RU2405500C2 - Heart valve prosthesis - Google Patents
Heart valve prosthesis Download PDFInfo
- Publication number
- RU2405500C2 RU2405500C2 RU2009101677/14A RU2009101677A RU2405500C2 RU 2405500 C2 RU2405500 C2 RU 2405500C2 RU 2009101677/14 A RU2009101677/14 A RU 2009101677/14A RU 2009101677 A RU2009101677 A RU 2009101677A RU 2405500 C2 RU2405500 C2 RU 2405500C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- facing
- prosthesis according
- prosthesis
- blood
- cusp
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Prostheses (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится к области медицины, в частности к сердечно-сосудистой хирургии, и предназначено для замены пораженных естественных клапанов сердца в ходе проведения кардиохирургических операций.The present invention relates to medicine, in particular to cardiovascular surgery, and is intended to replace the affected natural heart valves during cardiac surgery.
Уровень техникиState of the art
Конструкция корпусного протеза клапана сердца включает корпус кольцеобразной формы. Как правило, две или три створки устанавливаются в корпусе с возможностью повтора между открытым положением для пропускания прямого (восходящего) потока крови и закрытым положением для перекрытия канала и ограничения обратного (нисходящего) потока крови. Кроме того, протез клапана сердца содержит соединительный механизм для соединения корпуса клапана с окружающими тканями сердца в виде манжеты, которая пришивается к тканям сердца и охватывает боковую поверхность корпуса протеза клапана. Важной проблемой является проблема высокого гемодинамического сопротивления, вносимого установленным в сердце протезом клапана сердца, и связанная с ней проблема потери энергии на клапане при его работе. Сопротивление определяется толщиной корпуса и створок, а также поверхностью ограничителей хода и поворота створок, частично перекрывающих проходное сечение клапана.The design of the body valve prosthesis includes a ring-shaped body. As a rule, two or three valves are installed in the body with the possibility of repetition between the open position for passing a direct (upward) blood flow and the closed position for blocking the channel and restricting the reverse (downward) blood flow. In addition, the prosthetic valve of the heart contains a connecting mechanism for connecting the valve body to the surrounding tissues of the heart in the form of a cuff, which is sewn to the tissues of the heart and covers the side surface of the valve prosthesis. An important problem is the problem of high hemodynamic resistance introduced by the heart valve prosthesis installed in the heart, and the associated problem of energy loss on the valve during its operation. The resistance is determined by the thickness of the casing and the flaps, as well as by the surface of the travel and rotation limiters of the flaps, partially overlapping the valve bore.
Из уровня техники известны конструкции клапанов сердца, в которых ограничители хода створок имеют минимальную площадь (см., например, опубликованную заявку США №2007193632). Однако в раскрытом здесь протезе створки вращаются на оси, закрепленной в корпусе и пересекающей проходное сечение по центру, поэтому сопротивление потоку крови создают сами створки из-за перекрытия центра проходного сечения в открытом положении клапана.The prior art designs of heart valves, in which the stopper movement of the valves have a minimum area (see, for example, published application US No. 2007193632). However, in the prosthesis disclosed here, the valves rotate on an axis fixed in the body and intersecting the passage section in the center, therefore, the valves themselves create resistance to blood flow due to the overlapping center of the passage section in the open position of the valve.
Известны конструкции протезов клапанов сердца (см. патент США 4274437, патент РФ 2066984) с обеспечением основной зоны проходного сечения по центру. При такой компоновке очевидно, что центральная часть потока через клапан остается слабо возмущенной, а искажения, вносимые створками, минимальны. Однако эти клапаны в хирургической практике не применяются из-за низкой надежности и высокой вероятности выпадения створок.Known designs of prosthetic heart valves (see US patent 4274437, RF patent 2066984) with the provision of the main zone of the bore in the center. With this arrangement, it is obvious that the central part of the flow through the valve remains weakly perturbed, and the distortions introduced by the wings are minimal. However, these valves are not used in surgical practice due to the low reliability and high likelihood of sash loss.
Таким образом, очевидна потребность в новой конструкции протеза клапана сердца, надежность которого сочеталась бы с неискаженной гемодинамикой потока крови и улучшенным смыванием элементов протеза клапана струями прямого и обратного потоков крови.Thus, the need for a new design of the prosthetic valve of the heart is obvious, the reliability of which would be combined with the undistorted hemodynamics of the blood flow and improved flushing of the elements of the prosthetic valve with jets of forward and reverse blood flows.
Наиболее близким аналогом для настоящего изобретения является искусственный клапан сердца, раскрытый в международной публикации WO 2007/075121 от 25 июля 2007, содержащий кольцеобразный корпус и, по меньшей мере, две створки, установленные в корпусе с возможностью образования зоны проходного сечения клапана по центру. Клапан имеет ограничители поворота створок в виде двух пар выступов, размещенных на его торцевой поверхности, обращенной к нисходящему потоку крови. Ограничители снабжены упорами. Однако этот протез клапана сердца также вносит весомые искажения в поток крови и, имея сложную конструкцию, плохо омывается потоком крови, что ведет к образованию застойных зон и возникновению связанных с этим осложнений. Корпус имеет существенную толщину, создавая сопротивление потоку и вызывая потери энергии.The closest analogue to the present invention is an artificial heart valve, disclosed in international publication WO 2007/075121 of July 25, 2007, containing an annular body and at least two flaps installed in the body with the possibility of forming a zone of the passage section of the valve in the center. The valve has stoppers for turning the valves in the form of two pairs of protrusions located on its end surface facing the downward flow of blood. The stops are equipped with stops. However, this heart valve prosthesis also introduces significant distortions into the blood stream and, having a complex design, is poorly washed by the blood stream, which leads to the formation of stagnant zones and the occurrence of complications associated with this. The housing has a substantial thickness, creating resistance to flow and causing energy loss.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Настоящее изобретение направлено на решение задачи создания искусственного клапана сердца, устраняющего недостатки известных аналогов, имеющего простую конструкцию, обеспечивающую улучшенное смывание элементов протеза струями прямого и обратного потоков крови, и имеющего низкие потери энергии при работе.The present invention is directed to solving the problem of creating an artificial heart valve that eliminates the disadvantages of the known analogues, having a simple design, providing improved flushing of prosthetic elements with jets of forward and reverse blood flows, and having low energy loss during operation.
Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в снижении потерь энергии за счет уменьшения толщины корпуса и в улучшении смывания элементов протеза за счет упрощения конструкции ограничителей поворота створок.The technical result achieved by using the present invention is to reduce energy loss by reducing the thickness of the body and to improve the flushing of prosthetic elements due to the simplification of the design of the rotation limiters of the flaps.
Технический результат достигается за счет того, что в протезе клапана сердца, включающем кольцеобразный корпус, по меньшей мере, две створки, установленные в корпусе с возможностью поворота и образования основной зоны проходного сечения по центру отверстия корпуса, и ограничители хода створок, выполненные в виде выступов, расположенных на торцевой поверхности корпуса, обращенной к обратному потоку крови, на части боковой поверхности выполнена сквозная выемка, по меньшей мере, часть боковой поверхности которой выполнена выпуклой, а на каждой боковой стороне выступа ограничителей хода имеется вогнутая поверхность, обращенная к прямому потоку крови, выполненная с возможностью взаимодействия с выпуклыми частями выемки соответствующей створки при ее повороте из закрытого положения в открытое и обратно.The technical result is achieved due to the fact that in the prosthesis of the heart valve, which includes an annular body, at least two sashes installed in the body with the possibility of rotation and the formation of the main zone of the passage section in the center of the opening of the body, and the stoppers of the wings made in the form of protrusions located on the end surface of the body facing the return blood flow, a through recess is made on a part of the side surface, at least a part of the side surface of which is convex, and on Each lateral side of the protrusion of the travel limiters has a concave surface facing the direct blood flow, which is configured to interact with the convex parts of the recess of the corresponding leaf when it is rotated from the closed position to the open and back.
Технический результат усиливается за счет того, что, по меньшей мере, часть поверхности обоих выступов ограничителей хода, обращенная к прямому потоку крови, представляет собой часть цилиндрической поверхности, ось которой совпадает с осью поворота створок.The technical result is enhanced due to the fact that at least part of the surface of both protrusions of the travel stops facing the direct blood flow is a part of the cylindrical surface, the axis of which coincides with the axis of rotation of the valves.
Кроме того, противоположные боковые поверхности сквозной выемки имеют выпуклые части, выполненные с возможностью взаимодействия с углублениями, выполненными на противоположных боковых поверхностях выступов ограничителей хода.In addition, the opposite side surfaces of the through recess have convex parts configured to interact with recesses made on the opposite side surfaces of the protrusions of the travel limiters.
Торцевая поверхность корпуса, обращенная к обратному потоку крови, включает наклонные части, выполненные под углом к оси отверстия корпуса, расположенные по обеим сторонам каждого выступа ограничителей хода и имеющие возможность взаимодействия с поверхностями створок, обращенных к прямому потоку крови в их открытом положении.The end surface of the body facing the return flow of blood includes inclined parts made at an angle to the axis of the opening of the body, located on both sides of each protrusion of the travel stops and having the ability to interact with the surfaces of the flaps facing the direct flow of blood in their open position.
Углубления выполнены в виде части вогнутой сферической поверхности, а взаимодействующие с ней части боковых поверхностей выемок выполнены в виде части выпуклой сферической поверхности.The recesses are made in the form of a part of a concave spherical surface, and the parts of the side surfaces of the recesses interacting with it are made in the form of a part of a convex spherical surface.
Внутренняя поверхность отверстия кольцеобразного корпуса выполнена в виде боковой поверхности кругового цилиндра и ограничена двумя плоскими торцами, обращенными к прямому и обратному потокам крови.The inner surface of the hole of the annular body is made in the form of a lateral surface of a circular cylinder and is limited by two flat ends facing the forward and reverse blood flows.
На наружной поверхности корпуса выполнена кольцевая канавка для крепления пришивной манжеты.An annular groove is made on the outer surface of the housing for attaching the sewing cuff.
Корпус и створки выполнены из пиролитического углерода.The body and wings are made of pyrolytic carbon.
Перечень чертежейList of drawings
Сущность изобретения будет более понятна из описания, приведенного далее со ссылками на позиции чертежей, гдеThe invention will be better understood from the description below with reference to the position of the drawings, where
на фиг.1 и 2 изображен протез двустворчатого клапана сердца с закрытыми створками, соответственно вид спереди и вид сверху,Figures 1 and 2 show a prosthesis of a bicuspid heart valve with closed flaps, respectively, a front view and a top view,
на фиг.3 и 4 изображен протез двустворчатого клапана сердца с открытыми створками, соответственно вид спереди и вид сверху,figure 3 and 4 shows the prosthesis of a bicuspid valve of the heart with open sashes, respectively, front view and top view,
на фиг.5 и 6 изображен вариант протеза трехстворчатого клапана сердца с закрытыми створками, соответственно вид спереди и вид сверху,figure 5 and 6 shows a variant of the prosthesis of the tricuspid valve of the heart with closed valves, respectively, front view and top view,
на фиг.7 и 8 - вариант протеза трехстворчатого клапана сердца с открытыми створками, соответственно вид спереди и вид сверху,7 and 8 are a variant of the prosthesis of the tricuspid valve of the heart with open wings, respectively, front view and top view,
а на фиг.9 разрез по И-И на фиг.8, показывающий сопряжение выреза створки и выступа корпуса.and in Fig.9 a section along II in Fig.8, showing the conjugation of the cutout of the sash and the protrusion of the housing.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention
Протез клапана сердца содержит кольцеобразный корпус 1, изготовленный из пироуглерода и имеющий две (фиг.1-4) или три (фиг.5-8) створки 2, также выполненные из пироуглерода и с возможностью поворота и образования основной зоны проходного сечения (отверстия) 3, по центру установленные в корпусе 1. Кольцевой корпус 1 ограничен двумя верхним 7 и нижним 20 торцами (направление определяется в соответствии с прямым потоком крови через клапан).The heart valve prosthesis comprises an
Ограничители хода створок 2 выполнены в виде выступов 5, расположенных на торцевой поверхности 7 корпуса 1, обращенной к обратному потоку крови 8. На части боковой поверхности створки 2 выполнена сквозная выемка 10, по меньшей мере, часть боковой поверхности которой выполнена выпуклой 15. На каждой боковой стороне выступа 5 ограничителей хода 4 имеется вогнутая поверхность 14, обращенная к прямому потоку крови 19, выполненная с возможностью взаимодействия с выпуклыми частями 15 выемки 10 соответствующей створки 2 при ее повороте из закрытого положения в открытое и обратно. По меньшей мере, часть поверхности обоих выступов 5 ограничителей хода 4, обращенная к прямому потоку крови 19, представляет собой часть цилиндрической поверхности, ось которой совпадает с осью поворота створок 17. Противоположные боковые поверхности сквозной выемки 10 имеют выпуклые части 15, выполненные с возможностью взаимодействия с углублениями 12, выполненными на противоположных боковых поверхностях выступов 5 ограничителей хода 4. Торцевая поверхность 7 корпуса 1, обращенная к обратному потоку крови 8, включает наклонные части 21, выполненные под углом к оси отверстия 3 корпуса 1, расположенные по обеим сторонам каждого выступа 5 ограничителей хода 4 и имеющие возможность взаимодействия с поверхностями створок 2, обращенных к прямому потоку крови 19 в их открытом положении. Углубления 12 выполнены в виде части вогнутой сферической поверхности 14, а взаимодействующие с ней части боковых поверхностей выемок 10 выполнены в виде части выпуклой сферической поверхности 15. Внутренняя поверхность 18 отверстия 3 кольцеобразного корпуса 1 выполнена в виде боковой поверхности кругового цилиндра и ограничена двумя плоскими торцами 20 и 7, обращенными к прямому 19 и обратному 8 потокам крови. На наружной поверхности корпуса 1 выполнена кольцевая канавка 24 для крепления пришивной манжеты (не показана). Корпус 1 и створки 2 выполнены из пиролитического углерода.The stoppers of the
Клапан работает следующим образом. Под действием возникшего прямого перепада давлений створки 2, взаимодействуя выпуклыми поверхностями 15 выемок 10 с соответствующими углублениями 12 выступов 5, поворачиваются относительно оси поворота 17 створок 2 из закрытого положения в открытое до контакта поверхностью створки 2, обращенной к восходящему 19 (прямому) потоку крови, с наклонной частью 21 торцевой поверхности 7 корпуса 1. При этом кровь течет в прямом направлении, центральная часть отверстия 3 корпуса 1 протеза свободно без искажения пропускает поток, который полностью омывает поверхности ограничителей 4 хода створок 2.The valve operates as follows. Under the action of the resulting direct pressure drop of the
Уменьшение толщины стенок корпуса 1 и расположение створок 2 вне зоны проходного отверстия 3 позволяют снизить потери энергии на протезе до минимума.Reducing the wall thickness of the
Выпуклые части 15 выемок 10 створок 2 размещены в углублениях 12 выступов 5, что надежно удерживает их при повороте и в открытом положении. При прекращении прямого потока и при появлении обратного перепада давлений на протезе створки 2, взаимодействуя выпуклыми поверхностями 15 выемок 10 с соответствующими углублениями 12 выступов 5, начинают поворачиваться и возвращаются в исходное положение до момента касания друг с другом поверхностями смыкания 11, взаимодействуя поверхностью створки, обращенной к восходящему (прямому) потоку крови, с торцом 7 корпуса 1 и выступами 6 ограничителя хода, перекрывая проходное отверстие протеза. В закрытом положении протеза прохождением ограниченного обратного потока крови через зазоры между выемками 10 створок 2 и выступами 5 корпуса 1 обеспечивается дополнительное омывание их взаимодействующих поверхностей.The
Работа трехстворчатого протеза (фиг.5-8) аналогична работе двухстворчатого. При этом створки 2 в начале цикла открытия и в конце цикла закрытия протеза дополнительно удерживаются взаимодействием опорных поверхностей 25 боковой поверхности 9 створок 2 с направляющими поверхностями 26 боковых сторон выступов 6, что увеличивает надежность функционирования протеза.The work of the tricuspid prosthesis (Fig.5-8) is similar to the work of the bicuspid. The
Конструкция искусственного клапана cepдца имеет следующие преимущества:The design of an artificial heart valve has the following advantages:
1. улучшено смывание элементов протеза струями прямого и обратного потоков крови,1. improved flushing of prosthetic elements with jets of forward and reverse blood flows,
2. обеспечена высокая эффективность проходного сечения клапана, практически не оказывается сопротивление потоку в открытом положении створок,2. high efficiency of the valve cross-section is ensured, there is practically no resistance to flow in the open position of the valves
3. исключено образование застойных зон за счет обмывания областей расположения ограничителей потока и упоров прямым и обратным потоком крови,3. the formation of stagnant zones due to washing the areas of the flow restrictors and stops with direct and reverse blood flow is excluded
4. значительно снижен фактор тромбообразования,4. significantly reduced thrombosis factor,
5. уменьшена толщина стенок корпуса,5. reduced wall thickness of the housing,
6. минимизированы потери энергии при работе протеза,6. minimized energy loss during the operation of the prosthesis,
7. обеспечена высокая надежность и долговечность протеза,7. high reliability and durability of the prosthesis is ensured,
8. обеспечена хорошая совместимость с естественными тканями.8. Ensured good compatibility with natural fabrics.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009101677/14A RU2405500C2 (en) | 2009-01-21 | 2009-01-21 | Heart valve prosthesis |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009101677/14A RU2405500C2 (en) | 2009-01-21 | 2009-01-21 | Heart valve prosthesis |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009101677A RU2009101677A (en) | 2010-07-27 |
RU2405500C2 true RU2405500C2 (en) | 2010-12-10 |
Family
ID=42697755
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009101677/14A RU2405500C2 (en) | 2009-01-21 | 2009-01-21 | Heart valve prosthesis |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2405500C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469680C2 (en) * | 2011-01-26 | 2012-12-20 | Денис Александрович Мельников | Cardiac valve prosthesis |
-
2009
- 2009-01-21 RU RU2009101677/14A patent/RU2405500C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
WО 2007/075121 А1, 05.07.2007. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469680C2 (en) * | 2011-01-26 | 2012-12-20 | Денис Александрович Мельников | Cardiac valve prosthesis |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009101677A (en) | 2010-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2302220C1 (en) | Heart valve prosthetic appliance | |
US11224506B2 (en) | Trileaflet mechanical prosthetic heart valve | |
US4692165A (en) | Heart valve | |
US5628791A (en) | Prosthetic trileaflet heart valve | |
US5078739A (en) | Bileaflet heart valve with external leaflets | |
RU2475212C2 (en) | Mechanical cardiac valve | |
US6645244B2 (en) | Mechanical heart valve prosthesis | |
US4822353A (en) | Heart valve | |
EA003523B1 (en) | A rotatable leaflet for a prosthetic heart valve and a prosthetic heart valve | |
EP3261583A1 (en) | Mechanical heart valve prosthesis for the right ventricle | |
RU2370245C2 (en) | Heart valve prosthesis | |
RU2477105C1 (en) | Prosthesis of heart valve | |
RU2405500C2 (en) | Heart valve prosthesis | |
RU2380060C2 (en) | Artificial valve | |
CA1245401A (en) | Heart valve | |
RU2405570C2 (en) | Prosthesis of heart valve | |
RU2580906C1 (en) | Full flow cardiac valve prosthesis | |
RU2469680C2 (en) | Cardiac valve prosthesis | |
RU178537U1 (en) | Heart valve prosthesis | |
CN109925094A (en) | Heart valve prosthesis | |
RU2398551C1 (en) | Heart valve prosthesis | |
RU2352294C1 (en) | Heart valve prosthesis | |
RU138632U1 (en) | PROSTHETIC HEART VALVE | |
RU181544U1 (en) | Mechanical artificial heart valve | |
SU1205905A1 (en) | Prosthesis of mitral valve of the heart |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120122 |