RU202285U1

RU202285U1 - Artificial mechanical one-leaf valve of the heart

Info

Publication number: RU202285U1
Application number: RU2020119602U
Authority: RU
Inventors: Роман Сергеевич Небогатиков; Сергей Яковлевич Пичхидзе
Priority date: 2020-06-05
Filing date: 2020-06-05
Publication date: 2021-02-10

Abstract

Полезная модель искусственного механического одностворчатого клапана сердца относится к области медицинской техники, предназначена для замены нативного трикуспидального клапана сердца человека. Разработанная конструкция клапана обеспечивает беспрепятственный поток крови при открытии клапана, т.к. конструкция клапана обеспечивает полнопроточность в открытом положении створки, а также плотное перекрытие кровотока, предотвращая регургитацию в момент закрытия створки. Искусственный механический клапан сердца, включающий одну створку, корпус с наружной канавкой для крепления манжеты, ограничители хода створки и внутренние пазы для крепления створки, отличающийся тем, что корпус имеет форму треугольника Рело и снабжен внутренними опорными выступами, служащими в качестве ограничителей хода створки, створка изготовлена из синтетического фторсодержащего каучука и закреплена на поверхности трубки, в полости трубки размещен фиксирующий механизм створки, шарнирное крепление которого расположено во внутренних пазах корпуса и содержит штифты, установленные с возможностью вращения по поверхности внутренних пазов корпуса при открытии и закрытии створки, а пружина сжатия установлена с возможностью давления на плоскости штифтов. Техническим результатом полезной модели искусственного механического одностворчатого клапана сердца (ИКС МОП) является обеспечение полнопроточного потока крови в момент полного открытия створки, вследствие чего повышается качество гемодинамических показателей клапана и снижаются тромбоз и гемолиз в процессе работы клапана. Технический результат достигается за счет разработанной конструкции корпуса ИКС МОП, имеющего форму треугольника Рело, профиль которого наиболее близок к профилю нативного трикуспидального клапана сердца человека и створки, выполненной из резины на основе синтетического каучука фторсодержащего (СКФ-32). 8 фиг.A useful model of an artificial mechanical single-leaf valve of the heart belongs to the field of medical technology, is intended to replace the native tricuspid valve of the human heart. The developed valve design ensures unimpeded blood flow when the valve is opened. the design of the valve ensures full flow in the open position of the leaflet, as well as tight shut-off of blood flow, preventing regurgitation at the moment of closing the leaflet. Artificial mechanical heart valve, including one leaflet, a body with an external groove for securing the cuff, leaf travel stops and internal grooves for fastening the leaflet, characterized in that the body has the shape of a Reuleaux triangle and is equipped with internal supporting protrusions serving as leaf travel stops, leaf made of synthetic fluorine-containing rubber and fixed on the surface of the tube, in the tube cavity there is a flap fixing mechanism, the hinged fastening of which is located in the internal grooves of the body and contains pins installed with the possibility of rotation along the surface of the internal grooves of the body when opening and closing the flap, and a compression spring is installed with the possibility of pressure on the plane of the pins. The technical result of the useful model of an artificial mechanical single-leaf valve of the heart (IKS MOP) is to provide a full-flow blood flow at the moment of full opening of the leaflet, as a result of which the quality of the hemodynamic parameters of the valve increases and thrombosis and hemolysis decrease during the valve operation. The technical result is achieved due to the developed design of the IKS MOS body, which has the shape of a Reuleaux triangle, the profile of which is closest to the profile of the native tricuspid valve of the human heart and the flap made of rubber based on fluorine-containing synthetic rubber (SKF-32). 8 fig.

Description

Полезная модель искусственного механического одностворчатого клапана сердца относится к области медицинской техники, предназначена для замены нативного трикуспидального клапана сердца человека. Разработанная конструкция клапана обеспечивает беспрепятственный поток крови при открытии клапана, т.к. конструкция клапана обеспечивает полнопроточность в открытом положении створки, а также плотное перекрытие кровотока, предотвращая регургитацию в момент закрытия створки.A useful model of an artificial mechanical single-leaf valve of the heart belongs to the field of medical technology, intended to replace the native tricuspid valve of the human heart. The developed valve design ensures unimpeded blood flow when the valve is opened. the design of the valve ensures full flow in the open position of the leaflet, as well as a tight shutdown of blood flow, preventing regurgitation at the time of closing the leaflet.

На сегодняшний день существуют модели одностворчатых ИКС, представленные в патентах: (Патент РФ №2073500. Искусственный клапан сердца и способ его имплантации, 1997 г. ), (Патент US 20030135270 А1. Polyurethane sufrace buttressed cardiac valve suture ring, 2002 г. ). Однако обе конструкции имеют ряд недостатков, одним из которых является отсутствие полнопроточности, что может приводить к тромбозу и гемолизу.To date, there are models of single-leaf ICS presented in patents: (RF Patent No. 2073500. Artificial heart valve and method of its implantation, 1997), (US Patent 20030135270 A1. Polyurethane sufrace buttressed cardiac valve suture ring, 2002). However, both designs have a number of disadvantages, one of which is the lack of full flow, which can lead to thrombosis and hemolysis.

Одной из широко используемых моделей одностворчатых клапанов сердца является ИКС ЛИКС-2, имеющий лучшие гемодинамические характеристики, благодаря конструкции узла крепления и выпукло-вогнутой плоскости створки (Вербовая Т.А., Гриценко В.В., Давыденко В.В., Глянцев С.П., и др. Отечественные механические протезы клапанов сердца (прошлое и настоящее создания и клинического применения) - СПб.: Наука, 2011. -195 с. - прототип). Приведенный в качестве прототипа ИКС ЛИКС-2 также имеет недостаток в виду отсутствия полнопроточности, что в свою очередь является причиной тромбоза и гемолиза, однако в меньшей степени, чем предыдущие модели.One of the widely used models of single-leaf heart valves is IKS LIX-2, which has better hemodynamic characteristics, due to the design of the attachment point and the convex-concave plane of the leaf (Verbovaya T.A., Gritsenko V.V., Davydenko V.V., Glyantsev S .P., Et al. Domestic mechanical prostheses of heart valves (past and present creation and clinical use) - SPb .: Nauka, 2011. -195 p. - prototype). Cited as a prototype IKS LIX-2 also has a disadvantage in the absence of full flow, which in turn is the cause of thrombosis and hemolysis, but to a lesser extent than the previous models.

Задачей полезной модели является разработка конструкции искусственного механического одностворчатого полнопроточного клапана сердца (ИКС МОП) с удовлетворяющими гемодинамическими характеристиками и минимизацией тромбоза и гемолиза в процессе работы.The objective of the utility model is to develop a design of an artificial mechanical single-leaf full-flow heart valve (ICS MOP) with satisfying hemodynamic characteristics and minimizing thrombosis and hemolysis during operation.

Техническим результатом полезной модели искусственного механического одностворчатого клапана сердца (ИКС МОП) является обеспечение полнопроточного потока крови в момент полного открытия створки, вследствие чего повышается качество гемодинамических показателей клапана и снижаются тромбоз и гемолиз в процессе работы клапана.The technical result of a useful model of an artificial mechanical single-leaf valve of the heart (IKS MOP) is to ensure a full-flow blood flow at the moment of full opening of the valve, as a result of which the quality of the hemodynamic parameters of the valve increases and thrombosis and hemolysis decrease during the operation of the valve.

Технический результат достигается за счет разработанной конструкции корпуса ИКС МОП, имеющего форму треугольника Рело, профиль которого наиболее близок к профилю нативного трикуспидального клапана сердца человека.The technical result is achieved due to the developed design of the IKS MOS body, which has the shape of a Reuleaux triangle, the profile of which is closest to the profile of the native tricuspid valve of the human heart.

Створка выполнена из известной резины на основе синтетического каучука фторсодержащего СКФ-32, применяемой при протезировании или шунтировании кровеносных сосудов, при этом достигается полнопроточность ввиду ее гибкости, снижается вероятность травмирования форменных элементов крови (тромбоциты, лейкоциты, эритроциты) благодаря меньшей плотности каучука по сравнению с металлами и отсутствию острых и режущих граней в конструкции створки (Баскин З.Л., Шабалин Д.А., Выражейкин Е.С, Дедов С.А. Ассортимент, свойства и применение фторполимеров Кирово-Чепецкого химического комбината. Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева), т. LII, №3, 2008, с. 13-23).The sash is made of a well-known rubber based on synthetic rubber fluorine-containing SKF-32, which is used for prosthetics or bypass grafting of blood vessels, while full flow is achieved due to its flexibility, the likelihood of injury to blood cells (platelets, leukocytes, erythrocytes) is reduced due to the lower density of rubber compared to metals and the absence of sharp and cutting edges in the sash design (Baskin Z.L., Shabalin D.A., Vyrazheikin E.S, Dedov S.A. Assortment, properties and application of fluoropolymers of the Kirovo-Chepetsk Chemical Plant. Russian Chem. (J. of the Russian Chemical Society named after D.I.Mendeleev), v. LII, No. 3, 2008, p. 13-23).

Сборка конструкции не требует специального оборудования за счет разработанного узла крепления, в конструкции которого присутствует пружина сжатия. Сборка клапана не требует нагревания или сжатия корпуса, при этом узел крепления имеет удовлетворяющий запас прочности, что говорит о его надежности, крепление створки на поверхности трубки обеспечивает гемоизоляцию (предотвращение попадания крови в полость трубки) узла крепления.The assembly of the structure does not require special equipment due to the developed attachment point, in the design of which there is a compression spring. The valve assembly does not require heating or compression of the body, while the attachment point has a satisfactory margin of safety, which indicates its reliability, fastening the flap on the tube surface provides hemoisolation (preventing blood from entering the tube cavity) of the attachment point.

Узел крепления является омываемым и имеет гемоизоляцию, что обеспечивает снижение вероятности тромбообразования на узле крепления, также это позволяет удешевить конструкцию за счет использования относительно недорогих материалов (медицинская сталь) для изготовления не контактирующих с кровью деталей, размещенных в полости трубки. Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:The attachment point is washable and has hemoisolation, which reduces the likelihood of thrombus formation at the attachment point, and this also makes it possible to reduce the cost of the structure by using relatively inexpensive materials (medical steel) for the manufacture of parts not in contact with blood, placed in the tube cavity. The essence of the utility model is illustrated by drawings, where:

на фиг. 1 изображен ИКС МОП в закрытом положении (вид спереди),in fig. 1 shows the IKS MOS in the closed position (front view),

на фиг. 2 изображен ИКС МОП в закрытом положении (вид снизу),in fig. 2 shows the IKS MOS in the closed position (bottom view),

на фиг. 3 изображен ИКС МОП с демонстрацией конструкции узла крепления (поперечный разрез),in fig. 3 shows the IKS MOS with a demonstration of the design of the attachment point (cross section),

на фиг. 4 изображен ИКС МОП в открытом положении (вид спереди),in fig. 4 shows IKS MOS in the open position (front view),

на фиг. 5 изображен ИКС МОП в открытом положении (вид снизу),in fig. 5 shows the IRS MOS in the open position (bottom view),

на фиг. 6 и фиг. 7 изображена створка ИКС МОП в закрытом положении (вид сбоку и вид сзади, соответственно),in fig. 6 and FIG. 7 shows the IKS MOS flap in the closed position (side view and rear view, respectively),

на фиг. 8 изображена створка ИКС МОП в открытом положении.in fig. 8 shows the IKS MOS flap in the open position.

ИКС МОП состоит из корпуса 1, имеющего форму треугольника Рело, в конструкции которого имеются внутренние опорные выступы 1.1 для ограничения хода створки, канавка 1.2 для крепления манжеты и пазы 1.3 для шарнирного крепления створки 2. Конструкция створки 2 содержит крепление 2.1, выполненное в виде трубки с отверстием 2.2, обеспечивающее гемоизоляцию узла крепления и надежное крепление створки 2 на поверхности трубки 3, в полости которой расположены штифты 4, на основание которых давит пружина сжатия 5. Благодаря конструкции узла крепления и подобранным материалам достигается: полнопроточность ИКС, простота сборки клапана, не требующая нагревания или сжатия корпуса и специального оборудования, при этом узел крепления имеет удовлетворяющий запас прочности, что свидетельствует о его надежности.IKS MOS consists of a body 1, which has the shape of a Reuleaux triangle, in the design of which there are internal supporting protrusions 1.1 for limiting the sash travel, a groove 1.2 for securing the cuff and grooves 1.3 for hinging the sash 2. The sash 2 structure contains a mount 2.1 made in the form of a tube with a hole 2.2, which provides hemoisolation of the attachment point and reliable fastening of the valve 2 on the surface of the tube 3, in the cavity of which there are pins 4, on the base of which the compression spring 5 presses. Thanks to the design of the attachment point and selected materials, the following is achieved: full flow of the ICS, ease of assembly of the valve, not requiring heating or compression of the case and special equipment, while the attachment point has a satisfactory margin of safety, which indicates its reliability.

Крепление створки на поверхности трубки обеспечивает гемоизоляцию узла крепления.Fastening the leaflet on the tube surface provides hemoisolation of the attachment point.

Принцип работы ИКС МОП основан на разности давления в правом предсердии и правом желудочке. Открытие створки 2 происходит под давлением кровотока вследствие работы миокарда и пониженного давления в правом желудочке. Створка выполнена из резины на основе синтетического каучука фторсодержащего (СКФ-32), что позволяет ей изменять свою форму во время работы. В процессе открытия створка опирается на опорные выступы 1.1 корпуса 1 и принимает форму параболы, обеспечивая полнопроточность ИКС. Открытие створки 2 обеспечивается вращением штифтов 4 по поверхности пазов 1.3. Закрытие створки 2 происходит в момент понижения давления в левом предсердии и прекращении кровотока. Материалы створки 2 и корпуса 1, а также их конструкции обеспечивают перекрытие между предсердием и желудочком, благодаря плотному прилеганию друг к другу. Конструкция и материал створки обеспечивают полнопроточность клапана в открытом состоянии и плотное перекрытие отверстия в закрытом.The principle of operation of ICS MOS is based on the pressure difference in the right atrium and the right ventricle. The opening of the valve 2 occurs under the pressure of the blood flow due to the work of the myocardium and low pressure in the right ventricle. The sash is made of rubber based on fluorine-containing synthetic rubber (SKF-32), which allows it to change its shape during operation. In the process of opening, the sash rests on the supporting protrusions 1.1 of the housing 1 and takes the shape of a parabola, ensuring full flow of the IKS. The opening of the sash 2 is provided by rotating the pins 4 along the surface of the grooves 1.3. The closure of valve 2 occurs at the time of a decrease in pressure in the left atrium and cessation of blood flow. The materials of the valve 2 and the housing 1, as well as their designs, provide an overlap between the atrium and the ventricle, due to the tight fit to each other. The design and material of the flap ensure full flow of the valve in the open state and tight shut-off of the opening in the closed one.

Анализ конструкций прототипа и разработанной модели искусственных клапанов сердца показали превосходство разработанной конструкции перед прототипом. Отношение площади отверстия в корпусе к площади проходного сечения потока у прототипа составляет 33%, что обеспечивает коэффициент полнопроточности 0,67, в то время как у разработанной конструкции отношение составляет 11%, обеспечивая коэффициент полнопроточности 0,89. Также благодаря конструкции крепления створки достигается однородный ламинарный поток, схожий по своим характеристикам с работой нативного клапана.Analysis of the prototype designs and the developed model of artificial heart valves showed the superiority of the developed design over the prototype. The ratio of the area of the hole in the body to the area of the flow area of the prototype is 33%, which provides a full-flow coefficient of 0.67, while the ratio of the developed design is 11%, providing a full-flow coefficient of 0.89. Also, thanks to the flap attachment design, a homogeneous laminar flow is achieved, similar in its characteristics to the operation of a native valve.

Claims

Artificial mechanical heart valve, including one leaflet, a body with an external groove for securing the cuff, leaf travel stops and internal grooves for fastening the leaflet, characterized in that the body has the shape of a Reuleaux triangle and is equipped with internal supporting protrusions that serve as leaf travel stops, leaf made of synthetic fluorine-containing rubber and fixed on the surface of the tube, in the tube cavity there is a flap fixing mechanism, the hinged fastening of which is located in the internal grooves of the body and contains pins installed with the possibility of rotation along the surface of the internal grooves of the body when opening and closing the flap, and a compression spring is installed with the possibility of pressure on the plane of the pins.