JPH01227755A

JPH01227755A - 人工心臓弁

Info

Publication number: JPH01227755A
Application number: JP4851388A
Authority: JP
Inventors: Nock Martin; マルチン・ノック; Roar Helmut; ヘルムート・ロール; Rau Guenter; ギュンター・ラウ
Original assignee: B Braun Melsungen AG
Current assignee: B Braun Melsungen AG
Priority date: 1988-02-29
Filing date: 1988-02-29
Publication date: 1989-09-11
Anticipated expiration: 2012-10-22
Also published as: JP2664706B2

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、詳しくはその内部で横断方向に
延びかつリング軸から離間した旋回軸に旋回可能に閉鎖
体を支持したバルブリングから成り、該旋回軸と垂直な
面に延びる閉鎖体の骨格線が湾曲している心臓人工弁に
関する。

（従来技術）天然心臓１弁は３尖弁、または２尖弁タイプのものてあ
り、技術的に言えば血液を単一方向に流動せしめる一方
、その逆流を阻止する逆止弁として機能する。天然心臓
弁か単尖弁または２尖弁を挿入した振り子型または傾斜
ディスク型の機械的人工器官で置換されると、そこでは
各心口部に縫い（＝１けて固定されたバルブリング内の
弁状閉鎖体か血圧または血液流により運動させられる。

しかしながら、このような心臓人工弁を長期間使用する
となると、患者に抗凝血薬の摂取または当該人工器官の
交換を生涯課す等の重大な問題か生しる。

公知の１尖弁型心臓人工弁において、閉鎖体は平面状も
しくは湾曲状弁または航空機翼を形成した形体から形成
される。

その内部で横断方向に延びかつリング軸から離間した旋
回軸に旋回可能に閉鎖体を支持したバルブリングから成
り、該旋回軸と垂直な面に延びる閉鎖体の骨格線か湾曲
している心臓人工弁（西ドイツ特許公報第２７５３１２
９号）は湾曲した閉鎖体から形成される。即ち、該閉鎖
体は旋回軸を横断して延ひる骨格線を主流動方向に偏向
せしめて開口角度の拡大化を図ったものである。

完全に開位置にある場合、流体は十分な開モーメントを
発生ずるために片側に偏向せしめ、該開モーメントによ
り実質的に流動方向を変化Ｖしめて閉鎖体をアバツトメ
ントこのことは、１尖弁型人工弁に共通した欠点である。こ
のため、大きな開口角度とするための主要条件として、
閉鎖体により強力な流動偏向を生起させることか要求さ
れる。大動脈弁を取り替えた場合、得られる流動形態は
非生理学的である。その結果、圧力損失か比較的高くか
つ上行大動脈における止水域か広範囲なものとなる。流
体の乱れか強力であり、また主流動位相において、噴射
境界部から生じる渦巻体か不規則的に浮動するので、流
体は非常に動揺して不安定となる。大動脈洞の上方部に
おいて、片側に停滞部分を形成して大動脈壁を圧迫する
。

（発明の目的）本発明の目的は開位置において大動脈壁に向かう血液流
の偏向をあまり強く引き起こさずに有効量モーメントか
十分に大きくなるように改良した＝３− 心臓人工弁、特にその内部で横断方向に延びかつリング
軸から離間した旋回軸に旋回可能に閉鎖体を支持したバ
ルブリングから成り、該旋回軸と垂直な面に延びる閉鎖
体の骨格線が湾曲している心臓人工弁を提供することで
ある。

（問題点を解決する手段）本発明によれば、骨格線をＳ字形とし、閉位置で旋回軸
の領域内の部分を主流動方向に湾曲せしめるとともに該
旋回軸から離れた部分を主流動方向と反対に湾曲せしめ
ることにより上記問題点を解決しようとするものである
。

本発明の心臓人工弁の場合、骨格線、すなわち形体また
はプロファイルの中心線は旋回軸を横断して延びる閉鎖
体の中心面においてＳ字形をなしている。このようにし
て、流体は予め定められた開口角度において閉鎖体の前
縁部と平行に広がる一方、該流体は閉鎖体中心部または
偏心配置された旋回軸の下流の範囲内で偏向せしめられ
、その結果、開モーメントは専ら閉鎖体の中央部に生じ
る。また、後縁部は主流動方向と平行に指向せしめられ
る。Ｓ字形構造体により、閉鎖体の吸入側て安定した閉
した渦か形成される結果、上行大動脈における止水域の
縮小化か有利に行われる。流体は凸−凹閉鎖構造体にお
けるよりも偏向されず、その結果再び大動脈軸と平行に
導入され、開閉のための旋回動作は可成りの圧力損失を
決定的に減少せしめる。一般に開口角度は８００とされ
るが、本発明の心臓人工弁の場合７２°とされる。さら
に、閉鎖体で流路がより好ましいものにすることにより
、大動脈壁ての衝撃圧力か低下する。

主流動位相時に存在する安定な渦は収縮端部に向けて反
転圧力により増大せしめられ、このようにして実質的に
閉動作を保持する。閉動作ノイズは渦のダンピング作用
により弱められる。当該弁が閉しると、各人動脈洞は心
弛緩期に大部分か洗い流され、止水域の減少により血栓
形成の危険性かはとんとなくなり、よって患者か抗凝血
薬を生涯摂取しなければならないというような負担は実
質的に軽減される。

骨格線に対し横断方向に閉鎖体を付加的に湾曲させるこ
とにより、該閉鎖体の周囲の側端流が有利なものとなる
。開位置において、閉鎖体は旋回軸からリング軸に向け
て湾曲している。このようにして、旋回軸の下流に存在
する６渦は吸入側で強まり、上行大動脈における止水域
は流動方向に拡張する２つの対向する渦頂部により洗い
流される。この実施例における圧力損失は２次流の散逸
によりわずかに増大するが、これは大形渦機構の作用効
果により補償される。

本発明の他の好ましい形態としては、２つの湾曲部分の
外方末端領域が骨格線における閉鎖体の端部と５゜〜１
５°で交差する弦を形成すること、側湾曲部分間の転換
点が骨格線上の旋回軸と第２湾曲部分の末端領域間のほ
ほ中間に位置していること、転換点が少なくともほぼ弦
上の側湾曲部分間に位置すること、閉鎖体の周辺線が１
つの平面内に延びていること、閉鎖体が開位置で旋回軸
と垂直な面を横断、する方向に旋回軸からリング軸に向
かって大きく湾曲し、骨格線により分割される各半割部
分が互いに対称であること等である。

（実施例）以下に、本発明を添付図面により詳細に説明する。

第１図〜第３図において、心臓人工弁は流動方向に連続
的に漸次収束する回転対称な内面部ＩＱａを有する円形
バルブリング１０から成る。該バルブリング１０は大動
脈組織１５に縫い付けて固定される縫製リング１１によ
り包囲される。閉鎖体１２はバルブリング１０内に旋回
可能に支持され、旋回軸１３は偏心的に、すなわちリン
グ軸１４から離間して配置される。

閉鎖体１２は好ましくは全ての点て壁厚が均一の硬質シ
ート材料により形成される。閉位置において、大形翼部
の外端部１６は内面部１０．ａの出口領域の内側に位置
し、小形翼部の外端部１７は□　内面部１０ａの入口領
域に位置するように設けられる。すなわち、閉位置にお
いて、閉鎖体１２は第１図に示ずようにバルブリングの
内側で対角状に配置される。開位置において、端部１６
および１７カ（′存在する閉鎖体の主平面はリング平面
に対し開口角度６５゜〜７５°を成して延びている。

図示しないアバツトメントにより、閉鎖体１２の開動作
がバルブリング１０に対し限定される。旋回軸１３は物
理学的軸ではなく幾何学的軸であり、これらの軸に閉鎖
体１２の端部から対向端部に突出しかつバルブリング１
０の対応する軸受凹部内に隠蔽される２つの軸受ピンが
設けられる。単一平面内に位置するようにされた閉鎖体
の周辺端部１８はバルブリング１０の内面部１０ａの形
状と整合するように実質的に楕円型状される。端部１６
および１７は該周辺端部１８の一部分を形成する。

第３図は閉鎖体１２の骨格線のコースを示す。

該骨格線は旋回軸１３を横断して延びる平面内、いわゆ
る閉鎖体の中心横断面内にある形体またはプロファイル
の中心線を意味する。該平面において、Ｓ字形特性の閉
鎖体が最も発達したものである。すなわち、旋回軸１３
に向かって骨格線平面からの距離が増大するにつれて、
Ｓ字形部は次第に平坦状となり平面端部１８が終端とな
っている。

旋回軸１３に隣接する骨格線の部分１９ａは、当該閉鎖
体が閉じている場合、主流動方向に向かって湾曲する一
方、旋回軸１３から離れている部分１９ｂは逆方向に湾
曲している。画部分１９ａおよび１９ｂは円弧を形成し
ている。部分１９ａの半径ｒ２は部分１９ｂの半径ｒ、
よりも大きい。転換点１９ｃで、画部分１９ａおよび１
９ｂは互いに滑らかに合体している。該転換点１９ｃを
通過するとともに端部１６および１７を横断する弦２０
が延びている。骨格線上での２つの端部１６および１７
間距離、すなわち閉鎖体１２の直径をｄとする。

閉鎖体の中心軸２１から旋回軸１３までの距離をｅとし
、中心軸２１から転換点１９ｃまでの距離をＳとする。

端部領域１８が弦２０と相対的に延びる角度α６は端部
領域１６が弦２０とともに相対的に延びる角度と等しい
。角度α８は好ましくは５゜〜１５°である。比率ｅｎ
ｄの好ましい範囲は０．１５〜０．２５であり、比率Ｓ
：ｄの好ましい範囲は０．１〜０．２である。

湾曲部分１９ｂおよび１９ａの曲率半径ｒ１およびｒ、
は下記式で示される。

Ｉ　　　　Ｉｓ４　　　２ｄｒ、　””　７−　・　ｄ８１　ｎ　α３第１図において、開位置での閉鎖体を示すとともに該閉
鎖体の開位置時における流れ曲線を示す。

図示するように、上行大動脈２２の入口部に心臓人工弁
を設置する。該」二行大動脈２２において、上記心臓人
工弁の後方に放射状に配置された３つの大動脈詞２４か
存在しかつ天然３小葉心臓弁の尖頭部を包囲している。

人工器官て置換すへく天然３小葉心臓弁を取り除くと、
大動脈詞２４は血液流に影響を与え、これにより再循環
領域または止水域か形成される。第１図および第２図に
示すように、心臓人工弁は開いた閉鎖体１２か１つの大
動脈洞２４とほぼ平行に延ひるように設けられる。明ら
かなように、開位置において、端部１６および１７が到
達流または離脱流と平行に配置される。閉鎖体１２の中
央領域へのｉ％を体を介して励起された力により、該閉
鎖体１２は開位置に強制上しめられ、図示しないアハソ
トメントを押圧する状態に保持される。たとえ、揺動防
止”ｆノ＼ノトメントに十分な間作用力か印加されたと
しても、流体は開いた閉鎖体により実質的に偏向せしめ
られない。特に、血液流は大動脈壁の特定位置に集中ぜ
す、顕著な沈１帯点を形）戊することもない。間口角度
かより小さくなったにもかかわらす、閉鎖体により生し
る圧力損失は通常の凸−凹型閉鎖体の場合よりも低い。

旋回角度かより小さくかつ初期還流モーメン１〜におけ
る操作面かより大きいので、閉鎖時間および還流容量は
著しく低減する。

第４図および第５図に示す心臓人工弁において、バルブ
リング１０は第１実施例の人工弁と同様に設計されたも
のであり、閉鎖体２６の骨格線は第１実施例の閉鎖体の
旧格線に対応する。閉鎖体２Ｇは第４図の横断面と対応
する骨格線横断ヱ面における横断方向に付加的に湾曲し
ている点か異なるたけである。この湾曲により、ノール
ブリングに形成されるより小さい開口横断面は閉鎖体か
開位置にあれば増大する。さらに、内部リンク面および
閉鎖体面間の好ましくない鋭角部か軸受点で回避されな
い。その結果、上行大動脈が良好に洗浄され、「■栓形
成傾向か付随的に減少する。さらに、この実施例の他の
長所としては、開および閉モーメントが流体攻撃力に対
するし／Ｎ−アームの増大にしたかって増大する。この
実施例において、（＋１１１端部２５は平面内に延ひて
いないが、閉鎖体２６か閉位置にあれば流動方向に延ひ
る。側端部の近（において、閉鎖体をバルブリング１０
とヒンジ接続する旋回軸１３は閉鎖体の骨格線の下流に
あり、第１実施例においては骨格線の上流に位置する。

第２実施例において、最大開口角度は６５゜〜７５°で
ある。

第６図は閉鎖体２６周囲の末端流のコースを示す。２つ
の渦２７ａおよび２７ｂが明らかに見られ、そこでは流
体はリング軸と平行に延ひる軸の回りを回転し、」−打
入動脈における止水域か確実に洗い流される。渦２７ａ
および２７ｂは旋回軸１３を始端として流動方向に拡張
する。

」１記心臓人工弁は原理的に大動脈弁として使用するも
のであるか、織物製縫製リング１１を変形して僧帽弁と
して同様に用いることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は植込まれた心臓人工弁の溝断面図であり、第２図は第１図の線ト」断面図であり、第３図は幾何学
的に説明するための閉鎖体の断面図であり、第４図は植込まれた状態の心臓人工弁の第２実施例であ
り、第５図は第４図の線■−■断面図であり、第６図は第４
図および第５図の心臓人工弁における流体渦構造の説明
図である。１０　ハルツリンへ　１０ａ　　内面部、１１　・縫製
リンク、１２および２６　閉鎖体、１３　・旋回軸、〕
４　リング軸、１５　大動脈組織、１６および１７　閉鎖体端部、１８
　平面状端部、１９　骨格線、１９ａおよび１９ｂ・・・骨格線の湾曲部、１９ｃ・・
骨格線の湾曲転換点、２ｏ・・・弦、２１・・・中心軸
、２２　・上行大動脈、２４・・・大動脈洞、２５・・
・側端部、２７ａおよび２７ｂ・渦。特許出願人　へ−命ブラウン・メルズンゲン番アクチェ
ン・ゲゼルシャフト代理人弁理士青山　葆　はが１名一１５＝一ＦＩＧ、６

Claims

【特許請求の範囲】

（１）その内部で横断方向に延びかつリング軸から離間
した旋回軸に旋回可能に閉鎖体を支持したバルブリング
から成り、該旋回軸と垂直な面に延びる閉鎖体の骨格線
が湾曲している心臓人工弁において、上記骨格線がＳ字形であり、閉位置で旋回軸領域内の部
分か主流動方向に湾曲するとともに該旋回軸から離れた
部分が主流動方向と反対方向に湾曲していることを特徴
とする心臓人工弁。
（２）２つの湾曲部分の外方末端領域が骨格線における
当該閉鎖体の端部と角度５゜〜１５゜で交差する弦を形
成する特許請求の範囲第１項記載の心臓人工弁。
（３）両湾曲部分間の転換点が骨格線上の旋回軸と第２
湾曲部分の末端領域間のほほ中間に位置する特許請求の
範囲第１項記載の心臓人工弁。
（４）転換点が少なくともほぼ弦上の両湾曲部分間に位
置する特許請求の範囲第２項記載の心臓人工弁。
（５）閉鎖体の周辺線か１つの平面内に延びている特許
請求の範囲第１項記載の心臓人工弁。
（６）閉鎖体が開位置で旋回軸と垂直な面を横断する方
向に旋回軸からリング軸に向かって大きく湾曲し、骨格
線により分割される両半割部分が互いに対称である特許
請求の範囲第１項記載の心臓人工弁。