JPH01227754A - 人工心臓弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は心臓人工弁、詳しくは内部に少なくとも１つの
弁状閉鎖体を旋回可能に支持するバルブリングから成り
、該バルブリングの内面部が軸方向に滑らかに変化する
ノズル形状を有する心臓人工弁に関する。

（従来技術） 天然心臓弁は３尖弁または２尖弁型式のものであり、技
術的に言えば血液を一方向に流動せしめる一方、逆流を
阻止する逆止弁として機能するものである。天然心臓弁
を１尖弁または２尖弁か挿入された振り子型または傾斜
板型の機械的人工器官と置換した場合、各心口部に縫い
付けて固定したバルブリング内の弁状閉鎖体か「■圧ま
たは血液流により可動とされる。しかしながら、このよ
うな心臓人工弁を長期間使用しようとすれば、患者に抗
凝固薬の摂取または人工器官の交換を生涯課す等の重大
な問題点を生じる。すなわち、バルブリングまたは閉鎖
体の保持手段において血栓か形成される危険性があり、
その結果上記保持手段の運動および心臓人工弁の締まり
が損なわれることかある。さらに、身体組織か血液流動
領域内に成長することもある。

公知形状の心臓人工弁において、閉鎖体に対しシーリン
グアバツトメント面が形成されるように内部パルブリン
グ面に特に注意か払われた。このように、ハルブリング
の内面が閉鎖体の周面と同形とされ、閉鎖体の閉状態時
、拘束を不要とする良好なシーリングシートを得ること
かできる。このため、バルブリングの内面にしばしばア
バツトメントまたはツーリング端部か設けられる。英国
特許第１４４７８７１号明細書に、軸方向にノズル形状
か滑らかに変化する内面を有するハルブリングを開示し
ている。該内面は出口に向かって広かり、航空機翼型の
閉鎖体翼部か該内面と気密に接合するように形成されて
いる。内面の外形は双曲面とされるか、しかしながら該
内面は回転対称形ではない。流動方向に広がるハルブリ
ング流路から成るこの種の心臓人工弁は内面の中央領域
からすでに流動か乱れ、その結果、血液流に早期に渦か
形成せしめられるという危険にさらされている。流体は
天然心臓弁におけるように長距離にわたって流動しない
。ハルブリングにより生した環状渦巻により血液中に剪
断応力か発生し、よって該血液か損傷する。さらに、開
状態においてもまた、心臓人工弁はリングから放出され
る噴射流の強力な収縮により生しる比較的高い流体抵抗
をもたらす。

（発明の目的） 本発明の目的は内部に少なくとも１つの弁状閉鎖体を旋
回可能に支持するバルブリングから成り、該バルブリン
グの内面部が軸方向に滑らかに変化するノズル形状を有
する心臓人工弁を提供することにあり、該心臓人工弁に
おいて流体抵抗は低くかつ血液損傷および血栓形成の危
険性が軽減されたものである。

（問題点を解決する手段） 本発明はバルブリングの内面部を全長にわたって流動方
向に連続的に漸次収束せしめることにより上記問題点を
解決するものである。

本発明の心臓人工弁において、バルブリングの横断面積
が流動方向に連続的に減少し、その結果、壁部の近くで
内部リング面の外形に従って流れ曲線の密度が増大する
。したがってバルブリングを貫通する流体は確実に均質
かつ連続状とされる。

流体放出はバルブリングの長手軸と平行に行われ、該流
動は実質的な境界層もなくバルブリングの後方で相当な
長さにわたって連続している。故に、血液流における剪
断応力は血液が損傷しないように最小なものに低下する
。さらに、壁部境界層内の流動方向における速度を増大
することによって、ハルブリングでの血栓形成傾向か軽
減される。

閉鎖体がバルブリングと接続される接合点は血栓が形成
されやすい重要領域である。各閉鎖体か外方に次第に細
（なる２つの接続突出部を介してハルブリングの接続用
四部において支持され、各接続用凹部に少なくとも１つ
の流出溝が横断しかつその両端部で接続突出部用支持部
を形成することにより、血液は接続突出部の回りを一定
状態で流れ、その結果血液粒子が該接続突出部に付着す
ることを防止する。接続用凹部における接続突出部の支
持は面積的ではなく、血液流にさらされる点線または直
線接触領域により形成される。血液は比較的高速度で接
続部を流通し、その結果付着の危険性か低下する。

本発明は単一の閉鎖体を有する心臓人工弁に適用し得る
ばかりでなく、２尖弁人工器官または天然心臓弁のよう
に３つの閉鎖体を設けた人工器官にも良好に適用し得る
。

好ましくは、接合点を除（バルブリングの内面は軸対称
流を形成するように回転対称面とする。

心臓人工弁は血液を心臓から動脈系に押し出す大動脈弁
および肺動脈弁用に使用されるだけではなく、血液を動
脈から心臓に戻す僧帽弁および３尖弁用にも使用するこ
とができる。

（実施例） 以下に、本発明を添付図面を用いて更に詳細に説明する
。

第１図の心臓人工弁は実質的に円形断面形状を有するバ
ルブリング１０から成り、該バルブリング１０の周辺部
に心臓弁を体組織に固定する縫製リング１１を有する。

バルブリング１０において、弁状閉鎖体１２はリング軸
を横断して延びる軸１３の回りを旋回するように支持さ
れる。軸１３はリング軸から離間して配置され、閉鎖体
１２はバルブ軸１３により区分される大きさの異なる２
つの翼部１２ａおよび１２ｂを形成する。この手段によ
り、閉鎖体１２は矢印１４の方向に作用する血圧により
開とされる一方、逆流血圧により閉とされる。

バルブリング１０の内面部１０ａの直径は入口端部から
出口端部まで捩れることなく滑らかに変化し、内面部１
０ａはバルブリングの長手軸に向かって張り出すかまた
は湾曲する。入口部の断面ｅおよび出口部の断面ａは環
状である。軸受部を除いて、内面部１０ａはリング軸に
関し回転対称である。バルブリング１０の出口側端部に
おいて、内面部１０ａは鋭端部１０ｂで終わっている。

該内面部１０ａは流動方向に一定に減少しかつ閉鎖体１
２が開状態とされる場合、確実に滑らかでほぼ渦のない
噴射流とするような断面形状を有するノズル溝を形成し
ている。

Ａ、が入口部断面ｅの表面積であり、Ａ、が出口部断面
ａの表面積である場合、表面積比率Ａ’ａ：Ａａは０．
６４〜０．９０である。

出口部直径ｄ６および入口部直径ｄ、間の対応する直径
比率ｄａ：ｄｅは０．８０〜０９５である。出口部直径
ｄ６に対する高さｈの比率は０．２〜０．３である。

好ましくは、内面部１０ａの丸天井部は円弧状に形成す
る。出口端部において、内面部１０ａはリング軸と平行
に延びている、すなわち、出口部における内面部１０ａ
の接線はリング軸と平行である。

前記形状の内面部１０ａの形状により、矢印１４の方向
への血液流はバルブリング１０内で収束せしめられる一
方、バルブリング１０の下流で流れ曲線はほぼ平行に延
びており、このようにしてバルブリングより十分後方部
まで渦のない噴射流を生じる。境界渦の早期形成は鋭端
部１０ｂにより回避される。

第２図〜第８図において、閉鎖体１２の旋回軸１３に沿
って設けた２つの接続部のうち１つについて以下に説明
する。

閉鎖体１２の周辺面において、対向方向に延びている２
つの接続突出部１５がそれぞれバルブリングｌＯの内部
に形成された接続用凹部１６に突出する球形カップ形に
形成される。接続用凹部１６はバルブリング内に向かっ
て内面部１０ａから立上する２つの隆起部１７により横
方向に限定されでおり、該隆起部１７は（流動方向に見
て）まず雨降起部１７が集中する、すなわち両者間距離
が減少する入口領域、２番目に両者間距離がまず増大し
次いで再度減少する接続領域、および最後にそれらの相
互間距離が再度増大する出口領域を形成する（第２図）
。雨降起部１７間に実質的に流動方向に延びる流出溝１
８がある。第４図および第７図に示すように、接続突出
部１５の直径は該突出部１５が接続用凹部１６内に完全
に隠蔽できない程度の大きさであり、接続用凹部の両側
の隆起部１７に支持される。したがって、接続部１５の
円弧部と接続用凹部間に空間を形成して血液を流通せし
めるようにされる。各接続突出部１５は隆起部１７で横
方向に２点でのみ接合する一方、流出溝部１８を通して
血液が潅流される。ここでの血液速度は可成り高くて血
栓形成の可能性を抑制する。流出溝１８の収束入口部に
より、接続用凹部１６における血液速度が高まる一方、
分岐出口領域により流出溝１８からの血液は主血液流内
に再度完全に統合される。

第９図〜第１５図に示すもう１つの実施例において、両
院起部１７によって横方向に限定された流出溝１８は第
１実施例におけると同様の人口部から成る。その後方部
で流出溝１８はＹ字形とされて２つの枝部１８ａおよび
１８ｂを形成している。

接続用凹部１６は３つの隆起部１７．１７．１７ａによ
り包囲され、該３つの隆起部は接続突出部１５用の座ま
たはシートを形成しかつ互いに非常に近接せしめられて
おり、接続突出部１５は接続用凹部１６の底部まで入り
込むことかできない。この手段により、接続突出部１５
は変位に抗して接続部に保持されるとともに接続用凹部
と面接触することなく低摩擦力で容易に回転可能される
。他方、血液は閉鎖体１２のどのような状態においても
その周囲および後方部を流れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は心臓人工弁の長手方向断面図であり、第２図は
第１図の人工弁において軸受点および流出溝をより良く
示すために閉鎖体を設けていない心臓人工弁の長手方向
断面図であり、第３図は第２図の線Ａ−Ａ断面図であり
、第４図は第２図の線Ｂ−Ｂ断面図であり、第５図は第
２図の線Ｃ−Ｃ断面図であり、第６図は第２図の線Ｄ−
Ｄ断面図であり、第７図は第２図の線Ｅ−Ｅ断面図てあ
り、第８図は第２図の線Ｆ−Ｆ断面図であり、第９図は
変形軸受およびＹ字形流出溝を有するハルブリングを有
する第２図と類似の心臓人工弁の長手方向断面図であり
、 第１０図は第９図の線Ａ−Ａ断面図であり、第１１図は
第９図の線Ｂ−Ｂ断面図であり、第１２図は第９図の線
Ｃ−Ｃ断面図てあり、第１３図は第９図の線Ｉ）−Ｄ断
面図てあり、第１４図は第９図の線Ｅ−Ｅ断面図であり
、第１５図は第９図の線Ｆ−Ｆ断面図である。 １０　・心臓人工弁、１０ａ・人工弁の内面部、１０ｂ
　　人工弁の鋭端部、１１　縫製リング、１２　・閉鎖
体、１２ａおよび１２ｂ　　閉鎖体の翼部、１３　・旋
回軸、１５　接続突出部、 １６　接続用凹部、１７および１．７ａ・隆起部、１８
．１８ａおよび１８ｂ−・流出溝、ａ・・出口部断面、
ｅ・入口部断面。 特許出願人　ベー・ブラウン・メルズンケン・アクチェ
ン・ゲゼルシャフト 代理　人弁理士青　山　葆　はか１名 ０ａ ＦＩＧ、１０ ＦＩＧ、１１ ＦＩＧ、１２

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部に少なくとも１つの弁状閉鎖体を旋回可能に
   支持するバルブリングから成り、該バルブリングの内面
   部が軸方向に滑らかに変化するノズル形状を有する心臓
   人工弁において、上記バルブリングの内面部が全長にわ
   たって流動方向に連続的に漸次収束することを特徴とす
   る心臓人工弁。
2. （２）バルブリングの出口側端部において、その内面部
   がバルブリング軸と平行に流出せしめる鋭端部を有する
   特許請求の範囲第１項記載の心臓人工弁。
3. （３）各閉鎖体が外方に次第に細くなる２つの接続突出
   部を介してバルブリングの接続用凹部において支持され
   、各接続用凹部に少なくとも１つの流出溝が横断しかつ
   その両端部で接続突出部用支持部を形成する特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の心臓人工弁。
4. （４）各流出溝が両隆起部により限定され、接続突出部
   の支持領域における両隆起部間距離が両隆起部に接続突
   出部を支持し得る程度に小さくかつ該接続突出部と流出
   溝底部間に空間が存在するようにした特許請求の範囲第
   ３項記載の心臓人工弁。
5. （５）流動方向において、流出溝がＹ字形分岐部を形成
   し、支持領域か分岐点である特許請求の範囲第３項記載
   の心臓人工弁。