PL205923B1 - Zastawka trójpłatkowa, zwłaszcza do medycznych urządzeń wymuszających przepływ krwi - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy zastawki trójpłatkowej, zwłaszcza do medycznych urządzeń wymuszających przepływ krwi, stosowanych, jako urządzenia zewnętrzne bądź implantowalne podczas leczenia i/lub ratowania życia pacjentów z wadami układu krążenia.

W urządzeniach służących do wymuszania przepływu krwi, przykładowo w sztucznych sercach implantowalnych do organizmu człowieka lub pompach wspomagających krążenie w trakcie i w okresie po zabiegach operacyjnych serca wykorzystywane są sztuczne zastawki, regulujące obieg krwi tak, żeby był on najbardziej zbliżony do obiegu naturalnego, zgodnego z rytmem pracy serca. Jednym z rodzajów zastawek wykorzystywanych w takich urządzeniach są zastawki trójpłatkowe. Najbardziej rozpowszechniona zastawka tego typu posiada trzy elastyczne płatki wykonane z tworzywa, zwłaszcza z poliuretanu. Płatki mocowane są wzdłuż swojej łukowej krawędzi stanowiącej ich podstawę do stentu o kształcie pierścieniowo - walcowym, posiadającym trzy równomiernie usytuowane wypusty o łukowym zarysie. Każdy z płatków posiada swobodną krawędź, utworzoną przez dwa odcinki prostych usytuowanych względem siebie pod pewnym kątem i zbieżnych w kierunku od podstawy do wierzchołka, przy czym swobodne krawędzie płatków w stanie zamkniętym zastawki szczelnie zwierają się, a w jej stanie otwartym rozwierają. Powierzchnia każdego z płatków wyznaczona jest przez tworzące o przebiegu od wierzchołka do krawędzi podstawy płatka i jest symetryczna względem płaszczyzny przechodzącej przez wierzchołek płatka. Zespół zastawki umieszczony jest w zewnętrznym korpusie, stanowiącym element systemu naczyniowego, w którym krąży krew. Jedną z niedogodności tego typu zastawek jest fakt niewystarczającego przemywania płatków oraz otoczenia płatków przez zwrotną strugę krwi podczas fazy zamknięcia zastawki. Taka sytuacja może doprowadzić do niepożądanego gromadzenia się krwi w rejonie wokół płatków zastawki, w skutek, czego powstają skrzepy zagrażające życiu pacjenta podłączonego do urządzenia.

Dodatkowo, na przykład z polskiego zgłoszenia patentowego P-331621 znana jest zastawka trójpłatkowa, która usytuowana jest w otaczającym ją korpusie tak, że płaszczyzna przechodząca przez oś wzdłużną zastawki oraz jeden z wierzchołków korpusu, w którym umieszczona jest zastawka, jest nachylona pod pewnym katem, korzystnie wynoszącym 30°, do płaszczyzny symetrii płatka zastawki. Takie usytuowanie zastawki powoduje, że cofająca się struga krwi z fazie zamknięcia zastawki wprowadzona zostaje w ruch wirowy, częściowo przemywający otoczenie wokół zastawki, zwłaszcza miejsca gromadzenia się krwi i powstawania skrzepów.

Zastawka trójpłatkowa według wynalazku, osadzona w zewnętrznym korpusie, w której płatki zamocowane są swoimi podstawami, do stentu, charakteryzuje się tym, że krawędź podstawy każdego płatka ma przebieg krzywej wielomianowej, wyznaczonej, przez co najmniej trzy punkty charakterystyczne, przy czym kształt powierzchni każdego płatka jest w pełni niesymetryczny. Dodatkowo tworzące tej w pełni niesymetrycznej powierzchni są odcinkami prostej i/lub krzywej zbliżonej do paraboli.

W korzystnym wykonaniu każ dy z pł atków zastawki ma identyczny kształ t, przez co struga zwrotna krwi zostaje ukształtowana bez niepożądanych zawirowań.

Celowym jest również, gdy na punkty charakterystyczne określające przebieg podstawy każdego płatka składają się dwa punkty końcowe krawędzi podstawy oraz punkt na podstawie najbardziej oddalony od wierzchołka płatka.

Wówczas preferowanym jest takie wykonanie, w którym każda z dwóch swobodnych krawędzi płatka ma postać odcinka prostej, a tworzące powierzchni zawartej między nimi mają postać odcinków krzywej parabolicznej.

W takim wykonaniu korzystnym jest, gdy na każdym z płatków szczyty tworzących parabolicznych wyznaczają odcinek krzywej, będący śladem powierzchni przecinającej każdą ze swobodnych krawędzi płatka zasadniczo pod innym kątem, co ukierunkowuje przebieg strugi krwi względem powierzchni płatka zastawki.

Konstrukcja zastawki według wynalazku pozwala na wykorzystanie jej płatków, jako kierownicy strumienia zwrotnego krwi, powstającego podczas zamykania zastawki, do skutecznego przemywania płatków zastawki oraz obszaru pomiędzy płatkami a zewnętrznym korpusem. W pełni asymetryczna powierzchnia trzech identycznych płatków zastawki skutkuje tym, że tor przepływu strugi zwrotnej krwi zostaje uformowany w płaszczyźnie prostopadłej do osi głównej zastawki. Dzięki takiemu wirującemu wokół zastawki rozprowadzeniu strugi zwrotnej zapobiega się gromadzeniu krwi wokół zastawki, zwłaszcza w rejonie podstawy płatków zastawki, a tym samym przeciwdziała się powstawaniu skrzepów krwi zagrażających życiu ludzi. Uformowany przez płatki strumień zwrotny krwi charakteryzuje się

PL 205 923 B1 ciągłością oraz brakiem niepożądanych zawirowań, co dodatkowo zapobiega degradacji i niszczeniu krwi.

Wynalazek został bliżej przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, który ukazuje zespół zastawki w stanie zamkniętym umieszczony w zewnętrznym korpusie w częściowym przekroju wzdłużnym.

Zespół zastawki 1, na który składa się stent 2 oraz trzy identyczne, cienkościenne płatki 3 wykonane z elastycznego poliuretanu, umieszczony jest wewnątrz korpusu 4 stanowiącego element systemu naczyniowego urządzenia do wymuszania przepływu krwi. Stent 2 ma kształt zbliżony do pierścienia i wyposażony jest w trzy ramiona 5 o łukowym zarysie zewnętrznym, równomiernie rozmieszczone na obrysie swojego pierścieniowego korpusu 6. Każdy z płatków 3 zamocowany jest do stentu 2 swoimi krawędziami, stanowiącymi podstawę 7 płatków 3 i mającymi przebieg krzywej wielomianowej wyznaczonej przez trzy punkty charakterystyczne A, B, C. Na punkty charakterystyczne A, B, C skreślające przebieg podstawy 7 każdego płatka 3 składają się dwa punkty końcowe A, B krawędzi podstawy 7 oraz punkt C najbardziej oddalony od wierzchołka 8 płatka 3. Każdy z płatków 3 ma dwie swobodne krawędzie 9 o postaci odcinka prostej, zbieżne pod kątem w kierunku od podstawy 7 do wierzchołka 8, przy czym swobodne krawędzie 9 płatków 3 w stanie zamkniętym zastawki 1 zwierają się, a w jej stanie otwartym rozwierają, kształt powierzchni każdego płatka 3 jest w pełni niesymetryczny, i powierzchnia każdego z płatków 3 wyznaczona jest przez tworzące 10 przebiegu od wierzchołka 8 do krawędzi podstawy 7 płatka 3. Tworzące 10 powierzchni płatka 3 zawartej między swobodnymi krawędziami 9 mają postać odcinków krzywej parabolicznej. Na każdym z płatków 3 szczyty 11 tworzących parabolicznych 10 wyznaczają odcinek krzywej 12, będący śladem powierzchni przecinającej każdą ze swobodnych krawędzi 9 płatka 3 zasadniczo pod innym kątem.

Zwrotna struga krwi przed kontaktem z płatkami zastawki ma kierunek zasadniczo równoległy do osi wzdłużnej zastawki. Kontakt tej strugi z całkowicie niesymetrycznymi płatkami skutkuje odchyleniem tej strugi zwrotnej, zasadniczo zgodnie z przebiegiem odcinka krzywej 12, przez co odchylona struga zwrotna krwi skutecznie przemywa rejon wokół płatków zastawki, zapobiegając powstawaniu stacjonarnych skupisk krwi.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zastawka trójpłatkowa, zwłaszcza do medycznych urządzeń wymuszających przepływ krwi, osadzona w zewnętrznym korpusie i zamocowana do stentu zbliżonego kształtem do pierścienia krawędziami płatków stanowiącymi ich podstawę, przy czym każdy z płatków ma dwie swobodne krawędzie zbieżne pod kątem w kierunku od podstawy do wierzchołka, a swobodne krawędzie płatków w stanie zamkniętym zastawki zwierają się, a w jej stanie otwartym rozwierają, natomiast powierzchnia każdego z płatków wyznaczona jest przez tworzące o przebiegu od wierzchołka do krawędzi podstawy płatka, znamienna tym, że krawędź podstawy (7) każdego z płatków (3) ma przebieg krzywej wielomianowej, wyznaczonej, przez co najmniej trzy punkty charakterystyczne (A, B, C), przy czym kształt powierzchni każdego płatka (3) jest w pełni niesymetryczny, a tworzące (9, 10) tej powierzchni są odcinkami prostej i/lub krzywej zbliżonej do paraboli.
2. 2. Zastawka według zastrz. 1, znamienna tym, że każdy z płatków (3) ma identyczny kształt.
3. 3. Zastawka według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że na punkty charakterystyczne (A, B, C) określające przebieg podstawy (7) każdego płatka (3) składają się dwa punkty końcowe (A, B) krawędzi podstawy (7) oraz punkt (C) najbardziej oddalony od wierzchołka (8) płatka (3).
4. 4. Zastawka według zastrz. 3, znamienna tym, że każda z dwóch swobodnych krawędzi (9) płatka (3) ma postać odcinka prostej, a tworzące (10) powierzchni zawartej między nimi mają postać odcinków krzywej parabolicznej.
5. 5. Zastawka według zastrz. 4, znamienna tym, że szczyty (11) tworzących parabolicznych (10) na każdym z płatków (3) wyznaczają odcinek krzywej (12) będącej śladem powierzchni przecinającej każdą ze swobodnych krawędzi (9) pod innym kątem.