протез клапана сердца

Формула изобретения

Искусственный клапан сердца, содержащий корпус с проходным отверстием, которое делится на две неравные части запирающим элементом в виде сферического сегмента с выпукло-вогнутой поверхностью, установленным в направляющих выступах и дискодержателе корпуса с возможностью контакта с дорожками корпуса, отличающийся тем, что, с целью улучшения гидродинамических характеристик и увеличения времени функционирования, части проходного отверстия смещены относительно его диаметральной плоскости в противоположных направлениях от оси поворота запирающего элемента.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской технике, а точнее к искусственным клапанам сердца.

Известны конструкции искусственного клапана сердца, содержащего корпус с проходным отверстием, которое делится на две неравные части запирающим элементом в виде сферического сегмента с выпукло-вогнутой поверхностью, установленного в направляющих выступах и дискодержателе корпуса с возможностью контакта с дорожками корпуса.

Недостатком клапанов является то, что в отверстии корпуса действует различное сопротивление потоку крови на выступах и впадинах, что приводит к застою крови, повышает вероятность тромбообразования в зонах крепления запирающего элемента, а также происходит локальный износ поверхностей элемента при контракте с выступами корпуса.

Цель изобретения улучшение гидродинамических характеристик клапана.

Поставленная цель достигается тем, что искусственный клапан сердца содержит корпус с проходным отверстием, которое делится на две неравные части запирающим элементом в виде сферического сегмента с выпукло-вогнутой поверхностью, установленным в направляющих выступах и дискодержателе корпуса с возможностью контакта с дорожками корпуса, согласно изобретению части проходного отверстия смещены относительно его диаметральной плоскости в противоположных направлениях от оси поворота запирающего элемента.

На фиг. 1 изображен искусственный клапан сердца в разрезе в закрытом положении; на фиг. 2 искусственный клапан сердца в открытом положении; на фиг. 3 вид А на фиг. 2.

Искусственный клапан сердца содержит корпус 1 (фиг. 1) с проходным отверстием для протока крови и кольцевой проточки (пазом) по наружному диаметру для крепления манжеты (на чертеже не показана), запирающий элемент 2 в виде сферического сегмента с выпуклой со стороны стока и вогнутой со стороны истока крови поверхностями. Запирающий элемент 2 установлен в дискодержателе 3 и направляющих выступах 4 и 5 с возможностью контактирования с направляющими дорожками 6 (фиг. 2) корпуса 1 и разделения его отверстия на две неравные части К₁ и К₂ при повороте вокруг хордовой оси Ni (фиг. 2, 3), при этом части отверстия К₁ и К₂ смещены на величину относительно диаметральной плоскости ММ вдоль оси Ni (фиг. 3).

Искусственный клапан сердца работает следующим образом. При движении потока крови запирающий элемент 2 поворачивается в корпусе 1 вокруг множества хордовых осей и его поворот ограничен двумя крайними положениями, определяемыми выступами 4 и 5 и направляющими дорожками 6 (фиг. 1 и 2). Запирающий элемент 2 установлен в тороидальных держателях 3 корпуса 1 таким образом, что на фазе открывания он поворачивается вокруг противоположных выступов 4, а на фазе закрывания вокруг выступов 5. Хордовые оси Ni поворота элемента 2 занимают некоторую площадь, обозначенную неправильной замкнутой кривой "С". Поворот элемента 2 в открытом положении ограничен углом, равным (75.80^o). В закрытом положении расположен под углом (1.25^o). Этот угол выбирается по возможности малым, чтобы уменьшить габаритные размеры клапана, а следовательно, его вес и сопротивление потоку крови. Крепление клапана при имплантации осуществляют через соединительную ткань (манжету), которую размещают в кольцевом пазу корпуса 1. Клапан выполняют из материалов, препятствующих тромбообразованию: корпус из титана, диск из углеситалла.

Во время нагнетания сердца кровь давит на вогнутую поверхность элемента 2. Поскольку ось Ni его поворота смещена относительно центра, а сам элемент 2 установлен в корпусе 1 под углом, возникает разность усилий, действующих с обеих сторон от Ni и он поворачивается вокруг оси Ni. При повороте элемента 2 в открытое положение через часть отверстия К₂ устремляется поток крови, который благодаря смещению К₂ относительно диаметральной плоскости ММ (фиг. 3) на величину D оказывает результирующее давление на элемент 2 с некоторым смещением относительно его оси. Это вызывает возникновение тангенциальный составляющей на вогнутой поверхности, вызывающей направленное вращение запирающего элемента 2 вокруг собственной оси, и улучшает условия омывания поверхностей клапана, что способствует снижению вероятности тромбообразования крови. В конце хода элемента 2, при ослаблении нагнетания сердца, некоторое количество крови будет идти обратным потоком (из аорты) и часть этого потока будет направлена в часть отверстия К₁, смещенную на величину D относительно плоскости ММ в противоположную сторону части отверстия К₂, что обеспечивает возникновение дополнительного импульса тангенциального усилия на выпуклый поверхности запирающего элемента 2. В результате обратного потока создается усилие, достаточное для надежного прижима элемента 2 к корпусу 1, а в процессе закрытия возникает дополнительный импульс вращения вокруг собственной оси.

Величина смещения D частей отверстия К₁ и K₂ относительно плоскости ММ ограничивается двумя крайними значениями, т.е. с одной стороны для обеспечения возникновения тангенциальной составляющей, вызывающей вращение запирающего элемента 2 и омывание поверхностей клапана, величина D должна быть больше 0, с другой стороны значение D ограничено величиной ширины направляющих дорожек 6 корпуса 1 для предотвращения утечек в клапане.

Предлагаемое конструктивное выполнение искусственного клапана сердца улучшает его гидродинамические характеристики в сравнении с известными и обеспечивает надежность функционирования с направленным вращением запирающего элемента в виде сферического сегмента вокруг собственной оси и снижения износа по периферии запирающего элемента.