由复合纤维构成的人工心脏瓣膜制造技术

一种人工心脏小叶包括纤维增强结构，所述纤维增强结构包括多根复合纤维。每根复合纤维包括芯纤维和围绕所述芯纤维布置的鞘纤维，其中所述芯纤维或所述鞘纤维具有曲线形状。

Artificial heart valve composed of composite fibers

An artificial heart lobule consists of a fiber reinforced structure, and the fiber reinforced structure includes multiple composite fibers. Each composite fiber includes a core fiber and a sheath fiber arranged around the core fiber, in which the core fiber or the sheathing fiber has a curvilinear shape.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由复合纤维构成的人工心脏瓣膜本申请在2016年6月28日作为PCT国际专利申请以作为所有国家指定的申请人的美国国家公司波士顿科学国际有限公司公司(BostonScientifcSciMed,Inc.)和对所有国家指定的专利技术人美国公民MichaelEppihimer以及对所有国家指定的专利技术人美国公民PeterG.Edelman的名义被提交，并且要求2015年7月2日提交的美国临时专利申请号62/188,201和2016年6月27日提交的美国专利申请号15/193,794的优先权，所述专利的全部内容通过引用结合在此。
本专利技术涉及由复合纤维构成的人工心脏瓣膜装置及其相关方法。
技术介绍
由于诸如可能导致反流的瓣膜狭窄等的结构缺陷，全球每年置换超过250,000个心脏瓣膜。瓣膜狭窄是当血液被泵送通过心脏时由于心脏瓣膜小叶太硬或融合在一起而导致心脏瓣膜不能完全打开的情况。瓣膜狭窄会形成窄开口，这会加压于心脏从而可能导致患者疲劳和眩晕。反流(是血液的逆流)可能降低血液泵送效率并且导致患者疲劳和呼吸短促。目前有两种主要类型的瓣膜可以用于患病心脏瓣膜置换：机械瓣膜和生物瓣膜。机械瓣膜展示出长期耐久性，但是与防止由患者血液与瓣膜材料之间的接触而导致的血栓形成的终生抗凝血剂治疗相关联。生物心脏瓣膜通常由猪心脏瓣膜或者牛或猪心包膜构成。生物心脏瓣膜不需要抗凝，但容易遭受因钙化而导致的结构退化，从而导致瓣膜口变窄和/或尖瓣撕裂。因此，外科医生可以为年轻患者使用机械心脏瓣膜，以避免与生物心脏瓣膜相关联的装置置换风险。仍然需要可以用于长期植入的心脏瓣膜。
技术实现思路
本文公开由合成复合材料制成的人工心脏瓣膜装置和系统及其相关方法的各种实施例。更具体地，本文提供了由复合纤维构成的人工心脏瓣膜装置和系统以及制造复合纤维的方法。在实例1中，一种人工心脏瓣膜小叶具有包括多根复合纤维的纤维增强结构。每根复合纤维包括芯纤维和围绕所述芯纤维布置的鞘纤维，其中所述芯纤维或所述鞘纤维具有曲线形状。在实例2中，如实例1所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述鞘纤维具有所述曲线形状，所述鞘纤维围绕所述芯纤维螺旋地布置。在实例3中，如实例1或实例2所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述鞘纤维围绕由所述复合纤维限定的纵向轴线成螺旋形地缠绕。在实例4中，如实例1-3所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，芯直径与鞘纤维直径的比率在约1:1至1:2的范围内。在实例5中，如实例1-4所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述芯纤维与所述鞘纤维的重量比在0.2至5.0的范围内。在实例6中，如实例1-5所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述芯纤维和所述鞘纤维由不同的聚合物材料制成。在实例7中，如实例1-6所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述芯纤维包括弹性体，并且所述鞘纤维包括热塑性聚合物。在实例8中，如实例1-7所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述芯纤维包括比所述鞘纤维的拉伸模量更大的拉伸模量。在实例9中，如实例1-8所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述芯纤维或所述鞘纤维包括碳填料。在实例10中，如实例1-9所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述复合纤维包括包含聚乙二醇的涂层。在实例11中，如实例1-10所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述复合纤维包括围绕所述芯纤维螺旋地布置的至少两根鞘纤维。在实例12中，如实例1-11所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述至少两根鞘纤维围绕彼此和所述芯纤维螺旋地布置。在实例13中，如实例1所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述芯纤维被包封在所述鞘纤维内，所述芯纤维相对于由所述复合纤维限定的纵向轴线在所述鞘纤维内具有波状形状。在实例14中，如实例13所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，当所述纤维处于松弛状态时，所述芯在所述鞘纤维内具有波状形状，而当所述复合纤维被拉伸成拉紧状态时，所述芯在所述鞘纤维内具有直线形状。在实例15中，如实例13或实例14所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述复合纤维是电纺复合纤维。在实例16中，如实例13-15所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，芯纤维直径与鞘纤维厚度的比率在0.2至5.0的范围内。在实例17中，如实例13-16所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述芯纤维包括热塑性聚合物，并且所述鞘纤维包括弹性体芯。在实例18中，一种形成人工心脏瓣膜材料的方法包括形成复合纤维。每根复合纤维通过围绕芯纤维螺旋地缠绕鞘纤维而形成。在实例19中，如实例18所述的方法，其中，形成所述复合纤维的一部分包括使用乳液电纺工艺、同轴电纺工艺或者同时共同电纺多种聚合物。在实例20中，如实例19所述的方法，进一步包括通过将多根复合纤维布置在聚合物基体内来形成纤维增强结构。本文件中描述的主题的特定实施例可以被实现来任选地提供以下优点中的一个或多个优点。附图说明图1是本文提供的人体解剖学内的示例性人工心脏瓣膜的图示。图2是图1的人工心脏瓣膜的放大视图。图3A和3B是本文提供的示例性复合纤维的视图。图3A提供了复合纤维的侧面透视图。图3B提供了图3A的复合纤维的截面视图。图4A和4B是本文提供的另一种示例性复合纤维的视图。图4A提供了复合纤维的侧面透视图。图4B提供了图4A的复合纤维的截面视图。图5提供了本文提供的复合纤维及其部件的另一个实例的示意图。图6A和6B提供了本文提供的另一种示例性复合纤维及其部件的图示。图6A提供了复合纤维的透视图，示出了复合纤维内的芯纤维。图6B提供了图6A的复合纤维的截面视图。图7-13提供了本文提供的各种示例性复合纤维的截面视图。图14是本文提供的另一种示例性人工心脏瓣膜的图示。具体实施方式图1是本文提供的在人体105的心脏102内的人工心脏瓣膜100的图示。心脏102具有四个心脏瓣膜：肺动脉瓣、三尖瓣、主动脉瓣和二尖瓣。心脏瓣膜允许血液通过心脏102并进入连接到心脏102上的主要血管(例如主动脉和肺动脉)中。图1的人工心脏瓣膜100是主动脉人工心脏瓣膜，所述主动脉人工心脏瓣膜可以使用递送装置或导管110通过血管手术植入或递送。递送导管110可以在经导管主动脉瓣膜置换(TAVR)术过程中插入股骨、锁骨下或主动脉切口中。一旦插入，递送导管110就可以将人工心脏瓣膜100递送到解剖学内所希望的位置，并且在目标植入位点处释放植入式心脏瓣膜100。尽管图1示出了置换主动脉瓣的人工心脏瓣膜100，但是在一些情况下，人工心脏瓣膜100可以是对于另一种类型的心脏瓣膜(例如，二尖瓣或三尖瓣)的置换物。图2提供了图1的人工心脏瓣膜100和递送导管110的远端的特写图。人工心脏瓣膜100具有大致管状主体120、三个小叶140、锚定元件160和管状密封件180。管状主体120可以是具有环形空腔的径向可扩张构件，例如环形框架或支架。如图2所示，心脏瓣膜100可以具有多个心脏瓣膜小叶140，所述多个心脏瓣膜小叶在环形空腔内联接到管状主体120上。定位在管状主体120的环形空腔内的三个锚定元件160可以各自将心脏瓣膜小叶140固定到管状主体120上。每个锚定元件160可以利用紧固件联接到管状主体120上，并且利用夹紧元件联接到小叶140上。管状密封件180可以围绕管状主体120的一部分布置。具体地，管状密封件180可以具有围绕管状主体120的外表面布置的流出端部108，以限制小叶周围本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括纤维增强结构的人工心脏瓣膜小叶，所述纤维增强结构包括多根复合纤维，每根复合纤维包括芯纤维和围绕所述芯纤维布置的鞘纤维，所述人工心脏瓣膜小叶的特征在于，所述芯纤维或所述鞘纤维具有曲线形状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.02 US 62/188,201;2016.06.27 US 15/193,7941.一种包括纤维增强结构的人工心脏瓣膜小叶，所述纤维增强结构包括多根复合纤维，每根复合纤维包括芯纤维和围绕所述芯纤维布置的鞘纤维，所述人工心脏瓣膜小叶的特征在于，所述芯纤维或所述鞘纤维具有曲线形状。2.如权利要求1所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述鞘纤维具有所述曲线形状，所述鞘纤维围绕所述芯纤维螺旋地布置。3.如权利要求1或权利要求2所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述鞘纤维围绕由所述复合纤维限定的纵向轴线成螺旋形地缠绕。4.如权利要求1-3中任一项所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，芯直径与鞘纤维直径的比率在约1:1至1:2的范围内。5.如权利要求1-4中任一项所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述芯纤维与所述鞘纤维的重量比在0.2至5.0的范围内。6.如权利要求1-5中任一项所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述芯纤维和所述鞘纤维由不同的聚合物材料制成。7.如权利要求1-6中任一项所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述芯纤维包括弹性体，并且所述鞘纤维包括热塑性聚合物。8.如权利要求1-7中任一项所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述芯纤维包括比所述鞘纤维的拉伸模量更大的拉伸模量。9.如权利要求1-8中任一项所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述芯纤维或所述鞘纤维包括碳填料。10.如权利要求1-9中任一项所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述复合纤维包括包含聚乙二醇的涂层。11.如权利要求1-10中任一项所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述复合纤维包括围绕所述芯纤维螺旋地布置的至少两根鞘纤维。12.如权利要求1-11中任一项所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述至少两根鞘纤维围绕彼此和所述芯纤维螺旋地布置。13.如权利要求1所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述芯纤维被包封在所述鞘纤维内，所述芯纤维相对于由所述复合纤维限定的纵向轴线在所述鞘纤维内具有波状形状。14.如权利要求13所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，当所述纤维处于松弛状态时，所述芯在所述鞘纤维内具有波状形状，而当所述复合纤维被拉伸成拉紧状态时，所述芯在所述鞘纤维内具有直线形状。15.如权利要求13或权利要求14所述的人工心脏瓣膜小叶，其中，所述复合纤维是电纺复合纤维。16.一种包括纤维增强结构的人工心脏瓣膜小叶，所述纤维增强结构包括多根复合纤维，每根复合纤维包括芯纤维和围绕所述芯纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·埃珀希默，彼得·G·埃德曼，
申请(专利权)人：波士顿科学国际有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US