함한다.

본 발명은 접합시 자유 모서리를 따른 일부 지점에서, 작은 채널 또는 다른 개구가 예를 들어, 박동 과정의 역학으로 인해 일시적으로 존재할 수 있다는 것을 배제하지 않음을 주목해야 한다. 시트 재료에서의 주름 또는 다른 일시적인 결함의 형성은 소엽의 연장을 요구하지 않는 무-박동 하중 시에, 판막이 자유 모서리의 길이를 따라 본질적으로 판막의 폐쇄를 허용하는 기기하학적 구조를 갖는 한, 판막이 적절한 기능을 하는 것을 방해하지 않는다. 달리 말하면, 하나 이상의 소엽은 무-박동 하중시 특정한 최소 접합 구역이 가능한 그러한 기기하학적 구조물 가지며, 그 구역은 폐쇄 표면과 인접하는 소엽의 자유 모서리의 흡착 높이와 길이에 의해 형성되며, 따라서 실제 사용 중에 판막 내의 상당한 역류를 방지한다. 그러한 기기하학적 구조는 심지어 자유 모서리 자체가 폐쇄 표면과 국소적으로 충분히 인접하지 못하는 경우에도 사용 중 박동 하중에 의해 충분한 접한과 효과적인 판막 폐쇄를 또한 초래한다.

본 발명은 또한, 본 발명에서 추가로 설명되는 바와 같이, 인공 판막에의 사용을 위한 소엽 조립체에 관한 것이다. 본 발명은 추가로, 소엽 조립체를 제조하는 단계를 포함한, 인공 판막의 제조 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 지지 요소에 부착되는 적어도 하나의 소엽을 포함하는 인공 판막의 제조 방법에 관한 것으로서, 판막은 체액이 판막을 통해 유동할 수 있도록 자유 모서리가 폐쇄 표면으로부터 먼쪽으로 굽혀지는 제 1 위치와 판막을 폐쇄하도록 자유 모서리가 폐쇄 표면과 인접하는 제 2 위치 사이에 이동할 수 있는 자유 모서리를 가지며, 상기 방법은

- 시트 재료를 제공하는 단계, 및

- 하나 이상의 소엽과 지지 요소를 포함하는 소엽 조립체를 시트 재료로 형성하는 단계를 포함하며,

소엽 조립체를 형성하는 단계는 기하학적 형상을 부여하도록 소엽을 성형하는 단계를 포함하며, 소엽은 박동 하중 없이, 자유 모서리의 길이를 따라서 0.1 mm 초과의 접합 높이를 형성할 수 있다.

"소엽 조립체를 시트 재료로 형성하는 단계"는 접는 단계, 절단 단계, 몰드 내에서 소엽을 성형하는 단계, 시트 재료의 다수의 부품을 조립하는 단계, 스티칭, 접착 등에 의해 연결하는 단계와 같은 단계들을 포함할 수 있음을 주목해야 한다.

정의

인공 판막은 적어도 하나의 소엽과 지지 요소의 구조물이며, 판막에 폐쇄 위치뿐만 아니라 개방 위치를 제공하기 위해서 소엽이 구부러지거나 힌지될 수 있도록 소엽은 지지 요소에 부착되며, 인공 판막은 프레임 또는 스텐트로도 또한 불리는 강성 또는 반-강성 지지대를 선택적으로 포함할 수 있다.

소엽 조립체는 일반적으로 관형 구성으로 적어도 하나의 소엽과 대응하는 지지 요소의 조합체이며, 함께 연결되는 다수 부품의 재료로 또는 (직물과 같은)단일 직물 구조물로 만들어질 수 있다. 소엽은 가동 부분이고 또한 그래프트(graft) 또는 스커트(skirt)로도 불리는 지지 요소에 부착되며, 함께 이들은 판막을 폐쇄하기 위해서 유체로 채워질 수 있는 포켓을 형성한다.

이음매는 일반적으로, 그를 따라서 두 개의 물건이 접합되는 지점 또는 선이며; 자연 심장 판막의 해부학에서 이음매는 두 개의 인접 판막 소엽과 그들의 지지 혈관 벽 사이의 접합부의 별개의 구역이다. 본 출원의 내에서, 이음매는 소엽과 무-스텐트 판막의 경우에 지지 요소 사이, 및 소엽과 스텐트 사이의 유출 측으로부터의 부착선 또는 영역, 그리고 선택적으로 스텐트 판막을 위한 지지 요소를 지칭한다. 이음매를 형성하는 연결부 이외에도, 예를 들어 소엽 모양을 추가로 형성하는, 소엽, 지지 요소 및/또는 스텐트 사이의 추가의 연결부가 있을 수 있다.

소엽 모서리는 에지이다.

접합은 판막을 폐쇄하기 위해서 소엽과 다른 소엽과 같은 폐쇄 표면의 맞닿음, 접촉 또는 만남을 의미하며; 이음매 높이는 자유 모서리로부터 판막의 길이 방향으로, 즉 판막의 바닥 쪽으로 측정된 이음매의 높이 또는 길이를 지칭한다.

소엽의 중심선은 판막의 중심에 있는 자유 모서리로부터 소엽의 바닥에 있는 최하점, 즉 지지 요소로의 연결부에 의해 소엽을 형성하는 최저 지점까지의 가상선이다. 예를 들어, 3개의 소엽을 갖춘 비-대칭 판막의 경우에, 3개의 자유 모서리의 접촉 또는 이음매 지점으로부터 최저점까지의 선이다.

곡률 높이는 중심선과 판막의 중심에 있는 자유 모서리와 최저점을 연결하는 직선 사이의 가장 긴 직각 거리로서 판막의 소엽 내의 곡률이다.

소엽의 곡률 반경은 폐쇄 판막 위치에서 소엽의 곡선 표면의 법선 절단에 가장 잘 들어맞는 원의 반경이다.

탄성 재료는 변형된 이후에 그의 원래 모양으로 복귀할 수 있는 재료이다.

대상에 기기하학적 구조를 부과하는 것은 이러한 대상의 기기하학적 구조가 생성 이후에 대상에 가해지는 외력으로 인해 유발될 수 있는 기기하학적 구조와는 반대로, 대상의 생성에 의해 확립되는 것을 의미한다.

판막의 유입 측 또는 바닥 측은 판막이 개방 위치에 있을 때 유체가 판막으로 진입하는 측을 의미하며, 반대 측은 판막의 유출 측 또는 상부로서 지칭된다.

다른 것과 평행하게 연장하는 어떤 것에 대해서는 양쪽 것이 동일한 방향으로 주로 연장하는 것을 의미한다.

시편의 파단시 연신율은 그의 본래 길이에 대한 백분율로서 표현되는, 가하진 하중 하에서 시편의 파단 순간에 기록되는 그 시편의 연신율이다. 시트 재료에 대해서, 파단시 연신율은 종종 파괴시 연신율 또는 균열시 연신율로도 또한 불린다.

얀은 통상적으로, 복수의 연속적인 및/또는 불연속적인 필라멘트를 포함하는, 그의 횡단면의 폭보다 훨씬 더 큰 길이를 갖는 연장체이며, 상기 필라멘트는 바람직하게, 서로 실질적으로 평행하게 정렬된다.

인접한은 붙어 있는 또는 가장 가까운 위치를 의미한다.

변폭(selvedge 또는 selvage)은 구조물의 에지에 수직한 방향으로 연장하는 스레드가 자유 단부로서 구조물로부터 연장하지 않으나, 구조물의 내측으로 복귀함으로써 에지에서 연속적인 직조 구조물의 에지이다. 변폭은 통상적으로, 셔틀 직조 공정(shuttle weaving process) 중에 필 스레드(fill thread)(또한 씨실로도 불림)로 형성되나, 다른 기술 또는 날실로 만들어질 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 방법을 사용하여 판막 인공기관을 형성하기 위한 다양한 단계를 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 판막 인공기관을 제조하는데 적합한 직물 구조물의 다양한 도면을 개략적으로 도시한다.
도 3은 종래 기술과 비교할 때 본 발명에 따라 부여된 기기하학적 구조를 개략적으로 도시한다.
도 4는 도 3과 관련하여 설명된 바와 같은 방법의 변형예에서의 다양한 단계를 개략적으로 도시한다.
도 5는 변폭이 날실 방향에 수직한 에지에 어떻게 직조될 수 있는지를 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 방법의 다른 실시예에서의 다양한 단계를 개략적으로 도시한다.

제 1 실시예에서 인공 판막의 적어도 하나의 소엽은 - 박동 하중 없이 - 1 내지 15 mm의 접합 높이를 갖는 접합부가 가능하도록 그렇게 부여된 기기하학적 구조를 갖도록 형성된다. 그러한 높이는 유체 통행을 위한 빠르고 완전한 개방을 허용하면서 유체 유동의 역전시 역류를 효과적으로 방지하는 적절한 접합 구역을 생성하는 것이 발견되었다. 바람직하게, 소엽의 기기하학적 구조는 접합 높이가 적어도 2, 3, 4 또는 5 mm, 그리고 최대 15, 13, 11, 10, 9, 8, 또는 7 mm, 예를 들어 3 내지 10 mm, 바람직하게 5 내지 7 mm가 되도록 만들어진다.

다른 실시예에서 소엽에 부여된 기기하학적 구조는 판막의 바닥에서 진입하는 유체에 대해 볼록한 표면, 즉 1 내지 20 mm, 예를 들어 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20 mm, 바람직하게는 12 mm의 소엽의 중심선에서의 곡률 반경을 갖는 볼록한 표면을 포함한다. 50 mm 이상의 공지된 인공 판막에서의 통상적인 반경과는 반대로 이러한 특히 작은 반경을 갖는 부여된 볼록 기기하학적 구조가 소엽 재료에 더 작은 응력과 변형을 유도하며 아마도 이음매에 더 작은 인장력을 유도하는 것으로 여겨진다. 그러한 기기하학적 구조는 또한, 폐쇄 중에 유체로 채워질 비교적 커다란 용적을 갖는 소엽과 지지 요소에 의해 형성되는 포켓을 초래한다. 이는 개방시 효과적인 재-비움에 유리할 수 있어서, 예를 들어 혈액이 포켓에 남아 있는 것을 방지하고 혈전 형성의 위험을 감소시킨다.

또 다른 실시예에서 소엽의 부여된 기기하학적 구조는 곡선의 볼록 표면을 포함하며, 소엽의 중심선에서 이러한 곡선 표면의 곡률 높이는 1 mm 초과, 바람직하게 2, 3 또는 4 mm 초과, 가장 바람직하게 약 5 mm이다. 최대 값은 판막 자체의 외부 치수에 본질적으로 의존하나, 통상적으로 약 10 내지 15 mm, 예를 들어 10, 11, 12, 13, 14 또는 15 mm이다. 종래 기술의 판막에 대한 0 내지 1 mm의 통상적인 높이와는 반대로, 이러한 특정 형상을 갖는 부여된 볼록한 기기하학적 구조는 소엽 재료 내에 더 작은 응력과 아마도 이음매에 더 작은 인장력을 유도하는 것으로 여겨진다. 소엽 표면의 곡률은 판막의 직경에 의존하는 것, 즉 더 큰 직경의 판막은 상응하여 더 큰 곡률을 가질 수 있음을 주목해야 한다.

또 다른 실시예에서 소엽의 자유 모서리가 판막을 폐쇄하는데 필요한 이론적 길이에 대해서, 예를 들어 적어도 두 개의 소엽을 갖는 실질적으로 원통형 판막의 경우에 판막의 중심을 경유한 이음매에서 자유 모서리의 양 단부들 사이의 거리에 대해서 여분의 길이를 갖도록 소엽이 형성된다. 소엽의 자유 모서리의 길이를 따라서 적어도 1 또는 적어도 3 mm의 바람직한 접합 높이를 생성하기 위해서, 출원인은 여분의 자유 모서리 길이를 생성하는 것이 유리하다는 것을 (Carpentier-Edwards PERIMOUNT와 같은 심막 재료의 일반적인 설계 또는 본 발명의 위에서 설명한 바와 같은 Frederic Hime의 설계와 같은 직물 디자인과는 반대로)발견했다. 그러한 여분의 길이는 다른 방식으로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 반경(R)을 가지며 이음매들 사이에 균등히 분배되는 지지 요소에 부착된 동일한 크기의 3개의 소엽을 가지는 실질적으로 원통형 판막의 경우에, 필요한 이론적인 자유 모서리 길이는 2R일 수 있다. 지지 요소와 적어도 동일한 크기를 갖는 소엽을 제조함으로써 그들의 자유 모서리 길이는 적어도 2πR/3일 수 있으며, 따라서 적어도 약 1.05의 특대 인자(oversize factor)가 생긴다. 사용 중에 판막 또는 그의 스텐트의 실제 크기에 대해 더 크게 되도록 소엽 및 선택적으로 지지 요소를 설계함으로써 훨씬 더 큰 크기가 얻어질 수 있다. 이는 예를 들어, 스텐트를 압축시킴으로써 스텐트와 소엽 조립체의 매칭 직경을 포함하는 인공 판막의 직경을 감소시킴으로써 수행될 수 있다. US2005/177227호에 3개의 소엽을 갖는 원통형 판막을 설명하고 있으며, 심확장기 동안에 판막의 폐쇄를 보장하기 위해서 소엽의 자유 모서리의 길이가 반경(R)의 두 배 길이에 대응하고 따라서 2πR/3의 원주에서의 대응 부분보다 더 작을 것을 지적하고 있다. 일반적으로, 판막을 폐쇄하는데 필요한 이론적 길이에 대해(예를 들어, 판막의 중심을 경유한 이음매들 사이의 거리를 가교 연결하는데 필요한 최소 길이에 대해) 소엽 자유 모서리가 적어도 1.07, 바람직하게 적어도 1.09, 1.11, 1.13 또는 1.15, 그리고 바람직하게 최대 약 1.4, 더 바람직하게 최대 1.3의 전체적으로 너무 크거나 여분 길이 인자를 가지는 인공 판막을 만드는 것이 유리하다는 것을 발견했다. 달리 말하면, 자유 모서리는 바람직하게, 적어도 7%, 더 바람직하게 적어도 10 또는 15%, 그리고 최대 40 또는 30%의 여분 길이를 가진다.

추가의 실시예에서, 소엽의 여분의 길이는 예를 들어, 사다리꼴-형태(즉, 소엽에 대응하는 섹션이 사다리꼴의 더 넓은 바닥 절반부를 형성하며 지지 요소에 대응하는 섹션이 시트 재료의 더 작은 상부 섹션을 형성하는 형태)의 시트 재료를 형성하거나, 테이퍼진 또는 원추형 관형 재료를 형성함으로써 특정 모양으로 시트 재료를 예비성형하는 단계, 예를 들어 유지 링을 사용하거나 스텐트가 있는 판막을 압축함으로써 판막의 외부 원주를 감소시키는 단계, 및 판막 내의 소엽의 최종 고정 이전에 소엽 표면을 시프팅하는 단계로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 방법 단계들에 의해서 생성된다.

또 다른 실시예에서 판막의 길이 방향 축에 평행한, 적어도 체액 유동과 평행하게 자유 모서리에서 시작하는 특정 길이에 대해 연장하는 이음매를 따라 지지 요소에 부착되는 판막이 만들어진다. 이런 방식으로 이음매 상의 응력은 일반적인 설계에서와 같이 상부 에지의 한 지점에서 집중되지 않으나, 상기 길이 전반에 걸쳐 분할되며, 이는 내구성을 증가시킬 수 있다. 판막이 강성 지지대 또는 스텐트를 포함하는 경우에, 스텐트는 바람직하게, 소엽 조립체가 이음매를 형성하는 일부분으로서 연결되는 수직 포스트를 가져서, 안정하고 내구성 있는 이음매를 초래한다. 이음매는 소엽 조립체 또는 스텐트의 높이 전반에 걸쳐 연장할 수 있으나, 바람직하게 유출 측으로부터 1 내지 9 mm, 또는 1 내지 6 mm의 길이를 가진다. 이음매의 길이는 판막의 크기(높이)에 비례할 수 있다는 것이 명확할 것이다.

시트 재료가 탄성 재료인 또 다른 실시예에서, 시트 재료는 10% 이하의 파단시 연신율을 가진다. (자연 판막 재료의 신장 거동을 모방하는)약 15% 이상의 탄성 신장을 허용하는 재료를 사용하는 것과, 낮은 신장성 시트 재료, 즉 실질적으로 덜 신장될 수 있고 실질적으로 낮은 파단시 연신율을 가지는 재료를 판막 인공기관의 소엽을 형성하는데 사용할 수 있는 것은 본 발명의 장점이며 종래 기술의 교시와는 완전히 반대이다. 사용 중 작은 신장은 기계적 관점에서 이식 후에 소엽과 판막에 더 많은 내구성을 제공할 뿐만 아니라, 신축 이후에 물체가 그 물체 위로 콜라켄 성장을 유도할 수 있다고 여겨진다. 따라서, 본 발명의 소엽의 낮은 신장 특성은 그렇지 않으면, 소엽의 비대화 및 이동성 손실을 초래하고 아마도 초점 혈전 또는 기타 식생을 유도할 수 있는 잠재적 콜라겐 또는 연관된 조직 과성장의 자극을 감소 또는 심지어 최소화한다. 일반적으로, 조직 과성장 또는 섬유증은 소엽의 압착을 유도할 수 있으며, 이는 판막 부전을 초래할 것이다. 바람직하게, 본 발명에 따라서 만들어진 판막 내에서 시트 재료의 사용 중에 그의 연신율은 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 심지어 1 미만이다. 소엽으로서의 사용중 보다 더 높은 하중에서 발생하는 그러한 시트 재료의 파단시 연신율은 유사하게, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 심지어 1 미만이다. 어떠한 이론에 속박됨이 없이, 또한 하중 없이 특정한 최소 접합 높이를 제공할 수 있는 소엽의 기기하학적 구조를 부여하는 것은 분명히, 신장성이 낮거나 신장에 대한 높은 기계적 저항을 가지며, 높은 인장율(또한 영율로 불림)을 갖는 시트 재료인 시트 재료가 사용될 수 있게 한다고 생각된다.

예를 들어, 돼지 창자 조직(CorMatrix^TM)이 판막 인공기관에 소엽을 생성하는데 사용될 수 있는 자연 탄성 시트 재료이지만(예를 들어, Zaidi 등의 doi: 10.1016/j_jtcvs.2014.02.081 참조), 실시예에서 시트 재료는 10% 이하의 파단시 연신율을 갖는 하나 이상의 탄성 얀을 포함하는 직물 구조물이다. 위에서 인용한 특허 공보의 일부에 도시된 바와 같이, 직물 구조물은 또한 소엽을 만드는데 적합할 수 있다. 직물 재료는 대량의 제어 가능한 규모로 산업적으로 생산하는 것이 쉽다. 10% 미만, 바람직하게 9, 8, 7, 6 또는 5 % 미만, 바람직하게 1 내지 5%의 파단시 연신율을 가지는 얀을 사용함으로써, 본 발명의 위에서 설명된 바와 같은 낮은 신장성 장점이 쉽게 얻어질 수 있다. 직물 구조물 또는 섬유는 니팅(knitting), 브레이딩(braiding), 또는 직조(weaving)와 같은 기술에 의해 만들어질 수 있다.

추가의 실시예에서 직물 구조물은 하나 이상의 스레드 또는 얀으로 만들어진 직물이다. 직물 구조물은 바람직한 (비- 또는 낮은)신장 특성 및 형상 또는 형태가 다양한 직조 기술을 적용함으로써, 그리고 날실과 필 스레드(또는 씨실)로서 다양한 얀을 사용함으로써 쉽게 합쳐질 수 있다는 점에서 예를 들어, 니팅, 또는 브레이딩 구조물에 비해 장점을 가진다. 직조 패턴은 특별히 중요한 것이 발견되지 않았으며, 당업자는 바람직한 특성을 얻기 위해 선택된 스레드를 일부 경험과 조합하여 패턴을 선택할 수 있을 것이다. 통상적으로, 평직, 능직 또는 바스켓 직(basket weave) 패턴과 같은 일반적으로 사용되는 패턴을 갖춘 직물이 양호한 성능을 제공하는 것이 발견된다.

하나 이상의 직물 구조물이 소엽과 소엽 조립체를 형성하기 위한 시트 재료로서 적용될 수 있다. 적합한 방법은 시트 재료 또는 직물 구조물의 별도의 부품으로부터 각각의 소엽과 지지 요소를 형성하고 그 후에 다양한 부품들을 함께 연결하는 단계; 하나의 직물 구조물로부터 다수의 소엽을 그리고 별도의 직물 구조물로부터 다수의 지지 요소를 형성하고 그 후에 두 부품을 함께 연결하는 단계; 및 다수의 소엽과 지지 요소를 단일 직물 구조물로부터 소엽 조립체로 형성하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 3개의 소엽과 지지 요소를 갖는 소엽 조립체는 따라서 6, 4, 2, 또는 1개의 섬유 부품(들), 바람직하게 직물로 만들어질 수 있다. 단일 직물로부터 소엽 조립체를 형성하기 위한 적합한 방법은 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 한 측에서 개방된 소위, 이중 폭 섬유와 같은 다층 직물 또는 평탄화된 관형 섬유를 초래하는 이중 직조 기술을 적용하는 것을 포함한다.

추가의 실시예에서 소엽의 자유 모서리는 변폭으로서 직조된다. 직조된 변폭 또는 간단히 변폭(selvedge)(미국식 영어로 selvage)은 직물 구조물의 자체-마무리된 에지이다. 변폭은 직물 구조물이 풀리거나 닳는 것을 억제하나, 다른 유형의 안정화 또는 마무리된 에지와는 반대로 변폭은 실제 직조 공정의 결과물이며 절단, 용융, 스티칭 또는 안정화된 에지를 제공하기 위한 다른 공정과 같은 추가의 공정 단계는 아니다. 직물 구조물에서, 변폭은 통상적으로(그러나 꼭 필요한 것은 아님) 날실에 평행하게 연장하고 퇴출 후에 마지막 날실 주위에서 직물 내측으로 다시 되돌려지는 필 스레드(들)에 의해 형성된다. 변폭은 필 스레드가 셔틀 직조 공정에서와 같이 무한으로 공급되면 본래대로 만들어지나, 각각 섞어 짜이고 절단된 이후에 필 스레드의 장식 끝을 집어넣음으로써 무-셔틀 직조 작업으로 또한 만들어질 수 있다. 추가의 방법은 소위 레노(leno) 변폭 디자인에 의해 추가의 스레드를 도입하는 것이며, 이는 최외각 스레드 단부를 섬유의 에지에 잠그게 될 것이다. 변폭으로서 직조된 자유-모서리를 갖게 함으로써, 이러한 자유 모서리가 용융 또는 스티칭과 같은 추가의 공정 단계를 사용함이 없이 본래 기계적으로 안정한 에지로서 제공된다. 추가의 공정 단계는 판막의 제작 공정을 전체적으로 복잡하게 할 수 있으며, 또한 느슨한 얀 단부의 용융 융합시 (예를 들어, 증가된 강성, 감소된 마모에 대한 저항 또는 감소된 강도와 같은)얀의 기계적 특성의 변경, 스티칭 이후의 국소적 비대화 및 섬유의 가요성 감소와 같은 부작용을 유발할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 그러한 추가의 에지 마무리는 인공 판막의 제조시, 예를 들어 소엽을 형성하기 위해서 바람직한 길이의 부분으로 후에 절단될 연속적인 또는 무한 직물을 제조하는 경우에 사용하기 위한 직물의 외부 에지를 안정화하는데 적합하게 사용될 수 있다. 안정화 또는 마무리된 에지를 만드는 적합한 예는 또한 핫 나이프로도 불리는 예를 들어, 레이저에 의해 또는 전자 열 절단기에 의해 직물을 고온 절단하는 것이며, 이는 제어된 단일 단계에서 열가소성 섬유의 직물을 동시에 절단 및 용융시킬 수 있게 한다. 대안으로, 레노 디자인을 갖는 스레드는 섬유가 절단될 위치에서 섬유를 직조하는 동안에 포함될 수 있다.

특히, 적층된 층을 포함하는 다층 구조물로서 직물 구조물을 직조하는 것이 유리하다는 것이 발견되었으며, 그 층들은 바람직하게 바람직한 위치에서 날실 또는 필 스레드를 교차시킴으로써 서로 연결되거나, 대안으로 직조 이후에 소잉(sewing) 또는 스티칭함으로써 서로 연결된다. 출원인은 다수의 적층된 층을 포함하는 직물 구조물이 만들어지는 직조 공정 - 그러한 공정은 일반적으로 "이중 직조" 공정으로서 지칭되며 통상적으로 장식용 섬유를 제조하는데 사용됨 -을 적용함으로써 지지 요소(들) 및 소엽(들)이 동일함 직물 구조물로, 즉 그러한 직물 구조물의 상이한 층으로서(또는 상이한 층 내의 섹션으로서) 하나의 직조 공정으로 형성될 수 있다는 것을 인식했다. 소엽과 지지 요소는 상호 구성에 대응하는 구조물 또는 후속 소엽 조립체 내에 상호 구성을 얻을 수 있는 동시에, 소엽 또는 지지 요소는 최종 판막에 가질 필요가 없고, 또한 이음매가 - 적어도 부분적으로 - 직조 공정의 직접적인 결과물로서 얻어질 수 있다. 그러한 다수 층 직조에 있어서, 층의 길이방향 측은 통상적으로, 이음매를 갖는 개방 에지로서 만들어질 수 있거나, 두 개의 층을 그들의 에지에 연결함으로써 폐쇄된 에지일 수 있다. 혈관 또는 대동맥과 같은 신체 도관에 사용하기 위한 판막의 크기를 고려하면, 소엽 조립체를 제조하기 위한 직물 구조물의 폭은 대략 기껏해야 수 센티미터일 것이다. 그러한 크기는 (산업적)직물 제조용으로 비교적 작은 것처럼 보일 수 있으나, 적합한 직조 방법, 직조 패턴 및 기계류는 그러한 목적을 위한 기술 분야에 공지되어 있으며, 예를 들어 이들은 일반적으로 테이프 및 리본을 제조하는데 통상적으로 사용되는 좁은 섬유 직조법(시스템)으로 지칭된다. 그러한 직조 설비에서, 통상적으로 모든 날실의 움직임은 다층 및 층들 사이의 다양한 연결부를 만들도록 개별적으로 제어될 수 있다. 그러한 직조 방법에 관한 추가 정보는 인터넷에서, 예를 들어 http://www.cs.arizona.edu/patterns/weaving/webdocs/opr_rgdw.pdf를 통해 이용 가능한 문서의 이중 직조법에서 이용 가능하다.

실시예에서, 소엽 조립체는 그 자체를 접고, 단부를 연결함으로써 관형 구성으로 형성하고, 그리고 소엽과 지지 요소를 형성하도록 두 개의 층들 사이에 추가의 연결부를 만듦으로써 평탄한 직물의 단일 부품으로 만들어진다.

다른 실시예에서, 단일의 직조된 직물 구조물은 2-층 직물, 예를 들어 두 개의 이음매를 그의 개방 측에 그리고 연속적인 접힘 선을 대향의 폐쇄 측에 가지는 소위 이중 폭 섬유를 초래하는 이중 직조 공정에 의해 만들어진다. 그러한 구조물에서 한 층은 지지 요소를 다른 층은 소엽을 형성할 것이다. 한 층의 폭은 날실의 수와 날실 치수에 의해서 결정되며, 양 층은 각 층 내의 날실의 각각의 수를 변경시킴으로써 동일한 또는 상이한 폭 또는 크기를 갖도록 만들어질 수 있다. 그러한 직조 공정에서, 추가의 연결부는 한 층으로부터 다른 층으로 날실 및/또는 필 스레드를 교차시킴으로써 층들 사이에 만들어질 수 있으며, 이런 방식으로 예를 들어, (이음매일 수 있는)연결 선에 의해서 소엽을 적어도 부분적으로 형성한다. 연결 선의 공간적 배열은 소엽과 그의 자유 모서리, 그리고 대응하는 지지 요소의 형태와 크기를 형성할 것이다. 소엽은 그의 지지 요소에 대해 소엽(을 형성하는 층) 내의 필 스레드의 수를 (국소적으로)증가시킴으로써 - 최종 판막 내의 자유 모서리의 여분의 길이를 생성하기 위해서 -대응하는 지지 요소보다 더 큰 크기를 갖도록 형성될 수 있다.

전술한 바와 같은 이중 폭 섬유를 포함하는 직물은 빔에 부착되는 날실을 갖는 전형적인 직기(loom)에서와 같은 불연속 공정에서 뿐만 아니라, 날실을 날실 빔에 연속적으로 공급하는 연속적인 직조 작업으로 다른 길이의 섬유로서 만들어질 수 있다. 후자의 경우에 바람직한 길이로 절단될 수 있는 연속적인(또는 무한) 섬유가 초래된다. 양쪽 경우에 얻어진 섬유 부품은 날실(또는 절단) 단부에 섬유 에지를 함께 연결함으로써 관형 구조물로 만들어질 수 있다. 2층의 직물은 그 후에 지지 요소가 외부를 형성하고 소엽이 구조물의 내부를 형성할 관형 구조물을 초래한다. 이들 실시예에서 날실은 (지지 요소의 상부 에지에 대한 것과 유사하게)섬유의 이음새인 자유 모서리에 평행하게 연장한다.

다른 실시예에서, 직물 구조물은 매번 섞어 짜인 후에 각각의 측면 에지에, 제 1 층을 형성하는 하나의 날실 세트로부터 다른 층을 형성하는 다른 날실 세트로 교차하는 연속적인 필 스레드로부터 생기기 때문에, 평탄한 관형 섬유, 평탄-직조된 관형 섬유 또는 중공형의 길다란 섬유로 또한 지칭되는 이음없는 관형 섬유를 초래하는 이중 직조 공정에 의해 만들어진다. 그런 경우에 통상적으로, 기술분야에서 '에러 교정된 관형 직조법(error corrected tubular weaving)'으로 지칭되는 직조 에러를 제외시키기 위해서 균일하지 않은 전체 수의 날실이 사용된다.

대체 실시예에서, 관형 직물은 원형 또는 삼각형 빔과 같은 무한 날실 빔을 사용함으로써 만들어진다. 또한, 하나의 튜브 또는 하나의 채널 구조물 이외에도, 또한 다수-채널 또는 다수-층 관형 직물이 다수 세트의 날실과 빔, (원형 루프와 같이 결합된 단부를 갖는 빔인)특정 디자인의 무한 빔, 및/또는 층들 또는 관형 구조물들 사이의 특정 교차 패턴의 스레드를 사용함으로써 만들어질 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이 관형 섬유는 연속적인 직조 공정 또는 불연속적인 직조 작업으로 만들어질 수 있다. 본 발명의 실시예에서 방법은 연속적인 직조법을 포함하며, 결과적인 무한(다수-) 관형 직물 구조물은 계속해서 바람직한 길이로 절단된다. 튜브의 절단 단부들 중의 하나는 소엽의 자유 모서리를 형성할 것이나, 튜브에서 길이방향으로 연장하는 날실이 절단 후에 섬유 에지로부터 연장될 것이기 때문에, 절단 단부를 안정화시키는 마무리 단계가 적용된다. 다양한 마무리 방법이 관형 구조물의 양 단부에 사용될 수 있으며, 바람직하게 열처리가 열가소성 폴리머 섬유로 만들어진 직물에 적용된다. 더 바람직하게, 절단 및 마무리는 핫 나이프(hot knife) 또는 다른 열 절단 방법을 사용함으로써 조합된다. 절단 에지의 마무리 이후에, 튜브는 부분적으로 역전될 수 있으며, 즉 튜브의 일부는 튜브 내부에 튜브를 형성할 것이며 튜브들 사이에 연결부를 만듦으로써 외부는 지지 요소를 내부는 하나 이상의 판막 소엽을 형성할 것이다.

다른 실시예에서 관형 직물은 불연속 직조 공정에 의해서 조금씩 만들어진다. 이는 날실을 날실 빔에 직접적으로 연결하지 않고 추가의 스레드 및/또는 후크를 경유해서 날실을 연결함으로써, 예를 들어 기술분야에 공지된 바와 같은 Pueblo-Navajo 또는 날실 이음매 시스템을 사용함으로써 변폭이 날실로 직조될 수 있다는 장점을 가진다.

예시적인 실시예에서, 실질적으로 원통형 튜브가 만들어지며, 단부들이 선택적으로 안정화되며, 계속해서 튜브는 튜브 내에 튜브를 만들도록 부분적으로 역전된다. 소엽의 자유 모서리는 이 경우에, 대응 지지 요소와 실질적으로 동일한 길이일 것이며, 이런 방식으로 약 5%의 여분의 길이를 가진다. 추가의 실시예에서 바람직하게, US 5,800,514호 또는 US 2014/0135906호에 설명된 바와 같이 직물 내의 날실의 수를 점차적으로 변경하는 것을 포함하는 직조 공정을 사용함으로써 테이퍼진 튜브가 만들어진다. 대향 단부의 제 2 직경보다 더 큰, 바람직하게 적어도 2% 또는 5% 더 큰 한 단부에서의 직경을 가지며 제 1 직경으로부터 제 2 직경으로 점진적인 전이를 가지는 관형 섬유의 길이가 제공되며, 단부는 선택적으로 안정화된다. 그 후 튜브는 내부 튜브가 외부 튜브보다 더 큰 직경을 가지도록 부분적으로 역전되며, 이는 소엽의 자유 모서리가 5% 초과의 여분의 길이를 갖게 됨을 의미한다. 이후에 도면을 사용하여 추가로 설명되는 바와 같이, 다층 관형 구조물은 본 발명의 방법에 사용하기 위한 소엽 조립체를 형성하는 것과 유사한 방식으로 처리될 수 있다.

바람직하게, 10% 이하의 파단시 연신율을 갖는 하나 이상의 탄성 얀을 포함하는 직물 구조물이 소엽 조립체를 만들기 위한 시트 재료로서 사용된다. 추가의 실시예에서 탄성 얀은 120 dtex 미만의 선형 밀도, 바람직하게 100, 80, 60, 50, 40, 30, 20 또는 심지어 15 dtex 미만의 선형 밀도, 바람직하게 적어도 5, 7, 또는 10 dtex의 선형 밀도, 예를 들어 5 내지 30 dtex, 또는 7 내지 15 dtex의 선형 밀도를 가진다. 인공 판막을 제조하기 위해 얇은 얀으로 만들어지는 직물 구조물을 적용시 중요한 장점이 있다는 것을 출원인이 발견했다(주목: dtex가 실제 치수 또는 공간 길이를 나타내는 매개변수는 아니지만, 실제로 dtex는 얀을 제조하기 위한 대부분의 합성 및 천연 재료가 약 1 kg/dm³의 밀도를 갖기 때문에 얀 직경에 대응한다). 특히, 직물 구조물에 그러한 얇은 얀을 사용하는 것으로 매우 가요성이 있으며 따라서 박동 하중하에서 소엽의 신속한 반응을 가능하게 하는 섬유를 초래한다는 것을 발견했다. 가요성 소엽은 또한, 지지 요소와 쉽게 정렬되며 따라서 커다란 유효 오리피스를 생성하며, 또한 이음매에 대한 작은 하중을 유도할 수 있다. 게다가, 그러한 얇은 얀의 사용으로, 특히 직물 구조물의 경우에 비교적 작은 공극 크기와 작은 투과성을 갖는 직물 구조물을 유도하는 경향이 있음을 발견했다. 위에서 언급한 혈전 형성의 위험성 감소와 조합하면, 이는 판막의 양호한 생체 적합성, 고 효율성뿐만 아니라, 내구성에 기여할 수 있다.

유사하게, 직물 구조물, 바람직하게 직물의 단일 층의 두께는 최적 성능을 위해서 바람직하게 최대 200, 150, 120 또는 100 ㎛ 그리고 적어도 20, 30, 40 또는 50 ㎛, 예를 들어 40 내지 150 ㎛, 바람직하게 50 내지 100 ㎛의 두께이다. 직물의 경우에, 이러한 층 두께는 통상적으로, 5 내지 50 dtex의 선형 밀도를 갖는 날실 및 필(fill) 방향으로 평직, 바스켓직 또는 능직의 (UHMWPE)필라멘트들에 대응한다.

또 다른 실시예에서 직물 구조물은 바람직하게, 적어도 1 GPa의 높은 인장 강도 또는 강인성과 적어도 30 GPa의 높은 인장 탄성률을 갖는 고성능 중합체 필라멘트를 포함한다. 예로서는 탄소 섬유, 방향성 폴리아미드 섬유, 방향성 폴리에스터 섬유, 및 초고분자량 폴리올레핀 섬유를 포함한다. 바람직하게 직물 구조물은 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 섬유를 포함하며, 더 바람직하게 직물 구조물은 적어도 2 GPa의 강인성을 갖는 UHMWPE 필라멘트의 적어도 80 질량%를 포함하며, 더 바람직하게 날실 및/또는 필 스레드는 실질적으로 UHMWPE 필라멘트로 구성된다. 그러한 필라멘트 얀은 판막 인공기관의 소엽과 지지 요소를 제조하기 위한 직물에의 사용에 이상적으로 적합할 수 있다는 것이 발견되었다. UHMWPE 얀은 내구성이 있고, 바람직한 기계적 특성을 갖도록 만들어질 수 있으며 의료 등급도 상업적으로 이용하며, 그 의료 등급은 거의 면역성이 없다. 특히, 적어도 5 dl/g, 바람직하게 적어도 10 dl/g, 더 바람직하게 적어도 15 dl/g의 고유 점성(IV)을 가지는 UHMWPE 얀을 사용하는 것이 바람직하다. 바람직하게, IV는 최대 40 dl/g, 더 바람직하게 최대 30 dl/g, 훨씬 더 바람직하게 최대 25 또는 20 dl/g이다. IV는 상이한 농도에서 측정된 대로의 점성을 제로 농도로 추정함으로써 항산화제로서 2 g/l 용액 양의 DBPC와 함께, 135℃의 데칼린에서 방법 PTC-179(Hercules Inc. Rev. Apr. 29, 1982)에 따라서 결정되며, 용해 시간은 16 시간이다. 통상적으로, 적어도 30 또는 50 GPa의 영률을 가지는 겔-방사 UHMWPE 얀이 특히 바람직하다. 바람직하게, 본 발명에 따라 사용되는 얀은 적어도 90 중량%의 UHMWPE 필라멘트를 포함하며 더 바람직하게 본 발명에 따라 사용되는 얀은 UHMWPE 필라멘트로 이루어지며 적어도 50 GPa의 영률을 가진다. UHMWPE 얀의 바람직한 예는 네델란드 소재의 DSM으로부터 입수 가능한 Dyneema Purity^® 얀이다. 이러한 유형의 UHMWPE 얀은 저 dtex 버전으로 이용 가능한 의료 등급용 얀이며, 그 얀은 통상적으로 약 2 내지 4%의 파단시 연신율을 가진다. UHMWPE 얀의 인장 강도(또는 강도) 및 인장 탄성률(또는 탄성률)은 "Fibre Grip D5618C" 유형의, 500 mm의 공칭 게이지 섬유 길이, 50%/분의 크로스 헤드 속도(crosshead speed) 및 Instron 2714 클램프를 사용하여 ASTM D885M에 명시된 대로 다섬유 얀에 대해서 실온, 즉 약 20℃에서 정의되고 결정된다. 측정된 응력-변형 곡선에 기초하여, 영률이 0.3 내지 1% 변형의 구배로서 결정된다. 영률과 강도의 계산을 위해서, 측정된 인장력은 얀의 10 미터 계량에 의해서 결정된 대로 적정 농도에 의해 나누어지며, GPa 단위의 값이 0.97 g/㎤의 밀도 추정하에서 계산된다. 초고분자량 폴리에틸렌은 선형 또는 분지형(branched)일 수 있지만, 바람직하게는 얀의 제작 중에 신장시킴으로써 얻을 수 있는 초고 강인성과 영률로 인해서 선형 폴리에틸렌이 사용된다. 선형 폴리에틸렌은 100 탄소 원자당 1 미만 측쇄, 바람직하게 300 탄소 원자당 1 미만 측쇄를 갖는 폴리에틸렌을 의미하는 것으로 본 발명에서 이해되며, 측쇄 또는 분지는 일반적으로 적어도 10개의 탄소 원자를 함유한다. UHMWPE 샘플 내의 측쇄의 수는 (예를 들어, EP0269151에서와 같이)NMR 측정에 기초한 교정 곡선을 사용하여 1375 cm에서의 흡수를 정량화함으로써 2 mm 두께로 압축 성형된 필름에서 FTIR에 의해 결정된다.

다른 실시예에 통상적으로, 시트 재료가 반-결정질 열가소성 폴리머로 형성되는 경우에, 소엽 조립체를 형성하는 단계는 바람직한 형상의 몰드와 접촉시키고, 시트 재료의 융점(즉, 시트 재료를 만드는 폴리머의 융점; 폴리머의 융점의 결정에 대해서는 ISO11357-3 참조)의 3 내지 60 ℃ 미만의 온도로 몰드를 선택적으로 가열하고, 시트 재료에 선택적으로 크리프(creep)를 형성하고(즉, 그의 치수를 변경하고), 몰드의 적어도 일부와 일치시키도록 제어된 이완 및/또는 소성 신장을 수행함으로써 소엽을 성형하는 단계를 더 포함할 수 있다. 그러한 열 성형 공정은 예를 들어, WO 2010/020660호에 설명되어 있다. 이러한 실시예에 의해서 예를 들어, 특정 곡률을 생성하거나 특정한 임상적 요구에 만족시키기 위해서 소엽의 기기하학적 구조가 추가로 미세하게 조정될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 또한 통상적으로 시트 재료가 실질적으로 반-결정질 폴리머로 형성되는 상황에서, 방법은 코팅을 도포하거나 몰드 내에 시트 재료, 바람직하게 직물 구조물을 선택적으로 배열함으로써 시트 재료의 투과성을 감소시키는 단계, 폴리머의 융점의 3 내지 15℃ 미만의 온도로 가열하는 단계, 및 직물 내의 인접한 필라멘트들 및/또는 얀들 사이에 부분 연결부를 부여하도록 10 초 내지 2 시간 동안 폴리머의 융점의 3 내지 15℃ 미만의 온도로 유지하는 단계를 더 포함한다. 얀들의 횡단면과 직물 구조물 내의 그들의 배열(예를 들어, 직조 유형)에 따라서, 직물 구조물의 투과성을 감소시키는 것이 유리할 수 있다. 본 실시예에서, 얀을 형성하는 폴리머의 열적-기계적 특성은 직물 구조물의 투과 특성을 개선하는데 사용될 수 있다.

추가의 실시예에서, 인공 판막은 (강성 지지 구조물 또는 프레임으로 또한 지칭되는)스텐트(stent)를 더 포함하며 방법은 적어도 하나의 소엽 및 지지 요소를 스텐트에 연결하는 단계를 더 포함한다. 연결은 하나 이상의 연결 수단을 사용함으로써 수행될 수 있으며, 바람직하게 연결은 스티치를 적용함으로써 수행된다. 적합한 스티치는 인공 판막으로서의 사용 중의 하중 하에서 내구성 연결이 얻어질 정도의 강도 특성을 가진다. 바람직하게, 스티치는 소엽과 지지 요소 내의 얀과 유사한 강도를 가지는 얀 또는 봉합사 재료를 사용함으로써, 더 바람직하게 적어도 80 질량%를 포함하고 적합한 크기 또는 선형 밀도의 얀 또는 봉합사를 사용함으로써 만들어지거나 필수적으로 소엽과 지지 요소에서와 동일한 유형의 얀으로 만들어질 수 있다.

강성 지지 구조물 또는 스텐트의 사용과 관련하여, 그러한 스텐트는 통상적으로 강성 부재를 포함하며 종종, 링 또는 원통형 형상일 수 있다. 스텐트를 제조하기 위한 적합한 재료는 강성 폴리머, 섬유-보강 폴리머, 금속 및 그들의 합금, 세라믹 및 이의 조합물을 포함한다. 적합한 강성 폴리머는 폴리아세탈, 덱스트로플라스트(dextroplast), 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리아릴설폰, 폴리에테르에테르케톤, 및 폴리에테르이미드를 포함한다. 적합한 금속은 생체 적합성 금속, 예컨대 스테인리스 스틸; 티타늄; Elgiloy^®, 코발트-크롬-니켈 합금, 및 MP35N과 같은 코발트 합금; 니켈-코발트-크롬-몰리브덴 합금; 및 Nitinol^®인 니켈-티타늄 합금을 포함한다. 또한, 스텐트는 열분해 탄소, 실리콘 카바이드 또는 금속 카바이드와 같은 세라믹 재료; 수산화인석 및 알루미나로 제조될 수 있다. 적합한 스텐트는 또한, 그래파이트와 같은 탄소로 제조될 수 있다. 바람직하게, 스텐트는 적어도 부분적으로, 초탄성 합금, 또는 초탄성 재료로서뿐만 아니라 형상기억 합금으로서 이용 가능한 Nitinol^®과 같은 형상 기억 합금으로 만들어진다. 그러한 스텐트는 판막 인공기관을 신체 내의 바람직한 위치에 쉽게 삽입하는 것을 허용한다. 삽입 이전에, 자체-팽창 가능한 스텐트는 컴팩트 구성을 갖는 제 1(비교적 낮은) 온도로 된다. 이러한 컴팩트 구성은 최소의 외과 수술을 사용하여 스텐트(및 그와 연관된 판막)를 신체 내측에 쉽게 삽입할 수 있게 한다. 스텐트를 위치 선정한 이후에, 그리고 체온으로 인해, 형상 기억 합금은 체온까지 가열되며, 그에 의해서 그의 형상을 변경시킨다. 예를 들어, Nitinol^®에 대해서는 오스테나이트 상과 말텐사이트 상 사이에서 상 변화가 일어날 것이다. 결과적으로 스텐트는 팽창할 것이며 그에 의해서 주변 조직에 대한 클램핑력을 생성할 것이다. 다른 구성에서, Nitinol^®은 초탄성이며 약 10%의 재료 변형까지 탄성적으로 변형될 수 있으며, 따라서 배치 이후에 최종 형상으로의 탄력 전개를 여전히 허용하면서 컴팩트 형상 쪽으로 판막의 변형이 가능하다.

본 발명의 방법에 의해 만들어진 인공 판막은 무-스텐트 판막일 수 있거나 소엽 조립체에 부착된 스텐트를 포함할 수 있다. 무-스텐트 박막 또는 소엽 조립체는 판막이 있는 그래프 또는 그래프트가 있는(grafted) 판막으로서 또한 사용될 수 있으며, 이는 그의 지지 요소 층이 혈관 또는 대동맥의 벽에 부착될 수 있으며 약한 또는 동맥류 혈관을 (부분적으로)교체 또는 보강하기 위한 그래프트로서의 기능을 할 수 있음을 의미한다. 그런 실시예에서, 소엽 조립체의 외부인 지지 요소 층은 예를 들어, 코팅 또는 추가 재료 층을 제공함으로써 투과성을 감소시키도록 추가로 처리될 수 있다. 스텐트를 갖춘 인공 판막은 몇몇 다른 장점, 예를 들어 카테테르 시스템을 사용하는 최소 침습 기술을 통해 이식될 가능성을 제공한다. 따라서 실시예에서 상기 방법은 소엽 조립체를 스텐트에 부착하는 단계를 더 포함한다.

다른 실시예에서 인공 판막은 본 발명에서 위에서 정의한 바와 같은 두 개의 소엽을 포함하며, 여기서 제 2 소엽은 제 1 소엽용 폐쇄 표면으로서 그리고 역으로 작용한다. 인공 판막은 또한, 3개의 소엽을 포함할 수 있으며, 그 경우에 각각의 소엽은 다른 두 개의 소엽용 폐쇄 표면으로서 역할을 한다.

본 발명에서 설명된 바와 같은 인공 판막은 인공 판막 내에 선택적으로 사용되는 스텐트의 유형에 따라서, 외과 치료를 통해서, 전형적인 수술을 통해서, 또는 최소의 침습적이고 경피적인 기술에 의해서 인간의 정맥 또는 심장 판막과 같은 포유류 판막을 대체하는데 사용될 수 있다.

전술한 실시예 이외에도, 인공 판막 및 그러한 판막의 제조 방법은 이제, 반드시 척도대로 도시될 필요가 없고 명료함을 이유로 모든 특징 또는 구성요소를 도시할 수 없는 다수의 개략적인 도면을 사용하여 추가로 설명될 것이다. 상이한 도면에서 동일한 참조 번호는 동일한 특징을 지칭한다.

하위-도면 도 1a 내지 도 1l을 포함하는 도 1은 인공 판막을 형성하는 방법에 대한 실시예의 다양한 단계를 개략적으로 도시한다. 도 1a에서 직기(100)가 도시되며, 직기는 4개의 날실 빔(또는 직기 바(bar))(101, 102, 103 및 104)을 가진다. 날실(10)은 상부의 두 개의 날실 빔(101 및 103)들 사이에, 그리고 하부의 두 개의 빔(102 및 104)들 사이에 제공된다. 이러한 방식으로 두 개의 적층된 층을 갖는 직물 구조물이 하나의 직기 세트-업을 사용하여 하나의 직조 공정에서 형성될 수 있다. 명료함의 이유로, (셔틀 또는 픽(pick)을 운반하는)필 스레드(또는 씨실)가 통과하는 깨끗한 공간(또는 날실 쉐드(shed))을 형성하기 위해서 한 층에서(또는 양 층에서) 미리 결정된 패턴의 날실을 분리하는 헤들(heddle)을 갖춘 잉아(heald) 프레임(또는 벨트), 및 천의 절단에 대항하여 필 스레드를 밀기 위한 선택적인 배트(bat)(또는 리드(reed))와 같은 직기의 공통적인 다른 부품들은 도시되지 않았다. 날실은 (불연속 공정에 일반적인) 빔에 부착될 수 있거나 안내 부재로서의 빔(101 및 102)에 연속적으로 공급될 수 있으며, 그런 경우에 도면 부호 103 및 104는 만들어진 2-층 섬유를 수용하기 위한 단일 섬유 빔을 나타낸다. 도 1a에 도시된 바와 같은 필 스레드(11)는 각각의 상부 날실과 필 스레드를 섞어짬으로써(예를 들어, 평직을 형성함으로써) 직물 구조물(1)의 상부 층(3)에서 직조되고 접힘선(12) 쪽으로 층(3)의 에지(5)를 다시 통과하며, 여기서 이러한 하부 층의 에지(4)에 도달하고 그 후에 접힘선(12) 쪽으로 다시 통과할 때까지 하부 층(2)에서 직조된다. 명료함을 위해서 접힘선은 실제보다 도면에서 더 크게 보이도록 만들어져 있음을 주목해야 한다. 이런 방식으로, 에지(5 및 4)가 변폭로서 형성된다. 직조 공정은 직물 구조물이 바람직한 크기를 가질 때까지 계속된다. 그 결과가 변폭(4)을 갖는 별개의 제 1 층(2), 및 변폭(5)을 갖는 별개의 제 2 층(3)을 포함하는 2층의 직물 구조물이다. 층(2)은 한 층으로부터 다른 층으로 통과하는 필 스레드에 의해서 접힘선(12)을 따라서 층(3)에 연결된다. 이들 층(2 및 3)은 최종 판막의 지지 요소와 소엽을 각각 형성할 것이며, 접힘선(12)은 지지 요소와 소엽 사이에 연결부의 일부를 형성할 수 있다. 대체 실시예는 더 많은 연결부를 초래하도록 접힘선에서 보다는 층들 사이에서 스레드를 교차시킴으로써 층(2 및 3)을 섞어짜는 단계 및 예를 들어, 층 내에 더 많은 섹션을 형성하는 단계를 더 포함한다.

직물 구조물(1)이 직기(100) 상에서 직조된 이후에, 도 1b에 도시된 바와 같이 직기로부터 방출된다. 직물 구조물이 별개의 층(2 및 3)을 갖는 이중 직조(또는 이중 폭) 천으로서 직조되었음이 이제 명확해지며, 각각의 층은 변폭(4 및 5)을 각각 가진다. 날실(10)은 비-변폭 에지에서 실제 직물 구조물의 외측에 있는 작은 길이 위로 연장한다. 이들 에지는 이 단계에서 또는 후에 선택적으로 안정화될 수 있다.

다음 단계에서, 도 1c에 도시된 바와 같이 층(3 및 2)을 (접힘선(12) 다음에)추가로 연결하는 스티치(22)가 추가된다. 두 개의 스티치(22) 선을 이 구조물에 추가함으로써, 층(3)은 소엽 조립체 내의 별개의 소엽들 및 판막에 대응하는 3개의 별개의 섹션으로 분할된다.

다음 단계에서, 도 1d 및 도 1e에 도시된 바와 같이 두 개의 측면 비-변폭 에지가 합쳐져서(즉, 구조물의 근위 단부와 원위 단부가 서로의 상부에 구성되어서), 직물 구조물은 관형 구조물을 형성한다. 도 1d 및 도 1e에서 볼 수 있듯이, 층(3)의 소엽이 내측에 위치되는 반면에, 층(2)의 지지 요소는 구조물의 외측에 위치된다. 루프의 폐쇄부(9)에서, 직물 구조물의 양측 에지의 날실(10)이 만난다. 계속해서, 루프의 폐쇄부(9)는 사용시 인공 판막에 가해지는 기계적인 힘에 폐쇄부가 확실히 견딜 수 있도록 처리된다. 먼저 느슨한 날실 단부가 절단될 수 있으며 그 후에, 도 1e에서 볼 수 있듯이, 폐쇄부(9)가 층(2)의 표면 쪽으로 접히고 그 후에, 스티치(30)로 고정된다. 대안으로, 접혀진 단부가 먼저 감기고 그 후에 층(2)에 대해 접혀진다. 이런 방식으로, 임의의 느슨한 날실 단부는 더 이상 자유롭게 노출되지 않으나, 감겨진 폐쇄부(9)가 감겨지지 않은 폐쇄부에 비해서 다소 더 두껍다는 것이 단점이다. 다른 대안은 층(2)에 연결하기 이전에 에지를 안정화하는 것이다.

다른 단계에서, 도 1f에 도시한 바와 같이 추가의 스티치(31)가 예를 들어, U-형 선 이후에 추가되며, 이 스티치는 층(3)의 섹션과 층(2)의 대응하는 섹션을 추가로 연결하여 소엽을 양호하게 형성하거나 3D-형 모양을 형성한다. 지지 요소와 소엽의 하나의 조합을 보여주는 관형 구조물의 세그먼트가 도 1f에 도시된다. 볼 수 있듯이, 소엽의 자유 모서리는 변폭(5)에 의해 형성된다. 만들어진 연결부는 자유 모서리로부터 시작하는 스티치(22) 및 스티치(31)를 포함한다. 스티치(22 및 31)는 또한 연속적일 수 있으며, 즉 스티치(22)는 판막의 전체 높이에 걸쳐서 연장할 수 없으나, 방향을 바꾸어서 도면 번호 31로 나타낸 스티치의 U-형상 곡률을 계속해서 형성할 수 있다. 이런 방식으로, 소엽과 지지 요소는 함께 포켓을 형성한다. 지지 요소에 인접한 위치를 취함으로써 소엽은 최종 판막을 개방할 수 있으며, 지지 요소로부터 멀리 연장하는 위치를 취함으로써 소엽은 최종 판막을 폐쇄할 수 있다.

이제 도 1g를 참조하면, 소엽과 포켓을 훨씬 더 양호하게 성형하기 위해서 몰드(37)가 사용될 수 있다. 연결 선(31)을 스티칭하기 이전에, 몰드(37)는 선택적으로 에지(5)에서 소엽을 상방으로 당김으로써 소엽의 모양을 바꿀 수 있다. 이런 방식으로, 여분의 길이가 소엽을 따라서 최저점과 판막의 중심 사이에 생성된다. 그러한 여분의 길이를 생성하는 다른 방식은 층(2)보다 더 많은 날실 얀을 사용함으로써 층(2)에서 보다 더 큰 층(3)(내부에 섹션)을 미리 직조하는 것이다. 도 1f와 도 1g에 의해 예시된 바와 같은 단계는 또한, 스텐드에의 연결 도중에 또는 그 이후에 수행될 수 있다.

이제 도 1h 및 도 1l을 참조하면, 만들어진 직물 구조물 또는 소엽 조립체가 판막(400)을 만들도록 원형 와이어 스텐트(40)에 연결된다. 소엽 조립체는 스텐트 내부에 놓이며 스티치(33)에 의해서 그의 바닥이 스텐트에 연결될 수 있으며, 상부에서는 스티칭(32)에 의해서 단지 지지 요소(2)만을 연결한다. 이러한 스티칭(32)은 바람직하게, 계속해서 소엽과 지지 요소를 3개의 스텐트 포스트(41)(도 1l 참조)에 연결하며, 그러한 연결로 최종 이음매를 추가로 형성한다. 3개의 소엽의 자유 모서리(5)가 또한, 도 1h에 도시된다. 이러한 형태에서, 판막(400)은 중립 위치에서 소엽의 접합에 의해서 폐쇄된다. 자유 모서리(5)가 지지 요소(2)에 인접(즉, 스텐트(40)의 벽에 인접)된다면, 판막(400)은 개방될 것이다. 스텐트 구성과 그의 포스트(41)에 대한 약간 더 많은 세부사항이 도 1l에 도시된다. 매듭(36)은 섬유를 원주위에 연결한 후에 이러한 봉합부를 위한 연결 지점으로서 봉합부(30)에 만들어진다. 대체 방법에서, 스티치(33)가 이 단계에서 만들어지며, 그 후에 일시적인 연결부(35)가 포스트(41)에 대한 봉합 중에 구조물을 제위치에 유지하는데 사용될 수 있으며, 그 후에 제거될 수 있다. 도 1l은 소엽 조립체가 스텐트의 바닥으로부터 연장하는 대체 실시예를 도시하며, 이러한 부분은 추가의 단계에서, 스텐트의 외측으로 접혀지고 그에 연결될 수 있다. 그의 장점은 이식시 혈관 또는 대동맥에 더 부드럽게 피팅될 수 있다는 점이다.

대체 실시예에서, (도 1c에 도시된 바와 같은)형성 공정의 초기에 스티치(22)를 사용하는 대신에 (도 1b에 도시된 바와 같은)직물 구조물이 스텐트(40)(이 단계에서 스텐트는 플라스틱 보호 시트로 덮여짐) 또는 로드와 같은 다른 성형 부재 주위에 밀착되게 싸여지며, 4개의 층의 폐쇄부(9)가 함께 봉합된다. 그 후에, 스텐트는 조심스럽게 제거되며, 관형 직물 구조물이 스텐트 내측에 놓인다. 그 후에, 스티치(31, 32 및 33)에 대응하는 스티치(봉합선)가 소엽 첨판을 형성하고 스텐트에 직물 구조물을 고정하기 위해서 제공된다.

이제 도 2를 참조하면, 하위-도면(도 2a, 도 2b 및 도 2c)은 본 발명에 따른 인공 판막을 제조하는데 적합한 직물 구조물의 다양한 도면을 개략적으로 도시한다. 도 2a의 실시예에서, 도 1a에 도시된 바와 같이 방향(S)으로 직물 구조물(1)의 필 스레드에 평행한 횡단면이 주어진다. 볼 수 있듯이, 필 스레드(11)는 평직을 형성하도록 각각의 날실(10)과 섞여 짜여져 층(2 및 3)으로 된다. 도 1에 도시된 바와 같이 이중 직조 방법을 사용함으로써, 양 층(2 및 3)은 각각 길이방향(즉, 날실에 평행한) 변폭(4 및 5)을 가진다. 접힘선(12)에서 필 스레드는 층(2)으로부터 층(3)으로 그리고 역으로 통과하며, 그에 의해서 소엽과 지지 요소 사이에 연결부의 일부를 형성한다. 도 2b에서, 도 2a에 나타낸 바와 같은 방향(V)으로의 직물 구조물의 측면도가 주어진다. 이러한 도면에서, 단지 변폭(4 및 5)만이 개략적으로 도시된다.

도 2b와 유사한 관점을 나타내고 도 2c에 도시된 바와 같은 대체 실시예에서, 필 스레드는 교차선(220)이 직물 구조물 내에 연결부로서 형성되는 방식으로 날실과 섞여 짜여진다. 직물 구조물(1)은 이제, 두 개의 층 내에 총 6개의 섹션, 즉 상부 층 내에 섹션(2, 2" 및 2'") 그리고 바닥 층 내에 섹션(3', 3" 및 3'")을 포함한다. 좌측 교차선(220)에서, 4개의 섹션(2', 2", 3' 및 3")은 최종 판막의 이음매의 일부에 대응하게 될 선을 따라 일치한다. 이런 이유로, 헤들과 날실 얀의 이동 패턴에 의해 직조되는 동안에 제어된 바와 같이, 날실은 섹션(2')으로부터 섹션(3")으로 통과하며 날실들은 섹션(3')으로부터 섹션(2")으로 통과한다. 이런 방식으로, 각각의 섹션이 지지 요소 또는 소엽과 대응하는 상호 구성이 얻어질뿐만 아니라, 소엽-지지 요소 연결부가 직조 공정의 직접적인 결과로서 형성되며, 섬유 자체와 유사한 강도를 가진다. 이는 또한, 스텐트에 부착하는 것을 포함한, 최종 이음매를 형성하는데 더 적은(또는 심지어 없는) 스티치가 추가될 필요가 있음을 의미한다. 대응하는 직조 공정이 오른편 교차선(220)에서 발생한다. 도 2c에 도시된 바와 같이 얻어진 구조물의 단부들을 연결함으로써, 관형의 3-소엽 조립체가 얻어진다.

하위-도면 도 3a, 도 3b 및 도 3c로 구성되는 도 3은 본 발명에 따른 부여된(imposed) 기기하학적 구조 및 종래 기술에 따른 기기하학적 구조를 개략적으로 도시한다. 각각의 개략적인 도면에 있어서, 두 개의 대향하는 소엽(3 및 3')을 갖춘 판막의 중심선을 통한 횡단면은 각각의 최저점(120 및 120')에서의 도시된 횡단면에서 소엽이 그들의 지지 요소(2 및 2')에 부착되는 폐쇄 상태로, 그러나 하중이 없는 중립 위치에 도시된다. 3개의 소엽을 갖춘 판막에 대해서 하나의 소엽의 중심선을 통과하는 평면이 대향 소엽의 중심 평면에 대해 60도의 각도를 가질 수 있음에 주목해야 한다.

도 3a는 예를 들어, Heim의 방법에 따라 만들어질 때 박동 하중 없는 두 개의 소엽에 대한 부여된 기기하학적 구조를 도시한다(본 발명의 위에서 언급한 바와 같은 Materials and Manufacturing Process 문헌 참조). 박막의 중심선에는 하중이 없는 중립 위치에서 상당한 갭(G)이 존재한다. 이러한 갭은 소엽 재료를 연장시킴으로써(약 15%, 일부는 폴리에스터 얀의 신장으로 인해, 일부는 직물 내의 얀의 재배열로 인해) 박동 하중 하에서 폐쇄되고 추가로 개방되어서, 자연 판막의 역학을 모방할 것이다. 소엽의 곡률 반경은 박동 하중 없이 약 50 mm이다.

도 3b는 본 발명에 따른 인공 판막의 소엽 조립체의 횡단면을 도시한다. 대향하는 소엽(3 및 3')은 자유 모서리의 길이를 따라서, 따라서 또한 판막의 중심에서 이들을 서로 접하게 하고 그와 함께 이러한 횡단면에서 접합 높이(H)를 갖는 접합부(700)를 형성하는, 박동 하중이 없는 중립 위치에서 부여된 기기하학적 구조를 가진다. 이러한 실시예에서 접합 높이(H)는 중심에서 6 mm이고 각각의 소엽의 자유 모서리의 길이 전반에 걸쳐 0.1 mm의 최소값으로 연장하며(그의 바닥이 참조 번호 300으로 표시됨), 아마도 이음매 길이에 따라서 이음매 쪽으로 훨씬 더 크게 된다. 기기하학적 구조는 또한, 소엽마다, 폐쇄 표면(H)의 상부와 그의 최저점(120 및 120')이 도 3b의 판막의 횡단면에 도시된 지지 요소에 대한 각각의 연결부들 사이로 연장하는 볼록 표면을 포함한다. 각각의 볼록 표면은 각각의 지지 요소(2 및 2')로부터 멀어지는 쪽으로 불룩해진다.

도 3c에, 표시된 바와 같이 물(600)로 포켓을 채움으로써 생성되는 약간의 정수압에 의해서, 자유 모서리의 길이를 갖는 폐쇄 "리본"의 형성을 포함하는 부여된 기기하학적 구조와 접합 높이가 더 쉽게 검사될 수 있고 그의 치수가 추정될 수 있음을 도시한다. 자유 모서리의 여분의 길이(지지 요소들 사이의 거리에 걸쳐 놓고 이들 접합하는데 실제로 필요한 것보다 더 긴 직물 길이)로 인해서, 판막을 물로 채움으로써 판막을 폐쇄할 때 몇몇 지점에는 폐쇄 표면에 주름잡힌 또는 작은 개구(채널)가 존재할 수 있음에 주목해야 한다. 그러나 그러한 개구는 지속적이지 않고 박동 하중에 의해 실제 사용시 폐쇄될 것이다. 소엽의 곡률은 또한, 중심선과, 판막과 최저점의 중심에서 자유 모서리를 연결한 직선 사이의 가장 큰 직각 거리로서 정의되는 곡률 높이(h)를 특징으로 할 수 있다.

하위-도면 도 4a 및 도 4b로 이루어지는 도 4는 도 2c와 관련하여 설명된 바와 같은 방법과 함께, 다른 실시예에 따라 제조되는 연속적인 구조물을 개략적으로 도시한다. 본 실시예에서 직물 구조물(1)은 상부와 바닥 층(2 및 3)이 양 측면(4, 4', 5 및 5')에 변폭을 갖도록 각각의 층에 하나씩 두 개의 필 얀으로 직조된다. 층(2)은 더 많은 날실 얀을 사용함으로써 층(3)보다 폭 방향으로 더 크며, 단지 에지에서 날실 얀(10)이 양 층에 대해 도시되어 있음에 주목해야 한다. 결과적인 소엽 조립체에서 지지 요소는 따라서 더 클 수 있으며 소엽으로부터 멀리 연장하며, 따라서 예를 들어 스텐트 주위에서 접히도록 사용될 수 있다. 변폭(5 또는 5')은 결과적인 판막에서 소엽의 자유 모서리를 형성할 수 있다. 대체 실시예에서, 연장하는 지지 요소 층은 혈관 또는 대동맥의 벽에 소엽 조립체를 부착하는데 사용될 수 있으며, 따라서 약한 또는 동맥류 혈관을 (부분적으로)대체 또는 보강하기 위한 그래프트로서의 기능을 한다. 또한 스텐트가 없는 그러한 소엽 조립체는 따라서 판막으로서 그리고 그래프트로서의 기능을 할 수 있으며, 판막이 있는 그래프트 또는 그래프트가 있는 판막으로 불릴 수 있다. 그러한 실시예에서 소엽 조립체의 외측인 지지 요소 층은 예를 들어, 코팅 또는 추가의 재료 층을 제공함으로써 투과성을 감소시키도록 추가로 처리될 수 있다.

바닥 층은 소엽(의 자유 모서리)의 크기를 증가시키도록 여분의 필 얀에 의해 추가로 연장된다. 소엽에 대한 바람직한 여분의 길이에 도달했을 때, 층(3)은 상부 층의 필 라인이 도 4a에 도시된 바와 같이 바닥 층과 일치되도록 유지 바(105)에 의해 뒤로 당겨진다. 바닥 층의 날실 얀 및 상부 층의 대응하는 부분의 날실 얀은 그 후에 교차선(220)을 형성하도록 교차되며, 또한 도 4b에 도시된다. 이들 교차선은 적어도, 자유 모서리에서 시작하는 교차선(220)에 의해 형성되는 길이에 대한 이음매가 (도 1에서 약술한 바와 같은 방법에 대응하는)구조물(1)로부터 형성된 최종 판막의 길이방향 축과 평행하게 연장하도록 규정한다. 직조 후에, 그 제품은 바람직한 길이로 절단되고, 관형 구조물을 형성하도록 연결되며, 선택적으로 스텐트에 연결될 수 있다.

대안으로, 소엽은 지지 요소보다 더 크게 되도록 만들어질 수 있다. 추가의 대안적인 방식에서, 접힘선은 필 얀을 날실 얀의 다른 세트에 교차시킴으로써 하나의 에지에 형성된다.

도 5는 변폭이 심지어 날실 방향(WA)에 수직한 에지에서 어떻게 직조될 수 있는지를 개략적으로 도시한다. 이런 경우에, 날실 빔(101)에 연결되는 것은 다수의 후크(62)를 포함하는 스테이(stay)이다. 날실 얀(10)은 각각 루프를 형성하며, 각각의 이들 루프는 스테이의 후크를 사용하여 빔에 연결되며, 따라서 날실 빔(101)과 상기 루프 사이로 연장한다. 필 얀(11)은 필 방향(WE)으로 날실 얀(11)과 섞어 짜여진다. 이러한 특정 실시예에서 코드(60)는 상기 루프를 후크(62)에 고정하는데 사용된다. 이런 이유로, 코드(60)는 모서리(13)를 따라서 날실 얀의 각각의 루프를 통해서 연장하며, 본 발명에서 위에서 나타낸 바와 같이 스테이를 사용하여 날실 빔에 연결된다. 이런 경우에, 코드(60)는 날실 얀의 섹션이며 필 얀(11)으로서 더욱더 계속되어서 느슨한 단부가 에지(13)와 접하지 않는다.

이러한 방법을 사용하여 모서리(13)에 있는 날실 얀은 루프를 형성하며, 따라서 이러한 모서리에서 계속되며, 따라서 변폭으로서 형성된다. 변폭은 이런 경우에, 날실 방향(WA)에 수직한 필 방향(WE)으로 연장한다. 결과적인 평탄한 섬유는 따라서 적어도 그의 3개의 에지에 변폭을 가진다. 날실 스레드에 변폭을 형성하는 이러한 방식은 또한, 평탄하지 않은 그러나 관형 직물 구조물을 형성하는데 적합하게 사용될 수 있으며, 이러한 에지 또는 모서리는 최종 판막의 소엽의 자유 모서리에 대응한다. 그러한 관형 직물 구조물의 예는 다음 도면들에 개략적으로 도시된다.

다른 실시예에서, 후크는 날실 빔을 날실 얀의 루프에 직접적으로 연결한다. 필 얀의 자유 단부를 방지하기 위해서, 필 얀을 날실 얀(유리하게 직조법이 평직이라면 직물 측에 가까운 얀)들 중의 하나의 주위에서 고리를 만들고 그 후에 개개의 필 얀으로서 필 얀의 두 개의 단부를 사용하여 직조한다.

필 얀으로서 UHMWPE 얀을 사용하는 것이 스테이 또는 후크가 제거될 때 날실 얀의 루프를 채우기 위해서 얀이 횡방향으로 조절되려는 경향이 있기 때문에 필 얀에 평행한 변폭을 갖는 직물을 준비할 때 특히 유리하다는 것을 발견했다. 내우 높은 강도와 탄성률을 갖는 얀에 대한 이러한 놀라운 발견이 UHMWPE의 낮은 마

찰 계수와 UHMWPE 얀의 굽힘 가요성의 조합과 관련되어 있다는 것은 (그에 제한되길 원치 않는)아마도 이론적인 것일 수 있다.

하위-도면 도 6a 내지 도 6f로 이루어지는 도 6은 다른 실시예의 다양한 단계들을 개략적으로 도시하며, 그 방법에서 관형 (무한)직물 구조물이 판막용 소엽 조립체를 위해 사용된다.

도 6a(날실 방향이 "WA"로서, 필 방향이 "WE"로서 표시됨)는 도 6e에 도시된 바와 같은 최종 판막의 지지 요소에 대응하는 내부 관형 층(2), 및 자유 모서리에 여분의 길이를 갖는 소엽에 대응할, 3개의 섹션을 갖는 외부 층(3)으로 이루어지는 직조된 튜브-형 직물 구조물(1)을 도시한다. 외부 층과 내부 층은 3개의 선(220)을 따라 연결된다. 본 실시예에서, 내부 관형 층(2)은 변폭(4)을 가지며 층(3)은 변폭(5)을 가지며, 직물 구조물이 예를 들어, 특정 디자인의 날실 빔을 사용하여 도 5에서 설명된 방법으로부터 생긴다. 대안으로, 그러한 구조물은 바람직한 길이로 절단하고 안정화된 에지를 만드는 단계가 이어지는 연속적인 직조 공정으로 만들어진다. 층(3) 내의 소엽 섹션은 (이 경우에 필 얀이 교차하는 반면에, 도 2c에서는 날실 얀이 교차하지만, 도 2c에 도시된 바와 같이 교차 선(220)에 대응하는) 교차 선(220)을 경유하여 층(2) 내의 지지 요소에 연결된다.

도 6b는 도 6a(날실 방향으로)의 직물 구조물의 평면도(또는 횡단면도)를 제공한다. 도 6c는 동일한 도면을 제공하지만, 직물 구조물은 그의 본래 평탄한 형태로부터 이제는, 층(2)이 원형 튜브를 형성하도록 구성된다. 층(3)의 소엽 섹션은 이러한 튜브의 표면 위로 연장하며 교차선(220)에서 만난다. 다음 공정 단계에서 도 6c의 직물 구조물은 내측으로 회전되어서, 도 6d에 도시된 바와 같은 구조물을 야기한다. 이 단계에서, 직물 구조물은 지지 요소(2)가 외부에 있고, 소엽(3)이 내부에 있도록 처리되며, 따라서 등각도로(폐쇄 판막 구성으로) 도 6e에 도시된 바와 같은 소엽 조립체 또는 판막(400)을 형성한다.

도 6f에, 전술한 것과 유사한 방법을 사용하는 직물 구조물의 대체 실시예가 개략적으로 도시되며, 이 실시예에서 층(2)은 도 6a에 도시된 것과 같은 구조물과는 달리, 층(3)보다 더 긴 거리에 걸쳐서 연장한다. 이 실시예에서, 층(3) 내의 소엽 섹션(들)의 모서리(5)는 (예를 들어, 원형 날실 빔을 사용하여 그리고 도 5에 도시된 바와 같은 방법을 사용하여)변폭으로서 형성되며, 층(2)의 모서리는 규칙적인 에지로서 직조되며 여기서 날실 얀은 에지에서 불연속적(예를 들어, 이들이 직기로부터 구조물을 방출하도록 절단되기 때문에 불연속적)이다. 간략함을 위해서 날실 얀(10)의 단지 일부 단부만이 도 6a와 유사하게 도시된다. 이러한 직물 구조물은 역전된 도 6a의 구조물과 동일한 방식으로 판막 내측에 형성될 수 있다. 결과적인 소엽 조립체의 장점은 지지 요소가 더 길어서 실제 소엽으로부터 멀리 연장하며, 따라서 예를 들어, 인공 판막을 형성하는데 사용되는 스텐트의 외부에 연결하는데 또는 판막이 있는 그래프트로서 동맥에 소엽 조립체를 부착하는데 사용될 수 있다는 점이다. 유사하게, 층(2)은 구조물의 대향 단부에서 연장하거나, 층(3)은 더 크게 만들어질 수 있다.

본 발명은 이제, 다음의 비-제한적인 실험을 사용하여 추가로 예시될 것이다.

예 1

본 예는 본 발명에 따른 인공 판막의 제조, 및 그러한 판막이 체외에서 테스트되고 양(sheep)에 이식함으로써 폐의 판막 인공기관으로 사용되는 실험을 설명한다. 본 예에서, 각각의 판막은 도 1 및 도 3b와 관련하여 설명된 바와 같은 방법에 기본적으로 대응하는 아래에서 설명되는 방법에 의해 만들어진다.

도 1b에 도시된 바와 같은 직물은 인치당 458 날실 얀과 인치당 223 필 얀의 밀도를 갖는 (네델란드, DSM으로부터 이용 가능한)Dyneema Purity^® TG 10 dtex UHMWPE 다섬유 얀으로 만들어졌다. 접혀진 2-층 구조물은 90 mm의 길이 및 21.5 mm의 폭, 그리고 0.00314 인치(80 ㎛)의 층 두께를 가지며 길이방향 변폭을 갖는 2 × 2 능직으로서 직조되었다. 사용된 원통형 스텐트는 도 1l에 도시된 바와 같은 디자인을 가지며, 전자기적으로 폴리싱된 스테인리스 스틸 304로 만들어졌다. 이는 25 mm의 외경, 23 mm의 내경 및 17 mm의 높이를 가진다. 스티치에 대해서, 두 종류의 봉입사, 즉 본 발명에서 이후 봉입사 A로 지칭되는 (BIOMET MERCK LTD로부터 MPC 900252로서 이용 가능한)테이퍼진 니들에 의한 Maxbraid PE 3-0 suture blue, 및 본 발명에서 이후 봉입사 B로서 지칭되는 (동일한 공급자로부터 MPC 9000244로서 이용 가능한)테이퍼진 니들에 의한 Maxbraid PE 4-0 suture blue가 사용되었다. 두 봉입사는 UHMWPE 얀을 포함한다.

폐 판막은 다음과 같이 만들어졌다. 소엽의 자유 모서리의 길이 위에 6 mm의 접합 높이를 생성하기 위해서 확장성 자유 모서리 길이가 생성되었다. 자유 모서리 길이는 다음 단계들에 의해 더 큰 크기가 되었다.

1. 직조되었을 때 직물 구조물 내의 소엽 자유 모서리 길이는 본질적으로 지지 요소 길이와 동일할 것이며, 두 개의 층은 동일한 길이를 가진다. 원통형으로서 형성된 지지 요소의 에지와 판막의 중간 사이의 거리가 그의 반경(R)이며, 이 거리를 가교 연결하는 3개의 소엽에 필요한 전체 길이는 6R인 반면에, 지지 요소의 길이가 2πR이다. 이는 2πR/6R = 1.05의 소엽에 대한 고유 여분 길이 인자를 생성한다.

2. 2층 직물이 25 mm 스텐트의 주위에(즉, 외측으로) 최초로 감겨지며 소엽의 자유 모서리에 수직한 단부들이 함께 봉합된다. 계속해서 원통형 직물 구조물이 내경이 23 mm인 스텐트의 내측에 놓이며 UHMWPE 봉입사에 의해 스텐트에 고정된다. 이는 25/23 = 1.09의 여분 길이를 생성한다.

3. 본 예에서 최종 인공 심장 판막 크기는 이식용으로 23 mm이며, 따라서 25 mm 외경의 스텐트가 23 mm로 반경 방향으로 압축된다. 이런 방식으로, 지지 요소와 소엽이 고정되는 스텐트의 내경은 23 mm에서 21 mm로 감소된다. 이는 23/21 = 1.10의 여분 길이 인자를 생성한다.

이런 방식으로 생성된 소엽 자유 모서리의 전체 여분 길이 인자는 πx25/3x21 = 1.25이다. 이렇게 생성된 여분 길이는 약 25%이다.

본 발명의 위에서 나타낸 바와 같이, 직물은 최초에 몰드로서 사용되는 스텐트 주위에 밀착되게 씌워지며, (도 1d에서 9에 대응하는)폐쇄부에서의 4개의 층은 매듭(36)을 생성함으로써 섬유/스텐트 조합물의 유출 측에서 시작하는 봉합사 A에 의해 함께 봉합되어서, 약 2 ㎝의 느슨한 단부와 섬유/판막 조합물의 입구 측 쪽으로 스티치 라인을 생성하는데 사용되는 긴 단부를 남긴다. 스텐트/몰드는 조심스럽게 제거되며, 관형 직물 구조물은 스텐트 내측에 놓인다. 소엽과 지지 요소의 날실의 방위는 스텐트의 길이방향 중심 축과 접합 스텐트 포스트에 수직하며, 따라서 필 얀은 중심 축과 접합 스텐트 포스트에 평행하다. 봉합사 A는 그 후에 (도 1l에 도시된 바와 같이)입구 측으로부터 출구 측 쪽으로 프린지(fringe)와 스텐트 포스트를 가로질러 안내되며, 따라서 스텐트 포스트(41)를 약 9 mm의 길이에서 지지 요소와 소엽에 고정한다. 포스트(유출 측) 봉입사 A의 상부는 스텐트의 굽힘 단부에서 록 바이트(locked bite)를 취함으로써 연속적인 방식으로 스텐트에 지지 요소의 에지를 고정하는데 사용된다(페스툰 봉합선(festooning suture line)을 사용하는 흔히 "Method of Blalock"으로 알려짐). 봉입사 A의 단부는 매듭(36)의 느슨한 단부에서 그의 시작을 시도한다. 직물 구조물은 120도 방식으로 나머지 접합 스텐트 포스트(41)에 일시적으로 고정되며 따라서 이를 대략 동일한 자유 모서리 길이를 갖는 3개의 부분으로 분할하여서, 다음 단계 동안에 그 구조물을 제자리에 유지하며, 그 후에 일시 고정이 제거될 수 있다.

제 2 봉합사 B는 약 9 mm의 길이로 두 개의 나머지 스텐트 포스트(41)에 스티칭함으로써, 그리고 판막 첨판을 생성하도록 지지 요소 층과 스텐트에 소엽 층을 스티칭함으로써 직물 구조물의 부착을 완료하고 스텐트 내에 실제 소엽 조립체를 생성하는데 사용된다. 봉합 이전에, 3개의 별개의 소엽의 자유 모서리는 유입 측에 있는 지지 요소의 길이를 희생하여 자유 모서리의 중간에서 3 mm까지 당겨지며 따라서 스텐트 유출 측의 평면 위로 상승된 접합 포스트들 사이에 아치형의 직물을 생성한다. 전술한 여분 길이와 함께, 이는 심장 판막의 중심에 약 6 mm의 접합 높이를 초래하며, 유사하게 접합부 쪽으로 약 9 mm 정도 훨씬 더 높다. 몰드(인간 대동맥 판막으로부터 취한 네거티브 형태)는 도 1g에 도시된 바와 같이 소엽의 안쪽을 추가로 사이징하고 성형하는데 사용된다. 소엽 조립체는 다음 단계 중에 이러한 구성을 유지하도록 유입 측에 있는 포스트들 사이의 중간에서 일시 봉합된다(35). 이 지점으로부터 도 1l에 따라서 봉합이 시작된다. 포스트의 상부에서 소엽과 지지 요소는 두 개의 원형 부품을 갖는 이중 형태를 취한다. 소엽 시트는 스텐트 상부의 위로 작은 부품을 후방으로 당기고 봉합사에 의해 고정된다. 소엽(U-자 모양)의 봉합선의 행로는 또한, 스텐트와 몰드의 모양에 의해 안내된다. 봉합사의 단부는 봉합사 B의 시작부의 매듭에 남겨지는 느슨한 단부에 묶여진다. 결과적인 소엽은 박동 하중 없이 약 12 mm의 곡률 반경을 갖는 이들 소엽의 중심선에 볼록 표면을 가진다. 이는 약 5 mm의 높이(h)를 갖는 중심선을 따라서 도 3c에 도시된 바와 같은 거리(h)를 나타내는 것으로 추정되었다. 직물 구조물은 이식시 판막을 혈관 또는 대동맥 벽에 부착하는데 사용될 수 있는, 도 4l에 또한 도시된 바와 같은 유입 측에 있는 스텐트로부터 수 밀리미터만큼 연장한다. 소엽 조립체는 봉합사에 의해 스텐트의 하부 부분에 추가로 연결되며, 임시 봉합사(35)가 제거된다.

소엽 조립체의 이러한 고정 이후에, 판막의 스텐트(40)는 25 mm 직경에서 23 mm 직경으로 압축되고 에틸렌옥사이드 살균법을 사용함으로써 살균된다.

전술한 대로 만들어진 판막의 성능이 체내 및 체외 모두에서 테스트되었다. 인공 심장 판막에 대한 기계적 및 기능적 테스팅이 간단한 모의 순환장치에서 수행되었다. BVS 5000 순환 보조 장치(Abiomed, Danvers, MA, USA)가 저장조와 복귀 도관을 갖는 폐 루프 회로에 포함되었다. 심장 펌프의 유출 측에서의 후 부하가 수주(water column)를 사용하여 80 mmHg로 설정된 동안에, 심장 펌프 블래더(bladder)는 80 비트/분의 주파수와 3600 cc/분의 출력을 갖는 Intra Aortic Balloon Pump(Maquet, Rastatt, Deutschland)에 의해 구동되었다. 최초 테스트에서 유출 측에 있는 심장 펌프의 표준 판막은 그의 개폐 거동을 연구하기 위해서 투명한 플라스틱 도관 내에 장착되는 55 dtex UHMWPE 얀의 직물로 만들어진 3개의 단일 소엽으로 구성된 판막으로 대체되었다. 이러한 파일럿 판막은 직조된 소엽의 악화없이 기능을 유지하면서 4주(3,571,200 사이클) 동안 지속되었다. 이러한 실험을 기반으로 하여, (10 dtex UHMWPE 얀의 직물로 만들어진 소엽에 기초하여)전술한 대로 구성된 판막이 인체 전신 순환의 동등한 생리적 부하 조건하에서 120일 초과(13,824,000 사이클) 동안 누적되게 테스트되었다. 판막은 유체 스트림에 평행한 진동 소엽의 잘 알려진 수직 위치를 갖는 최적의 효과적인 오리피스 내측으로 완전히 개방되었으며, 약 0.5 mm의 아주 작은 중심 구멍을 제외한, 소엽의 자유 모서리와 만나는 접합선을 따라서 폐쇄 결함을 시각적으로 나타내지 않는 동안 폐쇄되었다. 테스팅 이후의 시각적 검사로 전적으로 온전한 판막 기기하학적 구조를 드러냈으며, 소엽은 자유 모서리에서 마모 또는 임의의 다른 파괴 또는 결함이 없음을 보여준다. 전술한 바와 같은 모든 봉합선뿐만 아니라 매듭도 온전했다.

인공 폐 판막이 또한, 체외 순환 기계를 사용하는 동안에 심장 박동 중에 성장한 양 모델(bread "swifter", 체중 55 내지 70 kg)에 이식되었다. 폐 대동맥으로의 접근이 좌측 가슴절개 3번 내지 4번을 통해 달성되었다. 폐 대동맥은 길이 방향으로 절개되었으며, 그 후에 자연 판막이 절취되었다. 5-0 Prolene^®의 3개의 위치선정 스티치가 이음매의 자연 포스트를 당기는데 사용되었다. 판막은 5-0 Prolene^®을 사용하여 전방 환형 레벨(자연 이음매의 평면 상부) 상의 폐 대동맥 내측에 봉합되었다. 폐 대동맥은 선형 방식으로 폐쇄되었다.

초음파 심장검진은 판막 중심에서 약간의 최소 역류를 제외하면, 판막 또는 판막주위 역류 없이 정상적인 소엽 기능을 보여준다. 상처는 봉합되고 양은 회복을 위해 안정을 취했다.

양(sheep)은 6달까지의 관찰 기간 동안 어떠한 부정적인 임상 증상 없이 안정상태를 유지했다. 이러한 기간 이후에 소엽 기능이 다시 평가되었다. 초음파 심장검진은 사소한 손상의 중간 정도의 판막으로 그러나 판막 주위 역류는 없이 적절한 소엽 기능을 보여주었으며, 이식 날짜 이후로 유효한 오리피스의 변경은 없었다. 이 이후에, 판막은 검사를 위해 양으로부터 꺼내졌다. 소엽과 지지 요소는 조직으로 무성했으나, 이는 조직 석회화에 대한 조직학적 및 방사선학적 징후가 없으며 최저점 쪽으로 조직 회복을 합리화하는 양을 증가시키면서 자유 에지에서 250 ㎛의 (소엽을 포함한)최대 두께를 갖는 섬유아세포와 내피 세포의 매우 얇은 층으로 보인다. 판막은 기계학적으로 변경된 것으로 보이지 않으며, 모든 봉합사는 파손 없이 제위치에 있으며 소엽의 자유 모서리는 원래 만들어진대로 전적으로 온전한 것으로 보인다. 마모 또는 다른 이상의 징후는 검출되지 않았다. 발명자들은 합성 섬유로 직조된 섬유로 만들어진 소엽을 갖는 인공 판막을 사용한 다른 연구는 알지 못하며 그렇게 이식된 판막을 갖는 동물은 합병증 없이 6개월 기간 동안 생존했다.

예 2

체순환(systemic circulation)에 이식될 인공 대동맥 판막은 약간 수정된 채로 예 1과 유사하게 만들어졌다. 지지 요소는 혈액 공급이 관상동맥 소공으로의 유동을 허용하도록 (인간 또는 동물 대동맥 내의 발살바 동(sinus valsalva)을 향하는)섬유의 3개의 반달 부품을 취함으로써 준비된다. 지지 요소의 나머지 에지는 U-형상의 첨판 봉입선(발살바 동을 향하는)의 대응하는 봉입선에 따라서 소엽에 고정된다. 제 2 봉합사는 약 9 mm의 길이로 스텐트 포스트(41)에 스티칭함으로써, 그리고 판막 첨판을 생성하도록 소엽 층을 지지 요소 층과 스텐트에 스티칭함으로써 직물 구조물의 부착을 완전하게 하고 스텐트 내부에 실제 소엽 조립체를 생성하는데 사용되었다.

판막은 계속해서 본 발명의 위에서 설명된 폐 판막과 유사한 방식으로 구성되었다. 완료시, 편조된 UHMWPE 얀의 추가 소잉 커프(sewing cuff)가 Blalock stitch 구성을 사용하여 외번 방식(everted fashion)으로 (Teleflex, Limerick, Ireland로부터 이용 가능한)MaxBraid^TM 3-9 UHMWPE로 봉합되었다.

판막이 또한, 체외 순환의 지원 하에서 심정지 중에 성장한 양 모델(bread "swifter", 체중 65 kg)에 이식되었다. 폐 대동맥으로의 접근이 좌측 가슴절개 3번 내지 4번을 통해 달성되었다. 폐 대동맥은 대동맥의 횡 절개를 허용하도록 절개되고 옆으로 꺼내 졌다. 전형적인 이식이 이동하는 봉합사 Prolene^® 5-0을 사용하여 심정지 하에서 수행되었다. 대동맥은 심막 패치로 폐쇄되었으며 심장은 그 후에 세동이 정지했다. 인공 심폐기가 차단되었다. 초음파 심장 검진은 판막 또는 판막주위 역류가 없는 정상적인 소엽 기능을 보여주었다.

예 3

판막 도관 또는 판막이 있는 그래프트가 화학적으로 준비된 돼지 창자 조직(미국, 로드웰, CorMatrix^TM)의 평탄 시트의 단일 부품으로 구성되었다. 일련의 만성질환 양과 어린 양에, 25 및 18 mm 직경을 갖는 판막이 각각 우심실의 유출 기도와 원위 폐 대동맥 사이에 삽입 그래프트로서 이식되었다. 외과적 접근은 예 1에서 설명한 것과 동일했으며 이식은 체외 순환 지원을 사용하여 수행되었다. 폐 동맥은 후에 제거되는 폐 판막 위에서 교차 절개되었다. 25 mm 직경 도관/판막에 대해서, 사다리꼴 모양의 시트가 준비되었으며 그 시트는 대략 12 ㎝의 하나의 폭(A)과 14 ㎝의 하나의 폭(B) 및 10 ㎝ 초과의 길이를 갖는 두 개의 측면(C 및 D)을 가진다. 평탄 시트로부터 자유 경사 측면(C 및 D)을 fastooning 4-0 Prolene^® 봉합사로 돌출 방식으로 함께 봉합함으로써 원추형 튜브가 구성되었다. 여분의 재료가 절단되었으며 튜브는 접혀지고 커다란 원형 에지(B)를 갖는 관형 부분이 원형 에지(A)(유출 측)를 갖는 튜브 내에 위치되는 방식으로 뒤집어지고 유입 측에 접혀진 테두리를 남겼다. 소엽의 자유 모서리를 형성하는 원형 에지(B)는 동일한 길이를 갖는 3개의 부분으로 분할되었고 계속해서 거즈를 갖춘 봉합사(Prolene 4-0)에 의해 각각 120°로 외부 튜브에 고정되었다. 이와 함께, 판막의 길이 방향으로 3 내지 4 mm의 3개의 이음매가 생성되었으며, 그들의 자유 모서리에 여분의 길이를 갖는 3개의 개개의 소엽이 하중 없이 적어도 7 mm 접합 높이로 접합되었다. 유출 측(A)에서, 가로로 절단된 폐 동맥에 대한 이식 동안 판막을 연결하는데 사용되었던 커프스가 계속 유지되었다. 접혀진 테두리를 갖는 튜브의 유입 측이 폐 동맥 잘린부분에 연결되었다. 일단 이식된 후에, 초음파 심장 검진은 판막의 중심에서 이따금씩의 최소 역류를 제외하면 판막 이상기능 없이 정상적인 소엽 기능을 보였다.

인공 판막을 제조하는 방법 또는 그 방법에 의해 얻어진 판막에 관해서 본 출원에서 개시된 대로의 실시예, 양태 및 바람직한 특징 중의 하나는 본 발명에서 달리 언급하지 않는 한 또는 당업자에게 기술적으로 명확히 실현 가능하지 않는 한, 임의의 조합으로 조합될 수 있다. 본 발명은 아래의 실시예 세트에서 추가로 요약된다.

지지 요소(2)에 부착되는 적어도 하나의 소엽(3)을 갖는 소엽 조립체를 포함하는 인공 판막(400)으로서, 소엽은 체액이 판막을 통해 유동할 수 있도록 자유 모서리가 폐쇄 표면(700)으로부터 먼쪽으로 굽혀지는 제 1 위치와 판막을 폐쇄하도록 자유 모서리가 폐쇄 표면과 인접하는 제 2 위치 사이에 이동할 수 있는 자유 모서리(5)를 가지며, 판막에 대한 박동 하중 없이 소엽은 자유 모서리의 길이를 따라서 0.1 mm 초과의 접합 높이를 형성할 수 있다.

이전 실시예에 따른 인공 판막에서, 접합 높이는 1 내지 15 ㎜, 바람직하게 3 내지 10 ㎜, 더 바람직하게 5 내지 7 ㎜이다.

이전 실시예에 따른 인공 판막에서, 판막은 소엽의 중심에서 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20 ㎜의 곡률 반경을 갖는 볼록 표면을 포함하는 기기하학적 구조를 가진다.

이전 실시예에 따른 인공 판막에서, 곡률 반경은 1 내지 20 ㎜, 바람직하게 12 ㎜이다.

이전 실시예들 중 어느 하나에 따른 인공 판막에서, 1 ㎜ 초과, 바람직하게 2, 3 또는 4 ㎜ 초과이고 최대 15, 14, 13, 12, 11 또는 10 ㎜이며, 가장 바람직하게 약 5 ㎜의, 곡률 높이인 판막과 최저점의 중심에서 자유 모서리를 연결하는 직선과 중심선 사이의 최대 직각 거리를 가지는 볼록 표면을 포함하는 기기하학적 구조를 가진다.

이전 실시예들 중 어느 하나에 따른 인공 판막에서, 소엽의 자유 모서리는 판막을 폐쇄하는데 필요한 이론적 길이에 대해 여분의 길이를 가지며, 바람직하게 여분의 길이는 적어도 7%, 바람직하게 10% 내지 40%, 또는 15% 내지 30%이다.

이전 실시예들 중 어느 하나에 따른 인공 판막에서, 소엽은 자유 모서리에서 시작하는 판막의 길이방향 축에 평행하게 연장하는 이음매를 따라서 지지 요소에 부착되며, 바람직하게 이음매는 적어도 1 ㎜ 최대 9 ㎜, 바람직하게 1 내지 6 ㎜의 길이를 가진다.

이전 실시예들 중 어느 하나에 따른 인공 판막에서, 소엽은 10% 이하, 바람직하게 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 심지어 1%의 파단시 연신율을 갖는 탄성 시트 재료를 포함한다.

이전 실시예들 중 어느 하나에 따른 인공 판막에서, 소엽은 10% 이하, 바람직하게 9, 8, 7, 6 또는 5%, 더 바람직하게 1 내지 5%의 파단시 연신율을 갖는 하나 이상의 탄성 얀을 포함하는 직물 구조물을 포함한다.

이전 실시예에 따른 인공 판막에서, 직물 구조물은 하나 이상의 탄성 얀으로 만들어지는 직물이며, 바람직하게 직물은 평직, 능직 또는 바스켓직 패턴을 포함한다.

이전 실시예에 따른 인공 판막에서, 직물 구조물은 직물의 단일 부품이며, 바람직하게 직물의 단일 부품은 다수의 적층된 층을 포함한다.

이전 실시예에 따른 인공 판막에서, 소엽의 자유 모서리는 직물의 변폭이다.

이전 실시예에 따른 인공 판막에서, 직물 구조물은 적층된 층을 포함하는 다층 직물이며, 그 층은 바람직하게 소엽과 지지 요소를 형성하도록 바람직한 위치에서 날실 또는 필 스레드를 교차시킴으로써 서로 연결된다.

이전 실시예에 따른 인공 판막에서, 직물은 개방 측에 두 개의 변폭을 그리고 대향하는 폐쇄 측에 연속적인 접힘 선을 포함하는 2-층 섬유이다.

이전 실시예에 따른 인공 판막에서, 직조된 직물 구조물은 이음없는 관형 섬유, 선택적으로 다수-채널 또는 다층 관형 섬유이다.

이전 실시예에 따른 인공 판막은 직물 구조물의 연속적인 직조, 계속해서 결과적인 구조물을 바람직한 길이로 절단, 및 절단 에지를 선택적으로 안정화시킴으로써 만들어진다.

이전 실시예에 따른 인공 판막에서, 탄성 얀은 120 dtex 미만의 선형 밀도, 바람직하게 60 dtex 미만, 바람직하게 5 내지 30 dtex, 더 바람직하게 7 내지 15 dtex의 선형 밀도를 가진다.

이전 실시예에 따른 인공 판막에서, 직물 구조물, 바람직하게 직물의 층 두께는 20 내지 200 ㎛, 바람직하게 40 내지 150 ㎛, 또는 50 내지 100 ㎛이다.

이전 실시예에 따른 인공 판막에서, 직물 구조물은 중합체 필라멘트, 바람직하게 UHMWPE 필라멘트를 포함하며, 더 바람직하게 직물 구조물은 적어도 20 cN/dtex의 강인성을 갖는 UHMWPE 필라멘트의 적어도 80 질량%를 포함하며, 더 바람직하게 날실 및 필 얀은 필수적으로 UHMWPE 필라멘트로 이루어진다.

이전 실시예들 중 어느 하나에 따른 인공 판막에서, 소엽 조립체에 연결되는 스텐트(40)를 더 포함한다.

이전 실시예에 따른 인공 판막에서, 스텐트는 스티치에 의해서, 바람직하게 소엽 조립체의 얀과 유사한 강도를 갖는 봉합사로 만들어진 스티치에 의해서, 더 바람직하게 동일한 유형의 얀으로 만들어진 스티치에 의해서, 또는 그로부터 만들어진 봉합사에 의해서 연결된다.

이전 실시예들 중 어느 하나에 따른 인공 판막에서, 판막은 두 개의 소엽을 포함하며, 제 2 소엽은 제 1 판막용 폐쇄 표면으로서 그리고 역으로 작용한다.

이전 실시예에 따른 인공 판막에서, 판막은 3개의 소엽을 포함하며, 각각의 소엽은 다른 두 개의 소엽용 폐쇄 표면으로서 작용한다.

이전 실시예들 중 어느 하나에 따른 인공 판막은 이식 가능한 인공 심장 판막이다.

이전 실시예들 중 어느 하나에서 설명된 바와 같은 인공 판막용 소엽 조립체.

인공 판막(400)의 제조 방법으로서, 판막은 지지 요소(2)에 부착되는 적어도 하나의 소엽(3)을 포함하며, 소엽은 체액이 판막을 통해 유동할 수 있도록 자유 모서리가 폐쇄 표면(700)으로부터 먼쪽으로 굽혀지는 제 1 위치와 판막을 폐쇄하도록 자유 모서리가 폐쇄 표면과 인접하는 제 2 위치 사이에 이동할 수 있는 자유 모서리(5)를 가지며, 상기 방법은

- 시트 재료를 제공하는 단계,

- 하나 이상의 소엽과 지지 요소를 포함하는 소엽 조립체를 시트 재료로 형성하는 단계, 및

- 그에 의해 판막을 형성하는 단계를 포함하며,

소엽 조립체를 형성하는 단계는 기하학적 형상을 부여하도록 소엽을 성형하는 단계를 포함하며, 소엽은 박동 하중 없이, 자유 모서리의 길이를 따라서 0.1 mm 초과의 접합 높이를 형성할 수 있다.

이전의 실시예에 따른 방법에서, 접합 높이는 적어도 2, 3, 4 또는 5 ㎜ 그리고 최대 15, 13, 11, 10, 9, 8 또는 7 ㎜이다.

이전 실시예에 따른 방법에서, 접합 높이는 1 내지 15 ㎜, 바람직하게 3 내지 10 ㎜, 더 바람직하게 5 내지 7 ㎜이다.

이전 실시예들 중 어느 하나에 따른 방법에서, 기기하학적 구조는 소엽의 중심에서 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20 ㎜의 곡률 반경을 갖는 볼록 표면을 포함한다.

이전 실시예에 따른 방법에서, 곡률 반경은 1 내지 20 ㎜, 바람직하게 12 ㎜이다.

이전 실시예들 중 어느 하나에 따른 방법에서, 기기하학적 구조는 1 ㎜ 초과, 바람직하게 2, 3 또는 4 ㎜ 초과이고 최대 15, 14, 13, 12, 11 또는 10 ㎜이며, 가장 바람직하게 약 5 ㎜의 곡률 높이를 가지는 볼록 표면을 포함한다.

이전 실시예들 중 어느 하나에 따른 방법에서, 소엽은 판막을 폐쇄하는데 필요한 이론적 길이에 대해 여분의 길이를 갖도록 형성되며, 바람직하게 여분의 길이는 적어도 7%, 바람직하게 10% 내지 40%, 또는 15% 내지 30%이다.

이전 실시예에 따른 방법에서, 여분 길이는 예를 들어, 사다리꼴-형태의 시트 재료 또는 테이퍼진 또는 원추형 관형 재료를 형성함으로써 시트 재료를 특정 형상을 갖는 것으로서 예비성형하는 단계, 판막의 외부 원주를 감소시키는 단계, 및 판막에 소엽을 고정하기 이전에 소엽 표면을 시프팅하는 단계의 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 방법 단계에 의해 생성된다.

이전 실시예들 중 어느 하나에 따른 방법에서, 소엽은 자유 모서리에서 시작하는 판막의 길이방향 축에 평행하게 연장하는 이음매를 따라서 지지 요소에 부착되며, 바람직하게 이음매는 적어도 약 1 ㎜ 최대 9 ㎜, 바람직하게 1 내지 6 ㎜의 길이를 가진다.

이전 실시예들 중 어느 하나에 따른 방법에서, 시트는 10% 이하, 바람직하게 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 심지어 1%의 파단시 연신율을 갖는 탄성 재료이다.

이전 실시예들 중 어느 하나에 따른 방법에서, 시트는 10% 이하, 바람직하게 9, 8, 7, 6 또는 5%, 더 바람직하게 1 내지 5%의 파단시 연신율을 갖는 하나 이상의 탄성 얀을 포함하는 직물 구조물이다.

이전 실시예에 따른 방법에서, 직물 구조물은 하나 이상의 탄성 얀으로 만들어지는 직물이며, 바람직하게 직물은 평직, 능직 또는 바스켓직 패턴을 포함한다.

이전 실시예에 따른 방법에서, 직물 구조물은 단일 부품 직물이며, 바람직하게 직물 구조물은 다수의 적층된 층을 포함한다.

이전 실시예에 따른 방법에서, 소엽의 자유 모서리는 직물의 변폭으로서 직조된다.

이전 실시예에 따른 방법에서, 직물 구조물은 적층된 층을 포함하는 다층 구조물로서 직조되며, 그 층은 바람직하게 소엽과 지지 요소를 형성하도록 바람직한 위치에서 날실 또는 필 스레드를 교차시킴으로써 서로 연결된다.

이전 실시예에 따른 방법에서, 직물 구조물은 그의 개방 측에 두 개의 변폭을 그리고 대향하는 폐쇄 측에 연속적인 접힘 선을 가지는 2-층 섬유를 초래하는 이중 직조 공정에 의해 만들어진다.

이전 실시예에 따른 방법에서, 직물 구조물은 이음 없는 관형 섬유, 선택적으로 다수-채널 또는 다층 관형 섬유를 초래하는 이중 직조 공정에 의해 만들어진다.

이전 실시예에 따른 방법은 직물 구조물의 연속적인 직조, 계속해서 결과적인 구조물을 바람직한 길이로 절단, 및 절단 에지를 선택적으로 안정화시키는 단계를 포함한다.

이전 실시예에 따른 방법에서, 탄성 얀은 120 dtex 미만의 선형 밀도, 바람직하게 60 dtex 미만, 바람직하게 5 내지 30 dtex, 더 바람직하게 7 내지 15 dtex의 선형 밀도를 가진다.

이전 실시예에 따른 방법에서, 직물 구조물, 바람직하게 직물의 층 두께는 20 내지 200 ㎛, 바람직하게 40 내지 150 ㎛, 또는 50 내지 100 ㎛이다.

이전 실시예에 따른 방법에서, 직물 구조물은 중합체 필라멘트, 바람직하게 UHMWPE 필라멘트를 포함하며, 더 바람직하게 직물 구조물은 적어도 20 cN/dtex의 강인성을 갖는 UHMWPE 필라멘트의 적어도 80 질량%를 포함하며, 더 바람직하게 날실 및/또는 필 얀은 UHMWPE 필라멘트로 이루어진다.

이전 실시예들 중 어느 하나에 따른 방법에서, 소엽 조립체를 스텐트(40)에 연결하는 단계를 더 포함한다.

이전 실시예에 따른 방법에서, 연결하는 단계는 스티치를 적용함으로써, 바람직하게 소엽 조립체의 얀과 유사한 강도를 갖는 봉합사를 사용함으로써, 더 바람직하게 동일한 유형의 얀을 사용함으로써, 또는 그로부터 만들어진 봉합사에 의해서 수행된다.

이전 실시예들 중 어느 하나에 따른 방법에서, 판막은 두 개의 소엽을 포함하며, 제 2 소엽은 제 1 판막용 폐쇄 표면으로서 그리고 역으로 작용한다.

이전 실시예들 중 어느 하나에 따른 방법에서, 판막은 3개의 소엽을 포함하며, 각각의 소엽은 다른 두 개의 소엽용 폐쇄 표면으로서 작용한다.

이전 실시예들 중 어느 하나에서 설명된 바와 같은 인공 판막용 소엽 조립체의 제조방법.

이전 실시예들 중 어느 하나에 따른 방법에 의해서 얻어질 수 있는 바와 같은 소엽 조립체 또는 인공 판막.

Claims (17)

1. 지지 요소(2)에 부착되는 적어도 하나의 소엽(3)을 갖는 소엽 조립체를 포함하는 인공 판막(400)으로서,
   소엽은 체액이 판막을 통해 유동할 수 있도록 자유 모서리가 폐쇄 표면(700)으로부터 먼쪽으로 굽혀지는 제 1 위치와 판막을 폐쇄하도록 자유 모서리가 폐쇄 표면과 인접하는 제 2 위치 사이에 이동할 수 있는 자유 모서리(5)를 가지며, 판막에 대한 박동 하중 없이 소엽은 자유 모서리의 길이를 따라서 0.1 mm 초과의 접합 높이를 형성할 수 있는
   인공 판막.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 접합 높이는 1 내지 15 ㎜인
   인공 판막.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 판막은 소엽의 중심에서 1 내지 20 ㎜의 곡률 반경을 갖는 볼록 표면을 포함하는 기기하학적 구조를 가지는
   인공 판막.
4. 제 1 항에 있어서,
   1 ㎜ 초과의, 곡률 높이인 판막과 최저점의 중심에서 자유 모서리를 연결하는 직선과 중심선 사이의 최대 직각 거리를 가지는 볼록 표면을 포함하는 기하학적 구조를 가지는
   인공 판막.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 소엽의 자유 모서는 판막을 폐쇄하는데 필요한 이론적 길이에 대해 여분의 길이를 가지는
   인공 판막.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 소엽은 자유 모서리에서 시작하는 판막의 길이방향 축에 평행하게 연장하는 이음매를 따라서 지지 요소에 부착되며, 적어도 1 ㎜의 길이를 가지는
   인공 판막.
7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 소엽은 10% 이하의 파단시 연신율을 갖는 탄성 시트 재료를 포함하는
   인공 판막.
8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 소엽은 10% 이하의 파단시 연신율을 갖는 하나 이상의 탄성 얀을 포함하는 직물 구조물을 포함하는
   인공 판막.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 직물 구조물은 하나 이상의 탄성 얀으로 만들어지는 직물인
   인공 판막.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 직물 구조물은 직물의 단일 부품이며, 소엽의 자유 모서리는 직물의 변폭인
    인공 판막.
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 탄성 얀은 120 dtex 미만의 선형 밀도를 가지는
    인공 판막.
12. 제 8 항에 있어서,
    상기 직물 구조물의 층 두께는 40 내지 150 ㎛인
    인공 판막.
13. 제 8 항에 있어서,
    상기 직물 구조물은 UHMWPE 필라멘트를 포함하는
    인공 판막.
14. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소엽 조립체에 연결되는 스텐트(40)를 더 포함하는
    인공 판막.
15. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 판막은 2개 또는 3개의 소엽을 포함하며, 각각의 소엽은 다른 소엽(들)용 폐쇄 표면으로서 작용하는
    인공 판막.
16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에서 설명된 바와 같은 인공 판막용 소엽 조립체.
17. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 인공 판막의 제조 방법으로서,
    - 시트 재료를 제공하는 단계,
    - 시트 재료로 하나 이상의 소엽과 지지 요소를 포함하는 소엽 조립체를 형성하는 단계, 및
    - 그에 의해 판막을 형성하는 단계를 포함하며,
    소엽 조립체를 형성하는 단계는 기하학적 형상을 부여하도록 소엽을 성형하는 단계를 포함하며, 소엽은 박동 하중 없이, 자유 모서리의 길이를 따라서 0.1 mm 초과의 접합 높이를 형성할 수 있는
    인공 판막의 제조 방법.

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