Brevet FR2655843A1 — publié le 19910621

VALVE CARDIAQUE A CLAPETS PIVOTANT SUR DES BILLES DESCRIPTION L'invention concerne une valve cardiaque à clapets pivotant sur des billes. On utilise maintenant couramment des valves implantées sur le muscle cardiaque qui permettent de remplacer des valves naturelles défaillantes Ces valves comprennent d'une façon générale un anneau de maintien de la valve sur le muscle et qui porte un moyen d'articulation d'un ou plusieurs clapets qui se déplacent sous l'action du flux sanguin entre une position d'ouverture correspondant au sens d'écou- lement souhaité et une position de fermeture correspon- dant au sens inverse Les qualités principales que devraient présenter de telles valves sont essentielle- ment une bonne étanchéité en position de fermeture, la création d'une faible perte de charge dans le sens de l'ouverture, une usure lente et l'inaptitude à susciter des coagulations et des thromboses. Les valves existantes ne permettent d'atteindre qu'imparfaitement tous ces objectifs. Parmi les systèmes existant à ce jour, on peut citer tout d'abord les valves dans lesquelles le clapet se déplace par des translations alternatives Le sys- tème de liaison à l'anneau est alors une armature constituée d'une tige recourbée de façon appropriée, et le clapet peut être constitué par une bille ou par un disque Ces valves créent une perte de charge notable dans le sens de l'ouverture car le clapet continue à perturber le flux sanguin, et elles sont par ailleurs sujettes au frottement et à l'usure. C'est pourquoi on a développé des valves à un ou deux clapets reliés à l'anneau par des pivots matérialisant des axes de rotation excentrés, de sorte que La pres- sion du sang suffit à Les faire pivoter Toutefois une usure subsiste, ainsi que des concentrations de contraintes sur Les pivots et Les parties voisines des clapets et de L'anneau De p Lus, Le montage de telles va Lves n'est pas aisé car il faut créer des déformations élastiques pour permettre l'insertion des pivots dans une cavité des c Lapets ou de L'anneau. Une tel Le opération présente Le risque de détériorer Le revêtement de matériaux anticoagulants, te Ls que Le pyrocarbone, qui recouvrent normalement Le matériau de substrat des différentes pièces. L'objet de L'invention est donc d'éviter ces inconvénients et d'offrir une valve cardiaque dans Laquel Le Les frottements et l'usure sont réduits, le montage faci Le et Le fonctionnement aisé. Cette valve comprend généralement un anneau, au moins un c Lapet entouré par L'anneau, des moyens de pivotement permettant de faire pivoter les clapets par rapport à L'anneau, des moyens de butée pour Les c Lapets qui délimitent une course de pivotement des clapets entre une position d'ouverture et une position de fermeture de la valve, et se caractérise en ce que Les moyens de pivotement sont constitués par deux billes pour chaque c Lapet, et en ce que l'anneau et Les clapets sont pourvus de cavités, chaque bille étant logée partiellement dans une cavité d'anneau et partiellement dans une cavité de clapet. Il est en outre avantageux que l'anneau soit constitué d'une bague interne et d'une bague externe concentriques et jointives, les cavités d'anneau étant portées par la bague interne exclusive- ment et traversant radia Lement La bague interne de part en part. De préférence, les cavités des clapets ont un fond conique. On va maintenant décrire deux réalisations de l'invention à l'aide des figures suivantes annexées à titre illustratif et non limitatif: les figures 1 et 2 représentent une réali- sation de l'invention à clapet unique en coupe longitu- dinale et en vue de dessus; et les figures 3 et 4 représentent des vues similaires d'une autre réalisation de l'invention à double clapet. La valve des figures 1 et 2 comporte donc un anneau 1 constitué d'une bague interne 2 et d'une bague externe 3 qui sont concentriques et jointives par une surface de liaison cylindrique 4 Chacune des bagues interne 2 et externe 3 comprend un bourrelet circonférentiel orienté vers l'extérieur, respective- ment 5 et 6, chacun des bourrelets étant terminé par une surface, respectivement 7 et 8, sur laquelle une portée d'extrémité de l'autre bague vient buter On voit qu'il est possible d'assurer l'assemblage de l'anneau 1 en plaçant d'abord les bagues interne 2 et externe 3 en prolongement puis en les faisant cou- lisser l'une dans l'autre jusqu'à ce que la butée se produise aux surfaces 7 et 8 Après ce sertissage, la liaison peut être rendue irréversible au moyen d'une soudure ou de tout autre moyen équivalent sur les lignes de joint Les bourrelets 5 et 6 sont alors situés aux extrémités longitudinales de l'anneau 1, et la face extérieure 9 est en dépression entre eux. La bague externe 3 est lisse et continue, c'est-à-dire parfaitement cylindrique, en dehors du bourrelet 6; par contre, la bague interne 2 est munie sur sa face interne 10 d'une butée 11 de position fermée et d'une butée 12 de position ouverte du clapet, ainsi que de deux cavités d'anneau 13 qui la traversent de part en part et dont l'orientation est radiale. Toutefois, les deux cavités 13 ne sont pas diamétrale- ment opposées sur la bague interne 2. Les cavités d'anneau 13 reçoivent chacune environ la moitié d'une bille 14 dont le reste est en grande partie contenu dans une cavité de clapet de forme conique, opérée sur un clapet 16 en forme de disque Comme on le voit sur la figure 2, le jeu radial entre le clapet 16 et la bague interne 2 est faible, et le jeu circonférentiel et radial de débatte- ment des billes 14 dans les cavités d'anneau 13 et les cavités de clapet 15 respectives est presque inexistant Par contre, les cavités d'anneau 13 peuvent avoir une section oblongue, plus étendue dans le sens axial de l'anneau 1, ce qui permet des débattements des billes 14 et du clapet 16 de quelques dixièmes de millimètre ou de quelques millimètres dans cette direction Cette disposition a pour but d'éviter les coagulations en assurant un mouvement notable des pièces constitutives de la valve près de l'axe de pivotement Le brevet français 2 331 997 décrit une conception analogue dans une valve o les pivots sont d'un bloc avec l'anneau ou le clapet. Voici comment on peut analyser les avantages particuliers à la présente invention Tout d'abord, la construction de l'anneau 1 à l'aide de deux bagues jointives 2 et 3, dont la première est percée de cavités d'anneau 13, permet de réaliser le montage en positionnant le clapet 16 par rapport à la bague interne 2, puis en introduisant les billes 14 dans les cavités d'anneau et de clapet 13 et 15, et enfin en réalisant le sertissage des deux bagues A aucun moment on ne crée de déformations importantes Par ailleurs, la forme sphérique des billes 14 limite les surfaces de frottement et donc l'importance de celui-ci, ce qui épargne des efforts supplémentaires au muscle cardiaque Des avantages supplémentaires de la forme sphérique sont la diminution des concentrations de contraintes subies et une répartition uniforme de l'usure par suite des rotations inévitables des billes 14 dans leurs cavités, ce qui devrait permettre d'augmenter sensiblement la durée de fonctionnement envisageable de ces valves Enfin, le fait de disposer de pivots séparés aussi bien de l'anneau 1 que du clapet 16 offre des possibilités supplémentaires de choix et de combinaison de matériaux En fonction des matériaux éventuellement différents utilisés pour l'anneau 1 et le clapet 16, il est possible de choisir pour les billes 14 un maté- riau optimal du point de vue de l'usure et des frotte- ments. On a également représenté sur les figures 3 et 4 une autre réalisation, dans laquelle le clapet 16 unique est remplacé par deux clapets 16 ' de forme générale semi-circulaire Il est alors nécessaire de modifier la bague interne maintenant référencée 2 ': elle comporte désormais quatre cavités d'anneau 13 ' pour la réception partielle de quatre billes 14. La disposition d'ensemble est telle que chaque bille 14 est, en suivant la circonférence de la bague interne 2, proche d'une deuxième bille et diamétralement oppo- sée à une troisième bille, ces deuxième et troisième billes servant à faire pivoter un des clapets 16 '. IL en résulte que les clapets 16 ' pivotent autour d'axes parallèles proches l'un de l'autre; en position de fermeture, l'étanchéité est sauvegardée car les clapets 16 ' se touchent sur une ligne de joint centrale 17; en position d'ouverture, le sang s'écoule symétriquement dans trois canaux adjacents délimités par l'anneau 1 et les clapets 16 ', et son écoulement est donc meilleur qu'avec la valve précédente; cet avantage est renforcé si les clapets 16 ' sont courbes et présentent une face amont 18 concave et une face aval 19 convexe, alors que le clapet 16 précédent était plan tout en s'amincissant en s'éloignant de l'axe de pivotement. Il est évidemment nécessaire de prévoir au moins une butée de position fermée 11 ' et une butée de position ouverte 12 ' pour chacun des clapets 16 '. Ceci mis à part, toutes les dispositions de construction applicables à la première réalisation peuvent se retrouver ici. REVENDICATIONS 1 Valve cardiaque comprenant un anneau ( 1), au moins un clapet ( 16, 16 ') entouré par l'anneau, des moyens de pivotement permettant de faire pivoter les clapets par rapport à l'anneau, des moyens de butée ( 11, 12, 11 ', 12 ') pour les clapets qui délimitent une course de pivotement des clapets entre une position d'ouverture et une position de fermeture de la valve, caractérisée en ce que les moyens de pivotement sont constitués par deux billes ( 14) pour chaque clapet et en ce que l'anneau ( 1) et les clapets ( 16, 16 ') sont pourvus de cavités ( 13, 13 ', 15), chaque bille ( 14) étant logée partiellement dans une cavité d'anneau ( 13, 13 ') et partiellement dans une cavité de clapet ( 15). 2 Valve cardiaque suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'anneau est constitué d'une bague interne ( 2) et d'une bague externe ( 3) concen- triques et jointives, les cavités d'anneau ( 13, 13 ') étant portées par la bague interne ( 2) exclusivement et traversant radialement la bague interne de part en part. 3 Valve cardiaque suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que certaines des cavités ( 13, 13 ') ont une section allongée permettant des déplacements en translation des clapets ( 16, 16 '). 4 Valve suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisée en ce que les cavités de clapet ( 15) ont un fond conique. 5 Valve suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisée par un clapet unique. 6 Valve suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisée par deux clapets pivotant autour d'axes parallèLes.