CN111643223B - 用于修复或替换心脏的自体瓣膜的移植物 - Google Patents

用于修复或替换心脏的自体瓣膜的移植物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及医疗器械技术领域，其提供了一种用于修复或替换心脏的自体瓣膜的移植物。所述移植物可以包括：第一覆膜支架，在展开状态下，其具有第一内部通道，在第一内部通道内固定连接有用于替换自体瓣叶的人工瓣叶；第二覆膜支架，在展开状态下，其具有第二内部通道，第一覆膜支架位于第二内部通道内并且与第二覆膜支架固定连接，并且，第二覆膜支架适于锚定在瓣环和瓣下结构；其中，在展开状态下，第二覆膜支架的心房侧具有径向延伸的凸缘，该凸缘适于位于瓣环的心房侧，并且第二覆膜支架的心房侧端部口径大于其心室侧的端部口径。所述移植物采用双层支架结构，可以增加其锚定力，提高稳定性，并且能够减少瓣周漏和左室流出道梗阻的发生。

Description

用于修复或替换心脏的自体瓣膜的移植物
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体地，涉及一种适用于修复或替换心脏的自体瓣膜的移植物。
背景技术
心脏瓣膜指心房与心室之间或心室与动脉间的瓣膜。瓣膜在心脏永不停止的血液循环活动中扮演的角色既普通又关键：瓣膜相当于门卫，阻止血液回流于刚刚离开的心房(房室瓣)或心室(半月瓣)。很多原因可以造成心脏瓣膜损伤，如先天畸形、老化和心肌梗塞等，而风湿热留下的损伤是最常见的原因，其中位于左心室和左心房之间的二尖瓣是最容易受损伤的。
二尖瓣病变是最为常见的心脏瓣膜病，随着风湿性瓣膜病的明显下降二尖瓣狭窄发病率已大大降低，而随着人口老龄化的进程，退行性、缺血性因素等引起的二尖瓣反流(Mitral Regurgitation，MR)人群发病率达到1.7％，在65岁以上人群中有明显二尖瓣反流的患者更为常见。
二尖瓣修复术或置换术是MR治疗方法的金标准，但一些研究表明多达一半的症状严重的MR患者未选择手术治疗，其原因很大一定程度上与其手术风险相关。这一大部分对外科手术耐受性较差的患者迫切需要一种创伤较小的治疗方法作为替代方案，介入二尖瓣治疗技术应势而生。所述介入二尖瓣治疗技术分为介入修复及置换两个分支。
虽然目前研究进展较介入修复技术较慢，经导管二尖瓣置换术(transcanthetermitral valve replacement，TMVR)理论上仍较经导管修复有着先天的优势。考虑到二尖瓣疾病的复杂性和异质性，研制一种经导管二尖瓣修复装置适合治疗所有二尖瓣病变解剖类型和风险水平的患者有着极大的挑战。TMVR为二尖瓣疾病的治疗提供了一个具有通用性全覆盖治疗的概念(即无论任何类型的二尖瓣的病理学改变)，同时MR的治疗效果可以更可靠地预测(生物瓣膜的耐久性已经得到充分验证)，手术创伤性又远远小于传统的外科术式。
MR的病理生理和解剖结构复杂且个体间差异大。在经导管主动脉瓣膜置换术(TAVR)中，人工瓣膜的着陆区是管状的刚性钙化结构，与此不同的是，用于治疗自体瓣膜MR的人工介入瓣膜往往需要锚定在动态的马鞍型非钙化结构中。因此，TMVR技术发展的主要挑战之一是获得类似于外科二尖瓣置换的瓣膜稳定性。
同时，二尖瓣环的复杂的三维(3D)马鞍形解剖结构、动态形态以及收缩期心室产生的更高的压力梯度，可能导致瓣膜植入后发生明显瓣周漏。因此，瓣膜周围的密封性也是TMVR的一个主要挑战。
此外，研究显示在外科二尖瓣环成形术和人工瓣膜术后，左心室流出道(LVOT)的面积会出现减少，二尖瓣外科术后的LVOT梗阻也时有报道。目前报道的经导管二尖瓣环内瓣手术急性LVOT梗阻的发生率高达8.2％，在严重二尖瓣环钙化的情况下，TMVR后LVOT梗阻发生率甚至会增加至9.3％。因此，降低TMVR后LVOT梗阻发生率也是TMVR的一个主要挑战。
发明内容
本发明的实施方式提供了一种用于修复或替换心脏的自体瓣膜的移植物以应对目前TMVR的上述部分或全部主要挑战。
根据本发明的实施方式，提供了一种用于修复或替换心脏的自体瓣膜的移植物，所述自体瓣膜包括瓣环、连接到所述瓣环的自体瓣叶以及瓣下结构，其中，所述移植物至少具有用于输送的压缩状态和用于部署的展开状态，并且，所述移植物可以包括：
第一覆膜支架，在展开状态下，其具有第一内部通道，在所述第一内部通道内固定连接有用于替换所述自体瓣叶的人工瓣叶；
第二覆膜支架，在展开状态下，其具有第二内部通道，所述第一覆膜支架位于所述第二内部通道内并且与所述第二覆膜支架固定连接，并且，所述第二覆膜支架适于在压缩状态下穿过所述瓣环以及在展开状态下锚定在所述瓣环和瓣下结构；
其中，在展开状态下，所述第二覆膜支架的心房侧具有径向延伸的凸缘，该凸缘适于位于所述瓣环的心房侧，并且所述第二覆膜支架的心房侧的端部口径大于其心室侧的端部口径。
由上述可知，本发明实施方式的用于修复或替换心脏的自体瓣膜的移植物采用双层支架结构，可以增加其锚定力，提高稳定性。
在本发明的一些实施方式中，在展开状态下，所述第二覆膜支架的内径从心室侧朝心房侧逐渐变大。本发明实施方式通过将外层支架设置成喇叭状或锥形结构，以预防并减少瓣周漏的发生。
在本发明的一些实施方式中，所述第二覆膜支架的心室侧端部与所述第一覆膜支架的心室侧端部固定连接。
在本发明的一些实施方式中，所述第一覆膜支架包括位于所述第二覆膜支架的第二内部通道内的第一部分和从所述第二内部通道朝心房侧延伸出的第二部分，其中，所述第一部分的长度(H1)为10-40mm，优选20mm，其第二部分的长度(H2)为5-15mm，优选10mm。相比于现有移植物将内外支架均设于心室侧，本发明实施方式通过降低第一覆膜支架在心室侧高度，预防LOVTO(左室流出道梗阻)的发生。在本发明的一些实施方式中，所述第一覆膜支架的第一部分为从其心室侧端部至对应于所述第二覆膜支架的凸缘的位置的一段，即位于所述第二覆膜支架内部的一段；其第二部分为从所述对应于所述第二覆膜支架的凸缘的位置至其心房侧端部的一段，即位于所述第二覆膜支架外部的一段。
在本发明的一些实施方式中，所述第一覆膜支架的口径为18-34mm。
在本发明的一些实施方式中，所述第一覆膜支架的第一部分的长度与其第二部分的长度之比为1：1到4：1。在本发明的一些实施方式中，第一覆膜支架的心室侧端部距离所述第二覆膜支架的凸缘的长度可以为：5-15mm。本发明实施方式通过降低心室侧高度，预防LOVTO(左室流出道梗阻)的发生。
在本发明的一些实施方式中，所述第一覆膜支架的心室侧的端部至所述凸缘的部分即所述第二部分可以为未覆膜的裸支架。本发明实施方式通过进一步降低心室侧高度，预防LOVTO(左室流出道梗阻)的发生。
在本发明的一些实施方式中，所述第二覆膜支架的心室侧的口径(D0)为20-36mm。所述第二覆膜支架的心房侧的端部口径(D1)为30-50mm。
在本发明的一些实施方式中，所述第二覆膜支架的心房侧凸缘的外径(D2)为32-60mm。
在本发明的一些实施方式中，所述第二覆膜支架的内壁与所述第一覆膜支架的外壁之间夹角为5-45°。本发明实施方式通过优化外层支架与内侧支架的夹角，以预防并减少瓣周漏的发生。
在本发明的一些实施方式中，所述第二覆膜支架的心房侧的端部至其心室侧的端部的距离为10-40mm，优选20mm。
在本发明的一些实施方式中，所述第二覆膜支架的凸缘的面向心室侧的表面可设有适于连接所述瓣环的倒刺。所述倒刺的长度为0.5-5mm，优选2mm。由此，可以增加其锚定力，提高稳定性。
在本发明的一些实施方式中，所述第二覆膜支架的外周设有适于连接所述瓣下结构的倒刺。所述倒刺的长度为0.5-5mm，优选为1.5mm。由此，可以增加其锚定力，提高稳定性。
在本发明的一些实施方式中，所述倒刺设置在所述第二覆膜支架的骨架上。由此，可以进一步增加其锚定力，提高稳定性。
在本发明的一些实施方式中，所述第二覆膜支架的骨架与所述第一覆膜支架的骨架固定连接，可为刚性连接(例如，铆接，焊接)，也可为柔性连接(例如，绳连接)，由此，可以进一步提高移植物的稳定性。
在本发明的一些实施方式中，所述人工瓣叶包括三叶牛心包、猪心包、猪颈静脉瓣膜、猪主动脉瓣、驴心包瓣三叶瓣膜等生物材料。
在本发明的一些实施方式中，所述第二覆膜支架的凸缘的覆膜与所述第一覆膜支架的覆膜连接，由此，相当于缝上去了一个盖子，覆膜包绕凸缘的同时填补了内外支架之间夹角空隙。可选地，并且所述第一覆膜支架的心室侧端部距离所述第二覆膜支架的凸缘的长度可以为：0-25mm。
由上述可知，采用本发明实施方式提供的一种用于修复或替换心脏的自体瓣膜的移植物采用双层支架结构，可以增加其锚定力，提高稳定性，能够应对目前TMVR的上述主要挑战。
本发明实施方式的各个方面、特征、优点等将在下文结合附图进行具体描述。根据以下结合附图的具体描述，本发明的上述方面、特征、优点等将会变得更加清楚。
附图说明
图1是根据本发明示例性实施方式的处于展开状态的用于修复或替换心脏的自体瓣膜的移植物的立体图。
图2是图1所示的移植物的主视图，其省略了外支架的覆膜。
图3是图1所示的移植物的俯视图。
图4是图1所示的移植物的仰视立体图。
图5是图1所示的移植物的仰视图。
图6示意性地示出了根据本发明示例性实施方式的用于制造用于修复或替换心脏的自体瓣膜的移植物的内支架骨架。
图7是从心房侧示出在使用图6所示的骨架构成的内支架内部设置人工瓣叶的内支架立体图。
图8是从心室侧示出在使用图6所示的骨架构成的内支架内部设置人工瓣叶的内支架立体图。
图9示意性地示出了根据本发明示例性实施方式的用于制造用于修复或替换心脏的自体瓣膜的移植物的外支架骨架。
具体实施方式
为了便于理解本发明技术方案的各个方面、特征以及优点，下面结合附图对本发明进行具体描述。应当理解，下述的各种实施方式只用于举例说明，而非用于限制本发明的保护范围。
在本文中，本领域技术人员应当理解，术语“心室侧”是指移植物朝向、靠近、或位于心室的一侧，术语“心房侧”是指移植物朝向、靠近、或位于心房的一侧。
图1至图5示出了根据本发明示例性实施方式的用于修复或替换心脏的自体瓣膜的移植物。其中，所述自体瓣膜包括瓣环、连接到所述瓣环的自体瓣叶以及瓣下结构。在本发明的一种示例性实施方式中，所述移植物可以用于修复或替换心脏的二尖瓣，二尖瓣主要包含三种结构：二尖瓣叶、二尖瓣环、腱索和***肌。
根据本发明的示例性实施方式，所述移植物至少具有用于输送的压缩状态和用于部署的展开状态。图1示出了处于展开状态的移植物10。所述移植物10可以包括：内支架100(即第一覆膜支架)、外支架200(即第二覆膜支架)以及人工瓣叶300。在本发明的一种实施方式中，如图6至图8所示，通过在可折叠的内支架骨架111上覆膜构成内支架100。在展开状态下，内支架100大致呈圆筒状，并且具有第一内部通道110，在所述第一内部通道110内固定连接有用于替换自体瓣叶(例如，二尖瓣叶)的人工瓣叶300。在本发明的一些实施方式中，所述人工瓣叶由三叶牛心包、猪心包、猪颈静脉瓣膜、猪主动脉瓣、驴心包瓣三叶瓣膜等生物材料制成。在本发明的一种实施方式中，如图9所示，通过在可折叠的外支架骨架222上覆膜而构成外支架200，其中，外支架骨架222包括展开大致呈圆台形的骨架211和自骨架211的大径端横向弯折的骨架212。骨架211通过覆膜形成外支架200的主体部，该主体部具有第二内部通道210，返回参考图1和图2，内支架100位于所述第二内部通道210内并且与所述外支架200固定连接，并且，在展开状态下，所述第二内部通道210心房侧的端部口径大于其心室侧的端部口径。此外，骨架212通过覆膜形成凸缘201，在展开状态下，所述凸缘201自所述外支架200的心房端径向延伸，所述凸缘201适于位于所述瓣环(例如，二尖瓣环)的心房侧。所述外支架200适于在压缩状态下穿过所述瓣环以及在展开状态下锚定在所述瓣环和瓣下结构(例如，腱索和***肌)。移植物10为采用内支架100和外支架200构成的双层支架结构，可以增加其锚定力，提高稳定性。在本发明的示例性实施方式中，制作支架的骨架可以为自膨支架和球扩支架。制作支架的覆膜材料可以包括涤纶及PTFE(聚四氟乙烯)等。
在本发明各实施方式中，在展开状态下，内支架100大致呈圆筒状，其口径可以为18-34mm。外支架200的内径(即第二内部通道210)从心室侧朝心房侧逐渐变大，构成为喇叭状、圆台状或锥形结构，从而，可以预防并减少瓣周漏的发生。其中，所述外支架200的心室侧的端部口径D0可以为20-36mm，心房侧端部口径D1可以为30-50mm，外支架200的长度可为10-40mm，心房侧凸缘外径D2为32-60mm。在本发明的示例性实施方式中，所述内支架100的口径可以为26mm，所述外支架200的凸缘201的外径D2为50mm，其心房侧的端部口径D1为34mm，心室侧的端部口径D0可以为28mm。该尺寸的选取考虑到人体解剖学的特点，如人体的二尖瓣瓣环的口径在40mm左右。
在可选的实施方式中，内支架100可以与外支架200可具有相同的形状，例如，同为喇叭状。在其他实施方式中，外支架200也可以构成为其他形状，例如喇叭状的D型。
在本发明的一些实施方式中，所述外支架200的内壁与所述内支架100的外壁之间夹角为5-45°。在本发明的示例性实施方式中，所述外支架200的内壁与所述内支架100的外壁之间夹角为15°，该值的选取考虑人体解剖学的特点及内支架和外支架的口径大小。由此，通过优化外支架与内支架的夹角，以预防并减少瓣周漏的发生。
在本发明的示例性实施方式中，如图2和图4所示，外支架200的心室侧端部与内支架100的心室侧端部两者的骨架固定连接，例如，可为刚性连接(例如，铆接，焊接)，也可为柔性连接(例如，绳连接)。并且，如图1和图3所示，外支架200的凸缘201的覆膜与内支架100的覆膜连接，由此，相当于缝上去了一个盖子，覆膜包绕凸缘201的同时填补了内外支架之间的空隙。相连部位用覆膜相连的优势在于可有效减缓产品植入人体后的瓣周漏的量问题。在可选的实施方式中，外支架200的心室侧端部的覆膜与内支架100的心室侧端部的覆膜连接，并且外支架200的凸缘201的覆膜与内支架100的覆膜连接。
在本发明的各实施方式中，内支架100包括位于外支架200的第二内部通道内的第一部分和从所述第二内部通道朝心房侧延伸出的第二部分。所述内支架100的第一部分为从其心室侧端部至对应于所述外支架200的凸缘201的位置的一段，即，位于所述外支架200内部的一段；其第二部分为从所述对应于所述外支架200的凸缘的位置至其心房侧端部的一段，即位于所述外支架200外部的一段。在本发明的示例性实施方式中，所述内支架的所述第一部分的长度H1与其第二部分的长度H2之比可以为1：1到4：1之间。所述第一部分的长度H1可以为10-40mm，其第二部分的长度H2可以为5-15mm。在本发明的示例性实施方式中，H1可以为15mm，H2可以为5mm。在本发明的可选实施方式中，H1可以为15mm，H2可以为5mm。在本发明的其他实施方式中，H1可以为10mm，H2可以为5mm，该值的选取考虑到内支架口径的大小，口径越小，高度越小。在本发明的一些实施方式中，内支架100的心室侧端部距离所述外支架200的凸缘201的长度可以为：0-15mm。相比于现有移植物将内外支架均设于心室侧，本发明实施方式通过降低内支架在心室侧的高度(即H1)，预防LOVTO(左室流出道梗阻)的发生。
在本发明的可选实施方式中，所述内支架100的所述第二部分可以为未覆膜的裸支架，由此进一步降低心室侧高度，预防LOVTO(左室流出道梗阻)的发生。
在本发明的各实施方式中，所述外支架200的心房侧的端部至其心室侧的端部的距离(即外支架的长度)可以为10-30mm。外支架的长度不足10mm，不利于人工瓣膜的缝制；超过30mm，则支架会与左室流出道出现干涉。在本发明的示例性实施方式中，所述外支架200的心房侧的端部至其心室侧的端部的距离优选为15mm。
在本发明的示例性实施方式中，外支架200的外周设有适于连接所述瓣下结构的倒刺202。所述倒刺的长度为0.5-5mm，优选为1.5mm。由此，可以增加其锚定力，提高稳定性。在本发明的一些实施方式中，倒刺202可以设置在外支架200的骨架上，例如，如图9所示，在骨架211各丝相互交联的位置设有倒刺。在本发明的可选实施方式中，可以在骨架211周向上同一圆周设置多个倒刺。
在本发明的可选实施方式中，外支架200的凸缘201面向心室侧的表面也可设有适于连接所述瓣环的倒刺，所述倒刺的长度为0.5-5mm，优选2mm。由此，进一步可以增加其锚定力，提高稳定性。在本发明的示例性实施方式中，所述倒刺可以设置在凸缘201的骨架上。由此，可以进一步增加其锚定力，提高稳定性。
本领技术人员应当理解，以上所公开的仅为本发明的实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，依本发明实施方式所作的等同变化，仍属本发明权利要求所涵盖的范围。

Claims (19)

1.一种用于修复或替换心脏的自体瓣膜的移植物，所述自体瓣膜包括瓣环、连接到所述瓣环的自体瓣叶以及瓣下结构，其特征在于，所述移植物至少具有用于输送的压缩状态和用于部署的展开状态，并且，所述移植物包括：
第一覆膜支架（100），在展开状态下，其具有第一内部通道，在所述第一内部通道内固定连接有用于替换所述自体瓣叶的人工瓣叶（300）；
第二覆膜支架（200），在展开状态下，其具有第二内部通道，所述第一覆膜支架的至少一部分位于所述第二内部通道内并且与所述第二覆膜支架固定连接，并且，所述第二覆膜支架适于在压缩状态下穿过所述瓣环以及在展开状态下锚定在所述瓣环和瓣下结构；
其中，在展开状态下，所述第二覆膜支架的心房侧具有径向延伸的凸缘（201），该凸缘适于位于所述瓣环的心房侧，并且所述第二覆膜支架的心房侧的端部口径（D1）大于其心室侧的端部口径（D0）；
其中，所述第二覆膜支架包括展开大致呈圆台形的第一骨架（211）和自所述第一骨架的大径端横向弯折的第二骨架（212），并且，所述第一骨架（211）通过覆膜形成所述第二覆膜支架的主体部，该主体部具有所述第二内部通道，所述第二骨架（212）通过覆膜形成所述凸缘（201）；
所述第一覆膜支架包括位于所述第二覆膜支架的第二内部通道内的第一部分和从所述第二内部通道朝心房侧延伸出的第二部分；在所述第一部分与所述第二部分分界的位置，所述第二覆膜支架的凸缘的覆膜与所述第一覆膜支架的覆膜连接；所述第一部分的长度（H1）与所述第二部分的长度（H2）之比为：1：1到4：1。
2.根据权利要求1所述的移植物，其特征在于，在展开状态下，所述第二覆膜支架的内径从心室侧朝心房侧逐渐变大。
3.根据权利要求1或2所述的移植物，其特征在于，所述第二覆膜支架的心室侧端部与所述第一覆膜支架的心室侧端部固定连接。
4.根据权利要求1所述的移植物，其特征在于，
所述第一覆膜支架的第一部分的长度（H1）为10-40mm，所述第一覆膜支架的第二部分的长度（H2）为5-15mm。
5.根据权利要求4所述的移植物，其特征在于，所述第一覆膜支架的口径为18-34mm。
6.根据权利要求1或4所述的移植物，其特征在于，所述第一覆膜支架的第二部分为未覆膜的裸支架。
7.根据权利要求3所述的移植物，其特征在于，所述第二覆膜支架的心室侧的口径（D0）为20-36mm。
8.根据权利要求3所述的移植物，其特征在于，所述第二覆膜支架的心房侧的端部口径（D1）为30-50mm。
9.根据权利要求3所述的移植物，其特征在于，所述第二覆膜支架心房侧的凸缘的外径（D2）为32-60mm。
10.根据权利要求9所述的移植物，其特征在于，所述第二覆膜支架的内壁与所述第一覆膜支架的外壁之间夹角为5-45°。
11.根据权利要求9所述的移植物，其特征在于，所述第二覆膜支架的心房侧的端部至其心室侧的端部的距离为10-40mm。
12.根据权利要求3所述的移植物，其特征在于，所述第二覆膜支架的凸缘的面向心室侧的表面设有适于连接所述瓣环的倒刺。
13.根据权利要求12所述的移植物，其特征在于，所述倒刺的长度为0.5-5mm。
14.根据权利要求3所述的移植物，其特征在于，所述第二覆膜支架的外周设有适于连接所述瓣下结构的倒刺（202）。
15.根据权利要求14所述的移植物，其特征在于，所述倒刺的长度为0.5-5mm。
16.根据权利要求12或14所述的移植物，其特征在于，所述倒刺设置在所述第二覆膜支架的骨架上。
17.根据权利要求3所述的移植物，其特征在于，所述第二覆膜支架的骨架与所述第一覆膜支架的骨架固定连接。
18.根据权利要求1所述的移植物，其特征在于，所述人工瓣叶由三叶牛心包、猪心包、猪颈静脉瓣膜、猪主动脉瓣、驴心包瓣三叶瓣膜中的任意一种制成。
19.根据权利要求1所述的移植物，其特征在于，所述第一覆膜支架的心室侧端部距离所述第二覆膜支架的凸缘的长度为：0-15mm。
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