人工瓣膜和制造人工瓣膜的方法技术

本发明专利技术涉及人工瓣膜，其包含小叶组装体，所述小叶组装体具有至少一个连接到支撑元件(2)的小叶(3)，所述小叶具有能够在第一位置和第二位置之间移动的自由边缘，其中在第一位置时，所述自由边缘远离关闭表面(700)弯曲以允许体液通过所述瓣膜流动；在第二位置时，所述自由边缘邻接所述关闭表面以关闭所述瓣膜，且其中在所述瓣膜上没有脉动负载时，所述小叶能够沿着所述自由边缘的长度形成大于0.1mm的接合高度。这种人工瓣膜能够长期提供良好性能，并能够使用适合小叶的各种材料来制造。本发明专利技术还涉及用于人工瓣膜中的小叶组装体，以及制造人工瓣膜的方法，包括制造小叶组装体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术的一般领域本专利技术涉及可植入的医疗器械以及制造所述医疗器械的方法，所述医疗器械例如人工瓣膜(prostheticvalve)，更具体地是二小叶式或三小叶式人工心脏瓣膜。背景哺乳动物的典型天然瓣膜是主动脉瓣，其是四种心脏瓣膜之一。主动脉瓣包含与主动脉根相连的三个小叶(也称为尖瓣)，所述主动脉根充当这些小叶的支撑元件。主动脉瓣的三个小叶中的每一个均具有自由边缘和以半月形方式与主动脉根相连的边缘。当瓣膜打开时，小叶落回到它们的窦道中而不会潜在封堵任何管状孔口。邻近小叶的铰合线在窦管交界水平汇合，从而形成接合处(commissure)的至少一部分。小叶的主体柔软、可扩展且薄以提供所需的柔韧性，尽管其厚度不均匀。小叶朝着其自由边缘略微较厚。其室性表面是并置(apposition)区域(又名半月面(lunule))，该区域占据沿着自由边缘的全宽并跨越小叶深度的约三分之一。这是瓣膜关闭期间小叶与邻近小叶相遇之处。当瓣膜处于关闭位置时，半月面的边缘接合或汇合在一起，从而将心脏左室腔中的血液与主动脉中的血液分开。对于这种类型或相应类型的瓣膜，打开和关闭期间最高的机械应力出现在接合处，且机械应力在较小程度上出现在小叶的自由边缘。人工瓣膜被植入在人体或动物体内并且可例如被用作血管内或血管附近的被动、单向人工瓣膜。它们可以完全预成型并原样植入，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。合适的人工瓣膜在对瓣膜任一侧的压差响应时需要容易地打开和关闭，在血流中不导致或导致极少的非生理性湍流，并避免过多回流。因此，对心血管产品(例如心脏瓣膜假体)的负载条件(在量级和循环数两方面)的要求很高。通常，心脏瓣膜小叶在其寿命期间可经受超过十亿个负载循环。因此，人工瓣膜(尤其是活动小叶)的耐久性是重要的要求。任何人工瓣膜都应该能够耐受瓣膜手术期间接合处和小叶自由边缘上的实际机械负载，并优选地，维持耐受这种循环负载持续许多年。为此，不仅初始强度是重要的参数，而且还要降低制造瓣膜时(不明显)生产畸形的可能性。现今，瓣膜手术中使用的瓣膜通常是具有由生物组织(往往是经化学处理的牛心包)制成的小叶的生物人工瓣膜。这是一种弹性材料，其表现得相当优异且能够模拟天然瓣膜。但通常会遇到早期失效，并且早期失效被认为与脉动负载下连续伸展和收缩后小叶材料上的高应力有关。已提出了各种合成材料和设计作为制造人工瓣膜小叶的替代物。例如NL1008349中描述了使用合成纤维制成的瓣膜假体(prosthesis)。这种瓣膜包含带有一些小叶的支撑元件，所述小叶是通过以与小叶中所存在的应力相对应的特定方向将增强纤维缠绕在芯轴上来制造的。由于必须根据最大应力线放置纤维，所以这种瓣膜假体难以制造且使用许多缠绕层来调节应力，从而增加了质量且可损害柔韧性。类似地，US6726715描述了用于心脏瓣膜的小叶，其包含具有与瓣膜运行期间在小叶中的预定应力线一致的消除应力的纤维元件的柔性片。片材通常是PTFE或PVF，其中使用高强度/高模量纤维作为增强元件。可以使用纤维例如碳纤维、芳纶纤维或聚乙烯纤维如UHMWPE纤维。WO2010/020660描述了由例如由聚烯烃纤维制成的均一空心编织物来制造人工瓣膜。通过将空心编织物放在模具上来使其成型以形成瓣膜，所述模具包括管状部件和星形部件。通过随后应用热和压力，空心编织物呈模具的形状并产生了不同部分。在模具的管状部件周围，空心编织物形成对应于瓣膜的支撑元件的部分，而模具的星形部件提供对应于多个瓣膜小叶的部分。从模具中移出瓣膜之前，对瓣膜假体的前侧和后侧进行边沿修剪。为了防止破坏经修剪的边沿，可对边沿进行热处理以使纱线彼此熔合、配备缝针、或者以其它方式处理以使边沿机械稳定。Heim等人在MaterialsandManufacturingProcesses，26：1303-1309，2011中公开了一种方法，其中由织造聚酯纱线通过在模具上将纺织品热塑造成三尖瓣几何结构来制造人造小叶；其显示了织造聚酯可适用于形成瓣膜假体。聚酯纱线具有延伸性能以使得纺织品能够模拟人瓣膜的天然弹性延伸(伸长率为约15％)，这是因为其典型断裂伸长率为约14-17％。为了获得处于关闭位置的小叶之间良好接触的小叶并限制工作循环期间的应力，作者教导塑造小叶的形状以使得瓣膜中心存在相当大的固有开口，而在心脏脉动负载下，在小叶自由边缘的全长上创造充足接合，以防止回流或者至少使回流减至最小。US2008/0200977中描述了可植入的瓣膜假体，其包含框架和至少一种由合成的生物相容性聚合物制成的小叶。小叶被设计为使得其运动帮助防止血液淤积在瓣膜袋中，即防止血栓形成。通常通过下述方法形成小叶：铸塑聚合物(优选嵌段型聚氨酯)的溶液，然后提供两个狭缝以限定在流体流动响应时能够不受限制地移动至打开位置和关闭位置的自由部分。US2003/0114924中公开了人工心脏瓣膜，其包含瓣膜主体和多个小叶，其是通过模塑硅酮或聚氨酯以一片式形成的。瓣膜被模塑为包含处于中立(neutral)位的小叶自由边缘之间的间隙，和沿着自由边缘具有特定曲率的小叶；以使得在流体流动负载下，间隙关闭且小叶的面接合并形成接合区域。US2009/027039描述了可植入的人工瓣膜，其具有至少一个小叶和用于暂时防止小叶从打开位置大幅移动到关闭位置的抑制性构件。小叶可以由各种材料(如生物材料或合成聚合物)制成，但优选地是薄金属膜。US2005/0137681中公开了具有管状框架和覆盖物的静脉瓣膜，所述覆盖物包含限定可逆封闭型开口的表面并因此充当小叶。小叶可具有各种尺寸和形状，包括弓形边沿、弯曲表面、凹形结构，或者包括弯曲支撑结构以有效关闭瓣膜并限制逆行流体流动。小叶可以由生物的或合成的不渗透流体的材料(包括ePTFE、PET、氨基甲酸酯和聚乙烯)制成。WO2000/62714公开了心脏瓣膜假体，其包含一片式模塑体和多个由硅酮或聚氨酯制成的小叶。在中立位或静止位时，小叶的自由边缘汇聚从而在它们之间形成不均匀的间隙。小叶的自由边缘处具有扇贝形边缘(scallop)，从而以最小的接合在中心处提供足够材料来密封颠倒的流体流动。US4191218公开了用于人工血管和心脏瓣膜中的织物，所述织物是由包含直径约为10μm的长丝的复丝(聚酯)纱线织造的，并使所述织物热收缩以产生20-40μm的开放孔隙空间和在至少一个方向上至少10％的伸长率。织物优选地具有织造的织边(selvedge)，其形成心脏瓣膜小叶的自由边缘。US2012/0172978描述了人工瓣膜，其包含由过滤筛选材料制成的小叶，所述过滤筛选材料具有15-60μm的均匀小孔和10-100μm的厚度并且是由例如聚酯或聚丙烯单丝织造而成的。对关闭的流动压响应时，小叶可被推挤在一起从而在流出边沿处接合，进而产生了3-9mm的接合。制造这种瓣膜的方法包括：由筛选材料单独形成各个小叶，沿着连接线将它们连接在一起，并任选地连接到缝合环或缝合框架/支架上。US2005/177227中公开了制造心脏瓣膜假体的方法，其中对纺织膜(优选由聚酯或PTFE制成的纺织膜)进行塑形以形成小叶；这是例如通过以下方法实现的：切割出片段并使用具有成形构件复本文档来自技高网...

【技术保护点】
人工瓣膜(400)，其包含小叶组装体，所述小叶组装体具有至少一个连接到支撑元件(2)的小叶(3)，所述小叶具有能够在第一位置和第二位置之间移动的自由边缘(5)，其中在所述第一位置时，所述自由边缘远离关闭表面(700)弯曲以允许体液通过所述瓣膜流动；在所述第二位置时，所述自由边缘邻接所述关闭表面以关闭所述瓣膜，且其中在所述瓣膜上没有脉动负载时，所述小叶能够沿着所述自由边缘的长度形成大于0.1mm的接合高度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.06 EP 14167271.7;2014.05.06 EP 14167270.9;1.人工瓣膜(400)，其包含小叶组装体，所述小叶组装体具有至少一个连接到支撑元件(2)的小叶(3)，所述小叶具有能够在第一位置和第二位置之间移动的自由边缘(5)，其中在所述第一位置时，所述自由边缘远离关闭表面(700)弯曲以允许体液通过所述瓣膜流动；在所述第二位置时，所述自由边缘邻接所述关闭表面以关闭所述瓣膜，且其中在所述瓣膜上没有脉动负载时，所述小叶能够沿着所述自由边缘的长度形成大于0.1mm的接合高度。2.根据权利要求1所述的人工瓣膜，其中所述接合高度为1-15mm。3.根据权利要求1所述的人工瓣膜，其中所述小叶的几何结构包括凸面，所述凸面在所述小叶中心线处的曲率半径为1-20mm。4.根据权利要求1所述的人工瓣膜，其中所述小叶的几何结构包括凸面，所述凸面的弯曲高度大于1mm，所述弯曲高度为中心线与连接最低点和所述瓣膜中心的自由边缘的直线之间的最大正交距离。5.根据权利要求1-4中任一项所述的人工瓣膜，其中所述小叶的自由边缘相对于关闭所述瓣膜所需的理论长度具有额外长度。6.根据权利要求1-4中任一项所述的人工瓣膜，其中所述小叶沿着接合处连接到所述支撑元件，所述接合处从所述自由边缘开始平行于所述瓣膜的纵轴延伸，并且所述接合处的长度为至少1mm。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·弗雷德里克·格伦德曼，约兰达·克鲁因，卡林·克里斯特尔·布恩策伦，托马斯·考尼格，
申请(专利权)人：帝斯曼知识产权资产管理有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL