Протез клапана сердца - RU1767723C

Чертежи

Описание

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к протезам для замены пораженных протезов клапанов сердца.

Известен протез клапана сердца (патент США N 4178639, кл. 3-15, 1978), содержащий корпус, две створки, приспособление для удержания створок, выполненное в виде пазов, расположенных в диаметрально противоположных частях корпуса, и выступов, отходящих от боковых сторон каждой створки, и манжету.

Недостатком указанного протеза клапана сердца является то, что при своей работе створки всегда взаимодействуют с одним и тем же участком корпуса, что приводит к возникновению за створками не омываемых кровью застойных зон, вызывающих активизацию процессов тромбообразования, а также к увеличенному локальному износу корпуса в месте контакта, указанный недостаток является причиной существенного снижения срока службы протеза клапана сердца.

Известен протез клапана сердца, содержащий кольцевой корпус и запирающий элемент в виде двух створок, связанных с корпусом с помощью приспособления для их удержания, представляющий собой выступ и паз, один из которых расположен по периметру внутренней поверхности кольцевого корпуса, а другой - на каждой из диаметрально противоположных сторон боковой поверхности, выполненной в виде поверхности вращения, каждой створки, и манжету.

Недостатком указанного протеза клапана сердца является то, что створки клапана во время работы поворачиваются вокруг центральной оси клапана только из-за случайных флуктуационных неоднородностей потока, а при возникновении небольших препятствий, например, в виде отложений частиц крови, локального износа и тому подобное. Вращение створок может застопориться, что приводит к возникновению за клапаном застойных зон, вызывающих активизацию процесса тромбообразования, а также к увеличению локального износа корпуса. Все это в значительной мере способствует уменьшению срока службы протеза клапана сердца.

Цель изобретения - повышение тромборезистентности протеза клапана сердца путем обеспечения поворота створок, связанных с корпусом с помощью приспособления для их удержания, представляющего собой выступ и паз, один из которых расположен по периметру внутренней поверхности кольцевого корпуса, а другой - на каждой из диаметрально противоположных сторон боковой поверхности, выполненной в виде поверхности вращения, каждой створки, и манжету, одна из диаметрально противоположных сторон боковой поверхности створки снабжена дополнительным пазом, выполненным в виде плавно сопряженного с боковой поверхностью створки углубления, при этом глубина дополнительного паза и его ширина связаны между собой следующим соотношением:
0 < H³ x L ≅ 3 ˙ 10^-13, м⁴, где Н=(RV-RK) - глубина дополнительного паза, м;
RV - радиус поверхности вращения, образующей боковую поверхность створки, м;
RK - расстояние от дна дополнительного паза до оси поверхности вращения, образующей боковую поверхность створки, м;
L - ширина дополнительного паза в плоскости основания кольцевого корпуса, м,
а дополнительный паз выполнен симметричным относительно плоскости, проходящей вдоль оси поверхности вращения, образующей боковую поверхности створки, и расположенной под углом 45^о к плоскости смыкания створок.

Отличительными признаками заявляемого технического решения являются: одна из диаметрально противоположных сторон боковой поверхности створки снабжена дополнительным пазом, паз выполнен в виде плавно сопряженного с боковой поверхностью створки углубления, глубина дополнительного паза и его ширина связаны между собой следующим соотношением:
0 < H³ x L ≅ 3 ˙ 10^-13, м⁴, где Н=(RV-RK) - глубина дополнительного паза, м;
RV - радиус поверхности вращения, образующей боковую поверхность створки, м;
RK - расстояние от дна дополнительного паза до оси поверхности вращения, образующей боковую поверхность створки, м;
L - ширина дополнительного паза в плоскости основания кольцевого корпуса, дополнительный паз выполнен симметричным относительно плоскости, проходящей вдоль оси поверхности вращения, образующей боковую поверхность створки, и расположенной под углом 45^о к плоскости смыкания створок.

Эти отличительные признаки обеспечивают соответствие заявляемого технического решения критерию "новизна".

Известных технических решений с сочетанием признаков, сходных с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не выявлено.

Существенным отличием заявляемого технического решения является обеспечение различных условий протекания крови через щели, образующиеся между диаметрально противоположными боковыми сторонами створки и внутренними стенками корпуса при закрытии створок, что обеспечивается снабжением одной из диаметрально противоположных сторон боковой поверхности створки дополнительным пазом, выполненным в виде плавно сопряженного с боковой поверхностью створки углубления. Такое выполнение обуславливает различие в скоростях потока крови через щели, образующиеся между диаметрально противоположными боковыми сторонами створки и внутренними стенками корпуса при закрытии створок, и возникновение гидродинамических сил, подтягивающих один край створки, а следовательно, и обеспечивает принудительное перемещение створок вокруг центральной оси корпуса протеза, что исключает наличие застойных зон за клапаном.

При этом, так как глубина дополнительного паза и его ширина связаны между собой следующим соотношением:
0 < H³ x L ≅ 3 ˙ 10^-13, м⁴ где Н=(RV-RK) - глубина дополнительного паза, м;
RV - радиус поверхности вращения, образующей боковую поверхность створки, м;
RK - расстояние от дна дополнительного паза до оси поверхности вращения, образующей боковую поверхность створки, м;
L - ширина дополнительного паза в плоскости основания кольцевого корпуса, м,
наличие дополнительного паза не приводит к появлению значительных обратных утечек крови через клапан и превышению допускаемых ГОСТом (3) объемом регургитации (обратного перетока).

Выполнение дополнительного паза симметричным относительно плоскости, проходящей вдоль оси поверхности вращения, образующей боковую поверхность створки, и расположенной под углом 45^о к плоскости смыкания створок, приводит к дополнительному усилению эффекта подтягивания одного края створки, т. е. способствует вращению створки вокруг центральной оси протеза клапана сердца.

Таким образом, выполнение протеза клапана сердца по предлагаемому техническому решению создает положительный эффект - повышает тромборезистентность клапана путем поворота створок относительно его центральной оси.

На фиг. 1 представлен протез клапана сердца, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (створки условно не разрезаны); на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2 (створка клапана).

Протез клапана сердца содержит кольцевой корпус 1 и запирающий элемент в виде двух створок 2, соединенных с корпусом 1 с помощью приспособления для их удержания, представляющего собой выступ 3 и паз 4, один из которых расположен по периметру внутренней поверхности кольцевого корпуса 1, а другой - на каждой из диаметрально противоположных сторон 5 и 6 боковой поверхности, выполненной в виде поверхности вращения, каждой створки 2, и манжету 7. Одна из диаметрально противоположных сторон 5 и 6 боковой поверхности створки 2 снабжена дополнительным пазом 8, выполненным в виде плавно сопряженного с боковой поверхностью 5 створки 2 углубления, при этом глубина дополнительного паза 8 и его ширина связаны между собой следующим соотношением
0 < H³ x L ≅ 3 ˙ 10^-13, м⁴, где H=(RV-RK) - глубина дополнительного паза 8, м;
RV - радиус поверхности вращения, образующей боковую поверхность створки 2, м;
RK - расстояние от дна дополнительного паза 8 до оси поверхности вращения, образующей боковую поверхность створки 2, м;
L - ширина дополнительного паза 8 в плоскости основания кольцевого корпуса 1.

Дополнительный паз 8 выполнен симметричным относительно плоскости, проходящей вдоль оси поверхности вращения, образующей боковую поверхность створки 2, и расположенной под углом 45^о к плоскости смыкания 9 створок 2. Кроме этого, створки могут быть снабжены выступами 10, препятствующими их сближению.

Протез клапана сердца работает следующим образом. После превышения давления на его выходе происходит поворот створок 2 и отверстие для прямого тока крови открывается.

После превышения величины давления крови на выходе клапана давления на его входе начинается процесс закрытия створок 2 протеза. При этом, так как одна из диаметрально противоположных сторон, например 5, боковой поверхности створки 2 снабжена дополнительным пазом 8, выполненным в виде плавно сопряженного с боковой поверхностью створки 2 углубления, то скорость потока крови, проходящего через щель, образованную стороной 5 боковой поверхности створки 2 и внутренней поверхностью корпуса 1, больше скорости потока крови, проходящего через щель, образованную стороной 6 боковой поверхности створки 2 и внутренней поверхностью корпуса 1, что обуславливает возникновение гидродинамических сил, подтягивающих сторону 5 от плоскости смыкания створок 2, т.е. происходит поворот створок 2 вокруг центральной оси 11 корпуса 2 протеза. При этом, так как глубина дополнительного паза 8 Н и его ширина L связаны между собой следующим соотношением:
0 < H³ x L ≅ 3 ˙ 10^-13, м⁴, где H=(RV-RK) - глубина дополнительного паза 8. м;
RV - радиус поверхности вращения, образующей боковую поверхность створки 2, м;
RK - расстояние от дна дополнительного паза 8 до оси поверхности вращения, образующей боковую поверхность створки 2, м;
L - ширина дополнительного паза 8 в плоскости основания кольцевого корпуса 1, м,
то наличие дополнительного паза 8 не приводит к появлению значительных обратных утечек крови через клапан и превышению допускаемых ГОСТом (3) объемов регургитации (обратного перетока).

Выполнение дополнительного паза 8 симметричным относительно плоскости, проходящей вдоль оси поверхности вращения, образующей боковую поверхность створки, и расположенной под углом 45^о к плоскости смыкания створок, приводит к дополнительному усилению эффекта подтягивания одного края створки 2, т. е. способствует вращению створки 2 вокруг центральной оси 11 протеза клапана сердца.

Данный протез клапана сердца, имея малые габариты и хорошие гемодинамические характеристики, обладает по сравнению с прототипом повышенной тромборезистентностью, вследствие обеспечения гарантированного вращения створок вокруг центральной оси корпуса, что исключает наличие застойных зон, вызывающих активизацию процессов тромбообразования, и наличие локальных зон износа. Эти достоинства благоприятно воздействуют на результаты протезирования, так как позволяют увеличить срок службы протеза клапана сердца.

Реферат

Использование: в медицине, в кардиохирургии для замены пораженных протезов клапанов сердца. Сущность изобретения: протез клапана сердца содержит кольцевой корпус и запирающий элемент в виде двух створок, связанных с корпусом с помощью приспособления для их удержания в виде выступа и паза, один из которых расположен по периметру внутренней поверхности корпуса, а другой - на каждой из диаметрально проотивоположных сторон боковой поверхности, выполненной в виде поверхности вращения, каждой створки, и манжету. Для повышения тромборезистентности путем обеспечения поворота створок вокруг центральной оси корпуса, одна из диаметрально противоположных сторон боковой поверхности створки снабжена дополнительным пазом, выполненным в виде плавно сопряженного с боковой поверхностью створки углубления. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула