DE2819089C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Herzventilprothese nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Ventilprothese ist aus J. thorac cardiovasc. S. urg. 42 (1961, S. 683 ff) bekannt. Die dortige Lehre ging davon aus, daß der Einsatz von flexiblem Kunststoff für die Ventilprothese einen Bruch des Scharniers verhindert, indem die Bewegungsabläufe über mehrere Scharniere verteilt wer­ den. Es stellte sich jedoch dann heraus, daß die Flexibi­ lität des Ventilsitzes die auf das Scharnier wirkende Be­ lastung nicht entlastet.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Ventilprothese derart zu verbessern, daß sie die Klappenbelastung elastisch auf den Ventilsitz überträgt und in einem ausreichenden Maße abfängt, so daß Scharnierbrüche mit der erforderlichen Sicherheit verhindert werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Ventilprothese gelöst. Von besonderer erfindungsgemäßer Bedeutung ist also die Tatsache, daß die Klappe im Bereich der Ventilöffnung aus einer starren Platte besteht, wodurch die mechanische Belastung, die durch die unterschiedlichen Strömungsmitteldrücke auf beiden Seiten der Ventilprothese wirken, im geschlossenen Zustand nicht auf die Scharnier­ verbindung wirkt. Die starre, blattartige Platte weist einen flexiblen Kunststoffüberzug auf, der im geraden D- Randbereich mit dem Ventilsitz verbunden ist, wodurch die Flexibilität der Kunststoffscharnierverbindung gewährleistet ist. Der natürliche Ventilsitz bei der Mitral-Klappe hat eine ähnliche Gestalt; die gewählte Gestalt der erfindungsgemäßen Ventilprothese macht es besonders geeignet zum Einsatz in der linken Ventrikel. Da der D-förmige Ventilsitz einen geraden Abschnitt besitzt, kann man eine sehr lange Kunststoff-Scharnierverbindung zwischen der Klappe und dem Sitz vorsehen und so eine gute Befestigung der Klappe erreichen, obwohl die Scharnierverbindung selbst flexibel ist.

Die ganze Klappe ist mit einer Schicht aus flexiblem und blutverträglichem Werkstoff bedeckt, um so sowohl die Dichtlippe als auch das eigentliche Scharnier zu bilden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung als Mitral-Klappe ist die starre Platte schwach kalottenförmig gestaltet, so daß dessen gegenüberliegenden Oberflächen konvex bzw. konkav sind, wobei die konvexe Fläche dem Sitz zuweist und die konkave Fläche vom Sitz weg. Wenn man eine solche Ventil­ prothese anstelle der großen Klappe des natürlichen Mitral- "Ventiles" einsetzt, bewirkt diese kalottenförmige Gestal­ tung der Klappe Fließbilder des Blutes, die den normalen und natürlichen Verhältnissen weitgehend entsprechen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der ringförmige Ventilsitz mehrteilig aufgebaut und weist zunächst ein inneres flexibles Rohrelement auf, welches durch ein dünnes steifes Bauelement, z. B. einen Draht, in der gewünschten D-förmigen Ringgestalt gehalten wird. Der ganze Sitz ist zweckmäßig mit einem Gewebe oder Gewirk umgeben. Das Rohr und das Gewebe bzw. Gewirk gestatten ein schnelles und sicheres Einnähen des Sitzes anstelle des natürlichen Ventilsitzes.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung an Ausführungsbeispielen erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in Draufsicht eine Ventilprothese nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 1;

Fig. 3 und 4 stark schematisiert die Ventilprothese nach den Fig. 1 und 2 im eingebauten Zustand offen bzw. geschlossen; und

Fig. 5 in Teilquerschnitt ähnlich Fig. 2 eine andere Ausgestaltung einiger Teile.

Die Ventilprothese ist im ganzen mit 10 bezeichnet und besteht aus einem ringförmigen Ventil-Sitz 11 und einer Klappe 12.

Der ringförmige Ventilsitz 11 hat im ganzen in Draufsicht etwa die Gestalt eines D. Ein entsprechend gestalteter Metalldraht 13 liegt innerhalb eines Rohres oder Schlauches 14 aus flexiblem Kunststoff und wird im Inneren des ringförmigen Schlauches mittels eines Strumpfes 15 aus Gewebe gehalten. Der Metall-Draht 13 liegt dabei radial innerhalb des D-förmig gebogenen Schlauches 14; die inneren Teile des Gewebes 15 sind - siehe Fig. 2 und 5 - mit einem flüssigkeitsdichten Belag 16 versehen.

Für den Metall-Draht 13 hat sich rostfreier Stahl bewährt; das Rohr bzw. der Schlauch 14 können aus Silikongummi bestehen und der Strumpf 15 aus einem gestrickten Polyestergewirk, dessen Enden zusammengenäht sind. Der Belag 16 kann Polyurethan sein.

Die Klappe 12 selbst besteht aus einem starren Blech oder Platte 17 mit im wesentlichen der Gestalt des ringförmigen Ventilsitzes 11, aber kleineren Abmessungen, wie man ohne weiteres aus Fig. 1 und 2 sieht, so daß der freie Rand der Klappe 12 auf dem Ring, d. h. dem Ventil-Sitz 11 nur dann aufliegt, wenn die Klappe 12 auf einer Seite des Ringes angebracht ist, wie Fig. 2 zeigt. Die Platte 17 ist - siehe wieder Fig. 2 - schwach kalottenförmig gestaltet, so daß eine konvexe Oberfläche 18 und eine konkave Oberfläche 19 entsteht, wobei die konvexe Ober-Fläche 18 zum Ventil-Sitz 11 hinweist. Die Platte 17 ist ferner an seinem übrigen freien Randbereich gewellt gestaltet, wie die gewellte Linie in Fig. 1 zeigt. Die Platte 17 ist weiterhin vollständig mit einem flexiblen und flüssigkeitsdichten Werkstoff-Kunststoff-Überzug 21 überzogen, der über den übrigen freien Randbereich der Platte 17 vorsteht und so an dem geraden D-Randbereich der Klappe eine Scharnierverbindung 22 und an dem übrigen Randbereich der Platte 17 eine flexible Dichtlippe 23 im Bereich des gewellten Randes des Bleches bildet. Die Scharnierverbindung 22 befindet sich im Bereich des geraden D-Randbereichs des Ventilsitzes 11, um so eine Klappe mit Ventil-Sitz zu bilden, wobei die konvexe Oberfläche 18 der Klappe auf den Ring zuweist, bzw. mit seinem Rand auf dem Ring aufliegt.

Die Platte 17 besteht zweckmäßig aus Edelstahl und der Überzug der Platte aus Polyurethan, wobei die Platte 17 eine Anzahl von Löchern 24 aufweist, um den Überzug durch diese Löcher hindurch auf den beiden Seiten der Platte fest zu verankern.

Die Fig. 3 und 4 zeigen die beschriebene Klappe mit Ventil-Sitz an ihrem Einpflanzungsort als "Einlaßventil" in Form eines Rückschlagventiles, d. h. der Mitral-Klappe am Eingang der linken Ventrikel 30, wobei wieder erkennbar ist, daß die konkave Fläche der Klappe in die Ventrikel 30 hineinweist. Die Geometrie und die Anordnung der Klappe sind also so gewählt, daß sich die Ventilprothese weit bei der Diastole öffnet. Die Öffnungsstellung nach eine Schwenkbewegung von etwa 90° der Klappe wird durch einen Wirbel bestimmt, der sich hinter der Klappe beim Füllen der Ventrikel ergibt. Es hat sich gezeigt, daß diese Wirbelbildung durch die Kulottenform der Klappe gefördert wird. Die Klappe geht dann wieder in die Schließstellung durch die verbundenen Wirkungen des Wirbels und des Druckgradienten aufgrund des sich verlangsamenden Blutflusses durch die Ventilprothese. Die Ventilprothese ist nahezu geschlossen bevor die ventrikulare Systole einsetzt, wodurch Blut unter Öffnung der Aortenklappe 50 in die Aorta 40 eintritt; ein unerwünschter Rückfluß durch die Ventilprothese ist vernachlässigbar gering.

Man erkennt ohne weiteres, daß die soeben beschriebene Arbeitsweise der Ventilprothese genau dem Arbeiten der natürlichen Mitral-Klappe entspricht.

Die weiter oben beschriebene Gestalt und der Aufbau des ringförmigen Ventil-Sitzes eignet sich besonders gut zum Einnähen der äußeren Ringteile in den Herzmuskel. Der aus Gewirk bestehende Strumpf 15 gestattet ein Einwachsen von Gewebe, während der flüssigkeitsdichte Belag 16 den Ventil-Sitz frei von Gewebe hält.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Erfindung keineswegs auf die soweit beschriebenen Ausführungsformen und die diesbezüglichen Anwendungsfälle beschränkt ist. Vielmehr gestattet die Erfindung durch geringfügige zusätzliche Merkmale auch einen weiteren Einsatz, wie im Folgenden erläutert werden wird:

Es kann manchmal zweckmäßig sein, am Rand der Klappe ein kleines Lecken zu gestatten, um auf diese Weise eine Thrombosenbildung und ein übermäßiges Gewebe­ wachstum im Bereich zwischen dem Scharnier und dem eigentlichen Ventilsitz zu verhindern. Zu diesem Zweck können z. B. mehrere quer verlaufende Schlitze gemäß den gestrichelten Linien 25 vorgesehen sein. Eine andere Ausgestaltung für diesen Zweck besteht darin, die Scharnierverbindung 22 etwa gemäß Fig. 5 mindestens in den beiden Endbereichen und/oder die Dichtlippe 23 im Bereich der Enden der Scharnierverbindung kurvenförmig vorzuformen, so daß von dem Ring das eigent­ liche Scharnierteil absteht, wie dies bei 26 in Fig. 5 dargestellt ist. Bei einer solchen Gestaltung wird erreicht, daß die übrigen Randbereiche der Klappe vor dem Bereich der Scharnierverbindung schließen, wenn die Fließkraft mit dem Beginn der Ventrikular-Systole größer wird, wobei die letzte Phase des Schließens - siehe Fig. 5 - eine tunnelartige Öffnung im Bereich der Scharnierverbindung offen läßt, durch welche Blut mit großer Strömungsgeschwindigkeit hindurch schießt und so die Scharnierverbindung im Bereich des Ventil-Sitzes reinigt oder freispült. Zweckmäßig gibt man der Klappe im Bereich der Scharnierverbindung über die ganze Länge die Gestalt gemäß Fig. 5.

Eine weitere Modifikation der Erfindung befaßt sich mit der Blutverträglichkeit der Ventilprothese. In einem solchen Falle wird das flüssigkeitsdichte Material des Bezuges 16 seinerseits mit einem porösen Material überzogen, um hier das Aufwachsen einer dünnen Gewebe­ schicht zu bewirken; ähnlich geht man bei der Außen­ abdeckung der eigentlichen Klappe vor. In diesem Falle hat sich gezeigt, daß die Porengröße eines porösen Überzuges wichtig für die Bestimmung der Dicke von aufwachsendem Gewebe ist; eine Porengröße von etwa 10 Mikrometern hat sich als zweckmäßig erwiesen. Desweiteren können die Ventiloberflächen mit hydro­ philem Material überzogen werden und ebenso kann man hydrophobe Werkstoffe als Überzugsmaterial für die Flächen vorsehen. In Fig. 5 sind solche zusätzlichen Überzüge bei 27 angedeutet.

Claims (6)

1. Herzventilprothese mit einem versteiften ring­ förmigen Ventilsitz in D-Form, der die Ventilöffnung aus­ bildet und einer Klappe sowie einer flexiblen Kunststoff- Scharnierverbindung, die den Ventilsitz mit der Klappe entlang des geraden D-Randbereiches verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (12) im Bereich der Ventilöffnung aus einer starren Platte (17) besteht, die mit einem flexib­ len Kunststoff-Überzug (21) versehen ist, der im geraden D-Randbereich mit dem Ventilsitz (11) verbunden ist und die flexible Kunststoff-Scharnierverbindung darstellt und im übrigen Randbereich eine flexible Dichtlippe (23) bildet.

2. Prothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der übrige Rand-Bereich der starren Platte (17) gewellt ausgebildet ist.

3. Prothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die starre Platte (17) Löcher (24) aufweist.

4. Prothese nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die starre Platte (17) kalottenförmig gestaltet ist und mit ihrer konvexen Seite auf den Ventilsitz (11) zuweist.

5. Prothese nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Scharnierver­ bindung und die Dichtlippe (23) kurvenförmig gestaltet sind.

6. Prothese nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Scharnierverbindung mehrere durchgehende Querschlitze (25) aufweist.