RU2525731C1 - Heart valve prosthesis - Google Patents
Heart valve prosthesis Download PDFInfo
- Publication number
- RU2525731C1 RU2525731C1 RU2013134609/14A RU2013134609A RU2525731C1 RU 2525731 C1 RU2525731 C1 RU 2525731C1 RU 2013134609/14 A RU2013134609/14 A RU 2013134609/14A RU 2013134609 A RU2013134609 A RU 2013134609A RU 2525731 C1 RU2525731 C1 RU 2525731C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sash
- prosthesis
- blood flow
- sections
- grooves
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Prostheses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицинской технике, в частности к протезам клапанов сердца, и может быть использовано в кардиохирургии для замены пораженных естественных клапанов сердца человека.The invention relates to medical equipment, in particular to prosthetic heart valves, 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 при закрытии запирающего элемента.The prosthetic valve of the heart is a check valve that provides a direct blood flow when the locking element is opened and prevents the backflow of blood when the locking element is closed.
При протезировании клапана сердца тромбоз протеза считается наиболее грозным и частым осложнением. Опасной зоной в отношении тромбообразования в створчатых протезах является место крепление створок к корпусу клапана. В этой зоне движение крови минимально, поэтому вероятность тромбообразования велика (ВНИИМИ. Научный обзор: «Протезирование клапанов сердца». Москва, 1971). На процесс тромбообразования существенное влияние оказывают отсутствие застойных зон при обтекании элементов протеза кровью, качество обработки поверхностей протеза, контактирующих с кровью, биосовместимость применяемых материалов, гемодинамические характеристики протеза и ряд других факторов.When prosthetics of the heart valve, prosthetic thrombosis is considered the most formidable and frequent complication. A dangerous area in relation to thrombosis in leaf prostheses is the place where the leaflets are attached to the valve body. In this zone, blood flow is minimal, so the likelihood of thrombosis is high (VNIIMI. Scientific review: "Prosthetics of the heart valves". Moscow, 1971). The process of thrombosis is significantly affected by the absence of stagnant zones during the flow of blood over prosthetic elements, the quality of processing of the surfaces of the prosthesis in contact with blood, the biocompatibility of the materials used, the hemodynamic characteristics of the prosthesis and a number of other factors.
Известен протез клапана сердца (Патент №0403649 В1 ЕР, МКИ A61F 2/24, заявл.: 14.12.88, опубл.: 15.12.95), содержащий кольцеобразный корпус с размещенными в нем створками, средство удержания створок в корпусе, выполненное в виде концентричного выступа на внутренней поверхности корпуса и пазов на боковых поверхностях створок, охватывающих этот выступ. Пазы образованы пересекающимися канавками с углом между ними, равным углу открытия створки. Все поверхности элементов этого протеза, контактирующие с потоком крови при работе протеза выполнены открытыми для обработки, что делает возможным получение высокой чистоты этих поверхностей. В то же время в конструкции этого протеза средство удержания створок в корпусе многофункционально и включает средство ограничения угла поворота створок. Такое исполнение не допускает больших зазоров между элементами шарнирных узлов, что снижает эффективность протекания крови по зазорам шарнирных узлов из-за высокого сопротивления, ухудшает промывку и может приводить к их тромбозу. Для повышения эффективности промывки шарнирных узлов в этой конструкции протеза предусмотрено принудительное вращение створок вокруг центральной оси корпуса в процессе их открытия, что требует дополнительных энергетических затрат и повышает градиент давления на клапане. Повышает градиент и наличие концентричного выступа на внутренней поверхности корпуса, кулачков на поверхностях створок со стороны обратного потока крови, уменьшающих проходное сечение протеза.Known prosthesis of a heart valve (Patent No. 0403649 B1 EP, MKI
Попытка снижения вероятности тромбообразования в шарнирных узлах протеза предпринята в протезе клапана сердца (Патент RU №2146906 С1, A61F 2/24 заявл.: 1998.12.29; опубл. 2000.03.27), содержащем кольцеобразный корпус с внутренней поверхностью и запирающий элемент в виде двух створок. Каждая створка имеет тыльную поверхность, обращенную к обратному потоку крови, фронтальную поверхность, обращенную к прямому потоку крови, поверхность смыкания створок в их закрытом положении и боковую поверхность. Створки посредством опор, расположенных на ее боковой поверхности, установлены в углублениях кольцеобразного корпуса. Углубления кольцеобразного корпуса имеют боковую цилиндрическую поверхность и плавно вогнутое дно. Кроме того, ограничители угла поворота створок выполнены в виде четырех выступов, расположенных на внутренних поверхностях торцевых выступов корпуса вне зоны шарнирных узлов.An attempt to reduce the likelihood of thrombosis in the articulated nodes of the prosthesis was made in the prosthesis of the heart valve (Patent RU No. 2146906 C1,
Преимуществами этого протеза является разделение функций удержания створок в корпусе и ограничения угла их поворота. Вынесение ограничителей угла поворота створок из зоны шарнирных узлов за пределы проходного сечения клапана способствует увеличению зазоров в шарнирных узлах, улучшает омываемость элементов протеза кровью и способствует повышению его гемодинамической эффективности. Форма углублений в корпусе и опор на створке позволяет придать зазорам в шарнирах щелевую U-образную форму, а наличие на опорах створок плоских участков обеспечивает постоянство сечения самих зазоров независимо от положения створки. Эти зазоры обладают меньшим гидравлическим сопротивлением, чем в выше описанном протезе, вследствие скругленных переходов одного участка зазора в другой, обеспечиваемых плавно вогнутым дном углубления в корпусе. Указанные технические решения реализованы в протезе клапана сердца «РОСКАРДИКС».The advantages of this prosthesis are the separation of the functions of holding the flaps in the body and limiting the angle of rotation. The removal of the limiters of the angle of rotation of the valves from the area of the hinge nodes beyond the passage section of the valve increases the gaps in the hinge nodes, improves the washing of the prosthesis elements with blood and helps to increase its hemodynamic efficiency. The shape of the recesses in the housing and the supports on the sash allows you to give a gap U-shaped to the gaps in the hinges, and the presence of flat sections on the supports of the sashes ensures a constant cross-section of the gaps themselves, regardless of the position of the sash. These gaps have less hydraulic resistance than in the prosthesis described above, due to the rounded transitions of one section of the gap to another, provided by a smoothly concave bottom of the recess in the body. The indicated technical solutions are implemented in the ROSKARDIKS heart valve prosthesis.
Но данный протез не лишен недостатков. Два участка щелевого зазора шарнирного узла перпендикулярны вектору скорости потока крови, что делает невозможным использование для промывки скоростного напора потока крови. При открытом положении клапана промывка шарнирных узлов по зазорам под действием статической составляющей полного давления малоэффективна. Геометрическая близость входного и выходного отверстия U-образной щели предполагает незначительный перепад давления между ними и низкую скорость кровотока по зазору. Основное смывание шарнирных узлов кровью в данном протезе осуществляется ограниченным потоком крови по U-образному щелевому зазору при закрытом клапане. Для аортальной позиции имплантации - в период диастолы сердца, для митральной позиции - в период систолы, то есть в те моменты, когда на закрытый клапан действует наибольший перепад давления крови. Обратный переток (объем регургитации) - объем жидкости, проходящий через искусственный клапан сердца в обратном направлении в течение цикла, является нормируемой величиной, устанавливаемой в технической документации (ГОСТ 26997-2002 «Клапаны сердца искусственные. Общие технические условия»). Этот показатель является комплексным. Он включает обратный переток через клапан при его закрытии, герметичность клапана в закрытом состоянии с учетом в том числе и ограниченного потока для промывки шарнирных узлов и растет с ростом посадочного диаметра клапана. Поэтому величина щелевых зазоров является ограниченной и не всегда эффективной для осуществления промывки шарнирных узлов ограниченным обратным потоком крови, особенно для протезов меньших размеров в размерном ряду протезов, какими являются клапаны для аортальной позиции имплантации. Площадь сечения зазоров, лимитированная нормированной величиной обратного перетока, не обеспечивая потребную циркуляцию крови, может способствовать тромбозу этого протеза и его отказу (Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН. Том 5 №11, ноябрь 2004, стр.34. Хабулава Г.Г., Шихвердиев Н.Н., Марченко С.П. «Отдаленные результаты использования механических протезов»).But this prosthesis is not without flaws. Two sections of the slotted gap of the hinge assembly are perpendicular to the blood flow velocity vector, which makes it impossible to use the blood flow for rinsing the velocity head. When the valve is in the open position, flushing the articulated units through the gaps under the action of the static component of the total pressure is ineffective. The geometric proximity of the inlet and outlet of the U-shaped slit suggests a slight pressure drop between them and a low blood flow velocity in the gap. The main flushing of the articulated nodes with blood in this prosthesis is carried out by a limited blood flow through the U-shaped crevice gap with the valve closed. For the aortic position of implantation - during the period of the diastole of the heart, for the mitral position - during the systole, that is, at those moments when the highest pressure drop in the closed valve acts. Reverse flow (regurgitation volume) - the volume of fluid passing through the artificial heart valve in the opposite direction during the cycle is the standardized value established in the technical documentation (GOST 26997-2002 "Artificial heart valves. General technical conditions"). This indicator is comprehensive. It includes a backflow through the valve when it is closed, tightness of the valve in the closed state, taking into account, inter alia, a limited flow for flushing the hinge assemblies, and grows with an increase in the diameter of the valve. Therefore, the size of the gap gaps is limited and not always effective for flushing the hinge nodes with a limited reverse blood flow, especially for smaller prostheses in the size range of prostheses, such as valves for the aortic position of implantation. The cross-sectional area of the gaps, limited by the normalized value of the backflow, not providing the required blood circulation, can contribute to thrombosis of this prosthesis and its failure (Bulletin of the Central Scientific and Practical Center named after AN Bakulev RAMS.
Известный протез клапана сердца (Патент №5354330 США, НКИ 623/2, МКИ А61 2/24, заявл. 16.09.93, опубл. 11.10.94), выбранный в качестве прототипа, выполнен в виде кольцеобразного корпуса с внутренней поверхностью, определяющей проходное сечение протеза и образованной цилиндрическими участками, двумя противолежащими и параллельными друг другу плоскими участками. Запирающий элемент состоит из двух створок, каждая из которых имеет фронтальную и тыльную поверхности, обращенные соответственно к прямому и обратному потокам крови. По периметру каждая створка ограничена боковой поверхностью, содержащей цилиндрический и два противолежащих плоских параллельных друг другу участка, выполненных с возможностью взаимодействия с соответствующими участками внутренней поверхности корпуса, и поверхностью смыкания с другой створкой в их закрытом положении. Средство удержания створок в корпусе представляет собой две пары противолежащих выступающих опорных сферических сегментов на плоских противолежащих участках внутренней поверхности корпуса, а ответные элементы расположены на плоских участках боковой поверхности створок и выполнены в виде вогнутых поверхностей, охватывающих сферические сегменты корпуса. Средство ограничения угла поворота створок из закрытого положения в открытое и обратно состоит из упоров. Упоры расположены на плоских участках внутренней поверхности корпуса, примыкают к опорным сферическим сегментам и выполнены с возможностью взаимодействия своими опорными поверхностями с фронтальными и тыльными поверхностями створок в их открытом или закрытом положениях.Known prosthetic heart valve (US Patent No. 5354330, NKI 623/2, MKI A61 2/24, application. 16.09.93, publ. 11.10.94), selected as a prototype, made in the form of an annular body with an inner surface that defines the passage section of the prosthesis and formed by cylindrical sections, two opposite and parallel to each other flat sections. The locking element consists of two valves, each of which has a frontal and a dorsal surface, facing the forward and reverse blood flows, respectively. Along the perimeter, each leaf is bounded by a lateral surface containing a cylindrical and two opposite flat sections parallel to each other, made with the possibility of interaction with the corresponding sections of the inner surface of the body, and the surface of the junction with the other leaf in their closed position. The casement holding means in the casing are two pairs of opposing protruding supporting spherical segments on flat opposite sections of the inner surface of the casing, and the response elements are located on flat sections of the side surface of the cusps and are made in the form of concave surfaces covering the spherical segments of the casing. The means for limiting the angle of rotation of the wings from the closed position to the open and vice versa consists of stops. The stops are located on flat areas of the inner surface of the housing, adjacent to the supporting spherical segments and are made with the possibility of interaction of their supporting surfaces with the front and rear surfaces of the flaps in their open or closed positions.
Выполнение средства удержания створок в корпусе протеза, при котором поверхности сферических сегментов корпуса направляют поток крови в зону зазора, позволяет осуществлять промывку зазоров в опорах как прямым, так и обратным потоком крови и снижает вероятность тромбоза шарнирных узлов, повышая надежность протеза.The implementation of the means of holding the valves in the prosthesis body, in which the surfaces of the spherical segments of the body direct the blood flow to the gap zone, allows washing the gaps in the supports with both direct and reverse blood flow and reduces the likelihood of thrombosis of the hinge nodes, increasing the reliability of the prosthesis.
Упоры средства ограничения угла поворота створок, имея развитые опорные поверхности, контактирующие с фронтальными и тыльными поверхностями створок в их открытом или закрытом положениях, позволяют снизить механические напряжения в местах контакта со створками, также повышая надежность протеза.Stops means for restricting the angle of rotation of the flaps, having developed supporting surfaces in contact with the front and rear surfaces of the flaps in their open or closed positions, can reduce mechanical stresses in contact with the flaps, also increasing the reliability of the prosthesis.
Но данный протез не лишен недостатков. Расположение средства удержания створок в корпусе и средства ограничения угла поворота створок внутри кольцеобразного корпуса повышает гидравлическое сопротивление протеза потоку крови (повышает градиент давления). На величину градиента давления существенное значение оказывает и угол открытия створок. Минимальный градиент возможен при угле открытия створок в положение, при котором они параллельны оси корпуса протеза. Но такое положение створок является неустойчивым и не позволяет стабильно переходить из открытого положения створок в закрытое. К недостаткам протеза следует отнести отсутствие технических средств, обеспечивающих стабильное выведение створок из этого неустойчивого положения, что ограничивает увеличение угла открытия и уменьшение градиента давления протеза. Тромборезистентность протеза клапана сердца зависит от качества обработки поверхностей, контактирующих с потоком крови. Поверхности элементов протеза должны быть доступны для проведения отделочных технологических операций и последующего контроля качества этих поверхностей. Наиболее отвечающими этим требованиям являются открытые сквозные поверхности. В рассматриваемом протезе этим требованиям не отвечают места сопряжения упоров средства ограничения угла поворота створок с опорными сферическими сегментами средства удержания створок в корпусе, что не гарантирует высокой чистоты этих поверхностей, а их расположение в зоне малых скоростей кровотока (в пристеночной зоне) может явиться причиной тромбоза протеза.But this prosthesis is not without flaws. The location of the leaflet retaining means in the body and the means for limiting the angle of rotation of the leaflets inside the annular body increases the hydraulic resistance of the prosthesis to blood flow (increases the pressure gradient). The angle of opening of the valves is also significant for the magnitude of the pressure gradient. The minimum gradient is possible with the angle of opening of the valves in a position in which they are parallel to the axis of the prosthesis body. But this position of the wings is unstable and does not allow to move stably from the open position of the wings to the closed. The disadvantages of the prosthesis include the lack of technical means ensuring stable removal of the valves from this unstable position, which limits the increase in the opening angle and the decrease in the pressure gradient of the prosthesis. Thrombotic resistance of a prosthetic heart valve depends on the quality of the treatment of surfaces in contact with the blood stream. The surfaces of the prosthesis elements should be available for finishing technological operations and subsequent quality control of these surfaces. The most suitable for these requirements are open through surfaces. In the prosthesis under consideration, these points do not meet the mating points of the stoppers for restricting the angle of rotation of the valves with the support spherical segments of the means for holding the valves in the body, which does not guarantee high purity of these surfaces, and their location in the zone of low blood flow velocities (in the parietal zone) can cause thrombosis prosthesis.
Задачами предлагаемого изобретения являются повышение надежности протеза клапана сердца путем снижения вероятности его тромбоза, а также повышение гидродинамических характеристик посредством снижения градиента давления крови на протезе. Поставленные задачи могут быть решены, если в известном протезе клапана сердца, содержащем кольцеобразный корпус с внутренней поверхностью, определяющей проходное сечение протеза и образованной цилиндрическими участками, двумя противолежащими и параллельными друг другу плоскими участками, запирающий элемент, состоящий, по меньшей мере, из двух створок, каждая из которых имеет фронтальную и тыльную поверхности, обращенные соответственно к прямому и обратному потокам крови, боковую поверхность, содержащую цилиндрический и два противолежащих плоских параллельных друг другу участка, выполненную с возможностью взаимодействия с соответствующими участками внутренней поверхности корпуса, поверхность смыкания с другой створкой в их закрытом положении, средство удержания в корпусе каждой створки, выполненное в виде двух пар сопрягаемых между собой элементов, одни из которых расположены на противолежащих плоских участках внутренней поверхности корпуса, вторые - на плоских участках боковой поверхности створки, выступы, отходящие от плоских участков внутренней поверхности корпуса с возможностью взаимодействия с элементами створок в их открытом и закрытом положениях, противолежащие плоские участки корпуса выполнены на дополнительных стойках, размещенных на торцевой поверхности корпуса, обращенной к прямому потоку крови, с расположенными на этих плоских участках и направленными внутрь корпуса выступами, каждый из которых ограничен со стороны обратного потока крови двумя симметрично расположенными наклонными плоскостями, перпендикулярными противолежащим плоским участкам стоек, со стороны внутренней поверхности корпуса - плоскостями, параллельными этим участкам, а со стороны прямого потока крови - торцевой поверхностью, общей с торцевой поверхностью стоек, элементы средства удержания в корпусе каждой створки выполнены в виде сквозных пазов на плоских участках боковой поверхности створки, перпендикулярно этим участкам, причем боковые поверхности пазов ограничены выпуклыми внутрь паза участками цилиндрической поверхности с диаметром цилиндра, равным толщине створки, а ответные элементы средства удержания створок, охватываемые этими пазами, расположены на выступах стоек корпуса и ограничены со стороны обратного потока крови наклонными плоскостями выступа, со стороны прямого потока крови - донными поверхностями двух сквозных пазов, пересекающих торцевые поверхности выступов стоек перпендикулярно их противолежащим параллельным плоскостям, причем одна боковая сторона каждого паза совпадает с тыльной поверхностью створки в ее закрытом положении, другая боковая сторона - с фронтальной поверхностью створки в ее открытом положении, донная поверхность паза ограничена вогнутой со стороны прямого потока крови цилиндрической поверхностью с диаметром цилиндра, равным толщине створки, с плавным переходом к боковым поверхностям паза, а каждая из наклонных плоскостей выступов является касательной к цилиндрической боковой, наиболее удаленной от поверхности смыкания поверхности паза створки в ее открытом и закрытом положении, причем расстояние между донными поверхностями пазов на створке меньше расстояния между выступами на стойках на величину гарантированного зазора. А также фронтальная и тыльная поверхности каждой створки в сечении, перпендикулярном их плоским параллельным участкам боковой поверхности, ограничены параллельными между собой цилиндрическими поверхностями, выполненными с плавным переходом к плоским участкам вдоль параллельных участков боковой поверхности створки шириной не менее глубины пазов на створках, причем выпуклость створок направлена от центральной оси протеза в открытом положении створок.The objectives of the invention are to increase the reliability of the prosthesis of the heart valve by reducing the likelihood of thrombosis, as well as increasing the hydrodynamic characteristics by reducing the gradient of blood pressure on the prosthesis. The tasks can be solved if, in a known prosthesis of the heart valve, containing an annular body with an inner surface that defines the bore of the prosthesis and formed by cylindrical sections, two opposite and parallel to each other flat sections, a locking element consisting of at least two wings , each of which has a frontal and back surfaces, facing the direct and reverse blood flows, respectively, a side surface containing a cylindrical and two counter hedging flat sections parallel to each other, made with the possibility of interaction with the corresponding sections of the inner surface of the body, the surface of contact with the other leaf in their closed position, the means of retention in the body of each leaf, made in the form of two pairs of mating elements, one of which are located on opposite flat sections of the inner surface of the body, the second on the flat sections of the side surface of the sash, protrusions extending from the flat sections of the inner surface the case with the possibility of interaction with the elements of the valves in their open and closed positions, opposite flat sections of the body are made on additional racks located on the end surface of the body facing the direct blood flow, with protrusions located on these flat sections and directed inward of the body, each of which limited from the side of the return blood flow by two symmetrically located inclined planes perpendicular to the opposite flat sections of the racks, from the side of the inner the surface of the body - planes parallel to these sections, and on the side of the direct blood flow - the end surface common with the end surface of the racks, the elements of the retention means in the body of each leaf are made in the form of through grooves in the flat sections of the side surface of the leaf, perpendicular to these sections, and the side the surface of the grooves is limited by portions of the cylindrical surface convex into the groove with a cylinder diameter equal to the thickness of the sash, and the response elements of the sash retention means covered by this grooves are located on the protrusions of the uprights of the body and are limited on the reverse blood flow by the inclined planes of the protrusion, on the side of the direct blood flow, by the bottom surfaces of two through grooves intersecting the end surfaces of the protrusions of the racks perpendicular to their opposite parallel planes, with one side of each groove coinciding with the back the sash surface in its closed position, the other side with the front surface of the sash in its open position, the bottom surface of the groove is limited a cylindrical surface concave from the side of the direct blood flow with a cylinder diameter equal to the thickness of the leaflet, with a smooth transition to the lateral surfaces of the groove, and each of the inclined planes of the protrusions is tangent to the cylindrical lateral, most remote from the contact surface of the groove of the leaflet in its open and closed position and the distance between the bottom surfaces of the grooves on the sash is less than the distance between the protrusions on the uprights by the amount of the guaranteed clearance. As well as the front and back surfaces of each leaf in a section perpendicular to their flat parallel sections of the side surface, they are bounded by parallel cylindrical surfaces made with a smooth transition to flat sections along parallel sections of the side surface of the wing with a width not less than the depth of the grooves on the wings, directed from the central axis of the prosthesis in the open position of the valves.
Отличительными признаками заявляемого технического решения являются:Distinctive features of the proposed technical solution are:
а) противолежащие плоские участки корпуса выполнены на дополнительных стойках, размещенных на торцевой поверхности корпуса, обращенной к прямому потоку крови;a) the opposite flat sections of the body are made on additional racks located on the end surface of the body facing the direct blood flow;
б) выступы расположены на плоских участках корпуса, направлены внутрь корпуса;b) the protrusions are located on flat sections of the housing, directed into the housing;
в) каждый выступ ограничен со стороны обратного потока крови двумя симметрично расположенными наклонными плоскостями, перпендикулярными противолежащим плоским участкам стоек, со стороны внутренней поверхности корпуса - плоскостями, параллельными этим участкам, а со стороны прямого потока крови - торцевой поверхностью, общей с торцевой поверхностью стоек;c) each protrusion is limited on the side of the reverse blood flow by two symmetrically located inclined planes perpendicular to the opposite flat sections of the racks, on the side of the inner surface of the body - planes parallel to these sections, and on the side of the direct blood flow - the end surface common with the end surface of the racks;
г) элементы средства удержания в корпусе каждой створки выполнены в виде сквозных пазов на плоских участках боковой поверхности створки перпендикулярно этим участкам;g) the elements of the means of retention in the body of each leaf are made in the form of through grooves in flat sections of the side surface of the leaf perpendicular to these sections;
д) боковые поверхности пазов ограничены выпуклыми внутрь паза участками цилиндрической поверхности с диаметром цилиндра, равным толщине створки;e) the lateral surfaces of the grooves are limited by portions of the cylindrical surface convex into the groove with a cylinder diameter equal to the thickness of the sash;
е) ответные элементы средства удержания створок, охватываемые этими пазами, расположены на выступах стоек корпуса;e) the response elements of the means of holding the wings, covered by these grooves, are located on the protrusions of the struts of the housing;
ж) ответные элементы средства удержания створок ограничены со стороны обратного потока крови наклонными плоскостями выступа, со стороны прямого потока крови - донными поверхностями двух сквозных пазов, пересекающих торцевые поверхности выступов стоек перпендикулярно их противолежащим параллельным плоскостям;g) the response elements of the valve retaining means are limited on the side of the return blood flow by the inclined planes of the protrusion, on the side of the direct blood flow, by the bottom surfaces of two through grooves intersecting the end surfaces of the protrusions of the racks perpendicular to their opposite parallel planes;
з) одна боковая сторона каждого паза совпадает с тыльной поверхностью створки в ее закрытом положении, другая боковая сторона - с фронтальной поверхностью створки в ее открытом положении, донная поверхность паза ограничена вогнутой со стороны прямого потока крови цилиндрической поверхностью с диаметром цилиндра, равным толщине створки, с плавным переходом к боковым поверхностям паза;h) one side of each groove coincides with the back surface of the leaflet in its closed position, the other side side with the frontal surface of the leaf in its open position, the bottom surface of the groove is bounded by a cylindrical surface concave from the side of the direct blood flow with a cylinder diameter equal to the thickness of the leaf, with a smooth transition to the side surfaces of the groove;
и) каждая наклонная плоскость выступов является касательной к цилиндрической боковой, наиболее удаленной от поверхности смыкания с другой створкой, поверхности паза створки в ее открытом и закрытом положении;i) each inclined plane of the protrusions is tangent to the cylindrical lateral, farthest from the surface of joining with the other leaf, the surface of the groove of the leaf in its open and closed position;
к) расстояние между донными поверхностями пазов на створке меньше расстояния между выступами на стойках на величину гарантированного зазора;j) the distance between the bottom surfaces of the grooves on the sash is less than the distance between the protrusions on the uprights by the amount of the guaranteed clearance;
л) фронтальная и тыльная поверхности каждой створки в сечении, перпендикулярном их плоским параллельным участкам боковой поверхности, ограничены параллельными между собой цилиндрическими поверхностями, выполненными с плавным переходом к плоским участкам вдоль параллельных участков боковой поверхности створки шириной не менее глубины пазов на створках, причем выпуклость створок направлена от центральной оси протеза в открытом положении створок.k) the front and back surfaces of each leaf in a section perpendicular to their flat parallel sections of the side surface are bounded by parallel cylindrical surfaces made with a smooth transition to flat sections along parallel sections of the side surface of the wing with a width not less than the depth of the grooves on the wings, directed from the central axis of the prosthesis in the open position of the valves.
Эти отличительные признаки обеспечивают соответствие заявляемого технического решения критерию «новизна».These distinctive features ensure compliance of the claimed technical solution to the criterion of "novelty."
Снабжение корпуса протеза дополнительными стойками, размещенными на торцевой поверхности корпуса, обращенной к прямому потоку крови; размещение на этих стойках выступов, направленных внутрь корпуса; ограничение каждого выступа двумя симметрично расположенными наклонными плоскостями, перпендикулярными противолежащим плоским участкам стоек, со стороны внутренней поверхности корпуса - плоскостями, параллельными этим участкам, а со стороны прямого потока крови - торцевой поверхностью, общей с торцевой поверхностью стоек, позволяет вынести элементы средства удержания створок в корпусе и упоров для ограничения угла поворота створок из внутренней полости кольцеобразного корпуса на его торцевую поверхность, снизить сопротивление кровотоку через протез (уменьшить градиент давления).Supply of the prosthesis body with additional racks located on the end surface of the body facing the direct blood flow; placement on these racks of protrusions directed into the body; the restriction of each protrusion to two symmetrically located inclined planes perpendicular to the opposite flat sections of the uprights, from the side of the inner surface of the body to planes parallel to these sections, and from the side of the direct blood flow to the end surface common with the end surface of the uprights, allows the elements of the sash retention means to case and stops to limit the angle of rotation of the valves from the inner cavity of the annular body to its end surface, reduce the resistance to otoku through the prosthesis (reduce the pressure gradient).
Выполнение элементов средства удержания в корпусе каждой створки в виде сквозных пазов на плоских участках боковой поверхности створки перпендикулярно этим участкам позволяет осуществить омывание шарнирных узлов как прямым, так обратным током крови через протез, а также и ограниченным током крови при закрытом протезе, предотвращая тромбоз. Выполнение пазов сквозными обеспечивает возможность получения поверхностей высокого класса чистоты, гарантирует контроль их качества, что является одним из способов предотвращения тромбоза протеза, а ограничение боковых поверхностей пазов на створке выпуклыми внутрь паза участками цилиндрической поверхности с диаметром цилиндра, равным толщине створки, позволяет снизить сопротивление потоку крови через зазоры шарнирного узла, улучшая его омывание, снижает величину сил трения при перемещении створки из открытого положения в закрытое, снижая этим градиент давления на протезе.The implementation of the elements of the holding means in the case of each sash in the form of through grooves on the flat sections of the side surface of the leaf perpendicular to these sections allows washing the hinge nodes with both direct and reverse blood flow through the prosthesis, as well as with a limited blood flow when the prosthesis is closed, preventing thrombosis. Performing end-to-end grooves makes it possible to obtain high-quality surfaces, guarantees their quality control, which is one way to prevent prosthesis thrombosis, and limiting the lateral surfaces of grooves on the leaf to sections of a cylindrical surface convex into the groove with a cylinder diameter equal to the thickness of the leaf allows reducing flow resistance blood through the gaps of the hinge assembly, improving its washing, reduces the amount of friction when moving the sash from the open position to the closed e, thereby reducing the pressure gradient on the prosthesis.
Расположение принадлежащих корпусу протеза элементов средства удержания створок на выступах стоек корпуса, ограниченных со стороны обратного потока крови наклонными плоскостями выступа, со стороны прямого потока крови - донными поверхностями двух сквозных пазов, пересекающих торцевые поверхности выступов стоек перпендикулярно их противолежащим параллельным плоскостям позволяет надежно закрепить створку в корпусе протеза.The arrangement of the elements of the sash retaining means belonging to the prosthesis body on the protrusions of the racks of the casing, limited on the side of the return blood flow by the inclined planes of the protrusion, on the side of the direct blood flow - by the bottom surfaces of two through grooves intersecting the end surfaces of the protrusions of the racks perpendicular to their opposite parallel planes allows the sash to be securely fixed in prosthesis body.
Выполнение боковых сторон каждого паза, при котором одна его боковая сторона совпадает с тыльной поверхностью створки в ее закрытом положении, а другая боковая сторона - с фронтальной поверхностью створки в ее открытом положении позволяет строго ограничивать ее угол открытия, а выполнение донной поверхности паза вогнутой со стороны прямого потока крови в виде цилиндрической поверхности с диаметром цилиндра, равным толщине створки, с плавным переходом к боковым поверхностям паза обеспечивает хорошую омываемость шарнирных узлов и плавный поворот створок из закрытого положения в открытое и обратно, снижая вероятность тромбоза.The execution of the sides of each groove, in which one of its sides coincides with the back surface of the sash in its closed position and the other side with the front surface of the sash in its open position, allows strictly restricting its opening angle, and the execution of the bottom surface of the groove is concave from the side direct blood flow in the form of a cylindrical surface with a cylinder diameter equal to the thickness of the leaflet, with a smooth transition to the side surfaces of the groove provides good washability of the hinge nodes and smoothly d wings rotate from a closed position to an open and back, decreasing the likelihood of thrombosis.
Выполнение наклонных плоскостей как касательных к цилиндрическим боковым, наиболее удаленным от поверхности смыкания с другой створкой поверхностям паза створки в ее открытом и закрытом положении обеспечивает ее смывание как прямым, так и обратным током крови. Кроме того, обеспечивается возможность выведения створки из крайнего открытого положения, при котором створка может располагаться параллельно центральной оси протеза («мертвого положения»), создавая силовую реакцию на створку от действия потока крови. Возможность такого открытия створки существенно снижает градиент давления на протезе, повышая его гидродинамическую эффективность.The execution of inclined planes as tangent to the cylindrical lateral, most remote from the surface of the sash with the other sash surfaces of the groove of the sash in its open and closed position ensures its washing off both direct and reverse blood flow. In addition, it is possible to remove the leaflet from the extreme open position, in which the leaflet can be parallel to the central axis of the prosthesis ("dead position"), creating a force reaction to the leaflet from the action of blood flow. The possibility of such a sash opening significantly reduces the pressure gradient on the prosthesis, increasing its hydrodynamic efficiency.
Выполнение расстояния между донными поверхностями пазов на створке меньшим расстояния между выступами на стойках на величину гарантированного зазора позволяет осуществлять эффективное смывание зазоров шарнирного узла как прямым так и обратным патоками крови через протез, а также ограниченным потоком при закрытом протезе.Performing a distance between the bottom surfaces of the grooves on the sash less than the distance between the protrusions on the uprights by the amount of the guaranteed gap allows for effective washing of the gaps of the hinge assembly with both direct and reverse molasses through the prosthesis, as well as with a limited flow with the prosthesis closed.
Ограничение фронтальной и тыльной поверхностей створки в сечении, перпендикулярном плоским параллельным участкам боковой поверхности створки, параллельными между собой цилиндрическими поверхностями, выполнение плавного перехода этих поверхностей к плоским с шириной не менее глубины пазов на створках участкам, расположенным вдоль параллельных участков боковой поверхности створки, придание створкам выпуклости в направлении от центральной оси протеза в открытом положении створок, позволяет освободить для прохода крови центральную зону проходного сечения протеза, снижая градиент давления на протезе.Limiting the front and back surfaces of the sash in a cross section perpendicular to parallel sections of the side surface of the sash parallel to each other by cylindrical surfaces, performing a smooth transition of these surfaces to flat sections with a width not less than the depth of the grooves on the sashes along parallel sections of the side surface of the sash, giving the sashes bulges in the direction from the central axis of the prosthesis in the open position of the valves, allows you to free the central passage for blood passage the passage of the prosthesis, reducing the pressure gradient on the prosthesis.
Отраженные особенности изобретения представляют его отличия от прототипа и обуславливают новизну предложения.The reflected features of the invention represent its differences from the prototype and determine the novelty of the proposal.
Указанные отличия являются существенными, поскольку они обеспечивают достижение технического результата, отраженного в технической задаче, и отсутствуют в известных технических решениях с тем же эффектом.These differences are significant because they ensure the achievement of a technical result, reflected in the technical task, and are absent in the known technical solutions with the same effect.
Заявленное техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлены осевое сечение вида спереди протеза в закрытом положении и его вид сверху в проекционной связи; на фиг.2 - аналогичное изображение протеза в его открытом положении; на фиг.3 - осевое сечение вида спереди протеза в закрытом положении и его вид сверху в проекционной связи с выпуклыми створками; на фиг.4 - аналогичное изображение протеза в его открытом положении; на фиг.5 - осевое сечение вида спереди корпуса протеза и его вид сверху в проекционной связи, а также сечение А-А по пазу на выступе корпуса; на фиг.6 - вид спереди и вид сверху створки при ее плоском исполнении, а также увеличенное изображение элемента ее боковой поверхности; на фиг.7 - вид спереди и вид сверху створки при ее другом исполнении, местный вид по стрелке со стороны поверхности смыкания и увеличенный фрагмент ее боковой поверхности, на фиг.8 - схема действия сил, выводящих створку протеза из крайнего «мертвого» положения при максимальном угле открытия створки.The claimed technical solution is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows an axial section of a front view of a prosthesis in a closed position and its top view in a projection connection; figure 2 is a similar image of the prosthesis in its open position; figure 3 is an axial section of a front view of the prosthesis in the closed position and its top view in projection connection with convex sashes; figure 4 is a similar image of the prosthesis in its open position; figure 5 is an axial section of a front view of the prosthesis body and its top view in projection communication, as well as section AA along the groove on the protrusion of the body; Fig.6 is a front view and a top view of the sash when it is flat, as well as an enlarged image of an element of its side surface; Fig.7 is a front view and a top view of the sash with its other design, a local view along the arrow from the side of the closure surface and an enlarged fragment of its lateral surface, Fig.8 is a diagram of the action of the forces that remove the prosthesis sash from the extreme "dead" position when maximum opening angle of the sash.
Протез клапана сердца содержит корпус 1 с внутренней поверхностью 2 и центральной осью 3. Корпус 1 снабжен стойками 4, расположенными на торцевой 5 поверхности корпуса 1 со стороны прямого потока крови I. Запирающий элемент состоит из двух поворотных створок 6, ограниченных со стороны прямого I и обратного II потоков крови фронтальными 7 и тыльными 8 поверхностями. По периметру створки ограничены боковой поверхностью 9 и поверхностью смыкания 10. Боковая поверхность 9 створки 6 состоит из цилиндрического участка 11, двух параллельных плоских участков 12. На участках 12 перпендикулярно им выполнены сквозные пазы 13, ограниченные донной поверхностью 14 и боковыми поверхностями - выпуклыми внутрь паза участками цилиндрической поверхности 15 с диаметром цилиндра, равным толщине створки 6. Донные поверхности 14 пазов 13 сворки 6 отстоят друг от друга на расстоянии l (эль). Внутренние поверхности стоек 4 ограничены противолежащими плоскими параллельными между собой участками 16. Со стороны прямого потока крови I стойки 4 ограничены торцевой поверхностью 17. На участках 16 стоек 4 расположены выступы 18. Со стороны прямого потока крови I выступы 18 ограничены торцевой поверхностью, совпадающей с поверхностью 17. Выступы 18 ограничены со стороны обратного потока крови II наклонными плоскостями 19, со стороны прямого потока крови I поверхностями двух сквозных пазов 20, пересекающих торцевые поверхности 17 перпендикулярно противолежащим параллельным плоскостям 21, ограничивающим выступы 18 со стороны внутренней поверхности корпуса 1. Одна боковая сторона 22 каждого паза 20 совпадает с тыльной поверхностью 8 створки в ее закрытом положении, а другая боковая сторона 23 каждого паза 20 совпадает с фронтальной поверхностью 7 створки в ее открытом положении. Донная поверхность каждого паза 20 выполнена вогнутой со стороны прямого потока крови I с диаметром цилиндрической поверхности, равным толщине створки 6, с плавным переходом к боковым поверхностям 22 и 23 паза 20. Положение наклонной плоскости 19 определяется из условия ее касания наиболее удаленной от поверхности смыкания боковой поверхностью паза 15 створки 6 в открытом и закрытом положении створки. Противолежащие параллельные плоскости 21 выступов 18 отстоят друг от друга на расстоянии L. Расстояние между противолежащими параллельными плоскостями 21 выступов 18 и расстояние между донными поверхностями 14 пазов 13 сворки 6 связаны соотношением: L-l=Δ,The heart valve prosthesis comprises a
где L - расстояние между противолежащими параллельными плоскостями 21 выступов 18,where L is the distance between opposite
l - расстояние между донными поверхностями 14 пазов 13 сворки 6,l is the distance between the bottom surfaces 14 of the
Δ - гарантированный зазор.Δ - guaranteed clearance.
По другому исполнению створки 6 выполнены в сечении, перпендикулярном плоским параллельным участкам 12 боковой поверхности 9, выпуклыми, с выпуклостью в направлении от центральной оси 3 в открытом положении створок 6. В этом исполнении фронтальная 7 и тыльная 8 поверхности створок ограничены параллельными между собой цилиндрическими поверхностями, плавно переходящими к плоским участкам этих поверхностей 23.According to another embodiment, the
Протез клапана закрепляется в сердце с помощью шовной манжеты, устанавливаемой на наружной поверхности корпуса. В заявляемом техническом решении манжета не описывается, т.к. она известна в данной области техники.The valve prosthesis is fixed to the heart with a suture cuff mounted on the outer surface of the body. In the claimed technical solution, the cuff is not described, because she is known in the art.
Протез работает следующим образом.The prosthesis works as follows.
В исходном закрытом положении протеза створки 6 соприкасаются между собой поверхностями смыкания 10, цилиндрический участок 11 боковой поверхности 9 каждой створки находится в контакте с внутренней цилиндрической поверхностью 2 корпуса 1, плоские участки 12 боковой поверхности 9 створок контактируют с противолежащими плоскими параллельными между собой участками 16 стоек 4, донные поверхности 14 пазов 13 на створке 6 сообщаются с противолежащими параллельными плоскостями 21 выступов 18, боковые поверхности 15 пазов 14 створок 6, наиболее приближенные к поверхности смыкания 10, сообщаются с донными поверхностями пазов 20, а наиболее удаленные от поверхности смыкания 10 боковые поверхности 15 пазов 14 створок 6 контактируют наклонными плоскостями 19, створки 6 своими тыльными поверхностями 8 опираются на боковые поверхности 22 пазов 20.In the initial closed position of the prosthesis, the
Когда величина давления со стороны ее прямого потока становится больше величины давления со стороны обратного потока, начинается открытие клапана. Створки 6 поворачиваются вокруг осей поворота, совпадающих с осями цилиндрических донных поверхностей пазов 20 на выступах 18. При повороте створок 6 наиболее удаленные от поверхности смыкания 10 боковые поверхности 15 ее пазов 13 отходят от наклонных плоскостей 19, что способствует их омыванию, а также смыванию пазов на створках. Поворот створок заканчивается, когда их фронтальные поверхности 7 достигнут боковых сторон 23 сквозных пазов 20, а наиболее удаленные от поверхности смыкания 10 боковые поверхности 15 пазов 13 вступят в контакт с наклонными плоскостями 19. Этим достигается заданный угол открытия створок 6. После окончания поворота створок клапан открыт и пропускает прямой поток крови. В заявляемом техническом решении угол открытия створки (угол между открытой створкой и центральной осью 3) может выбираться из диапазона от 0° до 3°. Критерием для выбора угла открытия створки является нормированная величина обратного перетока (объема крови со стороны ее обратного потока), пропускаемого протезом при его закрытии и в закрытом состоянии в течение одного цикла работы протеза.When the pressure value from the side of its direct flow becomes greater than the pressure value from the backflow side, the valve begins to open.
Когда величина давления крови со стороны ее обратного потока становится больше величины давления со стороны прямого потока, начинается закрытие клапана. Створки 6 поворачиваются вокруг мгновенных осей поворота, совпадающих с образующими наиболее удаленных от поверхности смыкания 10 цилиндрических боковых поверхностей 15 пазов 13, и одновременно перемещаются вдоль наклонных плоскостей 19. Во время движения створок 6 наиболее приближенные к поверхности смыкания 10 цилиндрические боковые поверхности 15 пазов 13 отрываются от донных поверхностей пазов 20, что способствует омыванию этих поверхностей кровью. Закрытие клапана заканчивается, когда створки 6 соприкасаются между собой поверхностями смыкания 10, цилиндрический участок 11 боковой поверхности 9 каждой створки вступает в контакт с внутренней цилиндрической поверхностью 2 корпуса 1, наиболее приближенные к поверхности смыкания 10 цилиндрические боковые поверхности 15 пазов 13 опираются на донные поверхности пазов 20, а тыльные поверхности 8 створок опираются на боковые поверхности 22 пазов 20.When the blood pressure from the side of its reverse flow becomes greater than the pressure from the direct flow side, the valve closes. The
При угле открытия створки 0° (Фиг.8) створка выводится из «мертвого» положения под действием момента, создаваемого парой сил M(P, Rx) с плечом, равным c,When the opening angle of the sash is 0 ° (Fig. 8), the sash is brought out of its “dead" position under the action of a moment created by a pair of forces M (P, R x ) with a shoulder equal to c,
где P - равнодействующая обратного потока крови, действующая на створку и направленная вдоль срединной поверхности створки (поверхность, проведенная через середину толщины створки),where P is the resultant backflow of blood acting on the leaflet and directed along the median surface of the leaflet (surface drawn through the middle of the thickness of the leaflet),
Rx, Ry - составляющие опорной реакции R со стороны наклонной плоскости выступа 19, действующие вдоль створки 6 и вдоль наклонной плоскости соответственно.R x , R y - components of the support reaction R from the side of the inclined plane of the
Когда клапан закрыт, происходит смывание его элементов ограниченным обратным потоком крови по зазорам.When the valve is closed, its elements are washed off by a limited backflow of blood through the gaps.
Предлагаемое техническое решение позволяет повысить надежность протеза клапана сердца посредством снижения вероятности его тромбоза, а также повысить его гидродинамические характеристики за счет снижения градиента давления крови на протезе и предполагает улучшение непосредственных и отдаленных результатов протезирования.The proposed technical solution allows to increase the reliability of the heart valve prosthesis by reducing the likelihood of its thrombosis, and also to increase its hydrodynamic characteristics by reducing the blood pressure gradient on the prosthesis and involves improving the immediate and long-term results of prosthetics.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013134609/14A RU2525731C1 (en) | 2013-07-23 | 2013-07-23 | Heart valve prosthesis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013134609/14A RU2525731C1 (en) | 2013-07-23 | 2013-07-23 | Heart valve prosthesis |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2525731C1 true RU2525731C1 (en) | 2014-08-20 |
Family
ID=51384610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013134609/14A RU2525731C1 (en) | 2013-07-23 | 2013-07-23 | Heart valve prosthesis |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2525731C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU1767723C (en) * | 1990-08-14 | 1995-01-27 | Кирово-Чепецкий химический комбинат | Artificial heart valve |
| EP0542828B1 (en) * | 1990-08-09 | 1996-02-14 | OLIN, Christian | Heart valve prosthesis |
| RU2173969C2 (en) * | 1998-06-24 | 2001-09-27 | ОАО "Кирово-Чепецкий химический комбинат им. Б.П. Константинова" | Cardiac valve prosthesis |
-
2013
- 2013-07-23 RU RU2013134609/14A patent/RU2525731C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0542828B1 (en) * | 1990-08-09 | 1996-02-14 | OLIN, Christian | Heart valve prosthesis |
| RU1767723C (en) * | 1990-08-14 | 1995-01-27 | Кирово-Чепецкий химический комбинат | Artificial heart valve |
| RU2173969C2 (en) * | 1998-06-24 | 2001-09-27 | ОАО "Кирово-Чепецкий химический комбинат им. Б.П. Константинова" | Cardiac valve prosthesis |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| US 5354330 11.09.1994 . * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10413400B2 (en) | Mechanical heart valve prosthesis for the right ventricle | |
| US5919226A (en) | Mechanical heart valve prosthesis | |
| RU2373900C1 (en) | Heart valve prosthesis | |
| RU2130760C1 (en) | Bicuspid heart valve prosthesis | |
| AU733842B2 (en) | Trileaflet heart valve | |
| WO2007075121A1 (en) | Heart valve prosthesis | |
| US5137532A (en) | Prosthetic heart valve | |
| RU2525731C1 (en) | Heart valve prosthesis | |
| RU2477105C1 (en) | Prosthesis of heart valve | |
| RU2352294C1 (en) | Heart valve prosthesis | |
| RU2370245C2 (en) | Heart valve prosthesis | |
| RU2580906C1 (en) | Full flow cardiac valve prosthesis | |
| US11819402B2 (en) | Apex bileaflet mechanical valve | |
| JPS6185940A (en) | Artificial valve for heart | |
| RU2113191C1 (en) | Heart valve prosthesis | |
| RU2380060C2 (en) | Artificial valve | |
| US5236451A (en) | Prosthetic heart valve | |
| RU138632U1 (en) | PROSTHETIC HEART VALVE | |
| RU2146906C1 (en) | Cardiac valve prosthesis | |
| RU178537U1 (en) | Heart valve prosthesis | |
| RU2398551C1 (en) | Heart valve prosthesis | |
| RU2157674C1 (en) | Artificial heart valve | |
| RU2469680C2 (en) | Cardiac valve prosthesis | |
| RU2563228C1 (en) | Heart valve prosthesis | |
| RU2803004C1 (en) | Prosthetic heart valve |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160724 |