人造二尖瓣的制作方法
【专利说明】人造二尖瓣
[0001]相关申请案
[0002]此案主张的优先权为根据35 USC § 119(e)，于2012年5月20日提交申请的美国临时专利申请案第61/649，319号，其内容通过引用的方式并入本文整体中。
技术领域
[0003]本发明涉及心脏外科手术领域，并且更具体地涉及人造二尖瓣(prostheticmitral valve)令页域。
【背景技术】
[0004]人类的心脏是一个肌肉器官，通过四个腔室节律性收缩，将脱氧血(deoxygenated)泵送通过肺以氧合(oxygenate)血液,并泵送含氧(oxygenated)血液到身体的其他部分。
[0005]在体内进行循环后，脱氧血从体内穿过腔静脉(vena cava)进入右心房(rightatrium)。右心房(right atrium)收缩,泵送血液通过三尖瓣(tricuspid valve)进入右心室(right ventricle)。右心室收缩,泵送血液通过肺半月瓣(pulmonary sem1-lunarvalve)进入肺动脉(pulmonary artery)而分盆为两个分支,每个肺具有一分支。在血液通过肺时被氧合，并通过左心房(left atrium)重新进入心脏。左心房(left atrium)的收缩，泵送含氧血液通过二尖瓣(mitral valve)进入左心室(left ventricle)。左心室收缩，泵送含氧血通过主动脉瓣(aortic valve)进入主动脉(aorta),并分配到身体的其他部分。在左心室收缩期间，二尖瓣关闭，防止血液回流。
[0006]在二尖瓣,近似圆形二尖瓣环(mitral annulus)定义了二尖瓣孔(mitral valveorifice) 0附着到二尖瓣环周边是一前叶瓣和一较小的后叶瓣。所述叶瓣通过腱索连接到在左心室底部的乳突肌(papillae muscle)。在健康成人中，二尖瓣管腔的典型区域为4和6平方公分之间，而叶瓣的典型总表面积显著较大，约12平方厘米。
[0007]在心舒张(diastole)期间，(例如心房收缩期(atrial systole)),左心房收缩以泵送血液通过二尖瓣孔进入左心室。血液流经所述孔，将叶瓣推开并进入左心室，而具有很小的阻力。所述主动脉瓣(aortic valve)的叶瓣因在主动脉中的血压保持封闭。
[0008]载心收缩(systole)期间，左心室收缩泵送血液通过主动脉瓣进入主动脉，主动脉瓣的叶办被血流推开，而具有很小的阻力。二尖瓣环收缩，将叶办向内推并减少二尖瓣孔的面积20%至30%。乳突肌收缩，维持腱索的张力，并拉动叶瓣的边缘，防止叶瓣脱垂(prolapse)进入左心房。所述叶瓣弯曲进入左心室，并接合(coapt)容纳多余的叶瓣表面积，以产生构成密封的接合(coaptat1n)表面。在健康的成年人心脏中，接合表面的典型高度约为7-8毫米。血液在左心室中的压力推压叶瓣的心室表面，在所述接合表面将叶瓣紧紧地压在一起，以形成防漏的密封。
[0009]在心室收缩期间，二尖瓣的有效密封取决于足够程度的接合，在长度、面积和接合表面的连续性的方面。如果接合表面是不足的或不存在的，则二尖瓣功能不全(mitral valve insufficiency);即，在心室收缩期间，血液从左心室往左心房反流(regurgitat1n)。缺乏充分的接合可以通过任何数量的生理异常引起，所述生力异常使得叶瓣脱垂(prolapse)(例如细长的或断裂的腱索或虚弱的乳突肌)或防止接合(例如，短的腱索或小的叶瓣)。也有病状可导致二尖瓣功能不全(mitral valve insufficiency),包括胶原血管疾病(collagen vascular disease),缺血性二尖瓣反流(ischemic mitralregurgitat1n)(例如由心肌梗塞 myocardial infarct1n,慢性心脏衰竭 chronic heartfailure,或失败/不成功的外科或导管血管重建failed/unsuccessful surgical orcatheter revascularizat1n 所导致)，叶瓣的粘液变性(myxomatous degenerat1n ofthe leaflets)和风湿性心脏病(rheumatic heart disease)。二尖瓣功能不全导致许多并发症，包括心律失常(arrhythmia)、房颤(atrial fibrillat1n)、心脏心I'季(cardiacpalpitat1ns)、胸痛、充血性心脏衰竭(congestive heart failure)、昏厥、疲劳、低心排血量(low cardiac output)、端坐呼吸(orthopnea)、夜间阵发性呼吸困难(paroxysmalnocturnal dyspnea)、肺水肿(pulmonary edema)、呼吸急促(shortness of breath)、及粹死。
[0010]除了人类，遭受二尖瓣功能不全的哺乳动物包括马、猫、狗、牛、羊和猪。
[0011]使用开放式心脏外科手术的方法来治疗二尖瓣功能不全是已知的，例如通过修改瓣下结构(modifying the subvalvular apparatus,例如延长或缩短多个腱索)以改进叶瓣叶接合，或通过植入瓣环成形环(annuloplasty ring)以迫使二尖瓣环形成正常形状。
[0012]主动脉瓣遭受主动脉瓣功能不全(aoritic insufficiency)或主动脉瓣狭窄(aortic stenosis)。已知使用微创外科手术来展开一人造主动脉瓣而取代功能不正常的本身主动脉瓣。通常(例如支架或环)支撑人工主动脉叶瓣的可膨胀框架被定位在主动脉瓣孔(the orifice of an aoritc)内，通常在血管内以导管(catheter)穿过主动脉，而且在心尖(transapically)通过心脏顶点附近的孔，进入左心室。膨胀所述框架而横跨主动脉瓣环(aortic valve annulus),折叠并覆盖多个本身的主动脉瓣叶瓣,且保持人造主动脉瓣在适当位置，通过施加一轴向力及通过采用一 “沙漏”形状，分散轴向作用力于本身主动脉瓣环和周围组织上。市售的人工主动脉瓣包括LotusTM，由萨德拉医疗(Sandra Medical)(坎贝尔，加利福尼亚州，美国，Campbell, California, USA)制造，以及CoreValve?由美敦力(Medtronic)(明尼阿波利斯，明尼苏达州，美国，Minneapolis,Minnesota, USA)制造。
[0013]展开一人造二尖瓣的挑战类似于人造主动脉瓣膜，是在心室收缩期间(ventricular systole)保持所述人造物于适当位置。不同于主动脉瓣环构成稳定的锚定特征(尤其是钙化时)，二尖瓣环是不足够稳定的锚定特征(少于一半的二尖瓣环是纤维化组织)，并且是动态的(当心脏跳动时会改变大小和形状)。此外，主动脉瓣在心室收缩(ventricular systole)期间打开,二尖瓣必须承受心室收缩期间左心室收缩所引起的左心室内高压，压力倾向于推动人造二尖瓣展开并横跨二尖瓣环，而进入左心房。
【发明内容】
[0014]本发明在其一些实施例中，涉及人工心脏瓣膜，并且尤其涉及人造二尖瓣。本发明的一些实施例涉及适用于展开人造心脏瓣膜的方法和设备，特别是人造二尖瓣。
[0015]根据本发明的一方面，提供一种适于在一哺乳动物心脏中展开的人造二尖瓣，其特征在于:所述人造二尖瓣包括:一瓣膜框架；一由所述瓣膜框架定义的框架孔，所述框架孔的尺寸用以:周向地包围一人造心脏瓣膜机构，并且组装在心脏左心室和心房之间的二尖瓣孔之内；和至少一臂件，连附到在所述框架孔的心室侧上的所述瓣膜框架；其中所述至少一臂件具有一腱索接收表面，其尺寸和形状适于在本身二尖瓣的多条腱索的一区域中展开，并且偏折多条被接触的腱索的形状，并拉动至少部分地围绕所述框架孔的本身二尖瓣的至少一叶瓣。
[0016]根据本发明的一些实施例，所述腱索接收表面定义一腱索捕捉区域，并成形用以引导所遭遇的多条腱索进入所述捕捉区域，且成形用以阻止进入所述捕捉区域的腱索离开。
[0017]根据本发明的一些实施例，所述腱索接收表面相对于一旋转方向而被定向，并具有至少一斜面，所述斜面在以所述旋转方向进入所述腱索捕捉区域时，弓I导腱索移动。
[0018]根据本发明的一些实施例，所述腱索接收表面相对于一旋转方向而被定向，并具有至少一钩状部分，其防止以所述旋转方向的相反方向移动的腱索离开所述腱索捕捉区域。
[0019]根据本发明的一些实施例，所述至少一本身二尖瓣叶瓣至少防止在所述本身二尖瓣叶瓣自身和所述瓣膜框架之间的血液以从左心室往左心房的传递方向流动。
[0020]根据本发明的一些实施例，在所述框架孔的心房侧上的所述瓣膜框架的一部分太宽而无法穿过所述二尖瓣孔。
[0021]根据本发明的一些实施例，在展开之后，至少通过所述框架与在所述框架孔的心房侧的心脏组织接触所产生的一反作用力，维持至少一腱索的所述形状偏折。
[0022]根据本发明的一些实施例，在展开之后，至少通过所述框架与在所述框架孔的心室侧的心脏组织接触所产生的一反作用力，维持至少一腱索的所述形状偏折。
[0023]根据本发明的一些实施例，在展开之后，至少通过所述框架与至少一本身二尖瓣叶瓣接触所产生的一反作用力，维持至少一腱索的所述形状偏折。
[0024]根据本发明的一些实施例，在展开之后，至少通过所述框架与被所述框架偏折形状的至少一另一腱索接触所产生的一反作用力，维持至少一腱索的所述形状偏折。
[0025]根据本发明的一些实施例，所述瓣膜框架包含通过至少一缝合相互固定的至少两个金属部件。
[0026]根据本发明的一些实施例，所述框架在输送到心脏时为一紧缩配置，并且在展开过程中至少径向地膨胀。
[0027]根据本发明的一些实施例，至少部分为一紧缩配置的所述框架至少部分呈卷曲状。
[0028]根据本发明的一些实施例，在所述紧缩配置的所述瓣膜框架，在横跨其的最大剖面直径处是小于13毫米。
[0029]根据本发明的一些实施例，在所述紧缩配置的所述瓣膜框架包括至少两个彼此未连附的部件。
[0030]根据本发明的一些实施例，所述至少两个彼此未连附的部件的其中一者包括至少一所述臂件，并且当展开时，所述至少两个彼此未连附的部件的另一者定义所述框架孔。
[0031]根据本发明的一些实施例，所述至少两个彼此未连附的部件在所述紧缩配置时不相重迭。
[0032]根据本发明的一些实施例，在所述瓣膜的展开配置中，所述至少两个彼此未连附的部件至少部分地为径向同中心。
[0033]根据本发明的一些实施例，所述至少部分地径向同中心的部件的其中一者向外推抵另一者，以约束两所述部件免于移动超过彼此。
[0034]根据本发明的一些实施例，所述至少径向地膨胀是通过施加一径向向外作用力至所述框架的一内表面，而至少部分地被致动。
[0035]根据本发明的一些实施例，所述至少径向地膨胀是由所述框架至少部分地自行致动。
[0036]根据本发明的一些实施例，所述瓣膜机构被维持在所述框架的孔内，并且当框架展开时，用以限制流体从心室侧往心房侧的方向流过所述框架孔。
[0037]根据本发明的一些实施例，所述瓣膜机构包括至少一人造瓣膜叶瓣，其尺寸和位置用以限制所述流体流动。
[0038]根据本发明的一些实施例，当所述瓣膜框架的至少部分维持在所述紧缩配置时，所述瓣膜机构转成功能性地限制所述流体流动。
[0039]根据本发明的一些实施例，所述框架符合跳动的心脏的形状，而不会限制其收缩。
[0040]根据本发明的一些实施例，所述本身二尖瓣叶瓣被维持在所述本身二尖瓣叶瓣的所述心房侧及心室侧两者上的所述瓣膜框架的至少一组件之间。
[0041]根据本发明的一些实施例，所述至少一臂件的至少一被展开的臂件包括:连附于所述瓣膜框架的一基部区域；和从所述基部区域产生的一延伸组件。
[0042]根据本发明的一些实施例，所述至少一臂件的至少一被展开的臂件包括:连附于所述瓣膜框架的多个分离基部区域；和从所述分离基部区域产生且彼此并排延伸的多个延伸组件；其中所述组件在远离所述连附的基部区域的一区域处相结合。
[0043]根据本发明的一些实施例，所述至少一臂件的至少一被展开的臂件于其位置从所述瓣膜框架径向地延伸。
[0044]根据本发明的一些实施例，所述展开臂件具有一凹陷圆弧的前缘，朝向一圆周方向。
[0045]根据本发明的一些实施例，所述凹陷圆形的前缘以至少90度弯曲。
[0046]根据本发明的一些实施例，所述凹陷圆形的前缘以至少180度弯曲。
[0047]根据本发明的一些实施例，所述至少一臂件的至少一被展开的臂件包括一分支点，至少三组件区段从所述分支点起头。
[0048]根据本发明的一些实施例，至少一所述组件区段具有一自由端，其从所述展分支点朝所述被展开的臂件的基部突出。
[0049]根据本发明的一些实施例，所述基部突出组件区段的所述自由端位在所述分支点5毫米之内。
[0050]根据本发明的一方面提供一种用于展开人造二尖瓣的导管展开系统，包括:一远端，具有一中心轴线；一人造二尖瓣，呈一紧缩配置并被设置围绕所述中心轴线；其中所述人造瓣膜包括至少一心室框架部件；及一展开夹具，连附在所述心室部分，所述展开夹具可被致动，以至少在所述心室框架部件内诱发旋转。
[0051]根据本发明的一些实施例，所述导管展开系统包括:一可旋转轴件 '及
[0052]一旋转致动器，与所述轴件连接于一远端；其中所述轴件在一远端被连接至所述展开夹具。
[0053]根据本发明的一些实施例，所述展开夹具包括至少一叉件，在所述叉件端被连接至所述心室框架部件。
[0054]根据本发明的一些实施例，所述展开夹具包括至少一控制线材以螺纹接触所述心室框架部件。
[0055]根据本发明的一些实施例，将所述至少一控制线材从所述心室框架部件接触撤回，以释放所述心室框架部件。
[0056]根据本发明的一些实施例，所述展开夹具包括至少一套筒，所述套筒容纳所述心室框架部件的至少一部分。
[0057]根据本发明的一些实施例，所述展开夹具包括至少一控制线材连接到所述至少一套筒；并且所述控制线材的一相对运动从所述心室框架部件的所述被容纳部分之上缩回套筒，以释放所述心室框架部件。
[0058]根据本发明的一些实施例，在所述的导管展开系统中，一连接机构连接所述轴件至所述旋转致动器；所述连接机构包括一抓取组件和一缓冲件；所述抓取组件被所述缓冲件抓取；和所述抓取组件和所述缓冲件的其中一者被固定地连接到所述旋转致动器，而所述抓取组件和所述冲件的另一者被固定地连接到所述轴件上。
[0059]根据本发明的一些实施例，当所述旋转致动器施加一扭矩于所述连接机构并超过一预定的阈值时，通过所述缓冲件将所述抓取从捕捉中移除。
[0060]根据本发明的一方面提供一种于一哺乳动物心脏内展开人造心脏二尖瓣的方法，包括:将一人造心脏二尖瓣导管展开系统的一远端插入所述心脏左心室；及使连附于人造二尖瓣的多个臂件延伸进入由本身二尖瓣的多个叶瓣的多条腱索所占据的一个或多个区域。
[0061]根据本发明的一些实施例，所述方法还包括:旋转所述被延伸的臂件。
[0062]根据本发明的一些实施例，所述方法还包括:锁定所述被延伸的臂件至定位。
[0063]根据本发明的一方面提供，一种人造二尖瓣的一瓣膜框架，其特征在于:所述瓣膜框架包括:至少两个金属部件；一缝线；及一聚合物插入件；其中所述部件由所述缝线缝合在一起；所述缝线通过所述聚合物插入件与所述部件的表面保持距离。
[0064]除非另有定义，否则本文使用的所有技术和/或科学术语与本发明相关的通常技术人员的普遍认知具有相同含义。虽然类似或等同于本文中所描述的方法和材料可以在实践或或测试本发明的实施例中使用，示范性的方法和/或材料在以下进行说明。在冲突的情况下，以本专利说明书(包括定义)为准。此外材料、方法和实施例仅仅是说明性的并且不意在做必要的限制。
【附图说明】
[0065]仅以作为示例的方式，在本文中描述的本发明的一些实施例，并参考附图。现在具体参照详细的附图，强调的是细节是通过举例的方式显示，其目的为说明性地讨论本发明的实施例。在这点上，对于本领域技术人员而言，结合附图进行描述使得本发明的实施例如何被实施更容易了解。
[0066]在这些图中，
[0067]图1示意性地描绘正常成人心脏的人造二尖瓣的展开，以帮助本发明的一些实施例更容易被理解；
[0068]图2A-图2B是根据本发明示例性的实施例中，示意性地描绘多个人造二尖瓣；
[0069]图3A-图3D是根据本发明示例性的实施例中，示意性地描绘多个人造二尖瓣；
[0070]图4A-图4B是根据本发明示例性的实施例中，示意性地描绘多个人造二尖瓣；
[0071]图5A-图5B是根据本发明示例性的实施例中，示意性地描绘多个人造二尖瓣；
[0072]图6A-图6B是根据本发明示例性的实施例中，示意性地描绘多个人造二尖瓣；
[0073]图7A-图7B是根据本发明示例性的实施例中，示意性地描绘多个人造二尖瓣；
[0074]图8是根据本发明示例性的实施例中，示意性地描绘展开一人造二尖瓣的一初始步骤；
[0075]图9是根据本发明示例性的实施例中，示意性地描绘展开一人造二尖瓣的后续步骤；
[0076]图10是根据本发明示例性的实施例中，示意性地描绘展开一人造二尖瓣的膨胀步骤；
[0077]图11是根据本发明示例性的实施例中，示意性地描绘一展开的人造二尖瓣；
[0078]图12是根据本发明示例性的实施例中，示意性地描绘导管展开系统的一部分；
[0079]图13A-图13F是根据本发明示例性的实施例中，所述人造二尖瓣的一些额外的实施例的多个示意图；
[0080]图14是根据本发明示例性的实施例中，从左心室的等比例视角的人造二尖瓣部分展开于本身的二尖瓣环的一示意图；
[0081]图15A-1?是根据本发明示例性的实施例中，从左心房的等比例视角的人造二尖瓣部分展开于本身的二尖瓣环的多个示意图；
[0082]图16是根据本发明示例性的实施例中，所述展开人造二尖瓣的一示意图；
[0083]图17是根据本发明示例性的实施例中，一人造二尖瓣的一展开的心室部分的照片/不意图；
[0084]图18A-图18B是根据本发明示例性的实施例中，一人造二尖瓣的一示例性展开的