RU2159598C1 - Heart valve prosthesis - Google Patents
Heart valve prosthesis Download PDFInfo
- Publication number
- RU2159598C1 RU2159598C1 RU99108176/14A RU99108176A RU2159598C1 RU 2159598 C1 RU2159598 C1 RU 2159598C1 RU 99108176/14 A RU99108176/14 A RU 99108176/14A RU 99108176 A RU99108176 A RU 99108176A RU 2159598 C1 RU2159598 C1 RU 2159598C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- protrusions
- valve
- flaps
- valves
- flow
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Prostheses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицинской технике, в частности к протезу клапана сердца, и может быть использовано в кардиохирургии для замены пораженных естественных клапанов сердца человека. The invention relates to medical equipment, in particular to a prosthetic heart valve, and can be used in cardiac surgery to replace the affected natural valves of the human heart.
Протез клапана сердца представляет собой обратный клапан, обеспечивающий прямой поток крови при открытии запирающего элемента и предотвращающий обратный поток крови (регургитацию) при закрытии запирающего элемента. The heart valve prosthesis is a non-return valve that provides a direct blood flow when the locking element is opened and prevents the blood backflow (regurgitation) when the locking element is closed.
Одними из основных требований, предъявляемых к протезам клапанов сердца, являются требования по их надежности и долговечности. Необходимо, чтобы конструкционные изменения, направленные на увеличение долговечности, надежности и улучшение тромборезистентных характеристик протеза клапана, исключали возможность выпадения элементов клапана или их заклинивания из-за ненадежного закрепления и уменьшали их износ за счет создания улучшенных условий работы взаимодействующих между собой элементов клапанов, а также исключали воздействие окружающих тканей сердца на элементы клапанов, приводящее к нарушению функционирования запирающего элемента и к выходу протеза из строя. One of the main requirements for prosthetic heart valves are the requirements for their reliability and durability. It is necessary that structural changes aimed at increasing the durability, reliability and improving the thromboresistant characteristics of the valve prosthesis exclude the possibility of valve elements falling out or jamming due to unreliable fastening and reduce their wear due to the creation of improved working conditions for the valve elements interacting with each other, as well as excluded the effect of surrounding heart tissues on valve elements, leading to disruption of the functioning of the locking element and to the prosthesis exit Troy.
Кроме того, необходимо обеспечить высокие гемодинамические характеристики протеза - максимальный ударный объем и минимальный обратный переток (регургитацию). Надежность, долговечность протеза клапана сердца и его гемодинамические характеристики оказывают существенное влияние на результаты протезирования пораженных естественных клапанов сердца человека. In addition, it is necessary to ensure high hemodynamic characteristics of the prosthesis - maximum stroke volume and minimum backflow (regurgitation). The reliability, durability of the heart valve prosthesis and its hemodynamic characteristics have a significant impact on the results of prosthetics of affected natural valves of the human heart.
Известен протез клапана сердца [1], содержащий кольцеобразный корпус и две створки, установленные в кольцеобразном корпусе с возможностью поворота между положением открытия для прохождения прямого потока крови и положением закрытия для ограничения обратного потока крови. Внутренняя поверхность корпуса выполнена цилиндрической и ступенчатой, меньший диаметр которой обращен к прямому потоку крови, а больший - к обратному потоку крови. Зона соединения участков цилиндрической поверхности является седлом клапана. Створки имеют дугообразную форму, причем выпуклая поверхность каждой створки в закрытом положении клапана обращена к прямому потоку крови. Каждая створка имеет боковую поверхность, взаимодействующую с внутренней поверхностью корпуса, и поверхность смыкания, взаимодействующую с соответствующей поверхностью другой створки в закрытом положении клапана. Средство поворота каждой створки состоит из двух удлиненных выемок, выполненных с наклоном к диаметральной плоскости на плоских участках корпуса со стороны его внутренней поверхности, и двух выступов сферической формы, расположенных на противоположных сторонах створки и входящих в выемки на корпусе. На наружной поверхности корпуса выполнена ограниченная двумя буртиками кольцевая канавка под манжету для подшивки протеза клапана к тканям сердца. Known prosthetic heart valve [1], containing an annular body and two wings installed in an annular body with the possibility of rotation between the opening position for passage of the direct blood flow and the closing position to limit the reverse blood flow. The inner surface of the body is cylindrical and stepped, the smaller diameter of which is facing the direct flow of blood, and the larger - to the reverse flow of blood. The connection zone of the sections of the cylindrical surface is the valve seat. The valves have an arched shape, with the convex surface of each leaf in the closed position of the valve facing the direct flow of blood. Each leaf has a side surface that interacts with the inner surface of the body, and a closure surface that interacts with the corresponding surface of the other leaf in the closed position of the valve. The turning means of each sash consists of two elongated recesses, inclined to the diametrical plane on flat sections of the body from the side of its inner surface, and two spherical protrusions located on opposite sides of the sash and included in the recesses on the body. On the outer surface of the casing, an annular cuff groove bounded by two shoulders is made for stitching the valve prosthesis to the tissues of the heart.
Недостатками этого протеза являются следующие. The disadvantages of this prosthesis are as follows.
При небольшой высоте полусферических выступов на противоположных сторонах каждой створки и при такой же глубине удлиненных выемок на внутренней поверхности корпуса створки во время работы протеза клапана сердца могут выпасть из корпуса под действием циклических нагрузок от прямого и обратного потоков крови, особенно в митральной позиции, а при увеличении высоты выступов сферической формы на створках и глубины удлиненных выемок на корпусе может произойти поломка корпуса из хрупкого углеродного материала при его деформировании во время установки створок в корпус, что снижает надежность указанного клапана. With a small height of hemispherical protrusions on the opposite sides of each leaflet and with the same depth of elongated recesses on the inner surface of the leaflet flap, the heart valve prosthesis can fall out of the corpus under the action of cyclic loads from forward and reverse blood flows, especially in the mitral position, and when an increase in the height of the spherical protrusions on the wings and the depth of the elongated recesses on the body can cause damage to the body from brittle carbon material when it is deformed in time I install the valves in the body, which reduces the reliability of said valve.
Кроме того, при сборке этого клапана корпус деформируется таким образом, что большая ось эллипса, проходящая между створками и удлиненными выемками, увеличивается от первоначального расстояния между плоскими участками внутренней поверхности корпуса на величину, равную или чуть большую высоты полусферического выступа на створке плюс дополнительная величина, учитывающая перекос створки при установке ее в корпус, что приводит к увеличению деформации корпуса на эту дополнительную величину, в результате чего в хрупком углеродном материале корпуса появляются микротрещины, которые во время циклической работы клапана увеличиваются до таких размеров, при которых корпус разрушается, что снижает надежность и долговечность указанного клапана. In addition, when assembling this valve, the casing is deformed so that the large axis of the ellipse passing between the cusps and elongated recesses increases from the initial distance between the flat sections of the inner surface of the casing by an amount equal to or slightly greater than the height of the hemispherical protrusion on the cusp, plus an additional value, taking into account the sash distortion when installing it in the casing, which leads to an increase in casing deformation by this additional value, resulting in a brittle carbon material e cases microcracks appear, which during the cyclic operation of the valve increase to such dimensions that the body breaks, which reduces the reliability and durability of the specified valve.
Выполнение средства поворота створок в виде сферических выступов на противоположных концах каждой створки и удлиненных выемок в корпусе, по которым перемещаются выступы створок из одного крайнего положения в другое, приводит к тому, что за счет инерционных сил движущихся створок взаимодействие сферических выступов на створках со сферическими окончаниями выемок на корпусе в крайних положениях происходит с ударом. Поскольку взаимодействующие между собой поверхности выступов на створках и выемок в корпусе невелики, а инерционные силы в крайних положениях достигают максимальных величин, то при наличии повышенных ударных нагрузок выемки в корпусе разбиваются, длина их увеличивается, что приводит к нарушению нормальной работы клапана, ухудшению его гемодинамических характеристик и в конечном итоге к досрочному выходу из строя указанного протеза клапана сердца. The execution of the means for turning the flaps in the form of spherical protrusions at the opposite ends of each leaf and elongated recesses in the housing along which the flanges of the flaps move from one extreme position to another leads to the interaction of the spherical protrusions on the flaps with the spherical ends due to the inertial forces of the moving flaps recesses on the housing in extreme positions occurs with a blow. Since the interacting surfaces of the protrusions on the wings and the recesses in the body are small, and the inertial forces in the extreme positions reach maximum values, then in the presence of increased shock loads, the recesses in the body break, their length increases, which leads to disruption of the normal operation of the valve, and deterioration of its hemodynamic characteristics and ultimately to early failure of the specified prosthesis of the heart valve.
Выполнение удлиненных выемок на внутренней поверхности корпуса с наклоном под углом 20o к диаметральной плоскости корпуса приводит к ухудшению гемодинамических характеристик клапана. При возникновении избыточного давления за клапаном, т.е. со стороны обратного потока крови, створки при наличии между ними и корпусом необходимых для нормальной работы клапана зазоров перемещаются в открытом положении из крайнего нижнего положения до тех пор, пока сферические выступы створок не коснутся боковых поверхностей удлиненных выемок. При этом сферические выступы на створках еще не достигнут крайнего верхнего положения, а сместятся из крайнего нижнего положения лишь на небольшую величину. В результате касания створки прекращают движение в осевом направлении вдоль корпуса, и под действием давления со стороны обратного потока крови появляется момент, осуществляющий поворот створок на закрытие. И чем больше угол поворота створок из открытого положения в закрытое, тем больше становится площадь створок, на которую воздействует давление крови, и тем больше момент, ускоряющий закрытие клапана. При закрытии клапана створки плотно сядут на седло только в том случае, когда их сферические выступы достигнут крайнего положения. Но поскольку удлиненные выемки на корпусе выполнены с наклоном, а сферические выступы створок во время их поворота находятся на небольшом расстоянии от нижнего края выемки, т.е. в промежуточном положении, то створки своими боковыми поверхностями при дальнейшем их повороте будут упираться в кромку, образованную пересечением нижней торцевой и внутренней цилиндрической большего диаметра поверхностей, оставаясь приоткрытыми и не осуществив необходимую посадку на седло, увеличивая тем самым обратный переток крови. При этом сферические выступы створок находятся в промежуточном положении, так и не достигнув крайнего верхнего положения. Створки будут находиться в таком неполностью закрытом положении до тех пор, пока при дальнейшем увеличении давления на вогнутые поверхности створок не произойдет возможная их посадка на седло клапана, преодолевая силы трения и перекрывая обратный поток крови. Такое прерывистое и/или ступенчатое закрытие клапана удлиняет время посадки створок на седло, увеличивая регургитацию, и приводит к интенсивному износу боковых поверхностей створок, взаимодействующих с кромкой корпуса, что в конечном итоге приведет к нарушению герметичности клапана и увеличению обратного перетока крови.The implementation of elongated recesses on the inner surface of the body with an inclination at an angle of 20 o to the diametrical plane of the body leads to a deterioration in the hemodynamic characteristics of the valve. If overpressure occurs behind the valve, i.e. from the side of the return blood flow, the cusps, if there are gaps necessary between them and the body for normal operation of the valve, move in the open position from the lowermost position until the spherical protrusions of the cusps touch the side surfaces of the elongated recesses. In this case, the spherical protrusions on the wings have not yet reached the extreme upper position, but only move out of the extreme lower position by a small amount. As a result of touching the valves, the axial movement along the body ceases, and under the action of pressure from the reverse blood flow there appears a moment that rotates the valves to close. And the larger the angle of rotation of the leaflets from open to closed, the larger the area of the leaflets affected by blood pressure becomes, and the greater the moment that accelerates the closing of the valve. When the valve is closed, the flaps will sit tightly on the saddle only when their spherical protrusions have reached the extreme position. But since the elongated recesses on the body are made with an inclination, and the spherical protrusions of the valves during their rotation are at a small distance from the lower edge of the recess, i.e. in an intermediate position, then the flaps with their lateral surfaces during their further rotation will abut against the edge formed by the intersection of the lower end and inner cylindrical larger diameter surfaces, remaining ajar and not making the necessary landing on the saddle, thereby increasing the backflow of blood. In this case, the spherical protrusions of the valves are in an intermediate position, and have not reached the extreme upper position. The valves will be in such an incomplete closed position until, with a further increase in pressure on the concave surfaces of the valves, their possible landing on the valve seat occurs, overcoming the frictional forces and blocking the return flow of blood. Such intermittent and / or stepwise closing of the valve lengthens the time for the valves to sit on the seat, increasing regurgitation, and leads to intensive wear of the side surfaces of the valves interacting with the edge of the body, which ultimately leads to a violation of the valve tightness and an increase in the backflow of blood.
Все вышеперечисленное в значительной степени снижает надежность и долговечность указанного протеза клапана сердца и ухудшает его гемодинамические характеристики. All of the above significantly reduces the reliability and durability of the specified prosthesis of the heart valve and worsens its hemodynamic characteristics.
Известен также протез клапана сердца [2], содержащий кольцеобразный корпус, имеющий внутреннюю поверхность с двумя расположенными друг против друга плоскими поверхностями, определяющую центральное отверстие для кровотока, и две створки, установленные в корпусе с возможностью поворота из закрытого положения в открытое и обратно. Створки связаны с корпусом при помощи средства поворота, представляющего собой находящиеся в зацеплении полусферические выступы на плоских поверхностях корпуса и выемки сферической формы, расположенные на противоположных сторонах боковой поверхности каждой створки. На каждой плоской поверхности корпуса выполнено по три стопорных элемента, выступающих внутрь корпуса и предназначенных для ограничения поворота створок при их закрытии и открытии. На наружной поверхности кольцеобразного корпуса выполнена кольцевая канавка для размещения проволоки, предназначенной для закрепления подшивной манжеты. Also known is a heart valve prosthesis [2], comprising an annular body having an inner surface with two flat surfaces opposed to each other, defining a central hole for blood flow, and two flaps mounted in the body to rotate from a closed position to an open and back. The flaps are connected to the casing by means of a turning means, which is hemispherical protrusions located on the flat surfaces of the casing and spherical recesses located on opposite sides of the side surface of each flap. On each flat surface of the casing, three locking elements are made, protruding into the casing and designed to limit the rotation of the flaps when they are closed and opened. On the outer surface of the annular body, an annular groove is made to accommodate a wire designed to secure the hem cuff.
Недостатками данной конструкции являются следующие. The disadvantages of this design are as follows.
Во время работы указанного клапана открытие и закрытие створок происходит независимо друг от друга, так как створки не связаны между собой. Поэтому возможно неодновременное открытие и закрытие створок клапана, что уменьшает ударный объем при прямом потоке крови и увеличивает обратный переток при обратном потоке крови. В результате отсутствия механической связи между створками и наличия погрешностей при изготовлении клапана в пределах допусков одна из створок может открываться или закрываться быстрее, чем другая ввиду того, что полусферические выступы, расположенные на плоских поверхностях корпуса, могут быть смещены при изготовлении на величину допуска в одну сторону от центральной оси корпуса, в результате чего на одну из створок при ее открытии и закрытии действует большее усилие и момент, чем на другую. Такая неравномерность при открытии створок уменьшает ударный объем крови, а при закрытии створок увеличивает обратный переток крови, что приводит к ухудшению гемодинамических характеристик клапана и обуславливает возникновение дополнительной нагрузки на сердце. Неравномерность открытия и закрытия створок из-за отсутствия механической связи между ними имеет место не только в описываемом протезе клапана сердца, но и в [1]. During operation of the specified valve, the opening and closing of the valves occurs independently of each other, since the valves are not interconnected. Therefore, non-simultaneous opening and closing of valve flaps is possible, which reduces the stroke volume with a direct blood flow and increases the reverse flow with a reverse blood flow. As a result of the lack of mechanical connection between the flaps and the presence of errors in the manufacture of the valve within tolerances, one of the flaps can open or close faster than the other due to the fact that hemispherical protrusions located on the flat surfaces of the body can be shifted by one tolerance of one side from the central axis of the housing, as a result of which more force and moment acts on one of the wings when it is opened and closed than on the other. Such unevenness when opening the cusps reduces the stroke volume of the blood, and when closing the cusps, it increases the backflow of blood, which leads to a deterioration in the hemodynamic characteristics of the valve and causes an additional load on the heart. The uneven opening and closing of the valves due to the lack of a mechanical connection between them occurs not only in the described prosthesis of the heart valve, but also in [1].
Другим недостатком данного протеза клапана сердца является низкая надежность. Это объясняется тем, что при небольшой радиальной величине полусферических выступов на плоских поверхностях корпуса и такой же глубине вогнутых выемок на противоположных концах каждой створки несколько облегчается сборка клапана, но при его работе под действием циклических нагрузок от прямого и обратного потоков крови, особенно в митральной позиции, створки могут выпасть из корпуса, а при увеличении радиальной величины выступов сферической формы на корпусе и глубины выемок на створках может произойти поломка корпуса из хрупкого углеродного материала при его деформировании во время сборки клапана, что приводит к снижению надежности и долговечности указанного протеза клапана сердца и в конечном итоге выходу его из строя. Another disadvantage of this heart valve prosthesis is its low reliability. This is explained by the fact that with a small radial size of hemispherical protrusions on the flat surfaces of the body and the same depth of concave grooves at the opposite ends of each leaf, valve assembly is somewhat facilitated, but when it is operated under cyclic loads from forward and reverse blood flows, especially in the mitral position , the flaps can fall out of the casing, and with an increase in the radial size of the protrusions of a spherical shape on the casing and the depth of the recesses on the casing, damage to the casing from brittle carbon can occur one material when it is deformed during assembly of the valve, which leads to a decrease in the reliability and durability of the specified prosthesis of the heart valve and ultimately its failure.
Кроме того, при сборке указанного клапана корпус его деформируется так, что большая по величине ось эллипса проходит между створками и увеличивается от первоначального расстояния между плоскими поверхностями корпуса на величину, равную или чуть большую глубины выемки на створке плюс дополнительная величина, учитывающая перекос створки при установке ее в корпус, что приводит к увеличению деформации корпуса на эту дополнительную величину, в результате чего в хрупком углеродном материале, из которого изготовлен корпус, появляются микротрещины, которые во время циклической работы клапана увеличиваются до таких размеров, при которых корпус разрушается, а при изготовлении корпуса из металла с углеродным покрытием происходит отслаивание покрытия, что снижает надежность и долговечность указанного протеза клапана сердца. In addition, when assembling the specified valve, its casing is deformed so that the larger axis of the ellipse passes between the cusps and increases from the initial distance between the flat surfaces of the casing by an amount equal to or slightly greater than the depth of the recess on the cusp plus an additional value that takes into account the skew of the casing during installation it into the body, which leads to an increase in the deformation of the body by this additional value, as a result of which a microt appears in the brittle carbon material of which the body is made Eshina that during valve cycling increased to such an extent at which the body breaks down, and in the manufacture of a metal housing with a carbon coating occurs peeling the coating, which reduces the reliability and durability of said heart valve prosthesis.
Наиболее близким по технической сущности заявляемому объекту и по наибольшему количеству сходных признаков является протез клапана сердца [3], который выбран в качестве прототипа. Указанный протез клапана сердца содержит кольцеобразный корпус и две створки, установленные в кольцеобразном корпусе с возможностью поворота между положением открытия для прохождения прямого потока крови и положением закрытия для ограничения обратного потока крови, каждая из которых имеет восходящую поверхность, обращенную к прямому потоку крови, нисходящую поверхность, обращенную к обратному потоку крови и имеющую по меньшей мере один участок с упорной поверхностью, взаимодействующей с соответствующей поверхностью другой створки и препятствующей смыканию створок в открытом положении, боковую поверхность, взаимодействующую с внутренней поверхностью кольцеобразного корпуса, и поверхность смыкания, взаимодействующую с соответствующей поверхностью другой створки в закрытом положении, при этом створки связаны с кольцеобразным корпусом при помощи средства поворота шарнирного типа из закрытого положения в открытое и обратно, представляющего собой находящиеся в зацеплении два выступа и два паза, причем выступы расположены на диаметрально противоположных участках корпуса и ограничены опорными и посадочными поверхностями, а пазы расположены на противоположных сторонах боковой поверхности каждой створки и имеют опорные и посадочные поверхности, взаимодействующие с соответствующими поверхностями выступа на корпусе. The closest in technical essence of the claimed object and the largest number of similar features is a prosthetic heart valve [3], which is selected as a prototype. The specified valve prosthesis of the heart contains an annular body and two valves installed in an annular body with the possibility of rotation between the opening position for the passage of direct blood flow and the closing position to limit the reverse blood flow, each of which has an ascending surface facing the direct flow of blood, a descending surface facing the reverse flow of blood and having at least one area with a persistent surface interacting with the corresponding surface of another leaf preventing the flaps from closing in the open position, the side surface interacting with the inner surface of the ring-shaped body and the closing surface interacting with the corresponding surface of the other leaf in the closed position, the flaps being connected to the ring-shaped body by means of hinge-type turning from the closed position to the open and back, representing a meshing of two protrusions and two grooves, and the protrusions are located on diametrically opposite sections hulls and are limited by supporting and landing surfaces, and the grooves are located on opposite sides of the side surface of each leaf and have supporting and landing surfaces interacting with corresponding surfaces of the protrusion on the housing.
Недостатками этого протеза клапана сердца являются следующие. The disadvantages of this heart valve prosthesis are as follows.
Обладая большей надежностью по сравнению с аналогами [1,2], указанный протез клапана сердца имеет большее гидродинамическое сопротивление за счет уменьшения проходного сечения в месте крепления створок, что способствует уменьшению ударного объема крови и снижению гемодинамических характеристик протеза клапана сердца. Having greater reliability compared to analogues [1,2], the specified valve of the heart valve has greater hydrodynamic resistance due to the reduction of the bore at the attachment point of the valves, which helps to reduce the stroke volume of the blood and the hemodynamic characteristics of the prosthesis of the heart valve.
Кроме того, средство закрепления створок на внутренней поверхности корпуса вызывает дополнительные возмущения потока крови и образование локальных вихревых зон, что увеличивает вероятность тромбообразования и снижает, таким образом, тромборезистентные характеристики указанного протеза клапана сердца. In addition, the means of securing the valves on the inner surface of the body causes additional disturbances in the blood flow and the formation of local vortex zones, which increases the likelihood of thrombosis and, thus, reduces the thromboresistant characteristics of this prosthetic heart valve.
Небольшая высота корпуса от его торца со стороны обратного потока крови до выступа, удерживающего створки в корпусе, приводит к снижению быстродействия клапана за счет увеличения угла открытия створок, что способствует уменьшению ударного объема крови при открытии створок и увеличению объема регургитации при закрытии створок. Все это в значительной мере ухудшает гемодинамические характеристики указанного протеза клапана сердца. The small height of the body from its end from the side of the return blood flow to the protrusion holding the valves in the body leads to a decrease in valve performance due to an increase in the opening angle of the valves, which helps to reduce the stroke volume of the blood when opening the valves and to increase the volume of regurgitation when closing the valves. All this significantly worsens the hemodynamic characteristics of the specified prosthesis of the heart valve.
Низкая надежность указанного протеза клапана объясняется тем, что при небольшой глубине фигурных пазов на противоположных концах каждой створки и при такой же небольшой радиальной высоте выступов на внутренней поверхности корпуса створки могут выпасть из корпуса под действием на них циклических нагрузок во время работы клапана от прямого и обратного потоков крови (наибольшие нагрузки створки клапана испытывают при обратном потоке в митральной позиции), а при увеличении глубины фигурных пазов на створках и радиальной высоты выступов на корпусе может произойти поломка корпуса из хрупкого углеродного материала при его деформировании во время установки створок, что приводит к снижению надежности и долговечности указанного протеза клапана сердца и, в конечном итоге, выходу его из строя. The low reliability of this valve prosthesis is explained by the fact that with a small depth of the figured grooves at the opposite ends of each casement and with the same small radial height of the protrusions on the inner surface of the casement, the casements can fall out of the case under the influence of cyclic loads on the valve during forward and reverse operation blood flows (the greatest loads of the valve cusps are experienced with a reverse flow in the mitral position), and with an increase in the depth of the figured grooves on the cusps and the radial height of the protrusions and the case may break the case of a brittle carbon material during its deformation during the installation of the valves, which leads to a decrease in the reliability and durability of the specified prosthesis of the heart valve and, ultimately, its failure.
Кроме того, при сборке указанного клапана его корпус необходимо деформировать так, чтобы большая по величине ось эллипса от первоначального диаметра посадочных поверхностей увеличилась на величину, равную или чуть большую радиальной высоты выступов плюс дополнительная величина, учитывающая перекос створок при установке их в корпус, что и приводит к увеличению деформации корпуса, в результате чего в хрупком углеродном материале корпуса появляются микротрещины, которые во время циклической работы клапана увеличиваются до размеров, превышающих предельные, и корпус разрушается, а при изготовлении корпуса из металла с углеродным покрытием происходит растрескивание и отслаивание покрытия, что снижает надежность и долговечность указанного протеза клапана. In addition, when assembling the specified valve, its body must be deformed so that the larger axis of the ellipse from the initial diameter of the seating surfaces increases by an amount equal to or slightly larger than the radial height of the protrusions plus an additional value that takes into account the skew of the flaps when installing them in the body, which leads to an increase in body deformation, as a result of which microcracks appear in the brittle carbon material of the body, which, during the cyclic operation of the valve, increase to the size yshayuschih limit and the housing collapses, and when carbon coated fabrication of metal shell occurs cracking and exfoliation of the coating, which reduces the reliability and durability of said valve prosthesis.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности и долговечности протеза клапана сердца, улучшение его гемодинамических характеристик и уменьшение вероятности тромбообразования. The technical task of the invention is to increase the reliability and durability of the prosthesis of the heart valve, improve its hemodynamic characteristics and reduce the likelihood of thrombosis.
Поставленная задача достигается тем, что в протезе клапана сердца, содержащем кольцеобразный корпус и две створки, установленные в кольцеобразном корпусе с возможностью поворота между положением открытия для прохождения прямого потока крови и положением закрытия для ограничения обратного потока крови, каждая из которых имеет восходящую поверхность, обращенную к прямому потоку крови, нисходящую поверхность, обращенную к обратному потоку крови и имеющую по меньшей мере один участок с упорной поверхностью, взаимодействующей с соответствующей поверхностью другой створки и препятствующей смыканию створок в открытом положении, боковую поверхность, взаимодействующую с внутренней поверхностью кольцеобразного корпуса, и поверхность смыкания, взаимодействующую с соответствующей поверхностью другой створки в закрытом положении, при этом створки связаны с кольцеобразным корпусом при помощи средства поворота шарнирного типа из закрытого положения в открытое и обратно, представляющего собой находящиеся в зацеплении два выступа и два паза, причем выступы расположены на диаметрально противоположных участках корпуса и ограничены опорными и посадочными поверхностями, а пазы расположены на противоположных сторонах боковой поверхности каждой створки и имеют опорные и посадочные поверхности, взаимодействующие с соответствующими поверхностями выступов на корпусе, по меньшей мере один выступ на корпусе снабжен радиально выступающим к центру корпуса и размещенным между створками ограничителем вращения створок относительно оси корпуса, имеющим радиальные поверхности, являющиеся продолжением опорных поверхностей выступов, и аксиальную поверхность, сопряженную по обе стороны ограничителя вращения створок с посадочной поверхностью выступов, а по меньшей мере в одном пазу каждой створки выполнено по скосу, каждый из которых расположен по одну сторону от диаметральной плоскости, перпендикулярной поверхности смыкания створок, и образует в совокупности друг с другом углубление для размещения в нем ограничителя вращения створок, позволяющее створкам поворачиваться между положениями открытия и закрытия, при этом скосы в пазах примыкают к поверхности смыкания и имеют радиальные поверхности, являющиеся продолжением опорных поверхностей пазов, и аксиальные поверхности, взаимодействующие с соответствующими аксиальными поверхностями ограничителя вращения створок и выходящие с одной стороны на посадочные поверхности соответствующих пазов, а с другой стороны - на поверхность смыкания. Кроме того, часть внутренней поверхности кольцеобразного корпуса, расположенная между выступами от восходящих поверхностей створок в их закрытом положении и выше по течению прямого потока до края корпуса, выполнена цилиндрической или диффузорной. Выступы на корпусе расположены друг против друга и выполнены в виде сегментов с параллельными посадочными поверхностями или в виде кольцевых секторов с посадочными поверхностями в виде окружности или эллипса, а посадочные поверхности пазов каждой створки в положении от закрытия до открытия в сечении, перпендикулярном оси клапана, имеют форму окружности или эллипса. Часть корпуса со стороны прямого потока с выступами и ограничителем вращения створок на участке от опорных поверхностей выступов, обращенных к обратному потоку и выше по течению прямого потока до края корпусу, совпадающего с концами створок в их закрытом положении или с опорными поверхностями выступов, обращенных к прямому потоку, выполнена по всей длине его окружности или в виде двух расположенных друг против друга стоек, каждая из которых по всей ее ширине со стороны потока крови имеет по меньшей мере один выступ с ограничителем вращения створок. Аксиальные поверхности скосов в пазах каждой створки выполнены с зазором по отношению к соответствующим поверхностям ограничителя, а на противоположных сторонах боковой поверхности каждой створки выполнены выемки, каждая из которых примыкает к соответствующему пазу и образует при открытом положении створок в совокупности с выемкой другой створки канавку для дополнительного потока крови, при этом створки выполнены с возможностью поворота относительно оси корпуса на угол не более 20o в каждую сторону от ограничителя вращения створок.The problem is achieved in that in the prosthesis of the heart valve containing an annular body and two valves installed in an annular body with the possibility of rotation between the opening position for passage of direct blood flow and the closing position to limit the reverse blood flow, each of which has an ascending surface facing direct flow of blood, a descending surface facing the reverse flow of blood and having at least one area with a thrust surface interacting with the corresponding the flap surface of the other leaf and preventing the flaps from closing in the open position, the lateral surface interacting with the inner surface of the ring-shaped body and the flush surface interacting with the corresponding surface of the other flap in the closed position, the flaps being connected to the ring-shaped body by means of a hinge-type turning means of closed position to the open and vice versa, which consists of two protrusions and two grooves, the protrusions located on metrically opposite parts of the body and are limited by the supporting and landing surfaces, and the grooves are located on opposite sides of the side surface of each leaf and have supporting and landing surfaces interacting with the corresponding surfaces of the protrusions on the housing, at least one protrusion on the housing is provided with a radially protruding to the center of the housing and placed between the leaves of the rotation limiter of the wings relative to the axis of the casing, having radial surfaces that are a continuation of the supporting surface the rest of the protrusions, and the axial surface conjugated on both sides of the rotation limiter of the flaps with the landing surface of the protrusions, and at least in one groove of each flap, made by a bevel, each of which is located on one side of the diametrical plane perpendicular to the flap closure surface, and forms together with each other, a recess for accommodating the rotation limiter of the flaps, allowing the flaps to rotate between the opening and closing positions, while the bevels in the grooves are adjacent to the flap NOSTA clamping and have the radial faces, which are a continuation of the supporting surfaces of the grooves, and axial surfaces cooperating with corresponding axial surfaces of the slats and rotation stop extending from one side to the respective sealing surfaces of grooves, and on the other side - on the clamping surface. In addition, a part of the inner surface of the annular body located between the protrusions from the ascending surfaces of the wings in their closed position and upstream of the direct flow to the edge of the body is made cylindrical or diffuser. The protrusions on the body are located opposite each other and are made in the form of segments with parallel seating surfaces or in the form of annular sectors with seating surfaces in the form of a circle or an ellipse, and the landing surfaces of the grooves of each leaf in the position from closing to opening in a section perpendicular to the valve axis have circle shape or ellipse. Part of the casing from the direct flow side with protrusions and the rotation limiter of the flaps in the section from the supporting surfaces of the protrusions facing the reverse flow and upstream of the direct flow to the edge of the casing coinciding with the ends of the flaps in their closed position or with the supporting surfaces of the protrusions facing the direct flow, made along the entire length of its circumference or in the form of two racks located opposite each other, each of which along its entire width from the side of the blood stream has at least one protrusion with a limiter rotated I valves. The axial surfaces of the bevels in the grooves of each leaf are made with a gap with respect to the corresponding surfaces of the stopper, and notches are made on the opposite sides of the side surface of each leaf, each of which adjoins the corresponding groove and forms a groove for the additional leaf when the other leaf is open blood flow, while the sash is made with the possibility of rotation relative to the axis of the body at an angle of not more than 20 o in each direction from the rotation limiter of the sash.
Снабжение выступов на корпусе радиально выступающими к центру корпуса и размещенными между створками ограничителями вращения створок относительно оси корпуса и выполнение в обоих пазах каждой створки по скосу, которые в совокупности друг с другом образуют углубление для размещения соответствующего ограничителя вращения створок, позволило использовать другой способ сборки клапана, позволяющий уменьшить величину деформации корпуса при установке в него створок. Новый способ сборки для данной конструкции клапана заключается в следующем. The provision of protrusions on the casing radially protruding to the center of the casing and placed between the cusps of the cams rotation limiters relative to the casing axis and the execution in both grooves of each cusp along the bevel, which together form a recess for the placement of the corresponding cams rotation limiter, made it possible to use a different valve assembly method , allowing to reduce the magnitude of the deformation of the body when installing the sash. A new assembly method for this valve design is as follows.
Корпус клапана деформируется так, что большая ось эллипса, проходящая через ограничители вращения створок, увеличивается от первоначального диаметра посадочных поверхностей выступов на величину, равную или чуть большую радиальной высоты ограничителя вращения створок, выступающего к центру корпуса. Затем одновременно обе створки в любом их положении от закрытия до открытия устанавливаются между выступами и поворачиваются по часовой или против часовой стрелки так, чтобы фигурные пазы створок вошли в зацепление с выступами. Затем створки смещаются в противоположные стороны от соответствующих ограничителей вращения створок относительно оси корпуса по упорным поверхностям взаимодействующих кулачков и одновременно поворачиваются до тех пор, пока углубления между створками не окажутся против ограничителей вращения створок. Затем источник деформации снимается и размеры корпуса за счет упругости материала возвращаются к первоначальным, а ограничители вращения створок, размещенные на выступах, входят в углубления, образованные створками, осуществляя их надежное закрепление в корпусе, при этом створки не могут вращаться вокруг оси корпуса по всему его периметру, а поворачиваются из закрытого положения в открытое и обратно. Предлагаемая конструкция протеза клапана сердца выполнена таким образом, что его сборку можно производить по другому, менее жесткому и приемлемому только для данной конструкции способу, позволяющему уменьшить деформацию корпуса при установке в него створок. The valve body is deformed so that the large axis of the ellipse passing through the leaf rotation limiters increases from the initial diameter of the seating surfaces of the protrusions by an amount equal to or slightly larger than the radial height of the leaf rotation limiter protruding to the center of the case. Then, simultaneously, both wings in any position from closing to opening are installed between the protrusions and rotate clockwise or counterclockwise so that the curved grooves of the flaps engage with the protrusions. Then, the flaps are displaced in opposite directions from the respective rotation limiters of the flaps relative to the axis of the housing along the thrust surfaces of the interacting cams and simultaneously rotate until the recesses between the flaps are opposite the rotation limits of the flaps. Then, the deformation source is removed and the dimensions of the body due to the elasticity of the material are returned to the original ones, and the rotation limiters of the flaps placed on the protrusions enter the recesses formed by the flaps, ensuring their reliable fastening in the frame, while the flaps cannot rotate around the axis of the frame throughout perimeter, and turn from a closed position to an open and back. The proposed design of the prosthetic valve of the heart is made in such a way that it can be assembled using a different, less rigid and acceptable only for this design method, which allows to reduce the deformation of the body when installing the cusps.
В заявляемой конструкции протеза клапана при одинаковой глубине пазов на створках и радиальной высоте ограничителей вращения створок и выступов корпус деформируется таким образом, что большая по величине ось эллипса, проходящая через ограничители вращения створок, увеличивается от первоначального диаметра посадочных поверхностей выступов только на величину, равную или чуть большую радиальной высоты ограничителя вращения створок. А так как новый для данной конструкции протеза клапана сердца способ сборки позволяет устанавливать створки в корпус без перекоса путем их плавного разворота в одной плоскости относительно оси корпуса, то его деформация уменьшается на величину, учитывающую перекос створок, в результате чего снижается вероятность появления микротрещин в хрупком углеродном материале корпуса, а при изготовлении корпуса из металла с покрытием из биосовместимого материала снижается вероятность появления трещин в углеродном покрытии и его отслаивании, что приводит к повышению надежности и долговечности предлагаемого протеза клапана сердца. In the claimed design of the valve prosthesis with the same depth of grooves on the flaps and the radial height of the rotation limiters of the flaps and protrusions, the body is deformed so that the large axis of the ellipse passing through the rotation limiters of the flaps increases from the initial diameter of the seating surfaces of the protrusions only by an amount equal to or slightly larger radial height of the leaf rotation limiter. And since the assembly method, new for this design of the heart valve prosthesis, allows the flaps to be installed in the flap without skew by smoothly turning them in one plane relative to the axis of the flap, its deformation decreases by an amount that takes into account the flap skew, which reduces the likelihood of microcracks in brittle carbon material of the body, and in the manufacture of the body of metal coated with a biocompatible material, the likelihood of cracks in the carbon coating and its peeling is reduced, which leads to increased reliability and durability of the proposed prosthesis of the heart valve.
Часть внутренней поверхности корпуса между выступами от восходящих поверхностей створок в их закрытом положении и выше по течению прямого потока до края корпуса может быть выполнена цилиндрической для упрощения конструкции корпуса и технологии его изготовления или диффузорной для уменьшения сопротивления прямому потоку крови за счет увеличения проходного сечения в месте крепления створок, в результате чего увеличивается ударный объем крови и улучшаются гемодинамические характеристики заявляемого протеза клапана сердца. A part of the inner surface of the body between the protrusions from the ascending surfaces of the valves in their closed position and upstream of the direct flow to the edge of the body can be made cylindrical to simplify the design of the body and the technology of its manufacture or diffuser to reduce resistance to direct blood flow by increasing the cross-section in place the fastening of the valves, as a result of which the stroke volume of the blood increases and the hemodynamic characteristics of the claimed heart valve prosthesis improve.
При неизменной высоте ограничителей вращения створок в указанном клапане за счет использования другого способа его сборки, предложенного для данной конструкции протеза клапана, появилась возможность без изменения величины деформации корпуса увеличить радиальную высоту выступов и глубину фигурных пазов на створках до величины, исключающей выдавливание створок при максимальных нагрузках, действующих на створки во время работы клапана, что приводит к повышению надежности и долговечности предлагаемого протеза клапана сердца и предотвращению выхода его из строя. With a constant height of the rotation limiters of the valves in the specified valve due to the use of another assembly method proposed for this valve prosthesis design, it became possible to increase the radial height of the protrusions and the depth of the figured grooves on the valves without changing the size of the flaps to exclude the extrusion of the valves at maximum loads acting on the valves during valve operation, which increases the reliability and durability of the proposed prosthesis of the heart valve and prevents ascheniyu its failure.
При выполнении выступов в виде кольцевых секторов посадочные поверхности выступов на корпусе и пазов каждой створки в положении от закрытия до открытия в сечении, перпендикулярном оси клапана, могут быть выполнены в виде окружности для упрощения технологии изготовления клапана или в виде эллипса для увеличения проходного сечения заявляемого клапана путем уменьшения площади, занимаемой элементами выступа, а следовательно и пропускной способности. When performing protrusions in the form of circular sectors, the seating surfaces of the protrusions on the body and the grooves of each leaf in the position from close to open in a section perpendicular to the axis of the valve can be made in the form of a circle to simplify the manufacturing technology of the valve or in the form of an ellipse to increase the bore of the inventive valve by reducing the area occupied by the protrusion elements, and hence the throughput.
Ввиду того, что в естественном сердце человека нет предпосылок к закручиванию потока крови, проходящего через клапаны, например, в митральной позиции, то в предлагаемом протезе клапана сердца есть возможность уменьшить радиальную высоту ограничителей вращения створок до величины, исключающей проворот створок через ограничители во время работы клапана и не снижающей в результате этого надежность клапана, при этом радиальная высота выступов на корпусе и глубина пазов на створках остаются неизменными или могут быть увеличены до необходимой величины, достаточной для обеспечения надежной работы клапана и исключающей выпадение створок от прямого и обратного потока крови, что позволит еще в большей степени уменьшить деформацию корпуса и исключить в его хрупком пироуглеродном материале появления микротрещин, а при изготовлении корпуса из металла с углеродным покрытием исключить растрескивание покрытия и его отслаивание от металлической основы, что приводит к повышению надежности и долговечности предлагаемого протеза клапана сердца. Due to the fact that in the human heart there are no prerequisites for swirling the flow of blood passing through the valves, for example, in the mitral position, in the proposed prosthesis of the heart valve, it is possible to reduce the radial height of the leaflet rotation limiters to a value that prevents the valves from turning through the limiters during operation valve and does not reduce the reliability of the valve as a result, while the radial height of the protrusions on the body and the depth of the grooves on the wings remain unchanged or can be increased to the extent necessary a value sufficient to ensure reliable operation of the valve and preventing the valves from falling out from the direct and reverse blood flow, which will further reduce the deformation of the body and eliminate microcracks in its brittle pyrocarbon material, and prevent cracking in the manufacture of the body from a carbon-coated metal coating and its peeling from the metal base, which leads to increased reliability and durability of the proposed prosthesis of the heart valve.
Выполнение выступов в виде сегментов с параллельными посадочными поверхностями, а также выполнение посадочных поверхностей пазов каждой створки в положении от закрытия до открытия в сечении, перпендикулярном оси клапана, в виде окружности или эллипса обеспечивает хорошее проникновение крови между посадочными поверхностями створок и выступов за счет увеличенных зазоров между ними, и улучшает тем самым омывание кровью всех элементов протеза клапана, в том числе и шарнирных узлов поворота створок, прямым и обратным потоком крови после открытия клапана, что позволяет уменьшить вероятность тромбообразования и приводит к эффективному повышению тромборезистентности предлагаемого протеза клапана сердца. The implementation of the protrusions in the form of segments with parallel seating surfaces, as well as the execution of the seating surfaces of the grooves of each leaf in the position from closing to opening in a section perpendicular to the axis of the valve, in the form of a circle or ellipse, ensures good blood penetration between the seating surfaces of the wings and protrusions due to the increased gaps between them, and thereby improves the washing with blood of all elements of the valve prosthesis, including the articulated nodes of the leaflet turn, by the direct and reverse blood flow after covering of the valve, thereby reducing the likelihood of thrombus formation and leads to an effective increase tromborezistentnosti proposed heart valve prosthesis.
Выполнение части корпуса со стороны прямого потока с выступами и ограничителем вращения створок на участке от опорных поверхностей выступов, обращенных к обратному потоку, и выше по течению прямого потока до края корпуса, совпадающего с опорными поверхностями выступов, обращенных к прямому потоку, по всей длине его окружности увеличивает жесткость и прочность корпуса и увеличивает быстродействие клапана за счет уменьшения угла открытия створок при неизменной высоте корпуса, что улучшает гемодинамические характеристики заявляемого протеза клапана сердца. The execution of the housing part from the forward flow side with the protrusions and the leaflet rotation limiter on the section from the supporting surfaces of the protrusions facing the return flow and upstream of the direct flow to the edge of the housing coinciding with the supporting surfaces of the protrusions facing the direct flow along its entire length the circumference increases the stiffness and strength of the body and increases the speed of the valve by reducing the opening angle of the valves with a constant height of the body, which improves the hemodynamic characteristics of the claimed valvular heart disease.
Выполнение части корпуса со стороны прямого потока с выступами и ограничителем вращения створок на участке от опорных поверхностей выступов, обращенных к обратному потоку, и выше по течению прямого потока до края корпуса, совпадающего с опорными поверхностями выступов, обращенных к прямому потоку, в виде двух расположенных друг против друга стоек, каждая из которых по всей ее ширине со стороны потока крови имеет по меньшей мере один выступ с ограничителем вращения створок, наряду с увеличением быстродействия клапана за счет уменьшения угла открытия створок при неизменной высоте корпуса увеличивает проходное сечение в месте крепления створок, что приводит к улучшению гемодинамических характеристик заявляемого протеза клапана сердца за счет увеличения ударного объема крови. The execution of the housing part from the direct flow side with the protrusions and the rotation limiter of the flaps in the section from the supporting surfaces of the protrusions facing the return flow, and upstream of the direct flow to the edge of the housing coinciding with the supporting surfaces of the protrusions facing the direct flow, in the form of two struts against each other, each of which along its entire width from the side of the blood flow has at least one protrusion with a rotation limiter of the valves, along with an increase in valve speed due to a decrease in la opening the valves at a fixed height body increases the flow cross section at the place of fastening flaps that leads to improved hemodynamic characteristics of the inventive prosthetic heart valve due to increased stroke volume.
Выполнение части корпуса со стороны прямого потока с выступами и ограничителем вращения створок на участке от опорных поверхностей выступов, обращенных к обратному потоку, и выше по течению прямого потока до края корпуса, совпадающего с концами створок в их закрытом положении, по всей его длине окружности увеличивает жесткость и прочность корпуса, предотвращает наползание окружающих клапан тканей на створки и исключает их заклинивание, что приводит к повышению надежности и долговечности предлагаемого протеза клапана сердца. The execution of the housing part from the forward flow side with the protrusions and the rotation limiter of the flaps in the section from the supporting surfaces of the protrusions facing the reverse flow, and upstream of the direct flow to the edge of the flap, coinciding with the ends of the flaps in their closed position, along its entire circumference increases stiffness and strength of the body, prevents the tissue surrounding the valve from crawling onto the valves and prevents them from jamming, which leads to increased reliability and durability of the proposed heart valve prosthesis.
Выполнение части корпуса со стороны прямого потока с выступами и ограничителем вращения створок на участке от опорных поверхностей выступов, обращенных к обратному потоку, и выше по течению прямого потока до края корпуса, совпадающего с концами створок в их закрытом положении, в виде двух расположенных друг против друга стоек, каждая из которых по всей ее ширине со стороны потока крови имеет по меньшей мере один выступ с ограничителем вращения створок, наряду с предотвращением наползания окружающих клапан сердечных структур на узлы крепления и поворота створок увеличивает проходное сечение в месте закрепления створок, что приводит к увеличению ударного объема крови и улучшению гемодинамических характеристик заявляемого протеза клапана сердца. The execution of the body part from the forward flow side with the protrusions and the rotation limiter of the flaps in the section from the supporting surfaces of the protrusions facing the reverse flow, and upstream of the direct flow to the edge of the flap, coinciding with the ends of the flaps in their closed position, in the form of two opposed other racks, each of which along its entire width from the side of the blood stream has at least one protrusion with a rotation limiter of the valves, along with preventing the crawling of the heart structures surrounding the valve on the crepe nodes eniya and leaflet pivoting increases the flow area at the point fastening flaps, which leads to an increase in stroke volume and improved hemodynamic characteristics claimed heart valve prosthesis.
Выполнение аксиальных поверхностей скосов в пазах каждой створки с зазором по отношению к соответствующим поверхностям ограничителя вращения створок позволяет последним поворачиваться относительно оси корпуса в обе стороны от в ограничителя на угол не более 20o, в результате чего взаимодействие между собой корпуса и створок во время работы клапана происходит не в одной точке или не по одним и тем же поверхностям, а в пределах общего между крайними положениями угла поворота створок относительно оси корпуса, не превышающего 40o, что способствует исключению застойных зон и повышению тромборезистентности клапана, а также снижению износа взаимодействующих между собой составных частей и увеличению срока службы предлагаемого протеза клапана сердца.The execution of the axial surfaces of the bevels in the grooves of each leaf with a gap with respect to the corresponding surfaces of the leaf rotation limiter allows the latter to rotate relative to the axis of the body on both sides of the limiter by an angle of not more than 20 o , as a result of which the interaction between the body and the leaf during operation of the valve occurs not at one point or not on the same surfaces, but within the common between the extreme positions of the angle of rotation of the wings relative to the axis of the body, not exceeding 40 o , which It is necessary to exclude stagnant zones and increase thrombotic resistance of the valve, as well as reduce wear of interacting components and increase the service life of the proposed prosthetic heart valve.
Смещение скосов в пазах каждой створки от упорных поверхностей кулачков и поверхностей смыкания для обеспечения ограниченного поворота створок относительно оси корпуса на суммарный угол до 40o приводит к тому, что при положении створок от закрытия до открытия аксиальные поверхности скосов и посадочные поверхности выступов образуют в совокупности сквозной канал, соединяющий между собой вход и выход клапана, обеспечивая во время его работы промывание прямым и обратным потоком крови узлов поворота и крепления створок, что уменьшает вероятность образования тромбов и приводит к повышению тромборезистентности заявляемого протеза клапана сердца. При полностью же закрытом и/или открытом положении створок эти каналы ликвидируются за счет конструктивных особенностей предлагаемого протеза клапана сердца.The offset of the bevels in the grooves of each casement from the thrust surfaces of the cams and the closing surfaces to provide a limited rotation of the casements relative to the housing axis by a total angle of up to 40 o leads to the fact that when the leaves are in position from closing to opening, the axial surfaces of the bevels and the landing surfaces of the protrusions form in total a channel connecting the valve inlet and outlet, providing during its operation flushing with direct and reverse blood flow of the nodes of rotation and fastening of the valves, which reduces the likelihood the thrombus formation rate and leads to an increase in thromboresistance of the claimed prosthetic heart valve. When the shutters are completely closed and / or open, these channels are eliminated due to the design features of the proposed heart valve prosthesis.
Выполнение на противоположных сторонах боковой поверхности каждой створки выемок, каждая из которых примыкает к соответствующему пазу и образует при открытом положении створок в совокупности с выемкой другой створки канавку, приводит к тому, что вход и выход клапана при его работе сообщаются через шарнирные соединения не только при нахождении створок в промежуточном положении, но и в их полностью открытом положении, что в еще большей степени улучшает промывание шарнирных узлов клапана прямым и обратным потоком крови за счет увеличения времени их омывания и несколько увеличивает проходное сечение клапана за счет появления дополнительных каналов, образующихся после открытия створок, что приводит к улучшению тромборезистентных и гемодинамических характеристик заявляемого протеза клапана сердца. The execution on the opposite sides of the lateral surface of each leaf of the flaps, each of which adjoins the corresponding groove and forms a groove when the flaps are open, together with the groove of the other flap, leads to the fact that the valve inlet and outlet communicate through articulated joints not only when the valves are in an intermediate position, but also in their fully open position, which further improves the flushing of the hinge nodes of the valve with direct and reverse blood flow by increasing the time of their washing and slightly increases the bore of the valve due to the appearance of additional channels formed after the opening of the valves, which leads to an improvement in the thromboresistant and hemodynamic characteristics of the claimed prosthetic heart valve.
Отличительными признаками заявляемого технического решения от прототипа являются:
1) снабжение по меньшей мере одного выступа на корпусе радиально выступающим к центру корпуса и размещенным между створками ограничителем вращения створок относительно оси корпуса, имеющим радиальные поверхности, являющиеся продолжением опорных поверхностей выступов, и аксиальную поверхность, сопряженную по обе стороны ограничителя с посадочной поверхностью выступа;
2) выполнение по меньшей мере в одном пазу каждой створки по скосу, каждый из которых расположен по одну сторону от диаметральной плоскости, перпендикулярной поверхности смыкания створок, и образует в совокупности друг с другом углубление для размещения в нем ограничителя вращения створок, позволяющее створкам поворачиваться между положениями открытия и закрытия, при этом скосы в пазах примыкают к поверхности смыкания и имеют радиальные поверхности, являющиеся продолжением опорных поверхностей пазов, и аксиальные поверхности, взаимодействующие с соответствующими аксиальными поверхностями ограничителя вращения створок и выходящие с одной стороны на посадочные поверхности соответствующих пазов, а с другой стороны - на поверхность смыкания;
3) выполнение части внутренней поверхности кольцеобразного корпуса, расположенной между выступами от восходящих поверхностей створок в их закрытом положении и выше по течению прямого потока до края корпуса, цилиндрической;
4) выполнение части внутренней поверхности кольцеобразного корпуса, расположенной между выступами от восходящих поверхностей створок в их закрытом положении и выше по течению прямого потока до края корпуса, диффузорной;
5) выполнение выступов, расположенных друг против друга, в виде сегментов с параллельными посадочными поверхностями, а посадочных поверхностей пазов каждой створки в положении от закрытия до открытия в сечении, перпендикулярном оси клапана, в форме окружности или эллипса;
6) выполнение выступов, расположенных друг против друга, в виде кольцевых секторов с посадочными поверхностями в виде окружности или эллипса, а посадочных поверхностей пазов каждой створки в положении от закрытия до открытия в сечении, перпендикулярном оси клапана, в форме окружности или эллипса;
7) выполнение части корпуса со стороны прямого потока с выступами и ограничителем вращения створок на участке от опорных поверхностей выступов, обращенных к обратному потоку, и выше по течению прямого потока до края корпуса, совпадающего с концами створок в их закрытом положении, по всей длине его окружности;
8) выполнение части корпуса со стороны прямого потока с выступами и ограничителем вращения створок на участке от опорных поверхностей выступов, обращенных к обратному потоку, и выше по течению прямого потока до края корпуса, совпадающего с концами створок в их закрытом положении, в виде двух расположенных друг против друга стоек, каждая из которых по всей ее ширине со стороны потока крови имеет по меньшей мере один выступ с ограничителем вращения створок;
9) выполнение части корпуса со стороны прямого потока с выступами и ограничителем вращения створок на участке от опорных поверхностей выступов, обращенных к обратному потоку, и выше по течению прямого потока до края корпуса, совпадающего с опорными поверхностями выступов, обращенных к прямому потоку, по всей длине его окружности;
10) выполнение части корпуса со стороны прямого потока с выступами и ограничителем вращения створок на участке от опорных поверхностей выступов, обращенных к обратному потоку, и выше по течению прямого потока до края корпуса, совпадающего с опорными поверхностями выступов, обращенных к прямому потоку, в виде двух расположенных друг против друга стоек, каждая из которых по всей ее ширине со стороны потока крови имеет по меньшей мере один выступ с ограничителем вращения створок;
11) выполнение аксиальных поверхностей скосов в пазах каждой створки с зазором по отношению к соответствующим поверхностям ограничителя вращения створок, при этом створки имеют возможность поворота относительно оси корпуса на угол не более 20o в каждую сторону от ограничителя вращения створок;
12) выполнение на противоположных сторонах боковой поверхности каждой створки выемок, каждая из которых примыкает к соответствующему пазу и образует при открытом положении створок в совокупности с выемкой другой створки канавку для дополнительного потока крови.Distinctive features of the proposed technical solution from the prototype are:
1) supplying at least one protrusion on the housing radially protruding to the center of the housing and placed between the leaves of the rotation limiter of the valves relative to the axis of the housing, having radial surfaces that are a continuation of the supporting surfaces of the protrusions, and an axial surface mating on both sides of the limiter with the seating surface of the protrusion;
2) the execution of at least one groove of each leaf along the bevel, each of which is located on one side of the diametrical plane perpendicular to the closure surface of the leaf, and together forms a recess for placement of a leaf rotation limiter in it, allowing the leaf to rotate between the opening and closing positions, while the bevels in the grooves are adjacent to the clamping surface and have radial surfaces that are a continuation of the supporting surfaces of the grooves, and axial surfaces, inter existing with the corresponding axial surfaces of the rotation limiter of the valves and extending on one side to the seating surfaces of the corresponding grooves, and on the other hand, to the closing surface;
3) the implementation of a part of the inner surface of the annular body located between the protrusions from the ascending surfaces of the wings in their closed position and upstream of the direct flow to the edge of the body, cylindrical;
4) the implementation of a part of the inner surface of the annular body located between the protrusions from the ascending surfaces of the wings in their closed position and upstream of the direct flow to the edge of the body, diffuser;
5) the implementation of the protrusions located opposite each other, in the form of segments with parallel seating surfaces, and the seating surfaces of the grooves of each leaf in the position from closing to opening in a section perpendicular to the axis of the valve, in the form of a circle or ellipse;
6) the implementation of the protrusions located against each other, in the form of annular sectors with the seating surfaces in the form of a circle or an ellipse, and the seating surfaces of the grooves of each leaf in the position from closing to opening in a section perpendicular to the axis of the valve, in the form of a circle or ellipse;
7) the execution of the body part from the forward flow side with the protrusions and the leaflet rotation limiter on the section from the supporting surfaces of the protrusions facing the return flow, and upstream of the direct flow to the edge of the body, coinciding with the ends of the flaps in their closed position, along its entire length Circumference
8) the execution of the housing part from the forward flow side with the protrusions and the rotation limiter of the flaps in the section from the supporting surfaces of the protrusions facing the return flow, and upstream of the direct flow to the edge of the flap, coinciding with the ends of the flaps in their closed position, in the form of two against each other racks, each of which along its entire width from the side of the blood stream has at least one protrusion with a rotation limiter of the valves;
9) the execution of the housing part from the forward flow side with the protrusions and the leaflet rotation limiter in the section from the supporting surfaces of the protrusions facing the return flow and upstream of the direct flow to the edge of the housing coinciding with the supporting surfaces of the protrusions facing the direct flow throughout the length of its circumference;
10) the execution of the housing part from the forward flow side with the protrusions and the leaflet rotation limiter on the section from the supporting surfaces of the protrusions facing the return flow, and upstream of the direct flow to the edge of the housing coinciding with the supporting surfaces of the protrusions facing the direct flow, in the form two racks located against each other, each of which along its entire width from the side of the blood stream has at least one protrusion with a rotation limiter of the valves;
11) the execution of the axial surfaces of the bevels in the grooves of each leaf with a gap with respect to the corresponding surfaces of the leaf rotation limiter, while the leafs can rotate relative to the body axis by an angle of not more than 20 o in each direction from the leaf rotation limiter;
12) the execution on the opposite sides of the side surface of each sash of the grooves, each of which is adjacent to the corresponding groove and forms, when the valves are open, in conjunction with the recess of the other leaf, a groove for additional blood flow.
Указанные особенности изобретения представляют его отличия от прототипа и обуславливают новизну предложения; эти отличия являются существенными, поскольку именно они обеспечивают создание достигаемого технического результата, отраженного в технической задаче, и отсутствуют в известных технических решениях. These features of the invention represent its differences from the prototype and determine the novelty of the proposal; these differences are significant, because they provide the creation of the achieved technical result, reflected in the technical task, and are absent in the known technical solutions.
Сущность изобретения станет более понятной из следующих конкретных примеров его выполнения и прилагаемых чертежей, на которых:
фиг. 1 - диаметральный разрез протеза клапана сердца в соответствии с изобретением при закрытом положении створок (створки не разрезаны), при этом часть внутренней поверхности кольцеобразного корпуса, расположенная между выступами от восходящих поверхностей створок в их закрытом положении и выше по течению прямого потока до края корпуса, выполнена цилиндрической, а часть корпуса со стороны прямого потока с выступами и ограничителем вращения створок на участке от опорных поверхностей выступов, обращенных к обратному потоку, и выше по течению прямого потока до края корпуса, совпадающего с концами створок в их закрытом положении, выполнена по всей длине его окружности;
фиг.2 - поперечный разрез протеза клапана сердца А-А фиг. 1, в котором в соответствии с изобретением посадочные поверхности выступов корпуса и пазов каждой створки в положении от закрытия до открытия в сечении, перпендикулярном оси клапана, имеют форму окружности, а выступы выполнены в виде кольцевых секторов;
фиг. 3 - диаметральный разрез протеза клапана сердца в соответствии с изобретением при открытом положении створок (створки не разрезаны);
фиг. 4 - поперечный разрез протеза клапана сердца Б-Б фиг.3, в котором створки показаны в повернутом относительно оси корпуса положении перед сборкой;
фиг.5 - частичный разрез протеза клапана сердца В-В фиг. 1;
фиг. 6 - частичный разрез протеза клапана сердца Г-Г фиг.1 в увеличенном масштабе;
фиг.7 - вид по стрелке Д фиг.3 на элемент выступа в увеличенном масштабе (створки не показаны);
фиг. 8 - частичный разрез створок Е-Е фиг.3 в увеличенном масштабе (корпус не показан);
фиг. 9 - частичный диаметральный разрез протеза клапана сердца с металлическим кольцом и манжетой на его наружной поверхности, в котором по одному из вариантов часть внутренней поверхности кольцеобразного корпуса, расположенная между выступами от восходящих поверхностей створок в их закрытом положении и выше по течению прямого потока до края корпуса, выполнена диффузорной;
фиг. 10 - фрагмент поперечного разреза протеза клапана сердца А-А фиг. 1, в котором по одному из вариантов посадочные поверхности выступов и пазов каждой створки в положении от закрытия до открытия в сечении, перпендикулярном оси клапана, имеют форму эллипса;
фиг. 11 - фрагмент поперечного разреза протеза клапана сердца А-А фиг. 1, в котором по одному из вариантов выступы выполнены в виде сегментов, посадочные поверхности которых обращены друг к другу и выполнены параллельными, а посадочные поверхности каждой створки в положении от закрытия до открытия в сечении, перпендикулярном оси клапана, имеют форму окружности или эллипса;
фиг. 12 - диаметральный разрез протеза клапана сердца, в котором по одному из вариантов часть корпуса со стороны прямого потока с выступами и ограничителем вращения створок на участке от опорных поверхностей выступов, обращенных к обратному потоку, и выше по течению прямого потока до края корпуса, совпадающего с концами створок в их закрытом положении, выполнена в виде двух расположенных друг против друга стоек, каждая из которых по всей ее ширине со стороны потока крови имеет по меньшей мере один выступ с ограничителем вращения створок;
фиг. 13 - диаметральный разрез протеза клапана сердца, в котором по одному из вариантов часть корпуса со стороны прямого потока с выступами и ограничителем вращения створок на участке от опорных поверхностей выступов, обращенных к обратному потоку, и выше по течению прямого потока до края корпуса, совпадающего с опорными поверхностями выступов, обращенных к прямому потоку, выполнена по всей длине его окружности;
фиг. 14 - диаметральный разрез протеза клапана сердца, в котором по одному из вариантов часть корпуса со стороны прямого потока с выступами и ограничителем вращения створок на участке от опорных поверхностей выступов, обращенных к обратному потоку, и выше по течению прямого потока до края корпуса, совпадающего с опорными поверхностями выступов, обращенных к прямому потоку, выполнена в виде двух расположенных друг против друга стоек, каждая из которых по всей ее ширине со стороны потока крови имеет по меньшей мере один выступ с ограничителем вращения створок;
фиг. 15 - диаметральный разрез протеза клапана сердца при открытом положении створок, в котором в соответствии с изобретением скосы в пазах створок смещены от упорных поверхностей кулачков для поворота створок в секторе до 40o и с выемками на боковых поверхностях створок (створки не разрезаны).The invention will become more clear from the following specific examples of its implementation and the accompanying drawings, in which:
FIG. 1 is a diametrical section of a prosthetic heart valve in accordance with the invention with the valves closed (the valves are not cut), while a part of the inner surface of the annular body located between the protrusions from the ascending surfaces of the valves in their closed position and upstream of the direct flow to the edge of the body, made cylindrical, and part of the body from the side of the direct flow with protrusions and a rotation limiter of the wings in the area from the supporting surfaces of the protrusions facing the return flow, and upstream direct flow to the edge of the housing, coinciding with the ends of the wings in their closed position, is made along the entire length of its circumference;
figure 2 is a transverse section of the prosthesis of the heart valve aa; 1, in which, in accordance with the invention, the seating surfaces of the protrusions of the housing and the grooves of each leaf in a position from close to open in a cross section perpendicular to the axis of the valve have a circle shape and the protrusions are made in the form of annular sectors;
FIG. 3 is a diametral section of a prosthetic heart valve in accordance with the invention when the cusps are open (cusps are not cut);
FIG. 4 is a transverse section of the prosthetic valve of the heart valve BB of FIG. 3, in which the flaps are shown in a position turned relative to the axis of the body before assembly;
5 is a partial section of a prosthetic valve of the heart valve bb; 1;
FIG. 6 is a partial section of the prosthetic valve of the heart valve GG of figure 1 on an enlarged scale;
Fig.7 is a view along arrow D of Fig.3 on the protrusion element on an enlarged scale (sash not shown);
FIG. 8 is a partial sectional view of the cusps EE of FIG. 3 on an enlarged scale (casing not shown);
FIG. 9 is a partial diametrical section of a heart valve prosthesis with a metal ring and a cuff on its outer surface, in which, according to one embodiment, a part of the inner surface of the annular body located between the protrusions from the ascending surfaces of the valves in their closed position and upstream of the direct flow to the edge of the body made diffuser;
FIG. 10 is a fragment of a transverse section of the prosthesis of the heart valve AA of FIG. 1, in which, in one embodiment, the seating surfaces of the protrusions and grooves of each leaf in a position from close to open in a section perpendicular to the axis of the valve are elliptical;
FIG. 11 is a fragment of a cross section of a prosthetic valve of the heart, aa of FIG. 1, in which, according to one embodiment, the protrusions are made in the form of segments, the seating surfaces of which are facing each other and made parallel, and the seating surfaces of each leaf in a position from close to open in a section perpendicular to the valve axis are in the form of a circle or ellipse;
FIG. 12 is a diametrical section of a heart valve prosthesis, in which, according to one embodiment, a part of the body is on the direct flow side with protrusions and a leaf rotation limiter on the section from the supporting surfaces of the protrusions facing the return flow, and upstream of the direct flow to the edge of the body coinciding with the ends of the cusps in their closed position, made in the form of two racks located opposite each other, each of which along its entire width from the side of the blood flow has at least one protrusion with a rotation limiter of the cusps;
FIG. 13 is a diametrical section of a heart valve prosthesis, in which, according to one embodiment, a part of the body is on the direct flow side with protrusions and a leaf rotation limiter on the section from the supporting surfaces of the protrusions facing the return flow, and upstream of the direct flow to the edge of the body coinciding with supporting surfaces of the protrusions facing the direct flow is made along the entire length of its circumference;
FIG. 14 is a diametrical section of a heart valve prosthesis, in which, according to one embodiment, a part of the body is on the direct flow side with protrusions and a leaf rotation limiter on the section from the supporting surfaces of the protrusions facing the return flow, and upstream of the direct flow to the edge of the body coinciding with the supporting surfaces of the protrusions facing the direct flow are made in the form of two racks located opposite each other, each of which along its entire width from the side of the blood flow has at least one protrusion with a limiter eniya wings;
FIG. 15 is a diametrical section of a heart valve prosthesis with the flaps open, in which, according to the invention, the bevels in the flaps grooves are displaced from the cam contact surfaces for turning the flaps in the sector up to 40 ° and with recesses on the flanks of the flaps (the flaps are not cut).
фиг. 16 - поперечный разрез протеза клапана сердца К-К фиг. 15;
фиг. 17 - фрагмент поперечного разреза протеза клапана сердца К-К фиг. 15, в котором створки повернуты в одно из крайних положений.FIG. 16 is a transverse section of a prosthetic valve of the heart valve KK of FIG. fifteen;
FIG. 17 is a fragment of a cross section of a prosthetic valve of the heart valve KK of FIG. 15, in which the flaps are rotated to one of the extreme positions.
Предлагаемый протез клапана сердца содержит кольцеобразный корпус 1 (фиг. 1), в котором с возможностью поворота между положениями открытия и закрытия установлены две створки 2. Каждая створка 2 имеет восходящую поверхность 3, обращенную к прямому потоку крови, нисходящую поверхность 4, обращенную к обратному потоку крови, боковую поверхность 5, взаимодействующую с внутренней поверхностью 6 кольцеобразного корпуса 1, и поверхность смыкания 7. На нисходящей поверхности 4 каждой створки 2 имеются участки упорной поверхности, выполненные в виде двух кулачков 8, предотвращающих смыкание створок 2 в открытом положении. The proposed valve prosthesis of the heart contains an annular body 1 (Fig. 1), in which two
В кольцеобразном корпусе 1 со стороны его внутренней поверхности 6 размещены два выступа 9 (фиг. 2, 4) для крепления створок 2. Выступы 9 расположены друг против друга и выступают к центру корпуса 1. Каждый выступ 9 имеет опорную поверхность 10, обращенную к прямому потоку крови, опорную поверхность 11, обращенную к обратному потоку крови, и посадочную поверхность 12, обращенную к центру корпуса 1 (фиг.6). На противоположных сторонах боковой поверхности 5 каждой створки 2 расположены пазы 13, которые имеют опорные поверхности 14, 15, взаимодействующие соответственно с опорными поверхностями 10, 11 выступов 9, и посадочные поверхности 16, взаимодействующие с посадочными поверхностями 12 выступов 9. Каждый выступ 9 снабжен ограничителем 17 вращения створок относительно оси корпуса 1, радиально выступающим к центру корпуса 1 и размещенным между створками 2 (фиг.2). Ограничители 17 вращения створок, размещенные посередине каждого выступа 9, имеют радиальные поверхности 18, 19 и аксиальные поверхности 20, обращенные к центру корпуса 1 (фиг.5). Причем радиальные поверхности 18,19 ограничителей 17 вращения створок являются продолжением опорных поверхностей 10, 11 выступов 9 соответственно, а аксиальные поверхности 20 по
обе стороны ограничителей 17 вращения створок примыкают и сопрягаются по радиусам с посадочными поверхностями 12 выступов 9 (фиг.7). В обоих пазах 13 каждой створки 2 выполнены скосы 21, примыкающие к поверхности смыкания 7. Скосы 21 створок 2 в совокупности друг с другом образуют углубления (фиг.8) для размещения в них ограничителей 17 вращения створок, которые не препятствуют створкам 2 поворачиваться между положениями открытия и закрытия. Каждый скос 21 имеет радиальные поверхности 22, 23, взаимодействующие соответственно с радиальными поверхностями 18,19 ограничителей 17 вращения створок, и аксиальные поверхности 24, взаимодействующие с соответствующими аксиальными поверхностями 20 ограничителей 17 вращения створок (фиг.5). Причем радиальные поверхности 22, 23 скосов 21 являются соответственно продолжением опорных поверхностей 14,15 пазов 13, а аксиальные поверхности 24 скосов 21 выходят с одной стороны на посадочные поверхности 16 соответствующих пазов 13, а с другой стороны - на поверхность смыкания 7. На нисходящей поверхности 4 каждой створки 2 может быть выполнено по одному участку упорной поверхности, выполненной в виде кулачков 8 и размещенной посередине нисходящей поверхности 4 вдоль потока крови. Для нормальной работы протеза клапана сердца достаточно одного ограничителя 17 вращения створок, размещенного на одном из выступов 9, и одного углубления между створками 2, состоящего из двух скосов 21. Причем углубление с размещенным в нем ограничителем 17 вращения створок расположено по одну сторону от диаметральной плоскости, перпендикулярной поверхности смыкания 7 створок 2. Для повышения жесткости и прочности корпуса 1 на его наружной поверхности неразъемно и неподвижно установлено кольцо 25 из материала, превосходящего материал корпуса 1 по упругости и прочности, например из металла (фиг.9). На наружной поверхности кольцеобразного корпуса 1 протеза клапана сердца размещена пришивная манжета 26 для закрепления его в сердце человека.In the
both sides of the
По одному из вариантов предлагаемого изобретения часть внутренней поверхности 6 кольцеобразного корпуса 1, расположенная между выступами 9 от восходящих поверхностей 3 створок 2 в их закрытом положении и выше по течению прямого потока до края корпуса 1, может быть выполнена цилиндрической для упрощения технологии изготовления (фиг. 1-4), а может быть и диффузорной для увеличения проходного сечения в месте крепления створок 2 (фиг.9). According to one embodiment of the invention, a portion of the
В предлагаемых вариантах осуществления изобретения выступы 9 выполнены в виде кольцевых секторов, расположенных друг против друга, а их посадочные поверхности 12 и посадочные поверхности 16 пазов 13 каждой створки 2 в положении от закрытия до открытия в сечении, перпендикулярном оси клапана, имеют форму окружности (фиг. 1-4) для упрощения технологии изготовления или эллипса (фиг. 10) для увеличения проходного сечения, причем малая ось эллипса проходит через ограничители 17 вращения створок и поверхности смыкания 7 створок 2. In the proposed embodiments of the invention, the
По одному из вариантов предлагаемого изобретения выступы 9 могут быть выполнены в виде сегментов, посадочные поверхности 12 которых обращены друг к другу и выполнены параллельными, а посадочные поверхности 16 каждой створки 2 при этом в положении от закрытия до открытия в сечении, перпендикулярном оси клапана, могут иметь форму окружности или эллипса для улучшения омывания узлов крепления створок 2 (фиг. 11), причем малая ось эллипса проходит через поверхности смыкания 7 створок 2. According to one variant of the invention, the
В предлагаемых вариантах выполнения заявляемого протеза клапана сердца часть корпуса 1 со стороны прямого потока с выступами 9 и ограничителями 17 вращения створок на участке от опорных поверхностей 11 выступов 9, обращенных к обратному потоку, и выше по течению прямого потока до края корпуса 1, совпадающего с концами створок 2 в их закрытом положении, может быть выполнена по всей длине его окружности для предотвращения наползания окружающих тканей сердца человека на створки 2 клапана и повышения жесткости и прочности корпуса 1 (фиг. 1 и 3), а может быть выполнена и в виде двух расположенных друг против друга стоек 27, защищающих створки 2 от наползания сердечных структур и увеличивающих гидравлическое сечение в месте крепления створок 2 (фиг. 12). Причем на каждой стойке 27 со стороны потока крови размещено по одному выступу 9 с ограничителем 17 вращения створок. В этих вариантах (фиг. 1, 3, 12) выступы 9 смещены от торцов внутрь корпуса 1 и размещены на его внутренней поверхности 6. In the proposed embodiments, the implementation of the inventive prosthesis of the heart valve, part of the
В предлагаемых вариантах осуществления изобретения часть корпуса 1 со стороны прямого потока с выступами 9 и ограничителями 17 вращения створок на участке от опорных поверхностей 11 выступов 9, обращенных к обратному потоку крови, и выше по течению прямого потока до края корпуса 1, совпадающего с опорными поверхностями 10 выступов 9, обращенными к прямому потоку, может быть выполнена по всей длине его окружности для повышения прочности и жесткости корпуса 1 (фиг. 13), а может быть выполнена и в виде двух расположенных друг против друга стоек 27 для увеличения проходного сечения в месте крепления створок 2. Причем каждая стойка 27 со стороны потока крови имеет один выступ 9 с ограничителем 17 вращения створок. В предлагаемых вариантах осуществления изобретения (фиг. 13 и 14) выступы 9 размещены на торце корпуса 1 со стороны его входа, в результате чего увеличивается быстродействие клапана за счет уменьшения угла открытия створок 2 при неизменной высоте корпуса 1, что приводит к увеличению ударного объема крови и снижению обратного перетока. In the proposed embodiments of the invention, the part of the
По одному из вариантов осуществления изобретения аксиальные поверхности 24 скосов 21 в пазах 13 каждой створки 2 выполнены с зазором по отношению к аксиальным поверхностям 20 ограничителя 17 вращения створок. При этом скосы 21 в пазах 13 створок 2 смещены от упорных поверхностей кулачков 8 и поверхностей смыкания 7 для обеспечения ограниченного поворота створок 2 относительно оси корпуса 1 на угол не более 20o в каждую сторону от ограничителя 17 вращения створок (фиг. 16, 17). Таким образом, створки 2 осуществляют перемещение не только из закрытого положения в открытое и обратно, но и могут поворачиваться относительно оси корпуса 1 между крайними положениями на суммарный угол не более 40o, что приводит не только к повышению тромборезистентности протеза клапана сердца за счет промывания прямым и обратным потоками крови узлов крепления створок 2 через каналы, образованные аксиальными поверхностями 24 скосов 21 и посадочными поверхностями 12 выступов 9 при положении створок 2 в положении от закрытия до открытия, но и повышению срока службы клапана за счет уменьшения износа корпуса 1 при повороте створок 2 относительно оси корпуса 1 во время работы клапана в пределах ограниченного сектора.According to one embodiment of the invention, the
Максимальный угол α, на который створки 2 могут повернуться относительно оси корпуса 1 в каждую сторону от их среднего положения, определим из прямоугольного треугольника с гипотенузой D/2 и катетом S/2, лежащим против угла α, (фиг.16, 17), по формуле
α ≤ Arcsin S/D,
где D - диаметр проходного отверстия протеза клапана сердца,
S - размер щели между створками при их открытом положении, который для двухстворчатых клапанов такого типа составляет не более одной третьей части от диаметра проходного отверстия протеза.The maximum angle α, on which the
α ≤ Arcsin S / D,
where D is the diameter of the passage of the prosthesis of the heart valve,
S is the size of the gap between the valves when they are open, which for double-leaf valves of this type is not more than one third of the diameter of the passage opening of the prosthesis.
После подстановки выражения для размера щели S≤1/3D и вычислений в окончательном виде получим: для заявляемого протеза клапана сердца максимальный угол α, на который створки 2 могут повернуться относительно оси корпуса 1 в каждую сторону от их среднего положения или ограничителей 17 вращения створок, не должен превышать 20o. Смещение скосов 21 на величину, превышающую S/2 от упорных поверхностей кулачков 8 и от поверхности смыкания 7, по конструктивным соображениям нецелесообразно. Ограничители 17 вращения створок и углубления между створками 2, образованные скосами 21, могут быть выполнены различной конфигурации в виде полуокружности, треугольника, трапеции, прямоугольника или любой другой фигуры. Переход аксиальных поверхностей 20 ограничителей 17 вращения створок к посадочным поверхностям 12 выступов 9 может осуществляться как по радиусу, так и без него.After substituting the expression for the slit size S≤1 / 3D and calculating it in its final form, we get: for the claimed prosthesis of the heart valve, the maximum angle α, on which the
В предлагаемом варианте выполнения заявляемого протеза клапана сердца на противоположных сторонах боковой поверхности 5 каждой створки 2 выполнены выемки 28, каждая из которых примыкает к соответствующему пазу 13 и образует при открытом положении створок 2 в совокупности с выемкой 28 другой створки 2 канавку для дополнительного потока крови (фиг. 15-17). Наличие выемок 28 приводит к тому, что через предлагаемый клапан при открытом положении створок 2 помимо основного потока осуществляется прохождение небольшого дополнительного потока крови через шарнирные соединения, что в еще большей степени улучшает омывание узлов поворота и крепления створок 2 за счет улучшенного доступа и проникновения к ним крови и увеличения времени промывания шарнирных узлов прямым и обратным потоками крови, уменьшая тем самым вероятность оседания тромбов, а также несколько увеличивает проходное сечение клапана и его ударный объем. При закрытом положении створок 2 перекрываются как основной, так и дополнительный потоки крови, предотвращая регургитацию. Выемки 28 на боковых поверхностях 5 створок 2 могут быть выполнены по радиусу (фиг. 16, 17), в виде фаски или уступа, которые после открытия створок 2 образуют в совокупности канавку для прохождения небольшого дополнительного потока крови через шарнирные узлы в течение всего времени работы клапана, кроме его закрытого положения. Для того, чтобы дополнительный поток крови не перекрывался ограничителями 17 вращения створок при положении створок 2 в среднем открытом положении (фиг. 16) и для улучшения омываемости узлов поворота створок 2 желательно, чтобы канавки в месте примыкания к пазам 13 по ширине были больше ограничителей 17 вращения створок. В предлагаемом протезе клапана сердца предпочтительно на каждом выступе 9 разместить по ограничителю 17 вращения створок, а скосы 21 и выемки 28 выполнить с обеих сторон каждой створки 2 для повышения срока службы клапана и улучшения омываемости его шарниров. In the proposed embodiment, the inventive prosthesis of the heart valve on the opposite sides of the
Рассмотрим сборку предлагаемого протеза по новому для данной конструкции клапана способу, позволившему уменьшить деформацию корпуса 1 при его осуществлении. Створки 2 в любом их положении от закрытия до открытия, включая и крайние положения, одновременно устанавливаются между выступами 9 и поворачиваются по часовой или против часовой стрелки так, чтобы пазы 13 створок 2 вошли в зацепление с выступами 9 (фиг.4). При этом во время установки створки 2 могут находиться в любых сочетаниях их положений, например, одна створка 2 в открытом положении, а другая - в закрытом, открытом или промежуточном положениях и наоборот. Одновременный поворот уже зацепившихся створок 2 за выступы 9 осуществляется до тех пор, пока каждая створка 2 не упрется в соответствующий ограничитель 17 вращения створок. В данном случае створки 2 повернуты по часовой стрелке (фиг.4). Затем корпус 1 протеза клапана сердца деформируется таким образом, чтобы большая по размеру ось эллипса, проходящая через ограничители 17 вращения створок, увеличилась от первоначального диаметра посадочных поверхностей 12 выступов 9 на величину, равную или чуть большую радиальной высоты ограничителей 17 вращения створок, выступающих к центру корпуса 1. Затем створки 2 смещаются в противоположные стороны от соответствующих ограничителей 17 вращения створок по упорным поверхностям кулачков 8 и поворачиваются до тех пор, пока состоящие из скосов 21 углубления между створками 2 не окажутся против ограничителей 17 вращения створок. При этом одна из створок 2 проходит через один ограничитель 17 вращения створок, а другая - через другой. После чего источник деформации снимается и размеры корпуса 1 за счет упругости его материала возвращаются к первоначальным, а ограничители 17 вращения створок на выступах 9 входят в углубления между створками 2, осуществляя их надежное закрепление в корпусе 1. При этом створки 2 не могут вращаться вокруг оси корпуса 1 по всему его периметру, а осуществляют открытие и закрытие проходного отверстия клапана. В заявляемом протезе клапана сердца при его сборке по новому способу можно сначала сдеформировать корпус 1 на величину, равную или чуть большую радиальной высоты ограничителей 17 вращения створок, а затем сразу установить и повернуть створки 2 до совмещения углублений с ограничителями 17 вращения створок с последующим снятием источника деформации, как было изложено выше при описании преимуществ этого клапана. Consider the assembly of the proposed prosthesis in a new way for this valve design to reduce the deformation of the
Сборку предлагаемого протеза клапана сердца можно производить и по известному уже способу, применяемому в [1, 2, 3]. При этом установка створок 2 в корпус 1 осуществляется по отдельности и с перекосом в начальной стадии установки, в результате чего корпус 1 необходимо деформировать на большую величину, учитывающую первоначальный перекос створок 2, что может привести к появлению трещин в хрупком углеродном материале корпуса 1 и его поломке, особенно для малых размеров клапанов. The assembly of the proposed prosthesis of the heart valve can also be carried out by the already known method used in [1, 2, 3]. In this case, the installation of the
Заявляемый протез клапана сердца работает следующим образом. The inventive prosthesis of a heart valve works as follows.
После превышения давления на входе клапана сердца над давлением на его выходе начинается открытие протеза клапана. При этом створки 2 частью опорных поверхностей 14 фигурных пазов 13, примыкающей к поверхности смыкания 7, взаимодействуют с опорными поверхностями 10 выступов 9, обращенными к прямому потоку крови, и поворачиваются относительно своих осей поворота, открывая клапан для прохождения прямого потока крови. При повороте створок 2 происходит взаимодействие кулачков 8, в результате которого между нисходящими поверхностями 4 створок 2 появляется центральный канал для прохождения через него заданного объема центрального тока крови, способствующего улучшению гемодинамических характеристик протеза клапана сердца и условий для омывания всех элементов клапана, что уменьшает вероятность тромбообразования. При полном открытии створок 2 их опорные поверхности 14 и 15 взаимодействуют с опорными поверхностями 10 и 11 выступов 9. Причем часть опорных поверхностей 14 фигурных пазов 13, примыкающая к восходящей поверхности 3, взаимодействует с опорными поверхностями 10 выступов 9, обращенными к прямому потоку крови, а часть опорных поверхностей 15 фигурных пазов 13, примыкающая к поверхности кулачков 8, взаимодействует с опорными поверхностями 11 выступов 9, обращенными к обратному потоку крови. Этим достигается ограничение угла открытия створок 2 и удерживание их в корпусе 1. After the pressure at the inlet of the heart valve exceeds the pressure at its outlet, the opening of the valve prosthesis begins. In this case, the
После превышения величины давления на выходе клапана над давлением на его входе происходит закрытие протеза клапана. При этом створки 2 частью опорных поверхностей 15, примыкающей к упорным поверхностям кулачков 8, взаимодействуют с опорными поверхностями 11 выступов 9, обращенными к обратному потоку крови, и поворачиваются, закрывая клапан и предотвращая обратный ток крови. После закрытия протеза клапана сердца часть опорных поверхностей 14 фигурных пазов 13, примыкающая к поверхности смыкания 7, взаимодействует с опорными поверхностями 10 выступов 9, обращенными к прямому потоку крови, а часть опорных поверхностей 15 фигурных пазов 13, примыкающая к восходящим поверхностям 3 створок 2, взаимодействует с опорными поверхностями 11 выступов 9, обращенными к обратному потоку крови. Этим достигается ограничение обратного поворота створок 2. After the pressure at the valve outlet exceeds the pressure at its inlet, the valve prosthesis closes. In this case, the
При работе предлагаемого протеза клапана сердца (фиг. 1-14) находящиеся в углублениях между створками 2 ограничители 17 вращения створок не позволяют створкам 2 вращаться относительно оси корпуса 1 по всему его периметру, но в то же время и не препятствуют их открытию и закрытию, потому что примыкающие к поверхности смыкания 7 скосы 21, расположенные между опорными поверхностями 14 и 15, выполнены по всей ширине пазов 13. When the proposed prosthesis of the heart valve (Fig. 1-14) is located in the recesses between the
При работе заявляемого протеза клапана сердца (фиг. 15-17) створки 2 помимо их открытия и закрытия могут поворачиваться относительно оси корпуса 1 в ограниченном секторе, не превышающем 40o, в результате чего взаимодействие корпуса 1 со створками 2 происходит не в одних и тех же местах, а в пределах возможного угла поворота створок 2 относительно корпуса 1, что приводит к снижению износа корпуса 1 и повышению срока службы предлагаемого протеза клапана сердца. Кроме того, в начале открытия клапана, когда створки 2 начали поворачиваться на открытие, одновременно с основным прямым потоком крови появляется дополнительный поток крови через два канала, образовавшиеся между створками 2 и ограниченные аксиальными поверхностями 24 скосов 21 и посадочными поверхностями 12 выступов 9, и осуществляющие промывание узлов поворота створок 2, что приводит к снижению вероятности образования и оседания тромбов на элементах клапана. Конструкция предлагаемого протеза клапана сердца выполнена таким образом, что омывание шарнирных узлов клапана через открывшиеся каналы происходит на протяжении всего открытого положения клапана за счет смещения скосов 21 от упорных поверхностей кулачков 8 и поверхностей смыкания и наличия выемок 28 на боковых поверхностях 5 створок 2. При закрытом же положении клапана наряду с закрытием проходного отверстия для основного потока крови перекрываются и оба канала между створками 2 для дополнительного потока крови, предотвращая регургитацию.During the operation of the inventive prosthesis of the heart valve (Fig. 15-17), the
Таким образом, предложена новая конструкция протеза клапана сердца, позволившая уменьшить деформацию корпуса за счет исключения перекоса створок при установке их в корпус, что особенно важно для клапанов малого диаметра, и исключить выдавливание и/или выпадение створок из корпуса под действием прямого и обратного потока крови за счет увеличения радиальной величины выступов на корпусе и глубины фигурных пазов на створках, что приводит к повышению надежности протеза клапана сердца. Смещение скосов от упорных поверхностей кулачков и поверхностей смыкания, а также наличие выемок на боковых поверхностях створок приводит не только к увеличению срока службы предлагаемого протеза клапана сердца за счет уменьшения износа корпуса путем равномерного его распределения по всему сектору при повороте створок относительно оси корпуса во время работы клапана на угол не более 40o, но и к повышению тромборезистентности протеза за счет снижения вероятности образования и оседания фиброзных сгустков на корпусе и створках путем промывания прямым и обратным потоком крови шарнирных узлов через дополнительные каналы, образующиеся после открытия створок между аксиальными поверхностями скосов и посадочными поверхностями выступов. Кроме того, выполнение внутренней поверхности корпуса от створок в их закрытом положении до края корпуса на входе в виде диффузора, а также выполнение выступов в виде сегментов или кольцевых секторов позволило увеличить ударный объем за счет увеличения проходного сечения в месте крепления створок, а размещение выступов на торце корпуса со стороны его входа увеличивает быстродействие клапана за счет уменьшения угла открытия створок, что увеличивает ударный объем крови, уменьшает обратный переток и приводит к улучшению гемодинамических характеристик заявляемого протеза клапана сердца. Предлагаемый протез клапана сердца с увеличенным сроком службы, имеющий повышенную надежность и улучшенные гемодинамические и тромборезистентные характеристики, может быть использован для замещения пораженных естественных как аортальных, так и митральных клапанов сердца человека независимо от его возраста.Thus, a new design of the heart valve prosthesis was proposed, which made it possible to reduce the deformation of the casing by eliminating the skew of the cusps when installing them in the casing, which is especially important for valves of small diameter, and to exclude the squeezing and / or loss of the cusps from the casing under the influence of direct and reverse blood flow due to the increase in the radial size of the protrusions on the body and the depth of the curly grooves on the valves, which leads to an increase in the reliability of the prosthesis of the heart valve. The offset of the bevels from the contact surfaces of the cams and the closing surfaces, as well as the presence of recesses on the lateral surfaces of the cusps, not only leads to an increase in the service life of the proposed prosthetic heart valve by reducing wear on the casing by distributing it uniformly throughout the sector when the cams are rotated relative to the casing axis during operation the valve at an angle of not more than 40 o , but also to increase the thrombotic resistance of the prosthesis by reducing the likelihood of formation and sedimentation of fibrous clots on the body and valves by washing with direct and reverse blood flow of the articulated nodes through additional channels formed after opening the valves between the axial surfaces of the bevels and the landing surfaces of the protrusions. In addition, the implementation of the inner surface of the housing from the cusps in the closed position to the edge of the casing at the inlet in the form of a diffuser, as well as the protrusions in the form of segments or annular sectors, allowed to increase the stroke volume by increasing the bore at the attachment point of the cusps, and placing the protrusions by the end of the case from the side of its inlet increases the valve performance by reducing the valve opening angle, which increases the stroke volume of the blood, reduces the backflow and leads to an improvement in hemodynamic characteristics of the claimed prosthetic heart valve. The proposed heart valve prosthesis with an extended service life, having increased reliability and improved hemodynamic and thromboresistant characteristics, can be used to replace the affected natural aortic and mitral valves of the human heart, regardless of age.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Pat. 4308624 USA, US Cl. 3/1,5. Heart valve prosthesis.- 1982.SOURCES OF INFORMATION
1. Pat. 4308624 USA, US Cl. 3 / 1.5. Heart valve prosthesis. - 1982.
2. Pat. 5354330 USA, US Cl. 623-2/ Heart valve prosthesis.- 1994. 2. Pat. 5354330 USA, US Cl. 623-2 / Heart valve prosthesis. - 1994.
3. Европейский патент N 0327790 B1, МКИ A 61 F 2/24. Протез клапана сердца. - 1989. 3. European patent N 0327790 B1, MKI A 61
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99108176/14A RU2159598C1 (en) | 1999-04-07 | 1999-04-07 | Heart valve prosthesis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99108176/14A RU2159598C1 (en) | 1999-04-07 | 1999-04-07 | Heart valve prosthesis |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2159598C1 true RU2159598C1 (en) | 2000-11-27 |
Family
ID=20218790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99108176/14A RU2159598C1 (en) | 1999-04-07 | 1999-04-07 | Heart valve prosthesis |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2159598C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8613297B2 (en) | 2003-07-29 | 2013-12-24 | Societe Bic | Fuel supply systems having operational resistance |
| RU2541740C2 (en) * | 2013-06-14 | 2015-02-20 | Леонид Антонович Бокерия | Mitral valve prosthesis |
-
1999
- 1999-04-07 RU RU99108176/14A patent/RU2159598C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8613297B2 (en) | 2003-07-29 | 2013-12-24 | Societe Bic | Fuel supply systems having operational resistance |
| RU2541740C2 (en) * | 2013-06-14 | 2015-02-20 | Леонид Антонович Бокерия | Mitral valve prosthesis |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6645244B2 (en) | Mechanical heart valve prosthesis | |
| RU2373900C1 (en) | Heart valve prosthesis | |
| RU2302220C1 (en) | Heart valve prosthetic appliance | |
| CA1147905A (en) | Heart valve prosthesis | |
| US5641324A (en) | Prosthetic heart valve | |
| US4822353A (en) | Heart valve | |
| US4692165A (en) | Heart valve | |
| US6569197B2 (en) | Heart valve prosthesis | |
| EP0542828A1 (en) | Heart valve prosthesis. | |
| US5861029A (en) | Heart valve prosthesis | |
| US5137532A (en) | Prosthetic heart valve | |
| JPH02114967A (en) | Artificial heart valve | |
| RU2159598C1 (en) | Heart valve prosthesis | |
| CA1245401A (en) | Heart valve | |
| EP0790043B1 (en) | Heart valve prosthesis | |
| RU2261688C2 (en) | Heart valve prosthesis | |
| RU2157674C1 (en) | Artificial heart valve | |
| RU2380060C2 (en) | Artificial valve | |
| EP0039217A1 (en) | Artificial heart valve | |
| CA2218621C (en) | Prosthetic heart valve | |
| RU2104676C1 (en) | Prosthetics for heart valve | |
| RU2164105C2 (en) | Cardiac valve prosthesis | |
| RU2230531C2 (en) | Heart valve prosthesis | |
| RU2146906C1 (en) | Cardiac valve prosthesis | |
| RU2248190C1 (en) | Heart valve prosthesis |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20060213 |
|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20101115 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120408 |