ИСКУССТВЕННЫЙ КЛАПАН СЕРДЦА Российский патент 1994 года по МПК A61F2/24 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к конструкции протезов клапана сердца.

Известен протез клапана сердца, включающий корпус с обшивкой, запорный орган каплевидной формы с направляющими лопастями на внешней поверхности и закрепленные в корпусе ограничители хода запорного органа.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому искусственному клапану является протез аортального клапана, содержащий корпус с обшивкой, установленный с возможностью взаимодействия с корпусом запорный орган с направляющими элементами на внешней поверхности и закрепленные на корпусе ограничители хода запорного органа. При этом запорный орган имеет сферическую посадочную часть, выпуклую хвостовую часть с уменьшающимся от посадочной части сечением и радиусом основания равным радиусу сферической посадочной части, а центр масс запорного органа смещен в сторону корпуса. В данной конструкции не обеспечивается герметичность проходного сечения корпуса при обратном ходе запорного органа и не исключается возможность возникновения возвратных вихревых течений в его хвостовой части, что обусловлено сферической формой лобовой части запорного органа, имеющей значительный коэффициент лобового сопротивления С_хсф ≈ 0,48-0,5.

Сущность изобретения заключается в том, что запорный орган искусственного клапана сердца снабжен направляющей частью в виде вогнутого конуса с закругленной вершиной, его выпуклая хвостовая часть выполнена в виде параболоида вращения, а направляющие элементы выполнены в виде наклонных к продольной оси запорного органа канавок, число которых равно числу ограничителей хода. Кроме того, смещение центра масс запорного органа может быть достигнуто, например, за счет выполнения запорного органа с внутренней полостью, центр которой смещен в сторону хвостовой части. Выполнение запорного органа предложенной формы позволяет значительно уменьшить его лобовое сопротивление до величины С_х = 0,1-0,15 и тем самым повысить коэффициент наполнения надклапанного объема и снизить обратные перетоки жидкости, поскольку запорные элементы с малым лобовым сопротивлением С_х являются малоинерционными и быстро реагирующими на изменение давления в над- и подклапанных областях. Хвостовая часть предложенной формы позволяет обеспечить при соответствующем подборе координат внешней поверхности параболоида, с одной стороны, ее минимальную высоту, а с другой - безотрывность обтекания жидкостью запорного органа. Выполнение на наружной поверхности запорного органа наклонных к его продольной оси канавок, в которых размещаются ограничители хода, позволяет обеспечить устойчивость запорного органа при минимальном количестве ограничителей его хода, равном 2, тем самым упрощается конструкция клапана, уменьшаются его внешний объем и масса, уменьшается влияние ограничителей хода на свободное прохождение жидкости.

На фиг. 1 изображен искусственный клапан сердца в сборе, разрез; на фиг. 2 - то же, вид в плане.

Искусственный клапан сердца содержит корпус 1 с обшивкой 2 по всему периметру, в котором закреплены две стойки 3 - ограничители хода запорного органа 4. Запорный орган 4 выполнен в виде полого, малоинерционного аэродинамического профиля совершенной, с гидравлической точки зрения, формы и имеет направляющую часть 5 в виде вогнутого конуса с закругленной вершиной, сферическую посадочную часть 6 и хвостовую часть 7, представляющую собой параболоид вращения с основанием, радиус которого равен радиусу сферической посадочной части 6. Запорный орган 4 имеет внутреннюю полость 8 сферической или овальной формы, центр О₁ которой смещен относительно центра О сферической поверхности посадочной части 6 в сторону хвостовой части 7. Такое размещение внутренней полости запорного органа 4 обеспечивает смещение его центра масс в направлении, обратном направлению движения потока Р, что в свою очередь обуславливает его малую инерционность при возвратном перемещении в направлении проходного сечения корпуса 1. На наружной поверхности запорного органа 4 выполнены наклонные к его продольной оси канавки 9, в которых установлены стойки 3, являющиеся одновременно направляющими при возвратно-поступательном движении запорного органа 4. Запорный орган 4 может быть изготовлен из двух полых элементов, жестко соединяемых между собой по миделевому сечению сферической части известными способами, например, склеиванием.

Искусственный клапан сердца работает следующим образом.

При повышении давления в области перед клапаном запорный орган 4 отходит от корпуса 1 и перемещается вдоль прямолинейной части стоек 3 до упора в их изогнутую часть, при этом кровь протекает через открытый клапан. Когда давление крови за клапаном превышает давление крови в области перед клапаном, запорный орган перемещается до упора в корпус 1, клапан закрывается. Далее цикл повторяется. Поскольку запорный орган выполнен в виде аэродинамического безотрывного профиля с малым лобовым сопротивлением, то за одно и то же время через предлагаемый клапан проходит значительно больше крови, чем в известных конструкциях искусственных клапанов сердца со сферическим или каплевидным запорным элементом. Кроме того, за счет малого лобового сопротивления и смещения центра масс значительно снижается инерционность клапана, что обуславливает существенное уменьшение обратных перетоков крови за счет сокращения времени закрытия клапана. Безотрывный аэродинамический профиль обеспечивает ламинаризацию потока в хвостовой части запорного органа и тем самым существенно уменьшает возможности тромбообразования. (56) Авторское свидетельство СССР N 1544418, кл. A 61 F 2/24, 1990.

Использование: в медицинской технике, в частности в конструкции протезов клапанов сердца. Сущность изобретения: в корпусе искусственного клапана сердца размещен запорный орган с направляющими элементами на внешней поверхности, сферической посадочной частью и выпуклой хвостовой частью с уменьшающимся от посадочной части сечением, на корпусе закреплены ограничители хода запорного органа. Радиус основания хвостовой части равен радиусу сферической посадочной части, а центр масс запорного органа смещен в сторону корпуса. Запорный орган снабжен направляющей частью в виде вогнутого конуса с закругленной вершиной, выпуклая хвостовая часть выполнена в виде параболоида вращения, а направляющие элементы выполнены в виде наклонных к продольной оси запорного органа канавок, число которых равно числу ограничителей хода. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ИСКУССТВЕННЫЙ КЛАПАН СЕРДЦА, содержащий корпус с обшивкой, установленный с возможностью взаимодействия с корпусом запорный орган с направляющими элементами на внешней поверхности, сферической посадочной частью и выпуклой хвостовой частью с уменьшающимся от посадочной части сечением, закрепленные на корпусе ограничители хода запорного органа, радиус основания хвостовой части равен радиусу сферической посадочной части, а центр масс запорного органа смещен в сторону корпуса, отличающийся тем, что запорный орган снабжен направляющей частью в виде вогнутого конуса с закрепленной вершиной, выпуклая хвостовая часть выполнена в виде параболоида вращения, а направляющие элементы выполнены в виде наклонных к продольной оси запорного органа канавок, число которых равно числу ограничителей хода. 2. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что в запорном органе выполнена внутренняя полость, центр которой смещен в сторону хвостовой части.