ПРОТЕЗ КРОВЕНОСНОГО СОСУДА Российский патент 1994 года по МПК A61F2/06 

Изобретение относится к медицинской технике, точнее к трансплантатам, применяемым для замены в организме естественных кровеносных сосудов для подачи артериальной крови. В частности, имплантаты представляют собой сосудистые трансплантаты.

Известны синтетические сосудистые трансплантаты. Эти трансплантаты представляют собой удлиненные трикотажные трубки, изготовленные, например, из полиэфирного волокна. Известно использование пуповины для сосудистого трансплантата, способ подготовки пуповины человека и животных для использования в качестве сосудистого трансплантата. Тканевые трубки и пуповина применяются для замены имплантата подкожной вены. Концы трубок и пуповин анастомозируются с концами артерий для обхода пораженных областей артерий. Они заменяют пораженные части артерий. Известен протез кровеносного сосуда, содержащий корпус из биосовместимого материала с каналом, имеющим входное и выходное отверстия, причем в корпусе выполнены отверстия, соединенные с каналом для прохождения крови [1].

Цель изобретения - поддержание непрерывного потока крови с заданным давлением, непрерывное снабжение кровью коронарной артерии.

Поставленная цель достигается тем, что в протез кровеносного сосуда, содержащий корпус из биосовместимого материала с каналом, имеющим входное и выходное отверстия, отверстия в корпусе, соединенные с каналом для прохождения крови, согласно изобретению, протез снабжен средством ограничения потока крови, расположенным у выходного отверстия, кроме того, корпус имеет U-образную форму, выходное отверстие включает сужающийся участок, средство ограничения потока снабжено зажимом, корпус выполнен цилиндрическим, внутренний диаметр корпуса по всей длине постоянен, расстояние от входного конца корпуса до средства ограничения меньше 10 см, сужающаяся часть имеет упрочнение в виде неэластичных пучков волокон ленты, отношение площади канала сужающейся части к площади канала меньше, чем 1:2, средство ограничения содержит кольцевую втулку, втулка содержит волокнистые средства.

На фиг.1 показано сердце человека, вид спереди; на фиг.2 - увеличенный частичный разрез трансплантата, вид сверху; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.2; на фиг.6 - разрез Г-Г на фиг.2; на фиг.7 - разрез D-D фиг.1; на фиг.8 - разрез Е-Е на фиг. 1; на фиг.9 - разрез Ж-Ж на фиг.1; на фиг.10 - вид сверху с частичным разрезом трансплантата и регулируемого ограничителя потока крови для него.

Протез кровеносного сосуда 1 состоит из корпуса 2, выполненного в виде удлиненного элемента, имеющего U-образную форму и непрерывный канал для подачи крови. Корпус 2 имеет непрерывную цилиндрическую стенку 3 с внутренней поверхностью 4, образующей удлиненный продольный канал 5. Трубчатый элемент имеет входное отверстие 6 (аортное) и выходное отверстие 7 (артериальное). Основной (в общем U-образный) ствол 8 направлен от входного отверстия 6 в суженную секцию 9. Суженная секция 9 соединена с дальней концевой секцией 10. Предпочтительно, суженная секция 9 находится примерно на расстоянии 2-5 см от выходного отверстия 7, когда она закреплена на сердечной ткани. Суженная секция 9 имеет цилиндрическую стенку 11, выполненную за одно целое с цилиндрической стенкой 3 основного ствола 8 и артериальной концевой секции 10. Стенка 11 окружает горловой проход 12, поперечное сечение которого значительно меньше поперечного сечения канала 5. Предпочтительно, площадь поперечного сечения канала 5 более чем в 4 раза больше поперечного сечения горлового канала 12. Цилиндрическая стенка 11 присоединена к стенке 3 с помощью сходящейся конической стеночной части 13, которая направляет поток крови в канал 12. Противоположные концы стенки 11 соединяются с расходящейся конической стеночной частью 14, образующей части артериальной концевой секции 10. Стеночной часть 14 окружает выпускной канал 15, направленный к дальнему выпускному концу 7. Площадь поперечного сечения выпускного канала 15 по существу аналогична площади поперечного сечения канала 5 основного ствола. Однако поперечное сечение выпускного канала 15 может быть больше поперечного сечения канала 5. Каждая коническая стеночная часть 13 и 14 имеет продольный отрезок и внутреннюю стеночную поверхность, которая имеет плавную конусность для сведения к минимуму турбулентности потока крови. Предпочтительно, цилиндрическая стенка 11, окружающая канал 12, имеет продольный отрезок, который короче продольного отрезка стеночных частей 13 и 14. Причем может быть использовано другое соотношение размеров отрезков. Чем длиннее суженная секция 9, тем больше перепад давления для данной площади поперечного сечения канала 12. Канал 15 образует камеру, в которой скорость потока крови и давление крови понижаются перед подачей в предсердие сердца. Дальняя концевая секция 10 имеет такой размер, который позволяет легко крепить ее к сердечным тканям или сосуду, принимающему кровь.

Корпус 2 представляет собой трубчатую конструкцию, которая (предпочтительно) изготавливается из пуповины человека. Предварительно пуповина изгибается и ей придается конусная форма для получения нужной суженной секции 9. Трубчатая конструкция может быть изготовлена из других тканей, включая, но не ограничиваясь, бычьей сонной артерией, овечьим подкожным трубчатым элементом, кошачьим пищеводом или кишечником. Для сосудистого трансплантата можно использовать другие трубчатые конструкции, например политетрафторэтиленовые трубки или другие синтетические трубки.

Средство ограничения 16 потока крови (фиг.10) установлено на корпусе 2 рядом с концевой секцией 10 для ограничения потока крови и для поддержания непрерывного и адекватного потока крови с заданным давлением таким образом, чтобы снабжать одну или несколько коронарных артерий. Кроме того, средство ограничения 16 используется для усиления трубчатого элемента, образующего суженный канал. Средство ограничения представляет собой зажим, который состоит из первого элемента 17, соединенного с возможностью регулирования со вторым элементом 18 с помощью пары самозапирающихся винтов 19 и 20. Элемент 17 имеет изогнутую наружу центральную секцию, расположенную вокруг арочного сектора элемента 2. Второй элемент 18 имеет изогнутую наружу в противоположном направлении центральную секцию, обращенную к изогнутой центральной секции и входящую в сцепление с арочным сегментом элемента 2. Винты 10 и 20 могут регулироваться для перемещения первого и второго элементов 17 и 18 в направлении друг друга для регулирования размера суженной секции 9 с целью регулирования расхода потока крови и давления крови. Цилиндрическая вставка заданного сечения используется для образования суженного канала нужного размера или сечения. Вставка вставляется в удаленную концевую секцию корпуса 2. Средство ограничения 16 установлено на концевой секцией и прижимается к корпусу 2. Изогнутые центральные секции перемещаются в направлении одна к другой и обжимают стенку корпуса 2 вокруг вставки. Эта вставка затем удаляется из корпуса 2. Ограничитель поддерживает заданное сечение канала. Для сосудистого трансплантата можно использовать другие материалы и комбинации материалов. В варианте выполнения сосуда. Суженная секция 10 усиливается втулкой 23 для поддержания неизменными сечения и длины канала в течение длительного периода времени. Таким образом обеспечивается непрерывная и регулируемая подача потока крови через сосудистый трансплантат, а также давление крови в канале поддерживается на уровне, достаточном для питания коронарных ветвей ствола. Втулка 23 может представлять собой трубчатый элемент, армированный волокном, из металла, пластмассы или углеродных волокон, выполненных в виде сетки, окружающей суженную секцию 9. Можно использовать ленту или нить. Втулку 23 можно приклеить или закрепить другим способом на наружной поверхности суженной секции 9. Упрочняющая конструкция может быть включена и в материал суженной секции 9. Кроме того, толщина стенки суженной части может быть увеличена для ее упрочнения.

Устройство работает следующим образом.

Протез кровеносного сосуда располагается рядом с сердцем 24. Корпус 2 опускается в направлении средней части передней поверхности сердца, затем проходит вокруг задней поверхности и опускается в направлении правого предсердия. Суженная секция 9 и артериальная концевая секция 10 расположены рядом с предсеpдием. Входное отверстие 6 корпуса 2 (фиг.7) имплантировано в отверстие аорты и анастомозировано с отверстием с помощью швов 26. Выпускной или артериальный конец 10 (фиг.8) имплантирован в отверстие 27 в сердце 24, сообщающееся с предсердием 25, и анастомозирован с отверстием с помощью швов. Кровь непрерывно поступает через канал 5 корпуса 2 перепада давления крови между аортой 28 и предсердием 25. Суженный канал 12 предотвращает прохождение избыточного потока крови через канал 5. Концевая секция 10 трубчатого элемента 2 может быть анастомозирована с левым предсердием 29 в силу чего кровь поступает из аорты 28 через канал 5 и корпус 2 в левое предсердие 29. Корпус 2 трансплантата расположен рядом с одной или несколькими коронарными ветвями 30. Хирург имеет выбор для анастомоза и поэтому снабжает кровью одну или несколько коронарных ветвей вдоль расположения трансплантата, который (фиг.9) анастомозируется к коронарной ветви 30 с помощью швов. Цилиндрическая стенка 3 с отверстием 32 служит для подачи крови из канала 5 в канал 33 коронарной артерии. Суженный канал 12, расположенный рядом с артериальным концом трансплантата, позволяет снабжать коронарные артерии достаточным количеством крови под давлением, составляющим несколько мм рт. ст. от аортного давления крови. Поток крови в сужении 12 является ламинарным и остается ламинарным при прохождении через канал в предсердие 25. В трансплантате образуется минимальная турбулентность потока крови. Внутренняя поверхность 4 трубчатого элемента 2 выполнена гладкой и непрерывной. Она не содержит никаких азотистых соединений, которые могут вызвать застаивание или коагулирование крови.

Необходимый поток крови в канале 5 трансплантата обеспечивается с помощью подбора диаметра аортного анастомоза и составляет примерно 2500 мл/мин. Испытания показывают, что использование трубчатого трансплантата диаметром 5 мм с моделированным расходом аортного потока в примерно 6000 мл/мин и давлением 100 мм рт.ст. обеспечивает прохождение примерно 500 мл/мин через 2 мм сужение в правой артерии. Так как минутный объем сердца ограничен только венозным возвратом, левый желудочек будет иметь дополнительную нагрузку примерно в 8% . Для каждой коронарной артерии, питаемой кровью, требуется примерно 50-150 мл/мин крови для соответствующей перфузии. Так как поток крови, проходящей через несуженный 5 мм трансплантат анастомозированный к аорте (при расходе крови в 6000 мл/мин) обеспечивает подачу крови более 2000 мл/мин, т.е. имеется достаточно количество крови для питания до 10 коронарных ветвей, через каждую из которых проходит 150 мм/мин. Расчет потока крови, проходящего через канал 12, показывает число Рейнольдса в 500-1000. В каналах 5 и 12 поток крови является ламинарным.

Трансплантаты изобретения можно использовать для подачи крови при периферийной реваскуляризации нижней конечностей. Например, трансплантат может устанавливаться между наиболее удаленным артериальным анастомозом и подколенной венной или одной из ее основных ветвей. Источником крови может служить бедренная артерия, а анастомоз накладывается на подколенную артерию и/или ее удаленные ветви, переднюю большеберцовую, заднюю большеберцовую или малоберцовую артерии. Канал ограничения потока крови или горловой канал, расположенный между этими артериями и удаленным концом трансплантата, регулирует поток крови в трансплантате. Регулирование потока позволяет обеспечить необходимое снабжение кровью этих артерий, а также подачу непрерывного потока крови для сохранения проходимости трансплантата.

Протез кровеносного сосуда используется для восстановительной хирургии сосудов и обеспечивает эффективное кровоснабжение органов и тканей, целостность кровеносных сосудов которых нарушается вследствие врожденных дефектов или приобретенных нарушений, например атеросклероза, травм и других заболеваний. Сущность изобретения: трансплантат включает удлиненные средства с непрерывным каналом для подачи крови из источника крови под давлением в один или несколько приемников крови. Удлиненные средства имеют корпус, образующий первый канал для подачи крови. Корпус имеет одно или несколько отверстий и может соединяться с, по меньшей мере, одним кровеносным сосудом для подачи крови в отверстие кровеносного сосуда. Корпус имеет концевые средства впускного отверстия, которые могут соединяться с источником подачи крови под давлением, в силу чего кровь поступает в первый канал и из первого канала - в кровеносный сосуд. Поток крови и давление крови в первом канале регулируется средствами, снабженными суженным вторым каналом, соединенным с дальней частью корпуса, удаленной от концевых средств впускного отверстия. Концевые средства выпускного отверстия соединяют средства, имеющие второй суженный канал, со средствами приема крови. Перепад давления между средствами подачи крови и средствами приема крови поддерживает непрерывный и адекватный поток крови с заданным давлением и скоростью через первый и второй каналы и обеспечивает постоянную подачу крови в кровеносные сосуды, прикрепленные к корпусу. 10 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. ПРОТЕЗ КРОВЕНОСНОГО СОСУДА, содержащий корпус из биосовместимого материала с каналом, имеющим входное и выходное отверстия, кроме того, в корпусе выполнены отверстия, соединенные с каналом для прохождения крови, отличающийся тем, что, с целью поддержания непрерывного потока крови с заданным давлением и для непрерывного снабжения кровью коронарной артерии, он снабжен средством ограничения потока крови, расположенным у выходного отверстия. 2. Протез по п.1, отличающийся тем, что корпус имеет V-образную форму, а средство ограничения потока крови выполнено в виде суженного участка в корпусе. 3. Протез по п.2, отличающийся тем, что выходное отверстие включает сужающийся участок. 4. Протез по пп.1-3, отличающийся тем, что средство ограничения потока крови снабжено зажимом, охватывающим суженный участок с возможностью регулирования площади поперечного сечения. 5. Протез по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен цилиндрическим. 6. Протез по п.1, отличающийся тем, что внутренний диаметр корпуса по всей его длине постоянен. 7. Протез по п.1, отличающийся тем, что расстояние от входного конца корпуса до средства ограничения потока крови менее 10 см. 8. Протез по п.1, отличающийся тем, что сужающаяся часть имеет упрочнение в виде неэластичных пучков волокон ленты. 9. Протез по п.1, отличающийся тем, что отношение площади канала сужающейся части к площади канала меньше 1 : 2. 10. Протез по п.1, отличающийся тем, что средство для ограничения потока крови содержит упрочняющую кольцевую втулку. 11. Протез по п.10, отличающийся тем, что втулка содержит волокнистые средства.