以下的公開內(nèi)容涉及用于治療靜脈瓣膜功能不全的方法,并且更特別地涉及靜脈瓣膜假體。
背景技術:
在哺乳動物的脈管系統(tǒng)中特別是在靜脈中存在靜脈瓣膜。靜脈瓣膜防止循環(huán)期間的血液回流。例如,靜脈瓣膜有助于阻止當站立時由于重力牽引血液遠離心臟并且往回朝著人的腳流動而導致的腿中的血液回流。然而,當靜脈瓣膜不能正常工作時,血液可能會在靜脈內(nèi)回流并且例如蓄集在腿中。這樣的血液蓄集可能會導致靜脈變得腫脹,由此導致靜脈瓣膜進一步失靈。這種逐漸惡化的病癥可能會導致靜脈曲張和慢性靜脈功能不全,這是疼痛的并且可能會導致下肢潰瘍。
天然靜脈瓣膜是由薄的、重疊的組織瓣葉形成的瓣膜,其響應于順行壓力而打開,但響應于逆行壓力而閉合。這些瓣膜可以在外科手術中重建,但重建是復雜的。試圖復制天然瓣葉設計功能的已知假體靜脈瓣膜制造復雜,在經(jīng)皮輸送期間可能會損壞,并且在實施之后往往很快就會形成血栓。因此,需要能夠經(jīng)皮輸送的靜脈瓣膜假體。也需要一種靜脈瓣膜假體,其能夠防止血栓形成并且能夠輸送到小靜脈。
技術實現(xiàn)要素:
本公開提供的靜脈瓣膜假體比薄瓣葉設計更容易制造,并且容易經(jīng)皮輸送。此外,所公開的靜脈瓣膜假體可以防止由于血液經(jīng)過假體的小的連續(xù)運動以及假體沿著靜脈的壁而不是在靜脈的中間打開和閉合所引起的血栓形成。靜脈瓣膜假體可以包括布置在具有瓣膜部段和穩(wěn)定部段的框架上的假體瓣膜。
一般而言,在一方面,本公開的實施方式的特征在于一種靜脈瓣膜假體,其包括框架和聯(lián)接到所述框架的假體瓣膜。所述假體瓣膜包括閉合配置和打開配置。在閉合配置中,所述假體瓣膜配置成使得在靜脈瓣膜假體植入靜脈中的情況下,所述假體瓣膜的外表面與圍繞所述假體瓣膜的周邊的靜脈的壁相接觸以防止血液在靜脈的壁和所述假體瓣膜的外表面之間流動經(jīng)過所述假體瓣膜。所述假體瓣膜配置成響應于流過靜脈的順行血流而運動到所述打開配置,以使得所述假體瓣膜的至少一部分外壁部分地塌縮遠離靜脈的壁,從而允許血液在所述假體瓣膜的外表面和靜脈的壁之間流動。
可以包括以下特征中的一個或多個。所述框架可以包括多個撐桿和在所述多個撐桿之間限定的開口。在打開配置中,所述假體瓣膜的一部分塌縮到所述多個撐桿之間的所述開口中。所述開口可以為菱形。
在各種實施例中,所述框架可包括瓣膜部段和穩(wěn)定部段。所述假體瓣膜聯(lián)接到所述瓣膜部段,并且所述穩(wěn)定部段配置成將所述靜脈瓣膜假體錨固和居中定位在靜脈內(nèi)。
所述框架可以是自擴張式框架,以使得所述框架在假體上施加徑向向外的力。由順行血流部分地克服所述徑向向外的力,以使所述假體瓣膜的所述至少一部分外壁能夠響應于流過靜脈的順行血流而部分地向內(nèi)塌縮。
所述假體瓣膜可以包括漸縮表面。所述假體瓣膜還可以包括鄰近所述漸縮表面的較大端部的大致圓柱形表面。在各種實施例中,所述漸縮表面可以包括凹口,并且所述假體瓣膜配置成響應于順行血流而在所述凹口處塌縮。所述凹口可以延伸到所述圓柱形表面中。
所述假體瓣膜可以響應于由順行血流大于逆行血流導致的壓力梯度而獲得所述打開配置,所述打開配置允許在所述假體瓣膜和靜脈的壁之間的順行血流,并且所述假體瓣膜配置成在沒有壓力梯度的情況下或者當逆行血流大于順行血流時返回到閉合配置以防止在所述假體瓣膜和靜脈的壁之間的逆行血流。
所述假體瓣膜可以限定穿過所述假體瓣膜的中間部分的開口,其中,所述開口在打開配置和閉合配置中都是打開的。
在各種實施例中,所述假體瓣膜可以包括狹縫。在一些實施例中,在打開配置中,所述假體瓣膜可以部分地塌縮并且所述狹縫被打開以允許在所述假體瓣膜的外表面和靜脈的壁之間的、處于所述狹縫的上游且流過所述狹縫的順行血流。在其它各種實施例中,所述狹縫可以位于所述假體瓣膜的漸縮部段上,并且在打開配置中,所述狹縫響應于壓力梯度而打開。
一般而言,在另一方面,本公開的實施方式的特征在于用于治療靜脈瓣膜功能不全的方法。所述方法可以包括:將靜脈瓣膜假體輸送到靜脈中的部位,其中,所述靜脈瓣膜假體包括框架和假體瓣膜。所述方法還包括在所述靜脈中的所述部位處部署所述靜脈瓣膜假體。所述靜脈瓣膜假體包括預設閉合配置和打開配置。在預設閉合配置中,所述假體瓣膜與圍繞所述假體瓣膜的周邊的靜脈的壁相接觸以防止血液在靜脈的壁和所述假體瓣膜的外表面之間流動經(jīng)過所述假體瓣膜。所述假體瓣膜配置成響應于流過靜脈的順行血流而運動到所述打開配置,以使得所述假體瓣膜的至少一部分外壁部分地塌縮遠離靜脈的壁,從而允許血液在所述假體瓣膜的外表面和靜脈的壁之間流動。
可以包括以下特征中的一個或多個。在各種實施例中,將所述靜脈瓣膜假體輸送到靜脈中的所述部位的步驟包括將所述靜脈瓣膜假體經(jīng)血管腔輸送到所述部位。在各種實施例中,所述靜脈瓣膜假體可以在輸送步驟期間處于徑向壓縮輸送配置,并且部署所述靜脈瓣膜假體的步驟可以包括使所述靜脈瓣膜假體擴張到徑向擴張部署配置。在一些實施例中,所述框架是自擴張式框架,并且使所述靜脈瓣膜假體擴張的步驟包括從鞘釋放所述框架,以使得所述框架自擴張以在所述假體瓣膜上施加徑向向外的力,從而使所述假體瓣膜接觸靜脈的壁。在其它實施例中,所述框架是球囊擴張式框架,并且使所述靜脈瓣膜假體擴張的步驟包括充脹布置在所述框架內(nèi)的球囊以使得所述框架擴張以在所述假體瓣膜上施加徑向向外的力,從而使所述假體瓣膜接觸靜脈的壁。
在實施例中,所述假體瓣膜響應于由順行血流大于逆行血流導致的壓力梯度而獲得打開配置,所述打開配置允許在所述假體瓣膜和靜脈的壁之間的順行血流,并且所述假體瓣膜在沒有壓力梯度的情況下或者當逆行血流大于順行血流時返回到所述預設閉合配置以防止所述假體瓣膜和靜脈的壁之間的逆行血流。
在各種實施例中,所述假體瓣膜可以限定穿過所述假體瓣膜的中間部分的開口,并且所述開口在所述打開配置和所述預設閉合配置中都是打開的。
附圖說明
根據(jù)對本發(fā)明的如附圖所示的實施例的以下描述,本發(fā)明的前述和其他的特征和優(yōu)點將顯而易見。合并到本文中并且形成說明書的一部分的附圖進一步用于解釋本發(fā)明的原理并且使相關領域的技術人員能夠制造和使用本發(fā)明。附圖不一定是按比例繪制。
圖1是靜脈瓣膜假體的實施例的示意圖。
圖2是圖1的靜脈瓣膜假體的框架的實施例的示意圖。
圖3是圖1的靜脈瓣膜假體的假體瓣膜的實施例的示意圖。
圖4是圖3的假體瓣膜的示意性橫截面圖。
圖5是以閉合配置部署在靜脈中的圖1的靜脈瓣膜假體的示意圖。
圖6是處于打開配置的圖1的靜脈瓣膜假體的示意圖。
圖7是以打開配置部署在靜脈中的圖1的靜脈瓣膜假體的示意性橫截面端視圖。
圖8是以打開配置部署在靜脈中的圖1的靜脈瓣膜假體的示意性橫截面圖,為了清楚起見已移除框架。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的靜脈瓣膜假體的示意圖。
圖10是圖9的靜脈瓣膜假體的框架的實施例的示意圖。
圖11是圖9的靜脈瓣膜假體的假體瓣膜的實施例的示意圖。
圖12是圖11的假體瓣膜的示意性橫截面圖。
圖13是圖9的靜脈瓣膜假體以閉合配置部署在靜脈中的示意圖。
圖14是圖9的靜脈瓣膜假體以打開配置部署在靜脈中的示意圖。
圖15是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的靜脈瓣膜假體的示意圖。
圖16A是以閉合配置部署在靜脈中的圖15的靜脈瓣膜假體的示意圖。
圖16B是以打開配置部署在靜脈中的圖15的靜脈瓣膜假體的示意圖。
圖17是用于輸送靜脈瓣膜假體的輸送裝置的示意圖。
圖18是圖17的輸送裝置的示意圖,其中鞘已縮回。
具體實施方式
現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的具體實施例,其中,相似的附圖標記指示相同或功能相似的元件。當在以下描述中用于指示靜脈瓣膜假體時,術語“遠側(cè)”和“近側(cè)”是相對于靜脈中的血流而言的。因此,術語“遠側(cè)”和“遠側(cè)地”是指血流的下游方向。在靜脈中,下游方向朝著心臟。類似地,術語“近側(cè)”和“近側(cè)地”是指上游方向。術語“下游”和“上游”可以分別與“遠側(cè)”和“近側(cè)”互換使用。類似地,術語“順行”是指沿下游方向(即,朝著心臟)的血流,術語“逆行”是指沿上游方向(即,遠離心臟)的血流。當指示輸送裝置時,術語“近側(cè)”和“遠側(cè)”是相對于關于進行治療的臨床醫(yī)生的位置或方向而言的。因此,“遠側(cè)”和“遠側(cè)地”是指遠離臨床醫(yī)生或者在遠離臨床醫(yī)生的方向上的位置,并且“近側(cè)”和“近側(cè)地”是指靠近臨床醫(yī)生或者在朝著臨床醫(yī)生的方向上的位置。
本文中的實施例涉及一種靜脈瓣膜假體,其具有框架和聯(lián)接到框架的假體瓣膜。靜脈瓣膜假體包括閉合配置和打開配置。在靜脈瓣膜假體植入靜脈中并且處于閉合配置的情況下,假體瓣膜的外表面接觸圍繞假體瓣膜的周邊的靜脈的壁以防止血液在靜脈的壁和假體瓣膜的外表面之間流動經(jīng)過假體瓣膜。在靜脈瓣膜假體植入靜脈中并且處于打開配置的情況下,假體瓣膜的外表面的至少一部分響應于流過靜脈的順行血流而部分地塌縮遠離靜脈的壁,從而允許血液在假體瓣膜的外表面和靜脈的壁之間流動。在假體瓣膜的表面上以及在假體瓣膜與靜脈壁之間的血流的剪切應力將通過保持假體瓣膜的表面和靜脈壁清潔或者至少比從假體的中間打開的假體瓣膜更清潔而有助于阻止血栓的形成。
靜脈系統(tǒng)中的血流可以由肌肉(例如來自腳踝、小腿和大腿的肌肉)的運動引起,其產(chǎn)生順行血流;或者由血液的重量和靜脈系統(tǒng)的容量引起,其產(chǎn)生逆行血流。靜脈瓣膜假體配置成在存在順行流動的情況下打開,這可以導致在靜脈瓣膜假體的上游側(cè)具有較高壓力并且在靜脈瓣膜假體的下游側(cè)具有較低壓力的壓力梯度。相反地,當逆行血流超過順行血流時或者當來自順行流動和逆行流動的壓力相等(即,沒有壓力梯度)時,靜脈瓣膜假體配置成抵靠靜脈壁閉合。此外,靜脈瓣膜假體的假體瓣膜可以配置成在存在逆行流動的情況下進一步推壓抵靠靜脈壁。例如,假體瓣膜的厚度和材料可以選擇成使假體瓣膜能夠響應于逆行血流而填充和充脹,這將進一步推壓靜脈瓣膜假體抵靠靜脈壁以防止逆行血流經(jīng)過靜脈瓣膜假體。
圖1-8示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的靜脈瓣膜假體100。靜脈瓣膜假體100包括上游端104和下游端102。靜脈瓣膜假體100包括框架110和聯(lián)接到框架110的假體瓣膜150。在圖1-8的實施例中,假體瓣膜150聯(lián)接到框架110的外表面,但是假體瓣膜可以替代地聯(lián)接到框架110的內(nèi)表面。
為了清楚起見,框架110在圖2中示出為沒有瓣膜假體150。圖2示出了處于徑向擴張部署配置的框架110??蚣?10也可以被卷曲成徑向收縮輸送配置,正如下面更詳細地解釋的那樣??蚣?10是用于將靜脈瓣膜假體100保持在靜脈中的期望位置中的支撐結構,正如下面更詳細地解釋的那樣。框架110也可以稱為支架。如圖1-2所示,框架110可以具有沙漏形狀,其中包括瓣膜部段114、穩(wěn)定部段112、以及將瓣膜部段114聯(lián)接到穩(wěn)定部段112的連接部段116。盡管獨立地描述瓣膜部段114、穩(wěn)定部段112和連接部段116,但是它們可以形成為整體結構或者可以獨立地形成并且彼此附連。此外,在替代實施例中,瓣膜部段114和穩(wěn)定部段112可以直接聯(lián)結在一起且沒有連接部段116。
框架110的瓣膜部段114包括上游端118和下游端120以及中心部分122。在圖2中可以看到,在徑向擴張部署配置中,上游端118和下游端120均具有比中心部分122更小的直徑。因此,框架110的瓣膜部段114的中心部分122相對于上游端118和下游端120向外凸出。類似地,穩(wěn)定部段112包括上游端124、下游端126和中心部分128。與瓣膜部段114一樣,在徑向擴張部署配置中,上游端124和下游端126均具有比中心部分128更小的直徑。因此,框架110的穩(wěn)定部段112的中心部分128相對于上游端124和下游端128向外凸出。
框架110的瓣膜部段114包括由彎曲部132連接并且形成為限定其中的內(nèi)腔134的大致管狀形狀的多個撐桿130。撐桿130和彎曲部132在其間限定開口136。在圖1-8所示的實施例中,開口136大體上為菱形。然而,開口136不必為菱形。開口136的尺寸和形狀設置成使假體瓣膜150能夠壓入開口136中,正如下面更詳細地描述的那樣。
在所示的實施例中,框架110的穩(wěn)定部段112與瓣膜部段114相同。因此,穩(wěn)定部段112包括由彎曲部140連接并且形成為大致管狀形狀的多個撐桿138,如上所述。撐桿138和彎曲部140在其間限定開口142。在圖1-8所示的實施例中,開口142大體上為菱形。然而,開口142不必為菱形。此外,在其它實施例中,穩(wěn)定部段112和瓣膜部段114不相同。例如,穩(wěn)定部段的撐桿138和彎曲部140的配置可以不同于瓣膜部段114的撐桿130和彎曲部132。在另外的實施例中,穩(wěn)定部段112和瓣膜部段114可以類似地配置,但是一個部段可以(例如,在直徑、長度或上述兩者上)大于另一部段(例如,穩(wěn)定部段112可以大于瓣膜部段114)。
框架110的連接部段116包括將瓣膜部段114的下游端120連接到穩(wěn)定部段112的上游端124的多個撐桿144。
盡管已部分地描述了框架110,但框架110可以構造為單一的整體件,或者框架110可以構造為獨立件并且例如通過焊接、熔接、粘接或機械附連聯(lián)結在一起??蚣?10的撐桿130、138、144和彎曲部132、140可以由通常已知用于支架的材料制成。例如但非限制性地,框架110可以由通常用于支架的材料制成,譬如不銹鋼、鎳鈦諾(鎳鈦形狀記憶合金)、(鈷-鉻-鎳合金)、一些生物相容性塑料、以及它們的組合??蚣?10可以是自擴張式框架或者可以是球囊擴張式框架。
框架110可以包括未示出的其它特征。例如但非限制性地,框架110可以包括倒鉤或鉤狀部以幫助將框架110保持在靜脈中的期望位置中。特別地,穩(wěn)定部段112可以包括這樣的倒鉤或鉤狀部。
如圖1所示,假體瓣膜150聯(lián)接到框架110的瓣膜部段114。假體瓣膜150可以通過任何合適的方法例如摩擦配合、機械連接(例如縫合)、粘合劑連接、或者其它的連接方式聯(lián)接到框架110。為了清楚起見,圖3-4示出了與框架110分離的假體瓣膜150。假體瓣膜150包括上游端152和下游端154。假體瓣膜150可以是限定通過其中的管道160的薄材料層。上游端152包括上游開口156并且下游端154包括下游開口158,它們分別限定管道160的上游端和下游端。如圖3-4所示,假體瓣膜150的上游部分162是漸縮的,以使得上游開口156小于下游開口158。漸縮配置可以有助于提供血流的平滑過渡,從而最小化或消除紊流的產(chǎn)生。上游和下游開口的尺寸將取決于靜脈瓣膜假體部署到其中的血管的尺寸。在非限制性示例中,在靜脈瓣膜假體100處于徑向擴張配置的情況下,上游開口156可以在直徑上處于0.050-0.080英寸(1.27-2.03mm)的范圍內(nèi),并且下游開口可以在直徑上處于0.217-0.453英寸(5.5-11.5mm)的范圍內(nèi)。在所示的實施例中,管道160可以包括鄰近上游開口156的收縮部164。收縮部164使管道160的直徑變窄。收縮部的直徑可以取決于靜脈瓣膜假體部署到其中的血管。在非限制性示例中,在收縮部164處的直徑可以處于0.016-0.050英寸(0.406-1.27mm)的范圍內(nèi)。
假體瓣膜150包括外表面166和內(nèi)表面168。假體瓣膜150的厚度可以處于0.007-0.016英寸(0.178-0.406mm)的范圍內(nèi)。假體瓣膜150可以由例如硅酮、ePTFE或者任何其它生物相容的撓性材料制成。
圖5示出了處于徑向擴張配置的、植入靜脈200中的靜脈瓣膜假體100和處于閉合配置的假體瓣膜150。靜脈200可以是任何靜脈。然而,靜脈瓣膜假體100特別適合于植入腿中的靜脈中。例如但非限制性地,靜脈200可以是更大或更小的隱靜脈,脛前或脛后靜脈、腘靜脈和股靜脈。在圖5中,箭頭204表示下游或順行方向(朝著心臟),箭頭206表示上游或逆行方向(遠離心臟)。
在徑向擴張配置中,框架110的瓣膜部段114徑向向外推送假體瓣膜150并使之與靜脈200的壁202的內(nèi)表面203接觸。因此,逆行方向上的血流208在假體瓣膜150的外表面166和壁202的內(nèi)表面203之間受阻。當靜脈200中的壓力梯度為零或者接近于零(例如小于2mmHg)并且因此不試圖在順行方向上推送血液時,或者當血流208在上游方向206上運動時,出現(xiàn)圖5所示的該閉合配置。
然而,即使在閉合配置中,如果在上游方向206上存在一些血液運動,假體瓣膜150的收縮部164和上游開口156也允許在逆行方向上(如圖5中的箭頭210所示)、甚至在順行方向上的少量流動。如上所述,現(xiàn)有的靜脈瓣膜假體的潛在缺陷是在靜脈瓣膜假體上的血栓的發(fā)展。據(jù)信在壓力梯度較低的時段期間例如當人睡覺時,該少量流動有助于防止在假體瓣膜150上形成血栓。然而,通過血液填充假體瓣膜150的管道160以在假體瓣膜150的內(nèi)表面168上施加向外的力而防止了較大的逆行流動,因此進一步使假體瓣膜運動到閉合位置。
當例如通過骨骼肌泵的作用在下游方向204上施加壓力以推送血流208時,假體瓣膜150的外表面166至少部分地塌縮遠離壁202的內(nèi)表面203。例如,當壓力梯度為至少2mmHg時,假體瓣膜可以配置為至少部分地塌縮。圖6-8示意性地示出了假體瓣膜150部分地塌縮遠離壁202的內(nèi)表面203,以使得在假體瓣膜150的外表面166和壁202的內(nèi)表面203之間形成間隙212。在圖1-8的實施例中,假體瓣膜150通過壓入形成于框架110的瓣膜部段114的撐桿130和彎曲部132之間的開口136中而部分地塌縮,如上所述。因此,在假體瓣膜150中的開口136處形成凹陷170。因此,在假體瓣膜150的外表面166和壁202的內(nèi)表面203之間所形成的間隙212允許血流208沿著下游方向204在假體瓣膜150的外表面166和壁202之間流動。
圖7示出了從圖6中的截面線7-7看到的靜脈瓣膜假體100的示意性橫截面端視圖。如圖7所示,框架110的瓣膜部段114的上游端118與壁202間隔開。這是由于上游端118的直徑小于瓣膜部段114的中心部分122的直徑,并且因此在直徑上小于靜脈200。因此,血液能夠在瓣膜部段114的上游端118和假體瓣膜150的上游部分162上流動。在瓣膜部段114的中心部分122處,撐桿保持鄰近壁202的內(nèi)表面203,其間具有假體瓣膜150。然而,在開口136中,假體瓣膜150因施加的壓力而塌縮以形成凹陷170,由此在假體瓣膜150的外表面166和壁202的內(nèi)表面203之間形成間隙212。圖8示出了在中心部分122處的橫截面圖,為了清楚起見已移除框架110。
盡管圖1-8示出了框架110的瓣膜部段114不響應于在下游方向上施加以推送血液的壓力而壓縮,但是框架110的瓣膜部段114或者瓣膜部段114的一部分可以構造成響應于該壓力而徑向壓縮。這樣的壓縮可以在假體瓣膜150的外表面166和靜脈壁202的內(nèi)表面203之間圍繞假體瓣膜150的整個周邊形成間隙。在這樣的實施例中,框架110的穩(wěn)定部段112不徑向壓縮,并且因此防止靜脈瓣膜假體100在靜脈200內(nèi)遷移。
圖9-14示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的靜脈瓣膜假體300。靜脈瓣膜假體300包括上游端304和下游端302。靜脈瓣膜假體300包括框架310、假體瓣膜350、以及將假體瓣膜350聯(lián)接到框架310的突鼻部件380。在圖9-12的實施例中,假體瓣膜350聯(lián)接到框架310的外表面,但是假體瓣膜可以替代地聯(lián)接到框架310的內(nèi)表面。
為了清楚起見,框架310在圖10中示出為沒有瓣膜假體350。圖10示出了處于徑向擴張部署配置中的框架310??蚣?10也可以卷曲成徑向壓縮輸送配置,正如下面更詳細地解釋的那樣??蚣?10是用于將靜脈瓣膜假體300保持在靜脈中的期望位置中的支撐結構,正如下面更詳細地解釋的那樣??蚣?10也可以稱為支架。如圖9-10所示,框架310包括瓣膜部段314和聯(lián)接到瓣膜部段314的穩(wěn)定部段312。盡管獨立地描述了瓣膜部段314和穩(wěn)定部段312,但是它們可以形成為整體結構或者可以獨立地形成并且彼此附連。
框架310的瓣膜部段314包括上游端318、下游端320和中心部分322。在圖10中可以看到,在徑向擴張部署配置中,上游端318和下游端320均可以具有比中心部分122更小的直徑。類似地,穩(wěn)定部段312包括上游端324、下游端326和中心部分328。與瓣膜部段314一樣,在徑向擴張部署配置中,上游端324和下游端326均可以具有比中心部分328更小的直徑。
框架310的瓣膜部段314包括多個撐桿330,所述多個撐桿在上游端318處或上游端318附近由轂332連接并且形成為限定其中的內(nèi)腔334的大致管狀形狀。撐桿330在其間限定開口336。在圖9-12所示的實施例中,撐桿330的下游端不彼此連接。然而,在其它實施例中,撐桿330的下游端可以彼此連接。框架310的穩(wěn)定部段312包括在下游端處由轂340連接的多個撐桿338。撐桿338在其間限定開口342。在圖9-12所示的實施例中,穩(wěn)定部段312的上游端324連接到瓣膜部段314的下游端320。
盡管框架310已經(jīng)被描述為具有多個部件,但是框架310也可以構造為單一的整體件,或者框架310可以構造為獨立件并且通過任何合適的方式(例如通過焊接、熔接、粘接或機械附連等)聯(lián)結在一起??蚣?10的撐桿330、338和轂332、340可以由通常已知用于支架的材料制成。例如但非限制性地,框架310可以由通常用于支架的材料制成,例如不銹鋼、鎳鈦諾(鎳鈦形狀記憶合金)、(鈷-鉻-鎳合金)、一些生物相容性塑料、以及它們的組合??蚣?10可以是自擴張式框架或者可以是球囊擴張式框架。
框架310可以包括未示出的其它特征。例如但非限制性地,框架310可以包括倒鉤或鉤狀部以幫助將框架310保持在靜脈中的期望位置中。特別地,穩(wěn)定部段312可以包括這樣的倒鉤或鉤狀部。
如圖9所示,假體瓣膜350聯(lián)接到框架310的瓣膜部段314。為了清楚起見,圖11-12示出了與框架310分離的假體瓣膜350。假體瓣膜350包括上游端352和下游端354。假體瓣膜350是限定通過其中的管道360的薄材料層。上游端352包括上游開口356并且下游端354包括下游開口358,它們分別限定管道360的上游端和下游端。如圖11-12所示,假體瓣膜350包括漸縮表面362。漸縮表面362可以從圓柱形表面372朝著假體瓣膜的上游端352延伸,以使得在圓柱形表面372處的管道360的直徑大于在上游端352處的管道的直徑。在非限制性示例中,在靜脈瓣膜假體300處于徑向擴張配置的情況下,上游開口356可以在直徑上處于0.050-0.080英寸(1.27-2.03mm)的范圍內(nèi),并且在圓柱形表面372處的管道的直徑D2可以在直徑上處于0.217-0.453英寸(5.5-11.5mm)的范圍內(nèi)。
圖9-14所示的假體瓣膜350包括沿著漸縮表面362縱向延伸并且部分地延伸到圓柱形表面372中的一對凹口370。凹口370布置成彼此在直徑上相對。盡管在圖9-12的實施例中示出了兩個凹口370,但是可以使用更多或更少的凹口370。例如但非限制性地,三個或四個凹口370可以圍繞假體瓣膜350的周邊等間隔地使用。
假體瓣膜350包括外表面366和內(nèi)表面368。假體瓣膜350的厚度可以處于0.007-0.016英寸(0.178-0.406mm)的范圍內(nèi)。假體瓣膜350可以由例如硅酮、ePTFE或者任何其它生物相容的撓性材料制成。
返回參考圖9,突鼻部件380可以將假體瓣膜350聯(lián)接到框架310。如圖9所示,突鼻部件380可以包括抵接假體瓣膜350的上游端352的球狀突鼻381以及尺寸確定成延伸穿過假體瓣膜350的上游端352處的開口356的軸384。軸384延伸穿過管道360的上游部分到達軸384接合框架310的瓣膜部段314的上游轂332的位置。軸384可以通過摩擦配合連接而接合轂332,或者可以包括匹配轂332中的開口的凸起。突鼻部件380包括延伸穿過其中的管道382,所述管道382與假體瓣膜350的管道360連通。管道382可以在直徑上處于0.016-0.050英寸(0.406-1.27mm)的范圍內(nèi)。
盡管圖9-14的靜脈瓣膜假體300示出為具有突鼻部件380,但是靜脈瓣膜假體300可以不包括突鼻部件380。例如但非限制性地,假體瓣膜350可以漸縮到用于上游開口356的期望尺寸。此外,假體瓣膜350可以通過摩擦配合、機械連接(例如縫合)、粘合劑連接或者其它的連接方式聯(lián)接到框架310。
圖13示出了處于徑向擴張配置和處于閉合配置的植入靜脈200中的示例性靜脈瓣膜假體300。在圖13中箭頭204表示下游方向(朝著心臟),并且箭頭206表示上游方向(遠離心臟)。
在徑向擴張配置中,框架310的瓣膜部段314將假體瓣膜350徑向向外推送并且與靜脈200的壁202的內(nèi)表面203相接觸。因此,沿下游方向的血流208在假體瓣膜350的外表面366和壁202的內(nèi)表面203之間受阻。當靜脈200松弛并且不試圖沿下游方向推送血液時出現(xiàn)圖13所示的該閉合配置。
穿過突鼻部件380的管道382與穿過假體瓣膜350的管道360連通以允許沿上游方向的少量流動,如圖13中的箭頭210所示。如上所述,現(xiàn)有的靜脈瓣膜假體的潛在缺陷是在靜脈瓣膜假體上的血栓的發(fā)展。據(jù)信該少量流動有助于防止假體瓣膜350上的血栓形成。
當沿著下游方向204施加壓力以推送血液時,框架310的瓣膜部段314部分地壓縮,以使得假體瓣膜350的外表面366運動遠離壁202。圖14示意性地示出了框架310的瓣膜部段314的至少一部分和假體瓣膜350運動遠離壁202,以使得在假體瓣膜350的外表面366和壁202的內(nèi)表面203之間形成間隙212。在圖9-14的實施例中,框架310和假體瓣膜350特別地在凹口370處壓縮遠離壁202。然而,可以不包括凹口370,并且框架310的瓣膜部段314的整個周邊都可以壓縮,以使得假體瓣膜350的整個周邊可以運動遠離壁202。此外,即使在有凹口370的情況下,瓣膜部段314的整個周邊也可以配置成壓縮以使得假體瓣膜350的整個周邊運動遠離壁202。替代地,可以不包括凹口370,并且框架310的瓣膜部段314可以配置成使得瓣膜部段314的僅僅一部分響應于流過靜脈200的血液的順行流動而壓縮。
在替代實施例中,框架310不壓縮。而是凹口370壓縮到框架310的撐桿330之間的開口336中,正如上面參考圖1-8的實施例所述。在這樣的實施例中,凹口370可以至少部分地延伸到圓柱形表面372上。將凹口370至少部分地延伸到圓柱形表面372上可以建立由于壓力梯度而更容易被壓縮的薄弱區(qū)域。
因此,在假體瓣膜350的外表面366和壁202的內(nèi)表面203之間形成的間隙212允許血流208在外表面366和壁202之間沿下游方向204流動。
在又一示例性實施例中,圖15和圖16A-16B示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的靜脈瓣膜假體400。靜脈瓣膜假體400包括上游端404和下游端402。靜脈瓣膜假體400包括框架410、假體瓣膜450以及將假體瓣膜450聯(lián)接到框架410的突鼻部件480。在圖15的實施例中,假體瓣膜450聯(lián)接到框架410的外表面,但是假體瓣膜可以替代地聯(lián)接到框架410的內(nèi)表面。
圖15示出了處于徑向擴張部署配置的靜脈瓣膜假體400。靜脈瓣膜假體400也可以卷曲成徑向壓縮輸送配置,正如下面更詳細地解釋的那樣??蚣?10是用于將靜脈瓣膜假體400保持在靜脈中的期望位置中的支撐結構,正如下面更詳細地解釋的那樣??蚣?10也可以稱為支架。如圖15所示,框架410包括瓣膜部段414和聯(lián)接到瓣膜部段414的穩(wěn)定部段412。盡管獨立地描述了瓣膜部段414和穩(wěn)定部段412,但是它們可以形成為整體結構或者可以獨立地形成并且彼此附連。
框架110的瓣膜部段414包括在瓣膜部段414的上游端418處的轂432和沿下游方向從轂432延伸的多個撐桿430。轂432相比于穩(wěn)定部段412的部署直徑具有減小的直徑。撐桿430以類似于傘的方式從轂432徑向向外延伸到瓣膜部段414的下游端420的較大直徑。在所示實施例中設有六個撐桿。然而,可以設置更多或更少的撐桿430。
框架410的穩(wěn)定部段412包括聯(lián)接到瓣膜部段414的下游端420的上游端424。穩(wěn)定部段412還包括下游端426。穩(wěn)定部段412可以是在本領域中已知的圓柱形支架。在所示的特定實施例中,穩(wěn)定部段412包括多個環(huán),每個環(huán)包括以Z字形方式形成并且通過相應的彎曲部440彼此聯(lián)接的多個撐桿438。環(huán)通過連接器439聯(lián)接到相鄰的環(huán)。正如本領域中已知的那樣,撐桿438、彎曲部440和連接器439在其間形成開口442。穩(wěn)定部段412可以是本領域中已知的大體圓柱形管,并且可以使用各種支架設計和形成方法來形成。
盡管已經(jīng)部分地描述了框架410,但是框架410可以構造為單一的整體件,或者框架410可以構造為獨立件并且通過任何合適的方法(例如通過焊接、熔接、粘接或機械附連)聯(lián)結在一起。支架430,438、轂432、彎曲部440和框架410的連接器439可以由通常已知用于支架的材料制成。例如但非限制性地,框架410可以由通常用于支架的材料制成,例如不銹鋼、鎳鈦諾(鎳鈦形狀記憶合金)、(鈷-鉻-鎳合金)、一些生物相容塑料、以及它們的組合??蚣?10可以是自擴張式框架或者可以是球囊擴張式框架。
框架410可以包括未示出的其它特征。例如但非限制性地,框架410可以包括倒鉤或鉤狀部,以便幫助將框架410保持在靜脈中的期望位置中。
假體瓣膜450在圖15和圖16A-16B中示出為聯(lián)接到框架410并且大體上遵循框架410的輪廓。假體瓣膜450包括上游端452和下游端454。假體瓣膜450是限定穿過其中的管道460的薄材料層。上游端452包括上游開口456并且下游端454包括下游開口458,它們分別限定管道460的上游端和下游端。假體瓣膜450包括漸縮表面462,其大致遵循框架410的瓣膜部段414的輪廓。漸縮表面462從圓柱形表面472朝著假體瓣膜450的上游端456延伸,以使得在圓柱形表面472處的管道460的直徑大于在上游端456處的管道的直徑。在非限制性的示例中,在靜脈瓣膜假體400處于徑向擴張配置的情況下,上游開口可以在直徑上處于0.050-0.080英寸(1.27-2.032mm)的范圍內(nèi),并且在圓柱形表面472處的管道的直徑可以處于0.217-0.453英寸(5.5-11.5mm)的范圍內(nèi)。
假體瓣膜450包括外表面466和內(nèi)表面468。假體瓣膜450的厚度可以處于0.007-0.016英寸(0.178-0.406mm)的范圍內(nèi)。假體瓣膜450可以由例如硅酮、ePTFE或者任何其它生物相容的撓性材料制成。
圖15和圖16A-16B所示的假體瓣膜450包括從外表面466通過內(nèi)表面468延伸穿過假體瓣膜450的厚度的一對狹縫470。在圖15所示的實施例中,狹縫470圍繞假體瓣膜450的周邊的一部分周向地延伸并且相對于彼此在直徑上相對。然而,可以設置更多或更少的狹縫470,并且這些狹縫可以與所示的特定實施例的布置有所不同。
突鼻部件480可以將假體瓣膜450聯(lián)接到框架410。如圖15所示,突鼻部件480可以包括抵靠假體瓣膜450的上游端452的球狀突鼻481以及尺寸確定成延伸穿過假體瓣膜450的上游端452處的開口456的軸484。軸484延伸穿過管道460的上游部分到達軸484接合框架410的瓣膜部段414的上游轂432的位置。軸484可以通過摩擦配合連接而接合轂432,或者可以包括匹配轂432中的開口的凸起。突鼻部件480包括延伸穿過其中的管道482,所述管道與假體瓣膜450的管道460連通。管道482可以在直徑上處于0.016-0.050英寸(0.406-1.27mm)的范圍內(nèi)。
盡管圖15和圖16A-16B所示的靜脈瓣膜假體400示出為具有突鼻部件480,但是靜脈瓣膜假體400可以不包括突鼻部件480。例如但非限制性地,假體瓣膜450可以漸縮到用于上游開口456的期望尺寸。此外,假體瓣膜450可以通過摩擦配合、機械連接(例如縫合)、粘合劑連接或其它的連接方式聯(lián)接到框架410。
圖16A示出了處于徑向擴張配置和處于閉合配置的植入靜脈200中的靜脈瓣膜假體400。在圖16A中,箭頭204表示下游方向(朝著心臟)并且箭頭206表示上游方向(遠離心臟)。
在徑向擴張配置中,框架410將假體瓣膜450徑向向外推送并且與靜脈200的壁202的內(nèi)表面203相接觸。因此,在下游方向204上的血流208在假體瓣膜450的外表面466和壁202的內(nèi)表面203之間受阻。當靜脈200松弛并且不試圖在下游方向204上推送血液時出現(xiàn)圖16A所示的該閉合配置。
穿過突鼻部件480的管道482與穿過假體瓣膜450的管道460相連通以允許在上游方向206上的少量流動,如圖16A中的箭頭210所示。如上所述,現(xiàn)有的靜脈瓣膜假體的潛在缺陷是是在靜脈瓣膜假體上的血栓的發(fā)展。據(jù)信該少量流動有助于防止假體瓣膜450上的血栓形成。
當在下游方向208上施加壓力以推送血液時,假體瓣膜450的狹縫470打開,使血液能夠流過狹縫470并且進入管道460,如圖16B所示。在框架410的穩(wěn)定部段412保持擴張的同時,通過框架410的瓣膜部段414壓縮,狹縫470可以打開。因此,在給出的示例中,框架的穩(wěn)定部段412施加比框架410的瓣膜部段414更大的徑向力。
在替代實施例中,狹縫470可以位于假體瓣膜450的漸縮表面462上,并且框架410根本不壓縮。在這樣的實施例中,狹縫可以配置成在沿著下游方向208施加壓力以推送血液時打開,但是在沒有沿著下游方向208施加壓力時和/或在沿著上游方向206施加壓力時閉合。例如,狹縫470可以是漸縮的,以使得狹縫僅在沿著下游方向208施加壓力以推送血液時打開。
盡管上面已經(jīng)描述了靜脈瓣膜假體的各種實施例,但是應當理解它們僅僅是作為示例和闡釋內(nèi)容給出而并不是限制性的。對于相關領域的技術人員而言顯而易見的是,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下能夠在其中進行形式和細節(jié)的各種變化。此外,本文所討論的每個實施例中的每個特征以及本文所引用的每篇參考文獻中的每個特征可以與任何其它實施例中的特征組合使用。例如但非限制性地,圖9-14的實施例中的凹口可以用于圖1-8的實施例或者圖15-16的實施例。類似地,圖15-16的實施例的狹縫可以用于圖1-8的實施例或者圖9-14的實施例。
上面已經(jīng)提供了假體瓣膜150、350、450的示例性材料。此外,期望用于假體瓣膜150、350、450的材料在植入時能夠防止或阻止在其上的血栓形成。在實施例中,用于假體瓣膜的材料可以具有固有的抗血栓形成/抗生物污染性質(zhì)。這樣的材料傾向于具有防止蛋白質(zhì)吸附和血小板附著的性質(zhì)。例如但非限制性地,ePTFE可以用于假體瓣膜。
在另一個實施例中,假體瓣膜150、350、450的外表面166、366、466和/或內(nèi)表面168、368、468可以被處理或涂覆以使它們對蛋白質(zhì)/血小板聚集具有更好的抗性。在實施例中,所述處理可以使材料對生物過程具有更好的惰性。在另一個實施例中,所述處理本質(zhì)上可以是生物活性的,并且直接干預生物過程以防止血栓形成。
抗血栓形成的涂層或處理的示例包括但不限于聚對二甲苯、可從Interface Biologics獲得的EndexoTM、 Heparin Surface( BioActive Surface)、聚乙烯吡咯烷酮、以及肝素。
在另一個實施例中,用于假體瓣膜150、350、450的材料選自快速鈍化的材料。這樣的材料提供能夠在材料表面上補充和增殖內(nèi)皮細胞的環(huán)境。一旦用內(nèi)皮細胞鈍化,材料就會在蛋白質(zhì)吸收方面反應性較差,并且不易發(fā)生血栓形成。這樣的方法的非限制性示例通過涂層或表面改性來改變材料的表面化學性質(zhì)(例如,材料的表面電荷、表面pH值、潤濕性),以使其對于細胞補充和增殖更友好。這樣的方法的非限制性示例包括用以改變材料的疏水性的使用光反應疊氮化物的處理和用以改變材料的表面化學性質(zhì)的等離子體處理。
使假體瓣膜150、350、450的材料不易受血栓形成影響的其它實施例包括改變材料的表面形貌、或者使用能夠適應細胞生長和增殖的多孔材料。改變表面形貌的示例包括但不限于濺射涂覆、加入吸水性水凝膠、蝕刻、噴涂、和氣相沉積。
圖17-18示出了用于輸送本發(fā)明的靜脈瓣膜假體的輸送裝置500。盡管圖17-18示出了將圖1-8的靜脈瓣膜假體100布置在其中的輸送裝置500,但輸送裝置500也可以與圖9-14的靜脈瓣膜假體300、圖15-16的靜脈瓣膜假體400、或者落入權利要求的范圍內(nèi)的任何其它類似的實施例一起使用。
輸送裝置500包括近端502和遠端504。手柄506布置在近端502處。手柄506可以是魯爾型裝置,并且可以包括本領域技術人員已知的構件,例如但非限制性地包括密封件、致動器、墊圈、應變消除件等。尖端508布置在輸送裝置500的遠端504處。
輸送裝置500包括內(nèi)軸510、圍繞內(nèi)軸510布置的鞘512、以及布置在內(nèi)軸510和鞘512之間的滑動件514。在所示的實施例中,內(nèi)軸510、鞘512和滑動件514以跨線(over-the-wire)方式基本上在輸送裝置500的長度上延伸。然而,本領域技術人員應認識到,也可以使用快速更換型裝置。
內(nèi)軸510是中空軸,包括穿過其布置的導絲腔511。如本領域中已知的那樣,導絲腔511的尺寸和形狀確定成用以接收導絲520。內(nèi)軸510在遠端504處聯(lián)接到尖端508且在近端502處附連到手柄506。
鞘512是圍繞內(nèi)軸510的中空、長形管。鞘512的遠端516與尖端508相互作用。鞘512的遠端516可以抵接尖端508的近端或者可以與尖端508的近側(cè)部分重疊,如圖17所示。鞘512聯(lián)接到手柄506以使得鞘512能夠相對于內(nèi)軸510縱向地運動。鞘512的尺寸和形狀確定成用以將靜脈瓣膜假體100限制在徑向壓縮輸送配置中。
滑動件514布置在內(nèi)軸510和鞘512之間?;瑒蛹?14的遠側(cè)部分518包括多個滑動件522且狹槽524布置在各滑動件之間,正如圖18中清楚地圖示并且如下面更詳細地描述的那樣?;瑒蛹?14的近側(cè)部分526是中空軸。在靜脈瓣膜假體100處于徑向壓縮輸送配置并且輸送裝置500處于輸送配置的情況下,滑動件522布置在靜脈瓣膜假體100和鞘512之間,如圖17所示。在向鞘512中加載期間,滑動件522保護靜脈瓣膜假體100。
輸送裝置500還可以包括推桿516,其抵靠靜脈瓣膜假體100的端部以使得在鞘512縮回時靜脈瓣膜假體100不運動。推桿516在圖17中示出為附連到內(nèi)軸510,但是推桿516可以是用以在縮回鞘512時將靜脈瓣膜假體100保持就位的任何類似的裝置。此外,推桿516可以包括附連機構,其將推桿聯(lián)接到靜脈瓣膜假體100的一部分。附連機構可以配置成在鞘512已縮回之后釋放靜脈瓣膜假體。具有突起(靜脈瓣膜假體的一部分圍繞所述突起被保持)的心軸是這樣的附連機構的非限制性示例。這樣的附連機構也可以被稱作捕獲機構。
輸送裝置500通過脈管系統(tǒng)前進到這樣的位置,以使得布置在其中的靜脈瓣膜假體100位于用于植入靜脈瓣膜假體100的期望部位。通過已知方法實現(xiàn)對脈管系統(tǒng)的接入。植入部位是靜脈,包括淺靜脈系統(tǒng)和深靜脈系統(tǒng)中的靜脈,例如但非限制性地包括大隱靜脈、小隱靜脈、脛前和脛后靜脈、腘靜脈和股靜脈。植入部位優(yōu)選地與天然靜脈瓣膜間隔開。
在輸送裝置500前進以使得靜脈瓣膜假體100位于所需的植入部位之后,鞘512縮回??梢允褂梦挥谑直?06上的致動器或其它的縮回方法將鞘512縮回。圖18示出了在鞘512縮回的情況下的輸送裝置500。如圖18所示,靜脈瓣膜假體100是自擴張的,以使得從鞘512釋放能夠使靜脈瓣膜假體100徑向擴張。然而,同樣如圖18中所示,滑動件514中的多個滑動件522保持圍繞靜脈瓣膜假體100布置。滑動件522不以鞘512抵抗擴張的方式來抵抗靜脈瓣膜假體100的徑向擴張。所以,當從鞘512釋放時,靜脈瓣膜假體100自身徑向擴張并且使滑動件522徑向擴張。然而,出于各種原因例如靜脈瓣膜假體100的重新定位或手術過程的中止,多個滑動件522使鞘512能夠在靜脈瓣膜假體100上向后推進以徑向壓縮靜脈瓣膜假體100。圖18所示的滑動件514的過渡區(qū)域528提供平滑的傾斜表面以用于使鞘512在靜脈瓣膜假體100上向后推進。
如果醫(yī)生對靜脈瓣膜假體100的放置感到滿意,則將滑動件514縮回,留下已植入靜脈中的靜脈瓣膜假體100,如圖5所示??梢允褂梦挥谑直?06上的致動器或其它的縮回方法來縮回滑動件514。
在如圖5所示已植入靜脈瓣膜假體100的情況下,可以從患者身上移除輸送裝置500。
替代地,可以通過外科手術植入靜脈瓣膜假體100。例如,可以使用切開手術(cut down procedure)來暴露靜脈,這可以使外科醫(yī)生能夠更好地評估要插入靜脈中的靜脈瓣膜假體100的適當尺寸以及評估靜脈瓣膜假體100的適當放置。
此外,如上面關于圖1-8所示的實施例所述,靜脈瓣膜假體100可以包括配置成不同尺寸的瓣膜部段114和穩(wěn)定部段112。例如,一個部段可以配置成在直徑上比另一部段大10%。在這樣的實施例中,兩個部段112、114可以包括假體瓣膜150。外科醫(yī)生隨后可以評估靜脈以確定適當尺寸的瓣膜,并且從不是適當尺寸的部段112或114上移除假體瓣膜150,并且該部段變?yōu)榉€(wěn)定部段112。據(jù)信瓣膜部段114和假體瓣膜150的適當尺寸是使得假體瓣膜150與靜脈壁202的內(nèi)表面203相接觸并且沒有使靜脈壁202過度擴張的尺寸。
盡管上面已經(jīng)描述了根據(jù)本發(fā)明的各種實施例,但應當理解這些實施例僅僅是作為闡述內(nèi)容和示例給出而不是限制性的。對于相關領域的技術人員而言顯而易見的是,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以在其中進行形式和細節(jié)的各種變化。此外,本文所討論的每個實施例中的每個特征以及本文所引用的每篇參考文獻中的每個特征可以與任何其它實施例中的特征組合使用。因此,本發(fā)明的廣度和范圍不應當受限于任何上述的示例性實施例,而是應當僅根據(jù)所附的權利要求及其等同方案來限定。