專利名稱：假心瓣膜的制作方法
本申請(qǐng)是1990年6月13日提出的申請(qǐng)№.07/537，352的繼續(xù)部分，申請(qǐng)№.07/537，352是1989年10月10日提出的申請(qǐng)07/419，288的繼續(xù)部分。
本發(fā)明是關(guān)于假心瓣膜，特別是關(guān)于采用可轉(zhuǎn)動(dòng)瓣膜件包括雙小葉瓣膜的假心瓣膜。
業(yè)已發(fā)展了各種類型的假心瓣膜，它們?cè)谛呐K的泵作用下依靠血液動(dòng)力工作。在業(yè)已發(fā)展的心瓣膜種類中有采用單獨(dú)一個(gè)閉合件的心瓣膜，該閉合件繞一偏心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)以打開和關(guān)閉心瓣膜，如美國專利№.4，011，601，4，423，525和4，425，670中所描述的，和雙小葉心瓣膜，如美國專利№.4，484，365和4，535，484中所描述的。上述專利均描述了各種將閉合件或瓣膜件可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于一個(gè)瓣膜體的方案，并公開了各種形狀的閉合件。然而由于存在某些缺陷大多數(shù)的這類設(shè)計(jì)從未能達(dá)到商品化的地步，所以仍然需要能永久植入人體心臟的改進(jìn)的假心瓣膜。
在假瓣膜的打開位置，它應(yīng)能提供一個(gè)大的并且有良好流動(dòng)特性的通道，以便使血液可自由地通過而不會(huì)產(chǎn)生不利的邊界層分離并使阻力最小。在心臟的泵送期間心瓣膜應(yīng)能對(duì)血液流動(dòng)快速響應(yīng)以迅速打開，當(dāng)心臟放松以阻止血液的回流時(shí)，心瓣膜應(yīng)能迅速關(guān)閉。瓣膜的打開和關(guān)閉應(yīng)足夠溫柔，以使患者不會(huì)被產(chǎn)生的聲音干擾。心瓣膜應(yīng)當(dāng)由可生物相容的和抗血栓的材料制成，例如最好是熱解碳，并且在這方面重要的是所有表面都應(yīng)被血液徹底沖洗以防止可能導(dǎo)致血液凝塊的淤血。此外，瓣膜的動(dòng)作不應(yīng)引起溶血(破壞血細(xì)胞)。
心瓣膜的結(jié)構(gòu)必須能承受無數(shù)次的打開和關(guān)閉，并且相互作用的心瓣膜零件的磨損就很關(guān)鍵。在限定心瓣膜閉合件的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線之處避免過份的磨損非常重要。1984年4月24日公布的美國專利№.4，443，894就提出了這一問題。在該專利所述的雙小葉瓣膜結(jié)構(gòu)中，這樣設(shè)計(jì)了安裝機(jī)構(gòu)，即在朝關(guān)閉位置移動(dòng)時(shí)每個(gè)限定轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的球面件開始運(yùn)動(dòng)到一折線槽的端部;然后隨著小葉弧形邊緣的支座的一部分頂在一個(gè)密封邊或座26上，球面件從最終關(guān)閉位置略微撤回。然而這種結(jié)構(gòu)不僅限制了一對(duì)瓣膜小葉的關(guān)閉運(yùn)動(dòng)，也被限制在與所述結(jié)構(gòu)非常相似的結(jié)構(gòu)中。結(jié)果，仍感覺有必要繼續(xù)改進(jìn)設(shè)計(jì)以克服采用各種轉(zhuǎn)動(dòng)閉合件的心瓣膜的磨損。
本發(fā)明提供了一種具有上述所需特征的心瓣膜，特別是雙小葉心瓣膜，其中安裝機(jī)構(gòu)位于瓣膜體和一轉(zhuǎn)動(dòng)閉合件之間，其中轉(zhuǎn)動(dòng)閉合件與一個(gè)打開位置擋塊的滑動(dòng)嚙合緩沖了閉合件的運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)，從而使閉合件能輕柔地到達(dá)完全打開的位置，同時(shí)使限定轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的嚙合另件脫離嚙合。
該機(jī)構(gòu)被認(rèn)為在一對(duì)雙小葉的支點(diǎn)結(jié)構(gòu)中特別有用，其中在從環(huán)形瓣膜體的側(cè)壁上延伸出的凸起上加工有一個(gè)上游和下游平表面，并且其中小葉帶有槽，槽上的相應(yīng)位置加工有平表面，當(dāng)處于打開位置時(shí)該平表面與凸起的平表面并置。其結(jié)果就是在小葉到達(dá)完全打開的位置前上游平表面脫離嚙合，從而減少了該點(diǎn)的磨損并緩沖了運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)。此外，擋塊的該位置在最終關(guān)閉的瞬間能有效地改變小葉承受的應(yīng)力模式，從而減輕了因無數(shù)次打開和關(guān)閉小葉在該區(qū)域處的可能的疲勞。
下面參照附圖，描述本發(fā)明的最佳實(shí)施例。


圖1是一雙小葉心瓣膜處于打開位置的透視圖，它具有本發(fā)明的各種特征;
圖2是沿圖1中2-2線所取的心瓣膜的放大橫剖視圖，其中心瓣膜處于打開位置;
圖3是圖1所示雙小葉心瓣膜的局部平面視圖，其中心瓣膜處于打開位置;
圖4是圖1所示瓣膜的一個(gè)小葉的透視圖;
圖5是圖4所示小葉的放大仰視圖，示出了下游或回流表面;
圖6是沿圖5的6-6線所見的，圖4所示小葉的側(cè)視圖;
圖7是沿圖6的7-7線所見的小葉的視圖;
圖8是沿圖6的8-8線所見的小葉的視圖;
圖9是圖4所示小葉放大局部透視圖，特別示出了小葉伸出部上的槽;
圖10是圖1所示心瓣膜處于關(guān)閉位置時(shí)的剖視圖;
圖11是一放大的局部剖視圖，示出了當(dāng)小葉接近完全打開的位置時(shí)支點(diǎn)和小葉的槽之間的嚙合;
圖12是一類似于圖11的放大局部剖視圖，示出了當(dāng)小葉處于完全打開的位置時(shí)支點(diǎn)和小葉的槽之間的嚙合;
圖13是心瓣膜另一實(shí)施例的類似于圖2的視圖，其中心瓣膜具有本發(fā)明的各種特征，并且所示的小葉處于打開的位置;
圖14是圖13所示瓣膜的剖視圖，其中小葉處于關(guān)閉位置;和圖15是一放大透視圖，示出了圖13和14所示瓣膜的一個(gè)小葉。
附圖中示出了一個(gè)雙小葉結(jié)構(gòu)的心瓣膜，由10表示。然而，很明顯對(duì)熟知此技術(shù)的普通人員來說本發(fā)明的原理也適用于帶單獨(dú)一個(gè)閉合件的假心瓣膜。實(shí)施本發(fā)明的心瓣膜在打開和關(guān)閉時(shí)能快速響應(yīng)，當(dāng)小葉接觸瓣膜體時(shí)沖擊相對(duì)較小，并基本上可避免溶血作用或損傷流過瓣膜的血細(xì)胞。
心瓣膜10包括一個(gè)通常為環(huán)形的瓣膜體12和一對(duì)繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合件或小葉14，小葉14打開和關(guān)閉以控制血液沿箭頭18所示的向下方向正常流動(dòng)(見圖2)。血液經(jīng)通道16流動(dòng)，通道16由瓣膜體12的通常為圓柱形的內(nèi)表面或側(cè)壁20限定。側(cè)壁20的圓柱狀表面上有一對(duì)徑向相對(duì)的平壁部分24。在每個(gè)平壁部分的兩側(cè)有一對(duì)支面26，支面26與一個(gè)隆起物或凸起27配合用以當(dāng)小葉到達(dá)完全打開的位置時(shí)阻止小葉轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖1和2所示。
如圖1到3所示，徑向相對(duì)的凸起42通常從平壁部分上垂直延伸。每個(gè)凸起42有一對(duì)朝向相反的側(cè)支點(diǎn)43。每個(gè)支點(diǎn)43有三個(gè)平的支面44a，44b和44c。每個(gè)支面都以約110°到約130°最好約125°的角度與下一個(gè)相鄰的支面相交。在最佳實(shí)施例中，支面44a大致平行于血液流動(dòng)的方向，而另兩個(gè)支面44b和44c位于支面44a的上游(見圖11)。凸起42的中部47凹入從而把經(jīng)通道16流動(dòng)的血液路徑上的橫向表面面積減至最小，并且凸起42的向內(nèi)表面50是平的而且通常與瓣膜體的平壁部分24平行。三個(gè)支面44a，44b和44c垂直于瓣膜體的平壁部分24，并垂直于平行平端部分50。這些支點(diǎn)與小葉14上的槽53嚙合。
每個(gè)小葉14都有一上游或流入表面30和一個(gè)相對(duì)的下游或流出表面32。沿垂直于小葉轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的小葉中心線所取的剖視圖2示出小葉的厚度從其一端到另一端有明顯變化。由于小葉的組合的曲率，這一設(shè)計(jì)降低了小葉對(duì)血液流動(dòng)的阻力。如美國專利申請(qǐng)№.392，745(1989年8月11日申請(qǐng))所描述的(其公開的內(nèi)容在這里作為參考)，小葉對(duì)血液流動(dòng)方向轉(zhuǎn)變的快速反應(yīng)部分可歸因于鉸接機(jī)構(gòu)。
每個(gè)小葉的流入表面30都有一個(gè)兩維彎曲(象一彎曲片)的凹形區(qū)70。正如這里所用的，一個(gè)兩維彎曲表面是這樣一種表面，它由一組直線構(gòu)成，這些直線從小葉這端到那端橫向地延伸以限定一彎曲表面，所有這些直線都相互平行。換句話說，平行于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的平面將沿直線切割兩維流入表面，而垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的平面將沿一條具有相同曲率的線切割兩維流入表面，不論這一平面是中心平面還是從中心平面橫向偏離的平面。小葉流入表面30還包括一個(gè)兩維彎曲的凸形區(qū)72，它位于凹形區(qū)70的下游。當(dāng)用一個(gè)垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的平面切割凸形區(qū)72時(shí)它可呈類似于一個(gè)拋物線，一個(gè)橢圓或某些其它平滑弧形的彎曲。
每個(gè)小葉14的流出表面32包括一個(gè)凸形表面區(qū)，該凸形表面區(qū)最好至少與相對(duì)的流入凹形區(qū)70和流入凸形區(qū)72共同延伸。小葉有一最大厚度，在該厚度之處凸形表面相互相對(duì)。每個(gè)小葉都有一較大弧形圓周表面36，處于關(guān)閉位置時(shí)該弧形圓周表面與瓣膜體側(cè)壁毗連。
除了位于完全打開的小葉后緣的大弧形圓周表面63，小葉14還有一個(gè)較小的平配合表面38，它位于小葉上相對(duì)的前端。較小的平表面38與相對(duì)的小葉的相應(yīng)表面配合或毗連。該較小表面38與小葉14的流出表面32的平面部分成鈍角，該角度這樣選擇即當(dāng)瓣膜處于關(guān)閉位置時(shí)兩個(gè)較小表面38大致沿它們整個(gè)長度貼靠。
參照?qǐng)D4和5，每個(gè)小葉14都包括一對(duì)相對(duì)的側(cè)面部分51，它們位于大弧形表面36和小配合表面38之間。小葉的這些側(cè)面部分51最好是平的，并且這樣決定小葉的尺寸即在小葉14的轉(zhuǎn)動(dòng)期間使其與瓣膜體12的平壁部分24之間的間隙25最小(見圖3)。
從圖9可最清楚地看出，在兩個(gè)側(cè)面部分51附近，從流出表面32上延伸出伸出部52，每個(gè)伸出部52都有一上游端表面54，一個(gè)底表面55，和一個(gè)下游端表面59。伸出部52的上游端表面54與小葉14的流出表面32的平面部分成鈍角從而與較小的平配合表面38形成一個(gè)連續(xù)、平滑的表面。相對(duì)的小配合表面38和伸出部52形成厚度堅(jiān)實(shí)的組合表面，在瓣膜關(guān)閉時(shí)該表面具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。例如，在配合表面相互接觸時(shí)，配合表面38的增加了的表面面積將力分布在一較大的面積上，結(jié)果減小了小葉上的應(yīng)力和磨損。此外，當(dāng)瓣膜處于完全關(guān)閉的位置時(shí)，增加了的表面積加長了小葉配合表面之間的貼靠區(qū)域，并防止了泄漏。
槽53被加工在每個(gè)伸出部52上并帶有兩個(gè)平的或直的表面56和57，和一個(gè)第三弧形表面58，表面56和57與支面44a和44b配合，并相互之間成例如約125°角。在最佳實(shí)施例中，第一平表面57大致平行于小葉的流出表面32的平面部分并最好與該平面部分共面;第二平表面56與第一平表面57相鄰并位于其上游側(cè)(當(dāng)小葉處于打開的位置時(shí))?；⌒伪砻?8與第一平表面57相鄰并位于其下游側(cè)，弧形表面58從第一平表面57開始平滑地延伸并最好與其相切。伸出部52的下游端表面59沿上游方向相對(duì)于小葉14的平面流出部分傾斜約100°-約120°的角。它們相對(duì)于穿過瓣膜體的中心線平面成約60°-約80°的角。中心線平面指的是垂直于平壁部分24并包含穿過瓣膜通道的中心線的平面。
參照?qǐng)D2，伸出部52為小葉14的上游部分或前端部分60提供了附加的結(jié)構(gòu)支承，該上游部分60承受著阻止小葉運(yùn)動(dòng)的應(yīng)力，特別是在打開的位置。正如美國專利申請(qǐng)№.296，428中所描述的，在伸出部52之間的中間區(qū)域，小葉14的前端部分60有一不變的厚度，該厚度明顯小于下游部分的厚度，這從圖2和圖10的剖視圖中可明顯看出。伸出部52最好與小葉14一體加工，從而使小葉在承受應(yīng)力之處有一加厚的厚度。
通過在徑向相對(duì)之處即圖1中參考線2-2切割瓣膜體之處擠壓瓣膜體從而將小葉14安裝在瓣膜體12上。這樣就使得瓣膜體在徑向相對(duì)的平壁部分24處向外鼓凸，從而允許將小葉14安裝進(jìn)瓣膜體的通道16內(nèi)。小葉的伸出部52安裝在支點(diǎn)43和支面26之間，同時(shí)支點(diǎn)43位于槽53內(nèi)。然后移去擠壓力使得平壁部分恢復(fù)到它們的原始位置。參照?qǐng)D3，小葉14的側(cè)面51和伸出部52的尺寸這樣決定，即在與瓣膜體12相鄰的平壁部分24之間提供一小間隙25。槽53和支點(diǎn)43限定了一根樞軸線，繞該樞軸線小葉在打開和關(guān)閉兩個(gè)位置之間可滑動(dòng)地轉(zhuǎn)動(dòng)。這將在下文結(jié)合瓣膜的工作進(jìn)行討論。
小葉可滑動(dòng)和可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝以便在關(guān)閉位置和打開位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)，并且最好使小葉的打開特別是關(guān)閉運(yùn)動(dòng)盡可能地快。然而必須仔細(xì)設(shè)計(jì)并限定小葉運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)，以減小噪音和小葉磨損。例如，當(dāng)接觸限定小葉運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)的座表面時(shí)，小葉不應(yīng)當(dāng)彈回，當(dāng)處于關(guān)閉位置時(shí)大圓周表面36不應(yīng)當(dāng)超出瓣膜體12。
圖2示出了小葉14的流入表面30，它靠在相鄰支面26的平且垂直的表面上，支面26與下游擋塊27一起限定了小葉的打開程度，從而決定了其行程的一個(gè)終點(diǎn)。擋塊27從支點(diǎn)凸起下游處的平壁部分26上向內(nèi)延伸，這樣定位擋塊27從而使它們能夠如下面所解釋的那樣與伸出部的傾斜表面59嚙合。類似于支點(diǎn)凸起，擋塊27的中部最好凹入以便使暴露的橫向表面積減至最小，不致妨礙血液穿過通道16流動(dòng)。由于在小葉運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)小葉的沖擊被緩沖，如下面所解釋的，所以除了支面26采用擋塊27阻止小葉14的轉(zhuǎn)動(dòng)就導(dǎo)致減少了支點(diǎn)和槽的嚙合表面上的磨損。另一方面，小葉的小配合表面38的貼靠以及大弧形表面36與瓣膜體12的側(cè)壁20(其上可以加工一個(gè)座表面)的接觸，和沿支面26的傾斜表面在P點(diǎn)處的接觸就限定了小葉的最后關(guān)閉位置。
從圖2可見，支面26和擋塊27與支點(diǎn)43的平的支面44a和44b一起限定了小葉14的充分打開位置。在最佳實(shí)施例中，當(dāng)小葉處于打開位置時(shí)，配合表面38不應(yīng)超出瓣膜體。一般來說希望這樣給充分打開的小葉定向，即將其對(duì)流過瓣膜體通道16的向下流體的阻力降至最小。如圖2所示，小葉14的前端部分60的方向基本上平行于血液流動(dòng)的方向，該方向用箭頭18表示。
在完全關(guān)閉和完全打開的位置之間，控制小葉14進(jìn)行角位移。參照?qǐng)D2，由參考標(biāo)號(hào)a表示的打開的角度(即當(dāng)小葉處于打開位置時(shí)小葉的角度定向)是在約1°和20°的范圍之間。小葉打開的該角度最好是在約5°和20°之間，最佳值是在約7°和13°之間。這里所用的詞“打開的角度”是指兩個(gè)平面之間的角度，該兩個(gè)平面都垂直于平壁部分24，其中一個(gè)平面(由字母M表示)縱向平分較小配合表面38并包含大弧形表面36的中點(diǎn)，而另一個(gè)平面(由字母L表示)包含瓣膜體通道的中心線。
穿過瓣膜體10的通道16的中心線L位于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的中間，并在完全打開的位置小葉的流出表面32在中心線L的相對(duì)側(cè)面相互面對(duì)面，同時(shí)小葉14在瓣膜體12內(nèi)的部分基本上平行于中心線L。在圖10所示的完全關(guān)閉位置，小葉14的較小配合表面38最好沿它們的整個(gè)平表面相互貼靠。不論如何選擇打開角度a，在完全關(guān)閉時(shí)最好不要使小葉14形成直線關(guān)系，以避免出現(xiàn)楔住小葉的危險(xiǎn)。因此，小葉14相互之間形成一鈍角，最好小于150°，如圖10所示。
現(xiàn)在隨小葉從完全關(guān)閉的位置開始運(yùn)動(dòng)起描述心瓣膜10的工作，其中每個(gè)槽53的兩個(gè)平表面56和57都與支點(diǎn)43的支面44b和44c并置，在這些相鄰表面之間有一小間隙(見圖10)。當(dāng)心臟循環(huán)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時(shí)，血液沿箭頭18的方向流動(dòng)(圖2)，并在瓣膜打開運(yùn)動(dòng)的初始期間，小葉沿下游方向位移直到槽53的平表面56和57壓在支點(diǎn)凸起42的支面44b和44c上。由于壓在流入表面30(它通常位于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的下游)上的力，轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的偏心位置引起了一個(gè)不平衡力矩。該不平衡力矩使小葉沿打開瓣膜的方向繞支點(diǎn)43開始轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)它們的較小配合表面38分離并接近支面26;接觸是在槽的平表面56、57和支點(diǎn)43之間。由于在血液流徑的橫向上的小葉表面積不斷減小，隨小葉打開的越來越寬作用在支點(diǎn)43上的力減小。隨著小葉14朝完全打開位置擺動(dòng)，槽53與支點(diǎn)43的邊緣B和C之間的接觸點(diǎn)連續(xù)改變，接觸點(diǎn)連續(xù)游移的效果在上述的應(yīng)用中已作了討論。
如圖11所示，槽53的尺寸關(guān)系和支點(diǎn)43及下游擋塊27(它從瓣膜體內(nèi)側(cè)壁上凸起)之間的相對(duì)空間是這樣，即隨著小葉接近充分打開的位置，擋塊27的上游邊緣D和伸出部52的傾斜表面59接觸并嚙合。該接觸有兩個(gè)效果。首先它緩沖了轉(zhuǎn)動(dòng)的小葉14和下游擋塊27之間的沖擊。第二，通過加力并使小葉向上游略微升高使邊緣C與槽的表面56脫離接觸從而實(shí)現(xiàn)了所述緩沖，這樣就減輕了該點(diǎn)處的可能磨損。小葉的升高導(dǎo)致槽的平表面57沿支面44a的邊緣B滑動(dòng)。結(jié)果如圖12所示，當(dāng)小葉到達(dá)完全打開的位置時(shí)，支面44b與槽的平表面56緊密地并置，但不接觸。然而支面44a與槽的平表面57接觸，并且傾斜表面59的端部與下游擋塊27的邊緣D接觸，所有這些都是為了消除處于打開位置的小葉的顫動(dòng)。此外，在完全打開的位置，小葉流入表面30的平面部分可能會(huì)接觸與瓣膜中心線平行的支面26的表面，盡管如圖12所示這兩個(gè)表面之間會(huì)有一個(gè)小間隙。在打開位置，可能的顫動(dòng)僅僅是極其輕微的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)距離在容許的范圍內(nèi)，由此看出支面26和下游擋塊27與槽一起使該雙小葉瓣膜處于極其穩(wěn)定的打開位置。
一旦心臟循環(huán)顛倒血液即沿上游方向(與圖2所示箭頭18的方向相反)流動(dòng)?；亓餮鹤饔迷诹鞒霰砻?2上的力使得小葉14略微向上游移動(dòng)(即沿圖2中向上的方向)，并開始沿關(guān)閉方向轉(zhuǎn)動(dòng)。一旦每個(gè)小葉移動(dòng)，支點(diǎn)43上的下游邊緣A就與槽的弧形表面58嚙合，并且支面26的下邊緣P與流入表面30的平面部分接觸。這一動(dòng)作使得小葉14沿關(guān)閉方向開始快速轉(zhuǎn)動(dòng)，然后小葉流出表面32的大部分均暴露于回流血液的直接作用力之下。隨著小葉流出表面32插入血液流束，關(guān)閉的速率增加。
一旦較小配合表面38相互接觸，和/或較大弧形表面36與瓣膜體12的側(cè)壁20的內(nèi)表面(其上可根據(jù)需要加工一座表面)接觸，小葉就停止關(guān)閉運(yùn)動(dòng)。在小葉關(guān)閉運(yùn)動(dòng)的大部分期間，流入表面30均與支面26上的邊緣P接觸，并當(dāng)小葉到達(dá)完全關(guān)閉的位置時(shí)(圖10)，支面26上的邊緣P與流入表面30接觸。
正如1989年8月11日提出的美國專利申請(qǐng)№.392，745中所解釋的，在小葉關(guān)閉運(yùn)動(dòng)開始時(shí)，一個(gè)大關(guān)閉力矩特別有利，它可使小葉對(duì)反向的液流能快速響應(yīng)。然而，隨著關(guān)閉運(yùn)動(dòng)的繼續(xù)，由于槽53和支點(diǎn)43之間接觸點(diǎn)的改變，小葉上的點(diǎn)的瞬時(shí)中心(IC)變化，與一個(gè)繞一圓形斷面的支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的類似的瓣膜件產(chǎn)生的沖擊相比，其結(jié)果就是當(dāng)小葉的弧形表面36接觸瓣膜側(cè)壁時(shí)減小了沖擊。此外，在關(guān)閉期間與邊緣P的接觸也產(chǎn)生了一個(gè)沿流入表面30的平面部分(它沿P點(diǎn)滑動(dòng))的摩擦阻力，也減小了關(guān)閉時(shí)的沖擊。結(jié)果，由上述變化的IC效應(yīng)和摩擦阻力產(chǎn)生的該軟性關(guān)閉大大減輕了“水擊”作用，“水擊”作用被認(rèn)為會(huì)引起對(duì)熱解碳有損害的氣蝕現(xiàn)象，熱解碳是制造心瓣膜另件的最佳材料。同樣，在小葉14開始打開運(yùn)動(dòng)時(shí)，一個(gè)大打開力矩特別有利，它可使小葉對(duì)反向的液流能快速響應(yīng)。隨著打開的繼續(xù)，IC位移，從而減小了沖擊，傾斜表面59和邊緣D的嚙合進(jìn)一步緩沖了沖擊。
根據(jù)上述原理制造的心瓣膜10具有眾多優(yōu)點(diǎn)，特別是提供了一種商業(yè)上可行的實(shí)施例，該實(shí)施例對(duì)液流的反向能非常快速地響應(yīng)，而且在打開運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)或關(guān)閉運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)，在沖擊時(shí)不會(huì)使相對(duì)較薄的小葉過分受力，在關(guān)閉運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)，大大減小了產(chǎn)生“水擊”作用的趨勢(shì)和氣蝕的機(jī)會(huì)。這被認(rèn)為是非常重要的，因?yàn)樵谑褂谜叩恼麄€(gè)壽命中心瓣膜必須進(jìn)行無數(shù)次的打開和關(guān)閉，特別是能把可能的摩損點(diǎn)轉(zhuǎn)移到對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)來說不是關(guān)鍵的區(qū)域，即傾斜表面59和下游擋塊的邊緣D，可以容許少量的磨損，而不會(huì)對(duì)瓣膜的性能有不利影響。
盡管上面段落中所述的效果和優(yōu)點(diǎn)特別適用于具有圖1-12所示結(jié)構(gòu)的心瓣膜，但采用設(shè)計(jì)簡單的小葉也可獲得所有這這些優(yōu)點(diǎn)，例如圖13-15，所示的另一實(shí)施例，即心瓣膜10′。該實(shí)施例采用了一個(gè)結(jié)構(gòu)與圖1-12所示的瓣膜10的瓣膜體完全相同的瓣膜體12′和一對(duì)小葉14′。當(dāng)從下游表面32′看去時(shí)，小葉14′似乎與圖1-12所示的小葉14相同，但是從一側(cè)面剖視圖中可明顯看出小葉14′除了支點(diǎn)伸出部52′所處位置之外有一均勻的厚度。在這方面，可以看出每個(gè)流入表面30′的下游部分是凹入的，并且其曲率與流出表面32′的相對(duì)的凸出部分相同。相應(yīng)地，大圓周表面36′的長度和輪廓與前述的相同。類似地，小配合表面38′也與前述的完全相同。
總的來說，小葉14′的平面部分60′與小葉14的對(duì)應(yīng)部分基本相同，不同之處是在下游彎曲部分。每個(gè)伸出部52′都帶有一個(gè)與前述結(jié)構(gòu)完全相同的槽53′，每個(gè)伸出部的下游傾斜表面59′在打開運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)將如前所述的那樣與下游擋塊27′的邊緣D嚙合。結(jié)果，就會(huì)如前所述的那樣在它們打開運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)在小葉上產(chǎn)生緩沖效果。更具體說，隨著小葉14′接近完全打開的位置，擋塊27′的上游邊緣D就與傾斜表面59′嚙合，從而迫使小葉向上游方向略微升高而使邊緣C和槽的表面56′脫離接觸(方式與圖12所描述的相同)，因此在打開運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)緩沖了沖擊。結(jié)果，由于小葉的厚度均勻并且其大部分上的曲率也均勻所以被認(rèn)為制造起來較為容易，盡管心瓣膜10′比較簡單，但能基本上具有心瓣膜10的所有優(yōu)點(diǎn)。
盡管本申請(qǐng)?jiān)谏厦婷枋隽藢?shí)現(xiàn)本發(fā)明最好模式的最佳實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解對(duì)于熟知本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說變化和改型是顯而易見的，而不超出附加權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明范圍。例如，盡管最好由小葉上的傾斜表面和擋塊的邊緣之間的嚙合實(shí)現(xiàn)緩沖，也可以反過來即定位小葉的邊緣與下游擋塊上的傾斜表面嚙合。盡管瓣膜體和小葉最好由熱解碳或覆以熱解碳的同位素石墨制成(具有不形成血栓表面的特點(diǎn))，也可采用其它適當(dāng)?shù)牟牧汐@得前述的同樣優(yōu)點(diǎn)。此外，正如前面所指出的，盡管最佳實(shí)施例采用了一對(duì)小葉，本發(fā)明的原理也可應(yīng)用于已知的心瓣膜，已知的心瓣膜采用了一個(gè)單獨(dú)的閉合器和這種類型的一個(gè)下游擋塊機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一個(gè)假心瓣膜，包括一個(gè)帶有內(nèi)側(cè)壁的通常為環(huán)形的瓣膜體，內(nèi)側(cè)壁限定了一個(gè)用于沿下游方向流通血液的貫穿的中心通道，具有一流入表面和一個(gè)流出表面的閉合件，它安裝在所述瓣膜體上以便允許血液沿下游方向流過并阻止血液的回流，所述瓣膜體和所述閉合件帶有一支點(diǎn)機(jī)構(gòu)，通過該支點(diǎn)機(jī)構(gòu)所述閉合件被安裝成可在打開位置和阻止回流的關(guān)閉位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)，所述閉合件處于關(guān)閉位置時(shí)所述流出表面面對(duì)下游，和所述瓣膜體帶有擋塊，它在所述支點(diǎn)機(jī)構(gòu)的下游處從所述瓣膜體內(nèi)壁上向內(nèi)凸出，在所述閉合件到達(dá)其完全打開的位置前所述下游擋塊因其所處位置可與所述閉合件流出表面上的伸出部嚙合，從而緩沖了它的終端打開運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心瓣膜，其中所述閉合件包括一對(duì)設(shè)計(jì)大致相同的小葉，它們被安裝成可繞一對(duì)所述瓣膜體內(nèi)的平行軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的心瓣膜，其中所述支點(diǎn)機(jī)構(gòu)包括一對(duì)從所述瓣膜體側(cè)壁上延伸進(jìn)所述中心通道的凸起，并且還包括一對(duì)在所述閉合件上的用于容納所述凸起的槽，每個(gè)所述支點(diǎn)凸起被加工有相互之間以預(yù)定角度定向的上游和下游平表面，每個(gè)所述槽帶有相互之間以相同的預(yù)定角度定向的一個(gè)平上游表面和一個(gè)平中間表面，和這樣定位所述的各個(gè)平表面，即當(dāng)所述閉合件處于打開位置時(shí)，在所述凸起上的一對(duì)平表面與所述槽上的所述平表面并置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的心瓣膜，其中所述伸出部在所述小葉的側(cè)面部分附近從每個(gè)所述小葉的流出表面上延伸，所述槽被加工在所述伸出部上，每個(gè)伸出部都有一加工在其上的傾斜的面朝下游的表面，該表面這樣定位即在所述小葉到達(dá)完全打開的位置之前該表面與所述擋塊的上游邊緣嚙合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的心瓣膜，其中每個(gè)所述小葉都有一個(gè)平面部分，所述伸出部即從該平面部分延伸，所述傾斜表面與所述平面部分成約100°到120°的角，并且其中所述擋塊包括一個(gè)大致垂直于所述中心通道的中心線的表面，該表面有一這樣定位的邊緣，即在小葉到達(dá)其完全打開的位置之前，隨著小葉朝打開位置的轉(zhuǎn)動(dòng)，所述邊緣與所述傾斜表面的嚙合使得所述轉(zhuǎn)動(dòng)的小葉被迫略微升高，而使所述支點(diǎn)凸起的上游表面與所述槽的上游表面脫離嚙合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的心瓣膜，其中所述下游擋塊相對(duì)于作為上游擋塊的所述支面上的一個(gè)表面定位，從而完全與小葉的平面部分對(duì)準(zhǔn)，使小葉的平面部分平行于穿過所述瓣膜體的通道的中心線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的替換心瓣膜，其中所述閉合件包括一對(duì)設(shè)計(jì)大致相同的小葉，它們被安裝成可繞一對(duì)在所述瓣膜體內(nèi)的平行軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，每個(gè)小葉都有一個(gè)流入表面和一個(gè)流出表面，所述支點(diǎn)機(jī)構(gòu)允許所述小葉在打開位置和阻止回流的關(guān)閉位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)所述小葉處于關(guān)閉位置時(shí)所述流出表面面對(duì)下游方向，所述支點(diǎn)機(jī)構(gòu)包括一對(duì)從所述瓣膜體側(cè)壁上伸進(jìn)所述中心通道的凸起和一對(duì)在每個(gè)所述小葉上的用于容納所述凸起的槽，所述瓣膜體帶有延伸進(jìn)入所述中心通道的支面，它們通常位于所述凸起的上游，作為上游擋塊，和所述下游擋塊，在所述小葉到達(dá)其完全打開的位置前，所述下游擋塊與每個(gè)所述小葉流出表面上的伸出部的一個(gè)表面嚙合，并沿上游方向頂起所述小葉。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的心瓣膜，其中在每個(gè)所述凸起上加工有一個(gè)平表面，每個(gè)所述槽有一個(gè)平表面，這樣定位所述各個(gè)平表面，即當(dāng)所述小葉處于打開位置時(shí)，在所述凸起上的所述平表面與所述槽上的所述平表面并置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的心瓣膜，其中定位所述上游擋塊和所述下游擋塊以便與所述小葉的平面部分對(duì)準(zhǔn)，使小葉的平面部分平行于穿過所述瓣膜體的中心通道的中心線。
全文摘要
具有改進(jìn)的支點(diǎn)機(jī)構(gòu)的雙小葉心瓣膜，該支點(diǎn)機(jī)構(gòu)允許瓣膜對(duì)血液換向能快速響應(yīng)，并將打開位置的小葉振顫降至最低程度。一對(duì)小葉可滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在心瓣膜上以便在關(guān)閉和打開位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)。小葉上的槽與從瓣膜體上向內(nèi)延伸的支點(diǎn)凸起的表面配合。下游擋塊與小葉上的互補(bǔ)表面嚙合以便緩沖最后的打開運(yùn)動(dòng)，并減少了關(guān)鍵部位的磨損，改善了工作性能。
文檔編號(hào)A61F2/24GK1050823SQ90108220
公開日1991年4月24日 申請(qǐng)日期1990年10月9日 優(yōu)先權(quán)日1989年10月10日
發(fā)明者杰克·切斯特·博克羅斯 申請(qǐng)人:卡爾本·伊姆普蘭茨公司