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

Изобретение относится к области медицинской техники и может быть использовано в конструкциях механических искусственных клапанов сердца.

Известна конструкция клапана сердца, содержащего корпус с отверстием для протока крови и пазом для крепления шовного кольца (манжеты), диск в виде сферического сегмента с выпуклой со стороны стока и вогнутой со стороны истока крови поверхностями, установленный в дискодержателе и направляющих выступах корпуса с возможностью поворота вокруг множества хордовых осей со смещением мгновенной оси поворота относительно собственной оси вращения диска.

Недостатком конструкции клапана является наличие точечного контакта диска с направляющими выступами корпуса в открытом положении клапана. Это повышает вероятность травмирования кровяных телец вследствие высоких удельных давлений и интенсивного износа диска в зоне контакта с корпусом.

Ближайшим техническим решением среди известных является искусственный клапан сердца, содержащий корпус с отверстием для протока крови и пазом для крепления манжеты, диск в виде сферического сегмента с выпуклой со стороны стока и вогнутой со стороны истока крови поверхностями, установленный в направляющих выступах и дискодержателе с ограничивающими выступами на противоположных тороидальных поверхностях корпуса, выполненными с поверхностями, повторяющими поверхность диска в зоне контакта.

Недостатком такого технического решения является отсутствие конструктивных элементов, обеспечивающих стабильное направленное вращение диска вокруг собственной оси при функционировании клапана. Это сказывается на надежности и долговечности клапана из-за преобладающего износа участков диска в зонах контактирования с выступами корпуса и повышения вероятности тромбообразования в этих зонах.

Целью изобретения является повышение срока функционирования клапана путем обеспечения стабильности направляющего вращения запирающего элемента.

Поставленная цель достигается тем, что в искусственном клапане сердца, содержащем корпус с отверстием для протока крови и пазом для крепления манжеты, диск в виде сферического сегмента с выпуклой со стороны стока и вогнутой со стороны истока крови поверхностями, установленный с возможностью поворота вокруг множества хордовых осей в направляющих выступах и дискодержателе с ограничивающими выступами на противоположных тороидальных поверхностях корпуса, один из ограничивающих выступов дискодержателя выполнен со скосом в направлении отверстия корпуса клапана с образованием клинообразной поверхности контактирования с диском, вершина клина которой расположена на тороидальной поверхности дискодержателя.

На фиг. 1 изображен клапан сердца в разрезе в закрытом положении; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Искусственный клапан сердца содержит корпус 1 (фиг. 1) с отверстием для протока крови и кольцевой проточкой (пазом) по наружному диаметру для крепления манжеты, запирающий элемент 2 в виде выпукло-вогнутого диска, причем выпуклой со стороны стока и вогнутой со стороны истока крови. Диск установлен в дискодержателе 3 с тороидальными поверхностями и направляющих выступах 4, 5, 6 и 7 (фиг. 3) корпуса 1. Дискодержатель 3 снабжен ограничивающими выступами 8 и 9 (фиг. 2), причем один из выступов 9 выполнен со скосом в направлении отверстия (оси ММ, клапана) с образованием клинообразной поверхности дискодержателя 3.

Работа предлагаемого искусственного клапана сердца осуществляется следующим образом: при движении потока крови диск поворачивается в корпусе 1 (фиг. 1) вокруг множества хордовых осей и его поворот ограничен двумя крайними положениями, определяемыми направляющими выступами 4, 5, 6, 7 и ограничивающими выступами 8 и 9 (фиг. 2, 3).

Диск установлен в тороидальных дискодержателях 3 корпуса 1 таким образом, что на фазе открывания он поворачивается вокруг пары выступов 4 и 5, а на фазе закрывания - вокруг пары выступов 6 и 7. Хордовые оси поворота диска занимают некоторую площадь, обозначенную неправильной замкнутой кривой С.

Поворот диска в открытом положении (изображен тонкими линиями на фиг. 1) ограничен углом, равным 75-80^о. Этот угол измеряется между продольной осью клапана М-М и осью вращения диска О-О. В закрытом положении диск расположен под углом 1-25^о. Этот угол должен быть по возможности малым, чтобы уменьшить габаритные размеры клапана, а следовательно, его вес и сопротивление протоку крови. Крепление клапана при имплантации осуществляют через соединительную ткань (манжету), которую размещают в кольцевом пазу В корпуса 1 (на чертежах не показана). Клапан выполняют из материалов, препятствующих тромбообразованию: корпус из титана, диск из углеситалла.

Искусственный клапан сердца работает следующим образом.

Во время нагнетания сердца кровь давит на вогнутую поверхность диска. Поскольку ось поворота диска смещена относительно его центра, а диск установлен в корпусе 1 под углом, возникает разность усилий, действующих с обеих сторон оси поворотом диска, и он быстро приходит в открытое положение. В конце хода диска при ослаблении нагнетания сердца, некоторое количество крови будет идти обратным потоком (из аорты). В результате обратного потока создается усилие, достаточное для надежного прижима диска к корпусу 1 и уплотнения в закрытом положении клапана.

При повороте диска в открытое положение происходит демпфирование за счет сопротивления части потока крови в зонах между ограничивающими выступами 8 и 9 и кромкой диска. Выполнение выступа 9 со скосом с образованием клинообразной поверхности приводит к возникновению переменного усилия сопротивления повороту диска и разности усилия сопротивления на выступах 8 и 9, отличающихся друг от друга площадью поверхностей прилегания диска. Дисбаланс усилий сопротивления приводит к неравновесному состоянию диска при его повороте и возникновению тангенциальной составляющей усилия на кромке диска, которая заставляет его вращаться вокруг собственной оси О-О. Благодаря этому обеспечивается стабильность направленного вращения диска, что повышает надежность функционирования клапана сердца в организме человека за счет равномерного распределения и уменьшения износа по кромке диска и постоянного выноса крови из застойных зон между выступами корпуса 1.

Использование: изобретение относится к медицинской технике, точнее к искусственным клапанам сердца. Сущность изобретения в том, что искусственный клапан сердца содержит корпус, дисковый запирающий элемент, установленный в дискодержателе с ограничивающими выступами. Причем один из выступов выполнен со скосом в направлении проходного отверстия клапана для придания устойчивого вращения запирающему элементу. 3 ил.

ИСКУССТВЕННЫЙ КЛАПАН СЕРДЦА, содержащий корпус с проходным отверстием и пазом для крепления манжеты, запирающий элемент в виде выпукло-вогнутого диска, выпуклая поверхность которого расположена со стороны выхода клапана, установленный в направляющих выступах и дискодержателе с тороидальными поверхностями и с ограничивающими выступами на противоположных поверхностях корпуса, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока функционирования путем обеспечения стабильного направленного вращения запирающего элемента, один из ограничивающих выступов дискодержателя выполнен со скосом в направлении к центру клапана с образованием поверхности контакта с запирающим элементом, сужающаяся часть которой направлена к выходу клапана, а ее вершина расположена на тороидальной поверхности дискодержателя.