人工瓣膜和制造人工瓣膜的方法技術

本發明專利技術涉及人工瓣膜，其包含小葉組裝體，所述小葉組裝體具有至少一個連接到支撐元件(2)的小葉(3)，所述小葉具有能夠在第一位置和第二位置之間移動的自由邊緣，其中在第一位置時，所述自由邊緣遠離關閉表面(700)彎曲以允許體液通過所述瓣膜流動；在第二位置時，所述自由邊緣鄰接所述關閉表面以關閉所述瓣膜，且其中在所述瓣膜上沒有脈動負載時，所述小葉能夠沿著所述自由邊緣的長度形成大于0.1mm的接合高度。這種人工瓣膜能夠長期提供良好性能，并能夠使用適合小葉的各種材料來制造。本發明專利技術還涉及用于人工瓣膜中的小葉組裝體，以及制造人工瓣膜的方法，包括制造小葉組裝體。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】專利技術的一般領域本專利技術涉及可植入的醫療器械以及制造所述醫療器械的方法，所述醫療器械例如人工瓣膜(prostheticvalve)，更具體地是二小葉式或三小葉式人工心臟瓣膜。背景哺乳動物的典型天然瓣膜是主動脈瓣，其是四種心臟瓣膜之一。主動脈瓣包含與主動脈根相連的三個小葉(也稱為尖瓣)，所述主動脈根充當這些小葉的支撐元件。主動脈瓣的三個小葉中的每一個均具有自由邊緣和以半月形方式與主動脈根相連的邊緣。當瓣膜打開時，小葉落回到它們的竇道中而不會潛在封堵任何管狀孔口。鄰近小葉的鉸合線在竇管交界水平匯合，從而形成接合處(commissure)的至少一部分。小葉的主體柔軟、可擴展且薄以提供所需的柔韌性，盡管其厚度不均勻。小葉朝著其自由邊緣略微較厚。其室性表面是并置(apposition)區域(又名半月面(lunule))，該區域占據沿著自由邊緣的全寬并跨越小葉深度的約三分之一。這是瓣膜關閉期間小葉與鄰近小葉相遇之處。當瓣膜處于關閉位置時，半月面的邊緣接合或匯合在一起，從而將心臟左室腔中的血液與主動脈中的血液分開。對于這種類型或相應類型的瓣膜，打開和關閉期間最高的機械應力出現在接合處，且機械應力在較小程度上出現在小葉的自由邊緣。人工瓣膜被植入在人體或動物體內并且可例如被用作血管內或血管附近的被動、單向人工瓣膜。它們可以完全預成型并原樣植入，或者可以使用用于形成有功能的人工瓣膜所需的人造部件和/或天然部件在原位形成。合適的人工瓣膜在對瓣膜任一側的壓差響應時需要容易地打開和關閉，在血流中不導致或導致極少的非生理性湍流，并避免過多回流。因此，對心血管產品(例如心臟瓣膜假體)的負載條件(在量級和循環數兩方面)的要求很高。通常，心臟瓣膜小葉在其壽命期間可經受超過十億個負載循環。因此，人工瓣膜(尤其是活動小葉)的耐久性是重要的要求。任何人工瓣膜都應該能夠耐受瓣膜手術期間接合處和小葉自由邊緣上的實際機械負載，并優選地，維持耐受這種循環負載持續許多年。為此，不僅初始強度是重要的參數，而且還要降低制造瓣膜時(不明顯)生產畸形的可能性。現今，瓣膜手術中使用的瓣膜通常是具有由生物組織(往往是經化學處理的牛心包)制成的小葉的生物人工瓣膜。這是一種彈性材料，其表現得相當優異且能夠模擬天然瓣膜。但通常會遇到早期失效，并且早期失效被認為與脈動負載下連續伸展和收縮后小葉材料上的高應力有關。已提出了各種合成材料和設計作為制造人工瓣膜小葉的替代物。例如NL1008349中描述了使用合成纖維制成的瓣膜假體(prosthesis)。這種瓣膜包含帶有一些小葉的支撐元件，所述小葉是通過以與小葉中所存在的應力相對應的特定方向將增強纖維纏繞在芯軸上來制造的。由于必須根據最大應力線放置纖維，所以這種瓣膜假體難以制造且使用許多纏繞層來調節應力，從而增加了質量且可損害柔韌性。類似地，US6726715描述了用于心臟瓣膜的小葉，其包含具有與瓣膜運行期間在小葉中的預定應力線一致的消除應力的纖維元件的柔性片。片材通常是PTFE或PVF，其中使用高強度/高模量纖維作為增強元件。可以使用纖維例如碳纖維、芳綸纖維或聚乙烯纖維如UHMWPE纖維。WO2010/020660描述了由例如由聚烯烴纖維制成的均一空心編織物來制造人工瓣膜。通過將空心編織物放在模具上來使其成型以形成瓣膜，所述模具包括管狀部件和星形部件。通過隨后應用熱和壓力，空心編織物呈模具的形狀并產生了不同部分。在模具的管狀部件周圍，空心編織物形成對應于瓣膜的支撐元件的部分，而模具的星形部件提供對應于多個瓣膜小葉的部分。從模具中移出瓣膜之前，對瓣膜假體的前側和后側進行邊沿修剪。為了防止破壞經修剪的邊沿，可對邊沿進行熱處理以使紗線彼此熔合、配備縫針、或者以其它方式處理以使邊沿機械穩定。Heim等人在MaterialsandManufacturingProcesses，26：1303-1309，2011中公開了一種方法，其中由織造聚酯紗線通過在模具上將紡織品熱塑造成三尖瓣幾何結構來制造人造小葉；其顯示了織造聚酯可適用于形成瓣膜假體。聚酯紗線具有延伸性能以使得紡織品能夠模擬人瓣膜的天然彈性延伸(伸長率為約15％)，這是因為其典型斷裂伸長率為約14-17％。為了獲得處于關閉位置的小葉之間良好接觸的小葉并限制工作循環期間的應力，作者教導塑造小葉的形狀以使得瓣膜中心存在相當大的固有開口，而在心臟脈動負載下，在小葉自由邊緣的全長上創造充足接合，以防止回流或者至少使回流減至最小。US2008/0200977中描述了可植入的瓣膜假體，其包含框架和至少一種由合成的生物相容性聚合物制成的小葉。小葉被設計為使得其運動幫助防止血液淤積在瓣膜袋中，即防止血栓形成。通常通過下述方法形成小葉：鑄塑聚合物(優選嵌段型聚氨酯)的溶液，然后提供兩個狹縫以限定在流體流動響應時能夠不受限制地移動至打開位置和關閉位置的自由部分。US2003/0114924中公開了人工心臟瓣膜，其包含瓣膜主體和多個小葉，其是通過模塑硅酮或聚氨酯以一片式形成的。瓣膜被模塑為包含處于中立(neutral)位的小葉自由邊緣之間的間隙，和沿著自由邊緣具有特定曲率的小葉；以使得在流體流動負載下，間隙關閉且小葉的面接合并形成接合區域。US2009/027039描述了可植入的人工瓣膜，其具有至少一個小葉和用于暫時防止小葉從打開位置大幅移動到關閉位置的抑制性構件。小葉可以由各種材料(如生物材料或合成聚合物)制成，但優選地是薄金屬膜。US2005/0137681中公開了具有管狀框架和覆蓋物的靜脈瓣膜，所述覆蓋物包含限定可逆封閉型開口的表面并因此充當小葉。小葉可具有各種尺寸和形狀，包括弓形邊沿、彎曲表面、凹形結構，或者包括彎曲支撐結構以有效關閉瓣膜并限制逆行流體流動。小葉可以由生物的或合成的不滲透流體的材料(包括ePTFE、PET、氨基甲酸酯和聚乙烯)制成。WO2000/62714公開了心臟瓣膜假體，其包含一片式模塑體和多個由硅酮或聚氨酯制成的小葉。在中立位或靜止位時，小葉的自由邊緣匯聚從而在它們之間形成不均勻的間隙。小葉的自由邊緣處具有扇貝形邊緣(scallop)，從而以最小的接合在中心處提供足夠材料來密封顛倒的流體流動。US4191218公開了用于人工血管和心臟瓣膜中的織物，所述織物是由包含直徑約為10μm的長絲的復絲(聚酯)紗線織造的，并使所述織物熱收縮以產生20-40μm的開放孔隙空間和在至少一個方向上至少10％的伸長率。織物優選地具有織造的織邊(selvedge)，其形成心臟瓣膜小葉的自由邊緣。US2012/0172978描述了人工瓣膜，其包含由過濾篩選材料制成的小葉，所述過濾篩選材料具有15-60μm的均勻小孔和10-100μm的厚度并且是由例如聚酯或聚丙烯單絲織造而成的。對關閉的流動壓響應時，小葉可被推擠在一起從而在流出邊沿處接合，進而產生了3-9mm的接合。制造這種瓣膜的方法包括：由篩選材料單獨形成各個小葉，沿著連接線將它們連接在一起，并任選地連接到縫合環或縫合框架/支架上。US2005/177227中公開了制造心臟瓣膜假體的方法，其中對紡織膜(優選由聚酯或PTFE制成的紡織膜)進行塑形以形成小葉；這是例如通過以下方法實現的：切割出片段并使用具有成形構件復本文檔來自技高網...

【技術保護點】
人工瓣膜(400)，其包含小葉組裝體，所述小葉組裝體具有至少一個連接到支撐元件(2)的小葉(3)，所述小葉具有能夠在第一位置和第二位置之間移動的自由邊緣(5)，其中在所述第一位置時，所述自由邊緣遠離關閉表面(700)彎曲以允許體液通過所述瓣膜流動；在所述第二位置時，所述自由邊緣鄰接所述關閉表面以關閉所述瓣膜，且其中在所述瓣膜上沒有脈動負載時，所述小葉能夠沿著所述自由邊緣的長度形成大于0.1mm的接合高度。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.05.06 EP 14167271.7;2014.05.06 EP 14167270.9;1.人工瓣膜(400)，其包含小葉組裝體，所述小葉組裝體具有至少一個連接到支撐元件(2)的小葉(3)，所述小葉具有能夠在第一位置和第二位置之間移動的自由邊緣(5)，其中在所述第一位置時，所述自由邊緣遠離關閉表面(700)彎曲以允許體液通過所述瓣膜流動；在所述第二位置時，所述自由邊緣鄰接所述關閉表面以關閉所述瓣膜，且其中在所述瓣膜上沒有脈動負載時，所述小葉能夠沿著所述自由邊緣的長度形成大于0.1mm的接合高度。2.根據權利要求1所述的人工瓣膜，其中所述接合高度為1-15mm。3.根據權利要求1所述的人工瓣膜，其中所述小葉的幾何結構包括凸面，所述凸面在所述小葉中心線處的曲率半徑為1-20mm。4.根據權利要求1所述的人工瓣膜，其中所述小葉的幾何結構包括凸面，所述凸面的彎曲高度大于1mm，所述彎曲高度為中心線與連接最低點和所述瓣膜中心的自由邊緣的直線之間的最大正交距離。5.根據權利要求1-4中任一項所述的人工瓣膜，其中所述小葉的自由邊緣相對于關閉所述瓣膜所需的理論長度具有額外長度。6.根據權利要求1-4中任一項所述的人工瓣膜，其中所述小葉沿著接合處連接到所述支撐元件，所述接合處從所述自由邊緣開始平行于所述瓣膜的縱軸延伸，并且所述接合處的長度為至少1mm。7.根...

【專利技術屬性】
技術研發人員：保羅·弗雷德里克·格倫德曼，約蘭達·克魯因，卡林·克里斯特爾·布恩策倫，托馬斯·考尼格，
申請(專利權)人：帝斯曼知識產權資產管理有限公司，
類型：發明
國別省市：荷蘭;NL