JP2000308652A - 輪形成人工器官 - Google Patents

輪形成人工器官

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JP2000308652A
JP2000308652A JP2000102807A JP2000102807A JP2000308652A JP 2000308652 A JP2000308652 A JP 2000308652A JP 2000102807 A JP2000102807 A JP 2000102807A JP 2000102807 A JP2000102807 A JP 2000102807A JP 2000308652 A JP2000308652 A JP 2000308652A
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ring
core
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annuloplasty
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JP2000102807A
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Wajih Maazouzi
ヴアジフ・マツツオウジ
Ralf Kaufmann
ラルフ・カウフマン
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Maquet Cardiopulmonary GmbH
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Jostra Medizintechnik AG
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    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/24—Heart valves ; Vascular valves, e.g. venous valves; Heart implants, e.g. passive devices for improving the function of the native valve or the heart muscle; Transmyocardial revascularisation [TMR] devices; Valves implantable in the body
    • A61F2/2442—Annuloplasty rings or inserts for correcting the valve shape; Implants for improving the function of a native heart valve
    • A61F2/2445—Annuloplasty rings in direct contact with the valve annulus
    • A61F2/2448—D-shaped rings
    • A—HUMAN NECESSITIES
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 その欠点を伴うことなく、可とう性の輪形成
リングの利点を示す、輪形成人工器官を提供する。 【解決手段】 リング（１）が、リング平面内において
セクタ的に異なった曲げ可とう性を備えたコア（１０）
を有する、開いた又はギャップを除いて閉じたリング
（１）の形の僧帽及び三尖の心臓弁のための輪形成人工
器官。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、開いた又はギャッ
プを除いて閉じたリングの形の僧帽及び三尖の心臓弁の
ための輪形成人工器官に関する。
【０００２】
【従来の技術】輪形成人工器官は、心臓弁機能不全の際
に、人工の心臓弁の移植のバイパスのために使用され
る。その際、輪形成人工器官の使用は、場合によっては
弁再構成、乳頭腱繊維の短縮又は転換、又は乳頭筋の短
縮と組合わせられる。
【０００３】房室の輪は、動的な構造であり、この構造
は、心臓サイクルの間に大きさ及び形の変化を受ける。
心収縮の間に、後続の輪収縮によってとくに僧帽弁の平
均輪直径は減少するが、一方先行する輪長さはほぼ変わ
らない。心収縮の先行する輪運動（心収縮先行運動、Ｓ
ＡＭ）が存在し、かつその上さらにあまりに大きな後続
弁縁膜が存在すると、左心室の吐出の障害（左心室吐出
系障害、ＬＶＯＴＯ）に至ることがある。
【０００４】輪形成的治療可能な機能不全には、とりわ
け相応する心房への僧帽又は三尖弁を通る血液の過剰に
高められた心収縮の逆流によって引起こされる非狭窄に
条件付けられた衝撃容積の損失が所属する。この機能不
全のために、弁脱出、左及び右心室の拡張、肺動脈の過
剰膨張又は左心室の弁発病のような、三尖弁の機能を害
する慢性の原因が存在する。これらの症候は、例えばリ
ューマチの発熱、冠の疾患、カルジフィジエルトの（ｋ
ａｌｚｉｆｉｚｉｅｒｔｅｎ）輪、マルファン症候群、
乳頭筋の誤動作及び狼そうによって引起こされる。しか
しこれらの機能不全に対して、乳頭筋繊維の破裂（粘液
腫、心内膜炎、トラウマ）及び乳頭筋の破裂（梗塞、ト
ラウマ）、及び弁縁膜の穿孔（心内膜炎）による弁脱出
のような緊急の原因も存在することがある。
【０００５】輪形成人工器官の移植による僧帽又は三尖
弁再構成の目的は、結局弁縁膜のできるだけ幅広い接合
面の提供、及び心収縮の間の組織の負担軽減、及び心拡
張の間の良好な血液（Ｈａｍｏ）運動である。このこと
は、拡張の修正及び／又は輪の変形、弁縁膜の変形され
た範囲の選択的な減少、及び繰返す拡張及び変形の予防
を含んでいる。従来剛体の又は可とう性の僧帽弁再構成
リング（カルペンティエル又はドゥランリンゲ）が利用
され、これらの僧帽弁再構成リングは、僧帽弁のリング
の減少を引起こし、かつそれにより高められた閉鎖可能
性に通じる。例えば米国特許第３６５６１８５号明細書
に開示されたような剛体の輪形成リングは、高い形状安
定性の点で優れている。可とう性の輪形成リングは、そ
れに対して周期的な変形能力の利点を有する。これら
は、高い構造的なねじり能力及びきわめてわずかな周膨
張能力を示す。このことは、房室の輪のはっきりした組
織負担軽減を保証する。コンピュータシミュレーション
及び３Ｄカルディオグラフ法による実際の測定は、すで
にそれより長く周知の剛体の輪形成リングに対してこれ
らの可とう性のリングの利点をはっきりと証明した。心
収縮の間に、ここでは圧力を加えられる全弁面積は、ほ
ぼ２５％だけ減少する（Ｋｕｎｚｅｌｍａｎｎ、Ｋ．
Ｓ．他：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｖｅｒｓｕｓ ｒｉｇｉｄ
ａｎｎｕｌｏｐｌａｓｔｙ ｆｏｒ ｍｉｔｒａｌ
ｖａｌｖｅ ａｎｎｕｌａｒ ｄｉｌａｔａｔｉｏｎ：
ａ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ．
ｊ．Ｈｅａｒｔ ｖａｌｖｅ Ｄｉｓ．１９９８；７，
１：１０８−１１６、及びＹａｍａｕｒａ、Ｙ．他：Ｔ
ｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｅｃｈｏｃａｒｄ
ｉｏｇｒａｐｈｉｃ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｃ
ｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃｓ
ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｔｒａｌ ａｎｎｕｌｕｓ ｉｎ
ｐａｔｉｅｎｔｓ ｆｉｔｔｅｄ ｗｉｔｈ ａｎ ａ
ｎｎｕｌｏｐｌａｓｔｙ ｒｉｎｇ．Ｊ．Ｈｅａｒｔ
Ｖａｌｖｅ Ｄｉｓ．１９９７；６，１．４３−４
７）。
【０００６】心拡張の心室充填のために、逆に完全に剛
体の輪形成リングの際よりも大きな房室の開き面積が、
したがってわずかな流入抵抗が利用できる。可とう性の
輪形成の移植によれば、ＳＡＭ症候群も、剛体のリング
の移植によるよりも著しくわずかな頻度で生じる。しか
し負担軽減しかつ停止した輪において行なわなければな
らない移植によれば、とりわけ接合面の範囲において、
弁縁膜の周期的な折畳み運動及び膨らみ運動に至ること
があることは、周長さにまで完全に可とう性の輪形成リ
ングにおいて不利である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、その
欠点を伴うことなく、可とう性の輪形成リングの利点を
示す、輪形成人工器官を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】課題は、開いた又は閉じ
たリングの形の僧帽及び三尖の心臓弁のための輪形成人
工器官によって解決され、この輪形成人工器官は、次の
ような特徴を有する。すなわちリングが、リング平面内
においてセクタ的に異なった曲げ可とう性を備えたコア
を有する。
【０００９】異なった可とう性の範囲を有する輪形成人
工器官は、ＰＣＴ第ＷＯ９７／１６１３５号明細書によ
り公知であるが、ここにおいて可とう性は、多かれ少な
かれ大幅に開いたリング形によって達成される。しかし
本発明による輪形成人工器官は、閉じたリングであって
も、開いたリングであってもよく、かつかつそれでもな
お所望の可とう性特性を有する。コアは、中央範囲−後
続の僧帽弁縁膜の範囲−において高い可とう性を有し、
かつ弁接合面の範囲において高い曲げ剛性を有する。こ
のことは、例えばコアが、その長さにわたって異なった
プロファイルを備えたセクタを有することによって達成
することができる。その際、異なったプロファイルは、
定常的又は非定常的に互いに移行していることができ
る。
【００１０】本発明による輪形成リングコアのセクタ的
なプロファイル化の機械的な変形特性により、周知の可
とう性輪形成リングの周期的な変形可能性と周知の剛体
の輪形成リングの良好な形状安定性とが組合わされる。
【００１１】コアが統一的な材料から製造されている
と、特別な利点が得られる。コアの破壊安全性は、この
時、接合されたコアにおけるよりもずっと容易に管理す
ることができる。コアのための材料として、とくに金属
又は合金、なるべくチタン合金が問題になる。その際、
コアは、丸又は多角形線材から製造することができる。
この時、コアの異なったプロファイルは、線材の冷間変
形によって製造することができる。線材の冷間変形によ
って、これは、熱間変形の際よりも高い粘性を受取る。
【００１２】線材は、少なくとも範囲毎に、大体におい
て長方形の横断面を有することができ、その際、横断面
の高さ及び幅は、線材の長さにわたって変化する。線材
をどの方向に平らにするかに応じて、リング面における
力作用に対する可とう性も変化する。コアが、輪形成リ
ングの半径方向にわずかな厚さだけを有する場合、リン
グ全体は、この範囲においてきわめて容易に曲げること
ができる。その逆にリング平面において平らにされたコ
アは、、コアの高い半径方向剛性に至るので、輪形成リ
ングは、これらの範囲においてわずかしか曲げることが
できない。プロファイル高さ対プロファイル幅の比を変
更することによって、変形されていないプロファイルに
対して４０％までのコアの面慣性モーメントの変化を達
成することができる。
【００１３】有利な構成において、コアは、生物学的に
適応する被覆、例えば拡張されたポリテトラフルオルエ
チレン（ｅＰＴＦＥ）からなるホースによって囲まれて
いることができる。コアと被覆の間に、例えばポリエス
テル編物からなるクッション層を配置することができ
る。
【００１４】リングが、リング平面から血液流通方向に
おいて前方へ、したがって心房の方向に湾曲している
と、別の利点が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に本発明による輪形成リングの
有利な構成を図面により詳細に説明する。
【００１６】図１によるＣ字型輪形成リング１は、対称
軸線２２を有し、この対称軸線は、最大のリング延びの
範囲を通って延びる軸線５に垂直に交差する。軸線５及
び対称軸線２２は、運動主面を固定している。輪形成リ
ング１は、心臓外科医による容易な位置決めのために、
その端部６、最大のリング延び７の位置、及び対称軸線
２２の交差位置８に、マークを備えている。これらのマ
ーク６、７、８は、例えば着色された撚られたポリエス
テル縫合材料から製造することができる。線１６は、輪
形成リングのニュートラル繊維の経過を表わしており、
かつ弾性形状変化の際に伸長を受けない。これは、輪形
成リング１のセクタの面慣性モーメントを計算するため
の幾何学的な基準量である。
【００１７】図２に、輪形成リング１が、主面から血液
流通方向に前方に、したがって心房の方向に凸状に変形
されていることが示される。図２における軸線９は、図
１による軸線５及び２２に直交しており、かつＺ方向に
向いており、このＺ方向に面慣性モーメントが関連す
る。
【００１８】図１によれば、リング１は、運動学的な主
面において異なった曲げ可とう性のセクタ２、３、４に
細分化されている。対称的に配置されたセクタ２内にお
いてリング１は、最大の剛性を有し、かつ範囲４におい
て最小の剛性を有する。セクタ３は、中間の剛性の範囲
である。異なった剛性は、リング１の内部に含まれたコ
ア１０によって達成され、このコアは、範囲２、３及び
４において異なったプロ０ファイルを有する。このこと
は、図３ないし５に示されている。コア１０は、その
際、丸い線材によって形成され、その際、図４による丸
い横断面形は、範囲３において変わらずに維持される。
【００１９】図３において、運動学的な主面における力
に抗するように補強された輪形成リング１のセクタ２
（図１）が、断面図で示されている。対称軸線１４ａ及
び１５ａは、軸線９に対し又は主面に対して平行に整列
されている。これらは、常にニュートラル繊維１６に対
して直交しており、かつこれに交差している。例えば
０．３５と１の間にあることができる輪形成リング１の
コア１０のコアプロファイル１０ａの高さＨ対幅Ｂの比
によって、図６に示すように、変形されていない丸形の
プロファイル１０ｂ（図４）に対して相対的に大きな面
慣性モーメントＩｚが生じる。それにより主面内に作用
する外部力に対して一層大きな剛性も得られる。図示し
た構成において、セクタ的にプロファイル化されたコア
線材１０は、拡張されたポリテトラフルオルエチレンか
らなるホースによって囲まれている。外側のｅＰＴＦＥ
被覆１１の下のクッション層１２として、ポリエステル
編物が使用できる。
【００２０】図４において、変形されていないコア横断
面を有するセクタ３における輪形成リング１が、断面図
で示されている。対称軸線１４ｂ及び１５ｂは、軸線９
（図２）に対して又は主面（図１）に対して平行に整列
されている。これらは、ニュートラル繊維１６に対して
も直交して延びており、かつこれに交差している。１の
コアプロファイル１０ｂの高さＨ対幅Ｂの比によって、
セクタ２におけるより小さな面慣性モーメントＩｚ（図
６）が生じ、したがって主面内に作用する外部力に対し
て小さな剛性が生じる。
【００２１】図５において、高い可とう性のセクタ４
（図１）における輪形成リング１が、断面図で示されて
いる。対称軸線１４ｃ及び１５ｃは、再び軸線９（図
２）に対してかつ主面に対して平行に整列されている。
これらは、同様にニュートラル繊維１６に対して直交し
て延びており、かつこれに交差している。ここではコア
プロファイル１０ｃは、例えば１ないし２．８６の範囲
の高さＨ対幅Ｂの大きな比を有し、それにより図４によ
る変形されていないプロファイル１０ｂに比較して、小
さな面慣性モーメント（Ｉｚ）が、したがって主面内に
作用する外部力に対して小さな剛性が生じる。
【００２２】図６において、１．２ｍｍの直径を有する
平らにされた丸コア線材の実施例において、高さ幅比Ｈ
／Ｂに関する軸線方向面慣性モーメント（Ｉｚ）の補間
された経過が示されている。補間は、丸線材の冷間変形
によって製造された３つの測定されたＨ／Ｂ比（図６に
よる線図における点２３、２４、２５参照）に基づいて
いる。
【００２３】セクタ３（図１及び４）における変形され
ていない丸線材に対して、Ｈ＝Ｂ＝コア直径であり、か
つＩｚは： ＩｚＫｒｅｉｓ＝０．０４９・Ｂ＊４ によって計算することができる（点２４）。
【００２４】セクタ２（図１及び３）におけるセクタ的
に補強されたコア線材に対して、最小の比Ｈ／Ｂ＝０．
３５が製造可能なので、Ｉｚは、良好な近似で： ＩｚＲｅｃｈｔｅｃｋ＝０．０８３・Ｈ・Ｂ＊３ によって示すことができる（点２３）。
【００２５】セクタ４（図１及び５）におけるセクタ的
に可とう性にされたコア線材に対して、最大の比Ｈ／Ｂ
＝２．８６が製造できるので、Ｉｚ（点２５）は、同様
に良好な近似で点２３のように計算することができる。
【００２６】丸線材から冷間変形された四角形線材への
幾何学的な横断面移行部を有する面慣性モーメントＩｚ
は、０．３５≦Ｈ／Ｂ≦２．８６に対して、かつ変形さ
れていない材料の１．２ｍｍの所定の線材直径に対し
て、一般的な補間式：Ｉｚ＝Ｄ・（−０．２１４＋０．
２２５・ｅ＊０．２８７・Ｈ／Ｂ）ｍｍ＊４によって計
算することができる（図６）。別の線材直径の際、見積
もられた指数関数のパラメータは、新たな支持点（２
３、２４、２５）によって新たに計算しなければならな
い。
【００２７】図７において、心拡張の間の僧帽弁１７の
輪における輪形成リング１が示されている。輪形成リン
グ１は、その移植の時点におけるように、主面において
力によって負荷をかけられておらず、かつ変形されてい
ないニュートラル繊維１６を有する。
【００２８】図８は、それに対して先行する２１及び後
続の２０心臓弁縁膜の心収縮の形への本発明による輪形
成リング１の僧帽構成の可とう性の製造を示しており、
かつこのようにして最適な接合線２６を可能にする。ニ
ュートラル繊維１６は、その新たな形１８に可とう性に
曲がっている。後続縁膜２０におけるセクタ４（図１）
が、最大の形状変化を受けている。輪形成リング１の最
大の剛性は、対向するセクタ２（図１）において接合線
２６の両方の端部における接合面の範囲にある。両方の
曲げ幅１９は、式： Δｓ＝λ・ｑ・ｌ＊４／（Ｅ・Ｉｚ） によって表わすことができ、その際、Ｅはコア材料の弾
性計数、ｑ（Ｉ）は組織から縫合を介してリングに及ぼ
される主面に作用する周方向負荷、ｌは軸線２２から見
たニュートラル繊維の長さ、かつλはニュートラル繊維
の幾何学的構造に依存する比例定数である。
【図面の簡単な説明】
【図１】開いた輪形成リングの主面における図である。
【図２】図１による輪形成リングを下から見た図であ
る。
【図３】図１による輪形成リングの線ＩＩＩ−ＩＩＩに
沿った断面図である。
【図４】図１による輪形成リングの線ＩＶ−ＩＶに沿っ
た断面図である。
【図５】図１による輪形成リングの線Ｖ−Ｖに沿った断
面図である。
【図６】比Ｈ／Ｂに関する軸線方向面慣性モーメントＩ
ｚの経過を示す図である。
【図７】心臓弁の心拡張の形における輪形成リングの図
１に相当する図である。
【図８】心臓弁の心収縮の形における輪形成リングの図
７に相当する図である。
【符号の説明】
１ リング ２ セクタ ３ セクタ ４ セクタ １０ コア １０ａ プロファイル １０ｂ プロファイル １０ｃ プロファイル １１ 被覆 １２ クッション層
フロントページの続き (72)発明者 ラルフ・カウフマン ドイツ連邦共和国ランゲンデインゲン・リ ングシユトラーセ13

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 開いた又はギャップを除いて閉じたリン
    グ（１）の形の僧帽及び三尖の心臓弁のための輪形成人
    工器官において、リング（１）が、リング平面内におい
    てセクタ的に異なった曲げ可とう性を備えたコア（１
    ０）を有することを特徴とする、輪形成人工器官。
  2. 【請求項２】 コアが、中央範囲（４）において高い曲
    げ可とう性を有し、かつ弁接合面の範囲においてリング
    平面内に高い曲げ剛性を有することを特徴とする、請求
    項１に記載の輪形成人工器官。
  3. 【請求項３】 コア（１０）が、その長さにわたって異
    なったプロファイルを備えたセクタ（２，３，４）を有
    することを特徴とする、請求項１又は２に記載の輪形成
    人工器官。
  4. 【請求項４】 異なったプロファイル（１０ａ，１０
    ｂ，１０ｃ）が、定常的又は非定常的に互いに移行して
    いることを特徴とする、請求項３に記載の輪形成人工器
    官。
  5. 【請求項５】 コア（１０）が統一的な材料から製造さ
    れていることを特徴とする、請求項１ないし４の１つに
    記載の輪形成人工器官。
  6. 【請求項６】 コアが（１０）が、金属又は合金、なる
    べくチタン合金から製造されていることを特徴とする、
    請求項５に記載の輪形成人工器官。
  7. 【請求項７】 コア（１０）が、丸又は多角形線材から
    製造されていることを特徴とする、請求項６に記載の輪
    形成人工器官。
  8. 【請求項８】 コア（１０）の異なったプロファイル
    （１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）が、線材の冷間変形によっ
    て製造されていることを特徴とする、請求項７に記載の
    輪形成人工器官。
  9. 【請求項９】 線材が、少なくとも範囲毎に、大体にお
    いて長方形の横断面（１０ａ，１０ｃ）を有し、その
    際、横断面の高さ（Ｈ）及び幅（Ｂ）が、線材の長さに
    わたって変化することを特徴とする、請求項７又は９に
    記載の輪形成人工器官。
  10. 【請求項１０】 コア（１０）が、生物学的に適応する
    被覆（１１）によって囲まれていることを特徴とする、
    請求項１ないし９の１つに記載の輪形成人工器官。
  11. 【請求項１１】 コア（１０）と被覆（１１）の間に、
    例えばポリエステル編物からなるクッション層（１２）
    が配置されていることを特徴とする、請求項１０に記載
    の輪形成人工器官。
  12. 【請求項１２】 リング（１）が、リング平面から血液
    流通方向において前方へ湾曲していることを特徴とす
    る、請求項１ないし１１の１つに記載の輪形成人工器
    官。
JP2000102807A 1999-03-09 2000-02-29 輪形成人工器官 Pending JP2000308652A (ja)

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DE19910233A DE19910233A1 (de) 1999-03-09 1999-03-09 Anuloplastieprothese
DE19910233.3 1999-03-09

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CN (1) CN1190175C (ja)
AT (1) ATE289186T1 (ja)
DE (2) DE19910233A1 (ja)

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