JPS6096261A - 人工心臓弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は人工心臓弁、特に動物の大動脈弁を有する人工
心臓弁に関する。

従来技術 動物の組織弁を有する人工心臓弁は世界的に良く知られ
ている。これは、この槌の人工心臓弁が手術後死亡率、
血栓症、一般的生活状況に関してその結果が良好である
からである。豚の心臓を用いたのは１９７０年にさかの
ぼる。しかし、機械弁と比較してこれらの人工臓器の寿
命は短かく、年少患者の場合には早期に石灰が沈着し、
心臓弁膜の高い圧力勾配に工り弁寸法が減小し、合併症
をもたらし、従って再手術を工ぎなくされた。この圧力
勾配の上昇は豚の心臓の筋肉質の心室隔膜上に存在する
数ミリメートルの右側大動脈小葉部の根部の硬化に起因
している。豚の心臓弁を除却し処理した後で、筋肉組織
の耐着残部が、８アルデとド剤の固着工程で非弾性化し
、従って右小葉部の動きが悪化する。

この問題（支持円筒高さの減小、固着剤の改良、低圧固
着等）を解決するために新しい方法が繰り返し開発され
、豚の人工臓器の改良が行われた。

これらの改良は人工弁の生産にともなう技術的かつ製造
的費用を著しく増大しコストの上昇を１ねいた。

本発明は、従来の豚の移植組織において、右小葉部の根
部（繊維状環体部に結合された方向からみて）が心室隔
膜の筋肉突起部に数ミＩＪに亘って癒着して−る事実の
認識に基づいている。この間題を克復するために、繊維
状環体部をもつ右小葉部を機械的手段、例えば、けずり
落しで右小葉部の動きを阻害する筋肉組ＷＬｆｔ除去す
る試みがなされた。費用の問題は別にしても、生産工程
でこの有害な筋肉組織を完全に除外することは不可能で
あり、次の２ｔｓ８アルデヒド溶剤による固着工程で、
残存する筋肉繊維が硬化し、右小葉部の動きをその根部
で阻害する。これはこの癩の人工心臓臓器がその開きサ
イクル中に充分に開かず、血液の動圧力勾配が異常に高
くなるからである。

又、筋肉組織が癒着した右小葉部の組織を大動脈内腔か
ら除去しかつそれを支持フレーム下部端面の廻りに配置
できるだけの充分に大型の豚の大動脈弁を用いる試みも
なされた。この槌の人工弁では、右小葉部の組織がフレ
ームの上方に引っ張０ られで、長時間の張力により組織が破れ血液が侵入し、
電なり部に石灰が沈着する。

最後の試みとして別々の小葉部を用いて人工臓器を組み
合せることもなされた。しかし製造費用の増大は別とし
ても、数多くの縫い合わせ部が弱く耐久性の点で問題が
あることが予想された。

発明の目的 本発明の目的は、特に右小葉部の動感をできるだけ人間
の弁の動きに近づけるために、織物部の下端リムに縫合
されｆｃ繊繊維状体体部ら伸びる小葉状部を織物部の上
端部で保持した構造の上記型式の人工心臓弁を提供する
ことにめる。

発明の構成 本発明の人工心臓弁は、右小葉部とその他の２つの小葉
部が繊維状環体部から大動脈内腔にはと１ んど完全になにものにも防害されないで突起して、心室
隔壁の筋肉組織と癒着することのない動物大動脈弁構造
をしている。

本発明の芙施例においては、大動脈弁は成長したカンガ
ル−の固定大動脈弁と同じ形状、寸法、構造であり、即
ち、大動脈弁は好’ＪＬ＜は成長したカンガル−の固定
大動脈弁であることを特徴としている。

大動脈弁は支持フレームの下端部リムの領域でダクロン
織物に取９つけられた繊維状環状部から始１す、心室隔
壁の筋肉ｍ織と全く癒着せず、動きが殆んど阻害されな
いことｔ％徴としている。

これは理想的にはマクロパス　ギガンテナス（Ｍａａｒ
ｏｐｕｍ　ｇｉｇａｎｔｅｎｕｓ）　又はマクロノくス
　レファス（Ｍａｃｒｏｐｕｉ　ｒｕｆｕｓ）　ｉｌｌ
に属する好−ｆＬ＜は雄の赤２ 又は灰色ジャイアントカンガル−の大動脈弁により満た
される。

大動脈弁の生産にあっては、大動脈根部が近接する心筋
と共に除去されかつ数セ／テメートルの大動脈根部が心
臓から除去される。

カンガル−の固定大動脈弁を使用する利点は特に、その
大動脈Ｗが弾性繊維組織と平坦な筋肉をもった静脈側に
沿ってその突起状の筋肉***１で伸びているためである
。小さい平坦な繊維状環体部のみこの点より発生し小さ
い個々の膠原質繊維突起物により隔壁の筋肉組織に留め
られる。その右小葉部は筋肉の円状経起上にはなく、は
ぼ完全に防害されることなく繊維状環体から大動脈内腔
に達する。

本発明は、豚の組織移植の場合と比較して、大Ｂ 動脈石門の全直径に対してかなり小さい繊維状環体部と
かなり短かい右小葉根部の人工心臓弁を提供する。従っ
て、右小葉部の固着工程は動きにくい部分が減少し、豚
の組織移植の場合と比較して開口サイクル中に心臓弁膜
の内腔がかなり広くなる。本発明の升が異種移植片とし
て使用されるときは、豚の弁のときに比較して大きな圧
力変化は生じない。

従って、機能上の改良の主点は弁寸法が特に小さいこと
である。カンガル−大動脈弁は１７から８１ｍの大きさ
である。これらは心臓の４つのいずれの位置においても
交換用弁として使用できる。

即ち大動脈弁としても又僧帽弁としても使用で自る。

支持フレームは熱的に安定し次プラスチック、４ 例えばアクリル共重合体樹脂（デルリン）であることが
好筐しい。フレームを覆う織物は通常重ね編みポリエス
テル製品（ダクロン）である。

カンガル−大動脈弁の利点を最大限に発揮させかつ好ま
しい開口度を得るにはフレームの形状は特定の範囲にあ
る。最も望ましい支持フレームの寸法又は形状は第８ａ
図に示す。

合せ目を形成するための支柱の巾は支持７レーム外径の
約１７４倍で、等間隔に配置され友支柱は合せ部で８０
度の余裕をもたせるだけで充分な広さである。

一方カンガルーの大動脈弁の合せ目のバラツキは約１５
度である。又支持フレームの支柱は現在の豚の弁に使用
される支持フレームと比較してかなり短かく、又軸方向
の全長も短い。

５ 本発明の１歎な特徴は支柱と反対側の入口端部にはゆる
やかな波動部があり平坦僧帽弁縫合リングのみならず曲
線状の大動脈縫合リングも保合できることである。この
人工臓器は人工血管内に組み込み心臓弁と一体にするこ
ともできる。

支持フレームの多数の穴、スロット、長穴、丸穴等も又
１賛で、これらはフレームの各部にありフレームの弾性
を改良するばかりでなく、フレームを全面的に覆う円筒
状のダクロン織物部を保持するのに役立っている。環体
部の巾は小葉部が自由に移動できるに充分なスペースと
なるよう選ばれている。

実施例 以下図面を用いて本発明の人工心臓弁の構造を説明する
。支持フレーム２２（第８，４図）は両６ 側でポリエステル又はポリエステル系合成織物部（ダク
ロン）２８で櫟われている。支持フレーム２２は本質的
に円筒形である。支持７レームの下方端面又は下部エッ
ヂ部１１には、上記織物部２８が折９重ねられて縫い合
せリング１４ｅ形成している。リング１４内には、弾性
支持リングを設は支持フレーム２２の下部エッヂｌｉｔ
と９囲むようにしてもよい。縫い合せリング１４は人工
心臓弁を人体組織、例えば、大動脈に縫い合わせるため
にある。第８，４図で、支持フレームは円筒形に巻かれ
た細い帯状部材から成ｐ、その厚みはフレーム２２の外
径の約ｌ／４０である。第８゜８ａ図に明示するように
、帯状部材は８つの完全な波状形状のゆるやかに波打つ
環形部１８ｔ−有し、各波状部は波の山と波の谷から成
ｐ、支柱１２は７ 各波山がら小葉状部月１５．１６．１７（第１゜２図に
示す）の開口方向でかつ軸方向に伸びている。

各支柱１２には軸方向の２つの半円を２つの直線で相互
に接続して形成した長大ｌＯがある。この長大の半円の
半径は支持フレーム２２の外径の１／１５〜１／１６　
（０，０６４）倍で、２つの半円の中心間距離は支持フ
レーム２２の外径の約１／１０倍である。

頂点２８附近で、支柱１２は長穴１９の上部半円に沿っ
て円弧状に形成されておｐ、支持フレーム２２の外径の
１／１６の材料中が長穴１９と上端面又は支柱１２の端
部２４との間に残ることになる。

２つの近接する支柱１２間で、環状部１Ｂは上８ 方端部２４によりその上部が縁取りされ、この上方端部
２４１は、２つの近接する支柱１２の頂点２８間を結ぶ
線８０の中点を曲率中心２７とする凹状円弧曲線である
。第８＆図の展開図では、上方端部２４の形状は略半円
で上方端部２４は偏曲点８８を通って頂点２８を含む支
柱１２の上部領域に達する。

長穴１９の頂点２８から反逆側で、環状部１Ｂには丸穴
２０があｐ、その直径は支持フレームの外径の１／１１
−１／１２１（０，０８７）倍で、丸穴２０は長穴１９
と環状ｓ１８の下端部１１との中間点にある。

支柱１２下の領域で、支持フレーム２Ｂの下端部１１は
凹状円弧曲線をしている。曲率中心２９は長穴１９の中
心軸８４上で、波動下部端１１の９ ２つの近接する頂点８２間を結ぶ線８１から支柱１２と
反対方向にある距離だけ離れている。この接＆１８１と
曲率中心２９間距離は好１しくは支持フレーム２２の外
径の約半分（０，４８倍）すべきである。曲率中心２０
の円の半径は、上部曲率中心２７の円の半径より約５０
％大きく、これは支持フレーム２２の外径の０６倍であ
る。２つの曲率中心２７と２９は円周方向に６０度それ
ぞれずれている。又２つの頂点２８と８２も円周方向に
６０度ずれている。曲率中心２９をもつ下端部ｌｌの円
弧状部分は偏曲点８７を通って、頂点領域８２でかつ中
心２９の領域と略同−半径の凸状円弧部に連結される。

帯状環状部１Ｂの中央部には、頂点８２がある円周部に
丸穴２５がある。その直径は支持７レー０ ム２２の外径の１／１５〜１／１６　（０，０６４）倍
である。

丸穴２５の両側で丸穴２５の直径とほぼ等しい距離にス
ロット２６があり、このスロットは上方端部２４の凹状
円弧部に沿って曲が９上方端部１鳴と平行に伸びている
。スロット２６は支柱１２の領域１でほぼ伸び長穴１９
と穴２０のある距離だけ前方で終了する。この距離はそ
れぞれ長穴１９の巾（１／８倍）にほぼ等しい。円弧状
端部１１は頂点８２領域では上方端部２４と平行である
。

又環状部１Ｂの中央部のスロット２６の巾は支持フレー
ム２２の外径の１／１５〜１／１６（０゜６４）倍、ス
ロット２６周辺部と１つの支柱１２の中心線との距離は
支持フレーム２２の外径の約１／８倍、スロット２６周
辺部と円形穴２５との１ 距離はｌ／１５〜１／１６（０，０６４）倍、穴２５の
周辺部と端部２４との距離は支持フレーム２２の外径の
１／１５〜１／１６（０，０６４１）倍である。又支持
フレーム２２の軸方向長さはその外径の約０．６倍で、
環状部材の巾は１／６〜ｌ／４（０，２）倍である。又
支持フレーム２２の端部２４の曲率半径は皮付フレーム
２２の外径の０．４倍である。

本発明によれば、環状部１８の形状は僅かに波打ち、支
柱１２の軸方向長は比較的短かく、支持フレーム２２の
長大、穴、スロットの適正な分布により、第１．２図の
如く織物部（ダクロン）２８ｔ−取９つけたとき、支持
フレームは大動脈切断根部４０ｔ−含むカンガル−の大
動脈弁のＭｊｌｎ付けに理想的な形状をしている。この
支持フレーム２２２ 内では、小葉状部材１５，１６．１７（第１．２図）が
なんらの抵抗や妨害もなく完全に自由に開閉できる。本
発明の支持フレームの構造によｐ。

人間の大動脈の弾性又は人工弁が埋設される人間の心臓
部の弾性にかなりのｊｊＭ度１で接近した優れた弾性が
得られる。従って、本発明の人工心臓弁は弁が接触する
人体組織部の自然な変形を阻害することはない。

更に、弾性支持フレーム２２の多数の穴はダクロン製織
物部２Ｂ上に定着し仁れを引合つける役目をしている。

第８図の如き支持フレーム２２が完成すると、ダクロン
織物部が上方よシかふせられて、通常の方法で縫い合わ
される。その後で（第１．２図）、死亡後固着保存され
た大動脈根部４０を含むカンガル−の大動脈弁が、織物
部２Ｂで８ 覆われた支持フレーム２２内に挿入される。このカンガ
ル−の大動脈弁は繊維状環体部１８と８つの小葉状部、
即ち、右小葉状部１５、冠状少葉状部１６、左側小葉状
部１７から成る。これらの小葉状部は膜又は軟口蓋とも
呼ばれる。

取付けＩＩＣ際しては、繊維素から成る環体部１８を支
持フレーム２２の下端部１１におき、繊維状環体部１８
から伸びかつ端部２４（第８ａ図）の形状に合わせて切
断された大動脈根部４０を支持フレーム２２の環状部１
８と支柱１２に沿って内側に配置し、上端部２４（第８
，８１図）の領域で織物部２８と縫い合わして縫合せ部
８５ｔ−形成する。第１図に示すように、繊維状環体部
１８は縫合せリング１４部で織物部２８と縫い合わされ
て他の縫合わせ部８６（第１図）を形成する。

４ 右側小葉状部１５の近傍には、繊維状環体部１８に癒着
する心室隔壁（図示せず）の筋肉組織の小残査が存在す
る。カンガル−大動脈弁の使用により、この筋肉組織残
炎の半径方向寸法は小さく、その厚みも大動脈弁が開い
たときに右側小葉状部の動ａｔ実際的に阻害する程大き
いものではない。

人体に埋設した後の、本発明の人工心臓弁の作用を以下
説明する。

左側心室がある人工弁の下側又は入口側に圧力が発生す
ると、小葉状部１５．１６　、ｌ？が弁の如く上方に開
き、その開口断面積は大動脈内腔断面積の少なくとも７
０−１一般には７５チ、又ある状況下では８０％″ｔで
も達する。従って、開状態時の人工弁両側の圧力勾配は
好ましい最小値に保持される・ １１１ 圧力状態が逆転すると、小葉状部の弁１５，１６．１７
は第１．２図に示す静止位置に復帰し、Ｂつの弁は互に
接触し、第２図のつぎ目２，１に沿ってシール（封かん
）部を形成する。従って血液の漏れは防止される。

発明の詳細 な説明したように、本発明の人工心臓弁においては、８
つの小葉状部特に右側小葉部が、なにものにも接触妨害
されることなく、繊維状環体部・から大動脈内腔に突起
している構造のため、人工心臓弁が心室隔壁の筋肉組織
と癒着しない効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は寸法比約８＝１の本発明の人工心臓弁の側面図
、第２図は中心軸の廻りに１８０度回転６ したときの人工心臓弁の下面図、第８図は第１図及び第
２図の人工心臓弁の支持フレームの側面図、第８ａ図は
第８図の支持フレームの展開図、第４図は第８図の支持
フレームの下面図。 １２・・・支柱、１８・・・環形部、■４・・・縫合せ
リング、１５　、１６　、１７・・・小葉状部、１８・
・・繊維状環体部、２１・・・弁シール部、２２・・・
支持フレーム、２８・・・織物部、８５．８６・・・縫
合せ部、４０・・・大動脈根部。 ７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）弾性的に変形し得る織物部（２８）で覆われた支
   持フレーム（２２）内に設けられた固定された完全な動
   物の大動脈弁を有する人工心臓であって、該支持フレー
   ム（２２）は実質的円筒形であシ、８つの完全な波状形
   状をなし、かつ等角度に配されて波の頂点から軸方向に
   伸びる円弧状支柱（１２）と更に多数の穴を有する軸方
   向に僅かに波状に形成されｆｃ環形部（１８）から取り
   、織物部（２Ｂ）は支柱（１２）と反対側の端面附近で
   縫合せリング（１４）として形成され、８つの大動脈小
   葉状部（１５，１６，１７）が連結されてかつ心室隔壁
   の筋肉組織がある繊維状環体部（１８）が支柱と反対側
   で支持フレームの端面に沿って沖びかつそこで織物部（
   ２８）と縫合わされ、支持フレームの形状に応じて切断
   された大動脈壁又は大動脈根部が環状部と支柱内に取９
   付けられかつ支柱側で支持フレームの端面に沿って織物
   部と縫合わされる人工心臓弁において、右側手業状部（
   １５）が他の２つの小葉状部（１６，１７）と同様に、
   なにものにも全く妨害されることなく繊維状環体部（１
   ８）から大動脈内腔に突起して心室隔、壁の筋肉組織と
   癒着しないことを％徴とする人工心臓弁。 （２）　大動脈弁が形状、大きさ、構造において成長し
   たカンガル−の固定大動脈弁と同一のものであり、特に
   大動脈弁が完全に成長したカンガル−の大動脈弁である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の人工心臓
   弁。 （３）該支持フレーム（２２）の支柱（１２）が環状部
   （１Ｂ）方向に伸びる縦軸方向の軸をもつ長穴（１９）
   を有し、長大の長さと支持フレーム（２２）の外径との
   比が好ｌしくは０．２から０．８、特に約０．２５であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載の人工心臓弁。 （４）長穴（１９）の形状は直線で結ばれた２つの半円
   形状であり、その半径は支持フレーム（２２）の外径の
   １／１４から１／１７、特にｌ／１５から１／ｌ　６で
   あることを特徴とする特許雌肖求の範囲第８項記載の人
   工心臓弁。 （５）環状部（ＩＢ）には支柱（１２）の設けられた位
   置に好１しくけ円形穴（２０）’ｉ有し、穴（２０）の
   直径は支持フレーム（２２）の外径の１／１０から１／
   １８ｅＦ！ｆにｌ／ｌｌから１／１２Ｔ６ることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項から第１項のいずれかに記
   載の人工心臓弁。 （６）環状部（１８）には２つの支柱の中間点に中心穴
   （２５）があり、その直径は支持フレーム（２２）の外
   径の好１しくは１／１４から１／１７％に１／１５から
   １／１６であること’に％徴とする特許請求の範囲第１
   項から第５項のいずれかに記載の人工心臓弁。 （７）　該支持フレーム（２２）の端面又はエッチ（２
   ４）が支柱（１２）側でかつ支柱（１２）の間で凹状円
   形状に形成されてお９、その半径が支持フレーム（２２
   ）の外径の好１しくは１／２からｌ／８特に約０．４倍
   でめ９、その曲率中心（２７）が２つの近接する支柱（
   １２）の頂点を連結する！（ａＯ）の中点にあることｔ
   ％徴とする特許請求の範囲第１項から第６項のいずれか
   に記載の人工心臓弁。 （８）　Ｇ支柱（１２）と２つの支柱（１２）間の中心
   線との間でかつ塊状部（１Ｂ）の中央部に環状部材（１
   Ｂ）の曲線に沿ったスロツ）（２６）があり、スロット
   の巾は好１しくは支持フレーム（２２）の外径の１／１
   ４から１／１７特に１／１５から１／１６であり、各ス
   ロット（２６）周辺端部と支柱（１２）の中心との距離
   が支持フレーム（２２）の外径の１／７から１／９％に
   １／８であり、各スロットＣ２６）周辺端部と円形穴（
   ２５）端部との距離か支持フレーム（２２）の外径の好
   ’ｔＬ＜は１／１４から１／１７、特に１／１５から１
   ／１６であり、円形穴（２５）の端部とスロツ）（２６
   ）近傍の環状部材（１８）の端部（２４）との距離はそ
   れぞれ支持フレーム（２２）（７）外径の好１しくは１
   ／１４からｌ／ｌ　’１％に１／１５からｌ／１６であ
   ること′ｆ：％徴とする特許請求の範囲第１項から第７
   項のいずれかに記載の人工心臓弁。 （９）支柱（１２）上側の環状部材（１８）の巾はら第
   ８項のいずれかに記載の人工心臓弁。 （ト）支柱（１２）と反対側の端部（１１）の形状は支
   柱領域で凹形円弧であｐｌその半径は支持フレーム（２
   ２）の外径の好１しくは０．５から０．７倍特に０．６
   倍であや、支柱（１２）の中心軸上の曲率中心（２９）
   と２つの頂点（８２）を結ぶ線（８１）から各回率中心
   （２９）の距１ｍが支持フレーム（２２）の外径の好１
   しくは０．４から０．５倍特に０．４８倍であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項から第９項のいずれか
   に記載の人工心臓弁。 ０や　支持フレーム（２２）の軸長がその外径の０゜５
   ８から０．６２％に０．６倍であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項から第１θ項のいずれかに記載の人
   工心臓弁。 （６）　支持フレーム（２２）の厚みがその外径のｌ／
   ８５からｌ／４８％に約ｌ／４０であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項から第１１項のいずれかに記載
   の人工心臓弁。 （以下余白）