(57)【要約】【課題】縫合カフがフレームに耐久的に取り付けられた置換術のための人工弁を提供する。【解決手段】取り付けの耐久性は布帛をフレームと複合材料とで挟むことにより達成される。布帛はフレーム基部から突出して、フレーム組立体と一体型の縫合カフを形成する。縫合カフは組織の内方成長を促進する一方で、フレーム周囲の他の部位では組織の内方成長は抑制される。【選択図】図１Ｃ
2019048166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状の形状を規定するフレームと、布帛細孔を有する布帛と、複合材料とを含み、前記布帛は布帛フレーム部分と前記布帛フレーム部分に対向する縫合カフとを規定し、前記縫合カフと前記布帛フレーム部分とは一体型に形成され、前記布帛フレーム部分は前記布帛細孔内に存在するエラストマーを有し、前記布帛フレーム部分は前記フレームに結合されており、前記複合材料は前記フレームと前記複合材料との間に位置する前記布帛フレーム部分の少なくとも一部分に結合し、ここで前記縫合カフは前記フレームから延びて設けられることにより、前記縫合カフが組織内殖を促進すると共に、前記布帛フレーム部分周囲の他の部位では組織内殖が抑制される、人工弁フレーム組立体。
【請求項２】
前記フレームはフレーム内面と前記フレーム内面とは反対側のフレーム外面とを有すると共に、（ａ）前記布帛フレーム部分は前記フレーム内面に結合し、前記布帛フレーム部分は前記フレーム内面と前記複合材料との間に位置するか、又は、（ｂ）前記フレーム部は前記フレーム外面に結合し、前記布帛フレーム部分は前記フレーム外面と前記複合材料との間に位置するか、又は、（ｃ）前記フレーム部は前記フレーム内面及び前記フレーム外面に結合し、前記布帛フレーム部分は前記フレーム内面と前記複合材料との間に位置し、前記布帛フレーム部分は前記フレーム外面と前記複合材料との間に位置する、請求項１に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項３】
前記フレームはフレーム内面と、前記フレーム内面とは反対側のフレーム外面とを有し、前記布帛は布帛第１端部と、前記布帛第１端部に対向する布帛第２端部と、前記布帛第１端部と前記布帛第２端部との間の布帛中央部とを規定し、前記布帛フレーム部分は前記布帛第１端部と前記布帛第２端部を含み、前記縫合カフは布帛中央部分での折畳み部で確定され、前記布帛第１端部は前記フレーム内面と結合し、前記布帛第２端部は前記フレーム外面と結合し、前記複合材料は内側複合材料を含み、前記内側複合材料は前記フレーム内面と前記内側複合材料との間に位置する前記布帛第１端部に結合し、前記複合材料は外側複合材料を含み、前記外側複合材料は前記フレーム外面と前記外側複合材料の間に位置する前記布帛第２端部に結合している、請求項１に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項４】
前記縫合カフを嵩高にする前記布帛中央部分の前記折畳み部に充填材量をさらに含む、請求項３に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項５】
前記縫合カフは前記布帛細孔内に存在するエラストマーを有しない、請求項１に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項６】
前記縫合カフの所定の部分は前記布帛細孔内に存在するエラストマーを有する、請求項１に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項７】
前記フレームはフレーム基部を規定し、前記縫合カフは前記フレーム基部から延びている、請求項１に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項８】
前記フレームは、前記フレーム基部から延び前記フレーム基部に隣接する複数の弁葉窓を規定する２つ以上のフレーム支柱要素をさらに含む、請求項７に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項９】
前記複合材料は前記布帛フレーム部分からその中の弁葉を規定する前記弁葉窓の各々の中に延びている、請求項８に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項１０】
（ａ）前記布帛フレーム部分は前記フレーム基部から前記フレーム支柱要素の少なくとも一部まで延びているか、または、（ｂ）前記布帛フレーム部分は前記フレーム基部から実質に全ての前記フレーム支柱要素まで延びているか、または、（ｃ）前記布帛フレーム部分は前記フレーム基部から、少なくとも部分的に前記弁葉窓内に延びる前記弁葉窓を規定する前記フレーム支柱要素を越えて延びているか、または、（ｄ）前記布帛フレーム部分は前記フレーム基部で前記フレームに結合している、請求項８に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項１１】
前記複数の弁葉窓の各々において前記フレームに結合された弁葉をさらに含む、請求項８に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項１２】
前記複合材料は多孔質構造を有する膜と前記多孔質構造内に存在するエラストマーとを含む、請求項８に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項１３】
前記縫合カフは前記布帛の２つ以上の層からなる、請求項１に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項１４】
前記縫合カフは前記布帛の前記２つ以上の層の間に充填材料をさらに含む、請求項１３に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項１５】
前記複合材料はフッ素化ポリマー膜細孔を有する少なくとも１つのフッ素化ポリマー層と前記フッ素化ポリマー膜細孔内に存在するエラストマーとを含む、請求項１に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項１６】
前記布帛はポリエチレンテレフタレート及び／又はＰＴＦＥを含む、請求項１に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項１７】
前記布帛は単一の布帛片で構成されている、請求項１に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項１８】
前記布帛は互いに結合された２つ以上の布帛片で構成されている、請求項１に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項１９】
前記２つ以上の布帛片は、一緒に縫い合わされて結合しているか、又は接着剤によって結合している、請求項１８に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項２０】
前記フレームに結合された複数の弁葉をさらに含む、請求項１に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項２１】
人工弁用フレーム組立体の製造方法であって、第１のフィルム層をマンドレルの周りの管状形態に巻き付ける工程と、管状の形状を有する布帛を準備する工程と、前記第１のフィルム層の上に部分的に前記布帛を配置する工程と、フレーム内面及びフレーム外面を有し、フレーム基部および複数の弁葉窓を規定する、管状の形状を有するフレームを準備する工程と、前記第１のフィルム層の上にある前記布帛の上に、フレーム内面を前記布帛と接触させて前記フレームを配置する工程と、前記布帛を前記フレーム基部上及び前記フレーム外面上で裏返して前記フレーム外面に接触させる（前記フレーム基部から延びる布帛の折畳み部を規定し、その折畳み部で縫合カフを規定する）工程と、前記フレーム外面上にある前記布帛上に第２のフィルム層を巻きつける工程と、前記第１のフィルム層と前記第２のフィルム層とを互いに布帛及びフレームに結合させる工程と、を含む、方法。
【請求項２２】
人工弁フレーム組立体の製造方法であって、第１のフィルム層をマンドレルの周りに管状に巻き付ける工程と、前記第１のフィルム層の上に部分的に管状の形状を有する布帛を準備する工程と、第２のフィルム層を巻き付け、前記第１のフィルム層の上に部分的にある布帛の一部とする工程と、フレーム内面及びフレーム外面を有し、フレーム基部及び複数の弁葉窓を規定する、管状の形状を有するフレームを準備する工程と、前記第１のフィルム層の上にある前記布帛の上にある前記第２のフィルム層の上に、フレーム内面を前記第２のフィルム層と接触させて前記フレームを配置する工程と、第３のフィルム層を巻き付け、前記フレーム外面とする工程と、前記布帛を前記フレーム基部上及び前記フレーム外面上で裏返し前記フレーム外面を覆う前記第３のフィルム層に接触させる（前記フレーム基部から延びる前記布帛の折畳み部を規定し、その折畳み部で縫合カフを規定する）工程と、前記フレーム外面上にある前記布帛上に第４のフィルム層を巻きつける工程と、前記第１のフィルム層、前記フレームと前記第２及び第３のフィルム層との間の前記布帛、第２、第３及び第４のフィルム層を互いに結合させ、さらに前記フレームに結合させる工程と、を含む、方法。
【請求項２３】
前記布帛の前記折畳み部に充填材を供給することをさらに含み、前記布帛を裏返した後に前記充填材を前記折畳み部内に収容する、請求項２１又は２２に記載の人工弁用フレーム組立体の製造方法。
【請求項２４】
１つ以上の弁葉を前記フレームに結合することをさらに含む、請求項２１又は２２に記載の人工弁用フレーム組立体を製造する方法。
【請求項２５】
前記フレームは、前記フレーム基部に隣接する前記複数の弁葉窓を規定する前記フレーム基部から延びる２つ以上のフレーム支柱要素をさらに含む、請求項２１又は２２に記載の人工弁用フレーム組立体の製造方法。
【請求項２６】
前記第１のフィルム層及び前記第２のフィルム層のうちの１つ以上が、その中の弁葉を規定する前記弁葉窓のそれぞれの中に延びている、請求項２１に記載の人工弁用フレーム組立体の製造方法。
【請求項２７】
前記第１のフィルム層、前記第２のフィルム層、前記第３のフィルム層、及び前記第４のフィルム層のうちの１つ以上が、その中の弁葉を規定する前記弁葉窓のそれぞれの中に延びている、請求項２２に記載の人工弁用フレーム組立体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して人工弁に関し、より具体的には、一体型縫合カフ型人工弁装置を備えたフレーム、システム、及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人工心臓弁がこれまで開発されてきており、これにより自然弁の機能及び性能を模倣しようとしている。人工弁は、典型的には、縫合カフ又は何らかの他の機械的取り付け手段（例えば、ステープル）を用い縫合してヒトの心臓に取り付けられる。
【０００３】
縫合カフは一般に、人工弁本体の周囲に取り付けられ、人工弁の移植中に心臓の弁輪に縫合糸を固定するための構造を形成するためのトロイダル状部材を含む。縫合カフは一般に、ポリエステル等の布材料を含み、テフロン（Teflon）フェルト又はダクロン（Dacron）布等の充填材料も含むことができる。縫合カフは、円周方向のシンチ様の縫合によって弁本体の下端に位置する周溝に結合することも、補剛リングに隣接して機械的に捕捉することもできる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
以下に記載する実施態様は、心臓弁置換等の弁置換術のための装置、システム、及び方法に関する。より具体的には、記載された実施態様は、人工弁に使用する一体型縫合カフを含むフレーム組立体に関する。
【０００５】
一実施態様によれば、人工弁はフレームを含む。このフレームは管状で、フレーム内面と、その反対側のフレーム外面とを有する。この人工弁はさらに、細孔のある布帛と縫合カフとを備えており、縫合カフはこの布帛の布帛フレーム部分に対向している。布帛フレーム部分は、布帛細孔内にエラストマーを有する。布帛フレーム部分はフレームに結合されている。縫合カフはそのフレームから延びている。複合材料が、この複合材料とフレームとの間に布帛フレーム部分を挟んだ状態で、布帛フレーム部分の少なくとも一部に結合されている。弁葉がフレームに結合されている。
【０００６】
一実施態様によれば、人工弁フレーム組立体はフレームを含む。このフレームは管状で、フレーム内面と、その反対側のフレーム外面とを有する。この人工弁はさらに、布帛細孔を有する布帛と縫合カフとを備えており、縫合カフはこの布帛の布帛フレーム部分に対向している。布帛フレーム部分は、布帛細孔内にエラストマーを有する。布帛フレーム部分はフレームに結合されている。縫合カフはそのフレームから延びている。複合材料が、この複合材料とフレームとの間に布帛フレーム部分を挟んだ状態で、布帛フレーム部分の少なくとも一部に結合されている。
【０００７】
人工弁用フレーム組立体の製造方法の一実施態様によれば、第１のフィルム層をマンドレルの周りに管状に巻きつける。管状の布帛を準備する。この布帛を第１のフィルム層の上に部分的に配置する。筒状のフレームを準備する。フレームは、フレーム内面及びフレームの外面を有し、フレーム基部及び複数の弁葉窓を規定する。このフレームを、フレームの内面は布帛と接触している状態で、第１のフィルム層の上にある布帛の上に配置する。布帛を、フレーム基部上及びフレーム外面上で裏返してフレーム外面と接触させ、フレーム基部から延びる布帛の折畳み部を規定し、その折畳み部は縫合カフを規定する。第２のフィルム層を、フレーム外面上にある布帛の上に巻きつける。これにより第１及び第２のフィルム層は相互に、布帛に、そしてフレームに結合される。
【０００８】
添付の図面は、本開示のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成し、本明細書に記載の実施態様を図解し、説明と共に本開示において論じられる原理を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】図１Ａは、人工弁の一実施態様の側面図である。
【００１０】
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａに示した人工弁の実施態様の斜視図である。
【００１１】
【図１Ｃ】図１Ｃは、図１Ａに示した人工弁の実施態様の線Ｃ−Ｃに沿った軸方向断面図である。
【００１２】
【図２Ａ】図２Ａは、平面状に展開したフレームの一実施態様を表す図である。
【００１３】
【図２Ｂ】図２Ｂは、平面状に展開したフレームの別の一実施態様の図である。
【００１４】
【図３Ａ】図３Ａは、開放形態の人工弁の一実施態様の軸線方向図すなわち上面図である。
【００１５】
【図３Ｂ】図３Ｂは、閉鎖形態の図３Ａの人工弁の一実施態様の軸線方向図すなわち上面図である。
【００１６】
【図４】図４は、解剖学的組織内にある人工弁の一実施態様の側面図である。
【００１７】
【図５】図５は、組立体マンドレルの一実施態様の斜視図である。
【００１８】
【図６Ａ−Ｃ】図６Ａ〜図６Ｆは、一実施態様による、一体型縫合カフを有するフレーム組立体を製造する例示的工程に含まれる段階をそれぞれ示す側面図である。
【図６Ｄ−Ｆ】同上。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
定義
人工弁との関連において本明細書で使用する用語「弁葉」は、圧力差の影響を受けて開放位置と閉鎖位置との間を移動するように動作可能な一方向弁の構成要素である。開放位置では、この弁葉は血液が人工弁を通って流れることを可能にする。閉鎖位置では、人工弁内の逆流を阻止する。複数枚の弁葉を含む実施態様では、各弁葉は、少なくとも１つの隣接する弁葉と協働して、血液の逆流を阻止する。血液中の圧力差は、例えば、心臓の心室又は心房の収縮によって引き起こされ、そのような圧力差は、典型的には、閉鎖位置にある弁葉の片側に形成される流体圧から生じる。人工弁の流入側の圧力が人工弁の流出側の圧力より高くなると、弁葉が開き、血液がそこを通って流れる。血液が人工弁を通って隣接する室又は血管に流入するにつれ、流入側圧力は流出側圧力と均衡する。人工弁の流出側の圧力が人工弁の流入側の血圧よりも高くなると、弁葉は閉鎖位置に戻り、人工弁を通る血液の逆流を防止する。弁葉は、ウシ心膜等の生物学的組織、又は生体適合性ポリマー等の十分に柔軟で可撓性のある合成生体適合性材料から構成されてもよい。
【００２０】
本明細書で使用する用語「膜」は、単一組成物を含むシート状材料を指し、その組成物の例に延伸フッ素化ポリマーがあるが、これに限定するものではない。
【００２１】
本明細書で使用する用語「複合材料」は、膜（限定されないが、例えば、延伸フッ素化ポリマー）とエラストマー（限定されないが、例えば、フッ素化エラストマー）との組み合わせを指す。エラストマーは、膜の多孔質構造内に存在させても、膜の片面又は両面に塗布しても、或いは膜への塗布と吸収（imbibed）の組合せとしてもよい。
【００２２】
本明細書で使用する用語「吸収（させた）」は、フィルムの細孔内に材料が存在することを指す。本明細書で使用される吸収工程は、フィルムの細孔に材料を付着させる手段を指す。吸収手段としては、これらに限定されないが、印刷、浸漬、又は細孔内に材料を供給するための他の適切な手段を挙げることができる。
【００２３】
本明細書で使用する用語「積層体」は、互いが結合された、膜、複合材料、又は他の材料（例えば、エラストマー）及びそれらの組合せからなる複数層を含む物品を指す。
【００２４】
本明細書で使用する用語「フィルム」は、膜、複合材料、又は積層体のうちの１つ以上を指す。
【００２５】
用語「細孔」は、一般に、材料内にあれば見つけられる空所を指す。布帛に見られる細孔は、布帛細孔と呼ぶ。フッ素化ポリマー膜に見られる細孔は、フッ素化ポリマー膜細孔と呼ばれる。細孔はまた、別の材料を担持させることのできる空所を指す。
【００２６】
本明細書で使用する用語「生体適合性材料」は、フィルム又は生物学的材料（限定されないが、例えばウシ心膜）を一般に指す。
【００２７】
用語「弁葉窓」は、フレームによって規定され、弁葉がそこから延びている空間として定義される。弁葉は、フレーム要素から延在していても、フレーム要素の近隣でフレーム要素から空間をおいて延在していてもよい。
【００２８】
用語「自然弁口」及び「組織口」は、人工弁が配置できる解剖学的構造を指す。このような解剖学的構造には、心臓弁が外科的に除去された又は除去されていない場所が含まれるが、これに限定されない。当然ながら、人工弁を受け入れることができる他の解剖学的構造には、静脈、動脈、導管及び吻合部が含まれるが、これらに限定されない。本明細書では、自然弁を人工弁で置き換えることについて述べているが、当然のことながら、弁口又は移植部位は、特定の目的のために人工弁を受け入れることができる合成導管又は生物学的導管内の位置を指す場合もあり、従って、本明細書で提供される実施態様の範囲は、自然弁の置換に限定されない。
【００２９】
本明細書で使用する用語「結合する」は、直接的か間接的かを問わず、永久的か一時的かも問わず、「接合する」、「接続する」、「取り付ける」、「付着させる」、「固定する」又は「接着する」と同義語として使用する。
【００３０】
詳細な説明
当業者であれば、本開示の様々な側面が、意図された機能を実行するように構成された任意の数の方法及び装置によって実現されることを容易に理解できよう。換言すれば、意図された機能を実行するために、他の方法及び装置を本明細書に組み込むことができる。本明細書で参照される添付図面は、必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではなく、本開示の様々な側面を説明するために誇張されていてもよく、その点に関して、図面は限定的であると解釈されるべきではないことに留意されたい。
【００３１】
本明細書の実施態様は、様々な原理及び見解に関連させて記載するが、記載の実施態様はいかなる理論にも縛られるものではない。例えば、本明細書において実施態様は、人工弁、より具体的には心臓人工弁と関連させて記述している。しかし、本開示の範囲内にある実施態様は、あらゆる人工弁にも、類似の構造及び／又は機能をもつ機構にも適用可能である。さらに、本開示の範囲内の実施態様は、心臓以外の用途に適用することができる。
【００３２】
本明細書の実施態様は、限定はしないが、心臓弁置換等の外科的配置に適した人工弁のための様々な装置、システム、及び方法を含む。この人工弁は一方向弁として動作するものであり、この中にある人工弁が弁口を規定している。流圧差に応じて弁葉が開くことで弁口内への流動を発生させ、閉まることで弁口を塞いで流動を防止する。
【００３３】
本明細書で提供する実施態様は、フレームに耐久性良く取り付けられ、かつ外科的配置に適した一体型縫合カフを有する人工弁に関する。本発明の一実施態様によれば、縫合カフの取り付けの耐久性は、フレームと複合材料との間に布帛を挟むことによって達成される。布帛はフレーム基部を越えて延在することで、フレーム組立体に一体化された縫合カフを形成する。
【００３４】
以下に説明するように、一実施態様によれば、縫合カフは、組織内殖を促進しつつ、フレーム周囲の他の部分への組織内殖を抑制する。
【００３５】
人工弁
図１Ａは、一実施態様による人工弁１００の側面図である。図１Ｂは、図１Ａの人工弁１００の斜視図であり、図１Ｃは、Ｃ−Ｃで切った線に沿った図１Ａの人工弁１００の一部の軸方向断面図である。人工弁１００は、複数枚の弁葉１２２と、縫合カフ１１６を有するフレーム組立体１２０とを含む。縫合カフ１１６を有するフレーム組立体１２０は、フレーム内面１２４及びフレーム外面１２６を有するフレーム１１０と、孔を有する布帛であってフレーム１１０に結合されており、フレーム１１０を超えて延在することで縫合カフ１１６を形成する布帛フレーム部分１１４を規定する布帛１１２と、布帛１１２が複合材料１１８とフレーム１１０との間にあるように布帛フレーム部分１１４の少なくとも一部に結合した複合材料１１８とを含む。
【００３６】
図１Ｃに示すように、布帛１１２及び複合材料１１８は、フレーム１１０のフレーム内面１２４及びフレーム外面１２６の両方に結合され、それによって内側布帛フレーム部分１２８、内側複合材料１３０、外側布帛フレーム部分１３２及び外側複合材料１３４を規定する。別の実施態様では、布帛１１２及び複合材料１１８は、フレーム１１０のフレーム内面１２４のみに結合され、内側布帛フレーム部分１２８及び内側複合材料１３０を規定する。さらに別の実施態様では、布帛１１２及び複合材料１１８は、フレーム１１０のフレーム外面１２６にのみに結合され、外側布帛フレーム部分１３２及び外側複合材料１３４を規定する。
【００３７】
図１Ａ〜図１Ｃに示すように、複合材料１１８は、布帛フレーム部分１１４の実質的に全体に、即ち、フレーム１１０に結合させることができる。複合材料１１８を、フレーム１１０を超えて弁葉窓１４４内にさらに延在させて、弁葉１２２を形成してもよい。あるいは、弁葉１２２を、縫い付けるなどしてフレーム組立体１２０に結合させることも可能である。
【００３８】
フレーム
図１Ａ〜１Ｃに示すように、フレーム１１０は、所定の繰り返しパターンを規定する管状部材である。フレーム１１０は、フレーム第１端部１３６と、フレーム第１端部１３６に対向するフレーム第２端部１３８とを備える。フレーム第１端部１３６には、フレーム基部１４０が配置されている。フレーム第１端部１３６からフレーム第２端部１３８までに、複数のフレーム支柱要素１４２が互いに間隔をあけて所定の反復パターンで延びている。フレーム１１０は、図１Ｃに示すように、フレーム外面１２６及びフレーム外面１２６に対向するフレーム内面１２４をさらに備える。
【００３９】
フレーム基部１４０及びフレーム支柱要素１４２は、複数の弁葉窓１４４を規定する。
弁葉窓１４４はそれぞれ、２つの弁葉窓側部１４６と、弁葉窓基部１４８とを含む。以下でより詳細に説明するように、生体適合性材料が弁葉窓１４４の各々の上に配置され、弁葉１２２を形成する。弁葉窓１４４は、人工弁１００の実施態様の特定の目的に適した任意の形状を規定することができ、放物線形状、台形状、及び三角形状を含むがこれらに限定されない。
【００４０】
フレーム１１０を、一般的な意味で、ステント又は枠組みと言うことができる。フレーム１１０は、弁葉１２２を支持しやすくし、移植時には寸法安定性をもたらすことのできる特徴や幾何学形状を幾つも特定するものである。
【００４１】
フレーム１１０は、切断管若しくはワイヤの形態、又は特定の目的に適した他の任意の要素を含むことができる。フレーム１１０を、エッチング、切断、レーザー切断又は打ち抜きによって管又はシート状材料にすることができ、このシートは、次いで実質的に円筒形構造体に形成される。あるいは、細長い材料、例えば、ワイヤ、曲げることのできる帯状材又はそれらを繋げた物を曲げるか編上げて、実質的に円筒形（円筒形の壁は開いた骨組みを含む）の構造に形成することができる。
【００４２】
フレーム１１０は、任意の金属又は生体適合性ポリマー材料を含むことができる。例えば、フレーム１１０は、例えば、ニチノール、コバルト−ニッケル合金、ステンレス鋼、又はポリプロピレン、アセチル単独重合体、アセチル共重合体、ｅＰＴＦＥ（延伸多孔質ポリテトラフロオロエチレン）、他の合金又はポリマー、又は本明細書に記載のように機能するのに十分な物理的及び機械的特性を有する他の任意の生体適合性材料を含むことができるが、これらに限定されない。
【００４３】
図２Ａ及び図２Ｂは、フレームを縦方向に切断し、フレームの要素をより良く説明するために、開いた状態のフレーム１１０ａ及び１１０ｂを示した代替実施態様の側面図である。
【００４４】
図２Ａは、要素をより良く説明するために平面状に展開したフレーム１１０ａを含む人工弁１００ａの実施態様の図である。フレーム１１０ａは、ワイヤ１４５から形成されている。ワイヤ１４５は、フレーム第２端部１３８に延在する弁葉窓側部１４６ａと、フレーム第１端部１３６に隣接する弁葉窓基部１４８ａとを有する複数のＵ字形又は放物線状の弁葉窓１４４ａを規定する円筒形状に形成される。ワイヤ１４５は、フレーム第１端部１３６にフレーム基部１４０ｂをさらに規定する。
【００４５】
図２Ｂは、要素をより良く説明するために平面状に展開したフレーム１１０ｂを含む人工弁１００ｂの実施態様の図である。フレーム１１０ｂは、フレーム基部１４０ｂを規定する別のフレーム支柱要素１４２ｂによって相互接続された実質的に二等辺三角形を規定し、かつ弁葉窓１４４ｂを規定する、複数の離間したフレーム支柱要素１４２ｂを含む。各弁葉窓側部１４６ｂは、１つの三角形の側部と隣接する三角形の側部によって規定され、各弁葉窓基部１４８ｂは、フレーム基部１４０ｂの一部を規定するフレーム支柱要素１４２ｂによって規定される。フレームの第２端部１３８は、各二等辺三角形を規定するフレーム支柱要素１４２ｂの頂点から延在する支柱１５２をさらに備える。
【００４６】
当然であるが、フレーム１１０は、実施態様に従って、特定の目的に適した任意の数の弁葉窓１４４、従って弁葉１２２を備えることができる。１つ、２つ、３つ又はそれ以上の弁葉窓及び対応する弁葉を含むフレームが予測できる。
【００４７】
布帛と縫合カフ
外科的移植に適した人工弁１００の実施態様によれば、人工弁１００は、一実施態様によるフレーム外面１２６の周りに、図１Ａ〜図１Ｃ及び図４に示すように縫合カフ１１６をさらに備える。縫合カフ１１６は、人工弁１００を組織口等の移植部位に結合するための縫合糸を受け取る構造を提供するように動作可能である。縫合カフ１１６は、フレーム１１０のフレーム基部１４０の周りに円周状に、即ち、放物線状に配置、換言すれば、フレーム基部１４０から軸方向に延在させてもよい。
【００４８】
図１Ｃの実施態様を再び参照すると、布帛細孔を有する布帛１１２が、フレーム内面１２４及びフレーム外面１２６に結合されている。フレーム１１０に結合されている布帛１１２の部分は、布帛フレーム部分１１４を規定する。縫合カフ１１６は、フレーム基部１４０を越えて延びる布帛１１２材料から形成される。図１Ｃに示すように、布帛１１２は、布帛第１端部１５６、布帛第１端部１５６に対向する布帛第２端部１５８、布帛第１端部１５６と布帛第２端部１５８との間の布帛中央部１６０を規定する。布帛フレーム部分１１４は、フレーム内面１２４に結合された布帛第１端部１５６と、フレーム外面１２６に結合された布帛第２端部１５８とを含む。布帛中央部分１６０は、フレーム基部１４０を越えて延びる布帛１１２のループ又は折畳み部によって規定される縫合カフ１１６を含む。
【００４９】
一実施態様では、布帛１１２は、フレーム内面１２４の実質的に全て、及びフレーム基部１４０及びフレーム支柱要素１４２を含むフレーム外面１２６の実質的に全てに結合されている。他の実施態様では、布帛１１２は、フレーム内面１２４の一部及び／又はフレーム外面１２６の一部に結合されている。他の実施態様では、布帛１１２は、フレーム内面１２４及び／又はフレーム外面１２６のいずれかで、フレーム基部１４０においてフレーム１１０に結合されている。布帛１１２は、全体又は部分的に、弁葉窓１４４にさらに延在することができる。布帛１１２が少なくとも部分的に弁葉窓１４４に延びていると、弁葉窓１４４に結合された弁葉材料とフレーム１１０との間の補強層又はクッション層として弁葉１４４の耐久性に利益をもたらすことができる。
【００５０】
一実施態様によれば、布帛フレーム部分１１４は、布帛１１２の布帛細孔内に存在するエラストマーを有する。対照的に、縫合カフ１１６は布帛１１２の布帛細孔内に存在するエラストマーを有さない。これにより、縫合カフ１１６は、布帛細孔内への組織内殖を促進するように動作可能であるが、フレーム組立体１２０の周囲の他の部分への組織内殖を抑制する。別の実施態様では、縫合カフ１１６の所定の部分は、組織内殖が縫合カフ１１６の特定領域において促進されるが他の部分では促進されないように、布帛１１２の布帛細孔内にエラストマーを有してもよい。
【００５１】
縫合カフ１１６及び布帛フレーム部分１１４は、両面ベロアポリエステル、ＰＴＦＥ、ｅＰＴＦＥ、ダクロン、或いは他の経時的に劣化しない生体適合性の布帛等、任意の適切な布帛１１２を含むことができる。布帛１１２は、ニット、織物、又は不織布であってもよい。縫合カフ１１６は、布帛層間に充填材１６２をさらに含むことができる。充填材１６２の材料は、布帛１１２と同じ材料を含むことができ、又はシリコーンを含む任意の他の適切な材料とすることができる。充填材１６２は、ビーズ状の材料、Ｏリング状に巻いた基部チューブ、１層以上のニット又は織物材料、繊維でできた包装紙、又は他の任意の適切な形態であってもよい。いくつかの実施態様では、充填材１６２は、縫合カフ１１６を形成する布帛１１２の層の間に針によって注入されるか、又は後に一緒に縫合される布帛１１２の継ぎ目を通して挿入されてもよい。縫合カフ１１６は、フレーム１１０の周囲に配置することができる。
【００５２】
いくつかの実施態様では、縫合カフ１１６及び布帛フレーム部分１１４は、一枚の布帛からなる。他の実施態様では、縫合カフ１１６及び布帛フレーム部分１１４は、縫製、接着剤の使用、又は任意の他の適切な手段によって一緒に結合される２つ以上の布帛片から構成される。
【００５３】
弁葉
図１Ｂ、図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、各弁葉窓１４４には、弁葉窓側部１４６及び弁葉窓基部１４８に結合されたフィルム又はウシ心膜等の弁葉１２２を規定する生体適合性材料が設けられている。弁葉１２２の形状は、弁葉窓１４４と弁葉自由端１５４との形状によって部分的に規定される。
【００５４】
図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ、開放位置及び閉鎖位置にある人工弁１００の上面図である。弁葉１２２が完全な開放位置にあるとき、人工弁１００は、図３Ａに示すように実質的に円形の弁口１０２を呈する。弁葉１２２が開放位置にあるとき、弁口１０２を通して流体の流れが許容される。弁葉１２２が閉鎖位置にあるとき、人工弁１００は、流体の流れを制限する実質的に閉塞された弁口を呈する。
【００５５】
フィルム
フィルム１５０は、実施態様に従って、生物学的に適合し、フレーム１１０に結合するように構成された任意のシート状材料である。当然ながら、用語「フィルム」は、特定の目的に適した１つ以上の生体適合性材料に対して一般的に使用される。
【００５６】
一実施態様によれば、生体適合性材料は、生物由来ではなく、生体適合性ポリマー等の特定の目的のために十分に可撓性で強固なフィルムである。一実施態様では、フィルムは、複合材料と呼ばれるエラストマーと組み合わされた生体適合性ポリマーを含む。
【００５７】
一実施態様では、フィルム１５０は、フレーム１１０を少なくとも部分的に覆うように管状の形状から形成することができる。フィルム１５０は、膜、複合材料、又は積層体のうちの１つ以上を含むことができる。様々な種類のフィルム１５０の詳細を以下に説明する。
【００５８】
フィルムを構成する生体適合性材料は、生体適合性ポリマー等の十分に柔軟で可撓性である任意の生体組織又は合成生体適合性材料を含むことができる。一実施態様では、フィルムは、複合材料と呼ばれるエラストマーと組み合わされた生体適合性ポリマーを含む。一実施態様による材料は、微小繊維のマトリックス内に複数の空隙を含む延伸フッ素化ポリマー膜と、エラストマー材料とを含む複合材料を含む。当然のことだが、本開示の範囲内に留まりながら、複数の種類のフッ素化ポリマー膜及び複数の種類のエラストマー材料を組み合わせて積層体を形成することができる。これも当然であるが、エラストマー材料は、本開示の範囲内に留まりながら、複数のエラストマーや無機充填剤、治療剤、放射線不透過性マーカー等の複数の種類の非エラストマー成分を含むことができる。
【００５９】
一実施態様によれば、複合材料は、例えばBacinoに付与された米国特許第７，３０６，７２９号に一般的に記載されているような多孔質ｅＰＴＦＥ膜から製造された延伸フッ素化ポリマー材料を含む。
【００６０】
記載の延伸フッ素化ポリマー材料を形成するために使用される延伸可能なフッ素化ポリマーは、ＰＴＦＥ単独重合体を含んでもよい。別の実施態様では、ＰＴＦＥ、延伸可能な修飾ＰＴＦＥ及び／又はＰＴＦＥの延伸共重合体のブレンドを使用してもよい。適切なフッ素化ポリマー材料は、例えばBrancaに付与された米国特許第５，７０８，０４４号、Baillieに付与された米国特許第６，５４１，５８９号、Sabolらに付与された米国特許第７，５３１，６１１号、Fordの米国特許出願第１１／９０６，８７７号、及びXuらの米国特許出願第１２／４１０，０５０号に記載されているが、これらに限定されない。
【００６１】
延伸フッ素化ポリマー膜は、所望の弁葉性能を達成するための任意の適切な微細構造を含むことができる。一実施態様によれば、延伸フッ素化ポリマーは、例えば、フッ素化ポリマー膜細孔を規定するGoreに付与された米国特許第３，９５３，５６６号の記載されているような、微小繊維によって相互接続されたノードからなる微細構造を含む。微小繊維はノードから複数の方向に放射状に延びており、膜はほぼ均一な構造を有する。この微細構造を有する膜の直交する２方向のマトリックス引張強度の比は、典型的には２未満、場合により１．５未満を示すことがある。
【００６２】
別の実施態様では、延伸フッ素化ポリマー膜は、フッ素化ポリマー膜細孔を規定するBacinoに付与された米国特許第７，３０６，７２９号に一般的に教示されているように、実質的に微小繊維のみからなる微細構造を有する。実質的に微小繊維のみを有する延伸フッ素化ポリマー膜は、２０ｍ２／ｇ超、或いは２５ｍ２／ｇ超等の大きな表面積を有することができ、いくつかの実施態様では、直交する２方向のマトリックス引張強度の積が少なくとも１．５×１０５ＭＰａ２、及び／又は直交する２方向のマトリックス引張強度の比が４未満、場合によっては１．５未満の高度にバランスのとれた強度の材料を提供することができる。
【００６３】
延伸フッ素化ポリマー膜は、所望の弁葉性能を達成するために、任意の適切な厚さ及び質量を有するように調整することができる。例えば、弁葉１２２は約０．１μｍの厚さを有する延伸フッ素化ポリマー膜を含むがこれに限定されるものではない。延伸フッ素化ポリマー膜は、約１．１５ｇ／ｍ２の単位面積当たりの質量を有することができる。本発明の一実施態様による膜は、長手方向に約４１１ＭＰａ及び横断方向に３１５ＭＰａのマトリックス引張強さを有することができる。
【００６４】
追加の材料をフッ素化ポリマー膜細孔、膜の材料内、又は膜の層間に組み込んで、弁葉の所望の特性を高めることができる。本明細書に記載の複合材料は、所望の弁葉性能を達成するために、任意の適切な厚さ及び質量を有するように調整することができる。実施態様による複合材料は、フッ素化ポリマー膜を含んでよく、厚さが約１．９μｍ、単位面積当たり質量が約４．１ｇ／ｍ２であってもよい。
【００６５】
複合材料を形成するためのエラストマーと組み合わされた延伸フッ素化ポリマー膜は、心臓弁葉のような高サイクル曲げ移植用途での使用に必要な性能属性を本開示の要素に様々な方法で提供する。例えば、エラストマーの添加は、ｅＰＴＦＥのみの材料で観察される硬化を排除又は低減することによって弁葉の疲労性能を改善することができる。さらには、材料がしわや折り目等の永久歪みを受けて、性能が損なわれる可能性を低減することができる。一実施態様では、エラストマーは、延伸フッ素化ポリマー膜の多孔質構造内の細孔容積又は空間の実質的にすべてを占有する。別の実施態様では、エラストマーは、少なくとも１つのフッ素化ポリマー層のフッ素化ポリマー膜細孔内に存在する。エラストマーを細孔容積に充填するか、又はフッ素化ポリマー膜細孔に存在させることにより、異質材料が望ましくなく複合体に取り込まれ得る空間が減少させることができる。そのような異物の例としては、血液との接触から膜に取り込まれるカルシウムが挙げられる。カルシウムが複合材料に組み込まれると、例えば、心臓弁葉に使用される場合に、機械的損傷が開放サイクル及び閉鎖サイクルの間に起こり、その結果、弁葉に穴が形成され、血行動態の低下をもたらす。
【００６６】
一実施態様では、ｅＰＴＦＥと組み合わされるエラストマーは、Changらに付与された米国特許第７，４６２，６７５号に記載されているような、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）とペルフルオロメチルビニルエーテル（ＰＭＶＥ）の熱可塑性コポリマーである。別の実施態様では、エラストマーはシリコーン MED-4720（NuSil社；米国、カリフォルニア州、カーペンテリア）である。
【００６７】
上述したように、エラストマーは、エラストマーが延伸フッ素化ポリマー膜内の空所又はフッ素化ポリマー膜細孔を占めるように延伸フッ素化ポリマー膜と組み合わされて、複合材料を形成する。延伸フッ素化ポリマー膜のフッ素化ポリマー膜細孔のエラストマーによる充填は、様々な方法によって行うことができる。一実施態様では、延伸フッ素化ポリマー膜のフッ素化ポリマー膜細孔を充填する方法は、延伸フッ素化ポリマー膜のフッ素化ポリマー膜細孔に部分的又は完全に流れ込むのに適した粘度及び表面張力を有する溶液を生成し、溶媒を蒸発させて充填剤を残すのに適した溶媒にエラストマーを溶解する工程を含む。
【００６８】
一実施態様では、複合材料は、ｅＰＴＦＥの２つの外層と、その間に配置されたフッ素化エラストマーの内層との３つの層を含む。追加のフッ素化エラストマーが適切であり、Changらの米国特許出願公開第２００４／００２４４４８号に記載されている。
【００６９】
別の実施態様では、延伸フッ素化ポリマー膜のフッ素化ポリマー膜細孔を充填する方法は、延伸フッ素化ポリマー膜のフッ素化ポリマー膜細孔を部分的又は完全に充填するために分散液によって充填材を供給する工程を含む。
【００７０】
別の実施態様では、延伸フッ素化ポリマー膜のフッ素化ポリマー膜細孔を充填する方法は、エラストマーが延伸フッ素化ポリマー膜のフッ素化ポリマー膜細孔中に流入することを可能にする熱及び／又は圧力の条件でエラストマーシートと多孔質延伸フッ素化ポリマー膜とを接触させる工程を含む。
【００７１】
別の実施態様では、延伸フッ素化ポリマー膜のフッ素化ポリマー膜細孔を充填する方法は、エラストマーのプレポリマーでフッ素化ポリマー膜細孔を最初に充填することによって、延伸フッ素化ポリマー膜のフッ素化ポリマー膜細孔内でエラストマーを重合させる工程と、次いでエラストマーを少なくとも部分的に硬化させる工程を含む。
【００７２】
エラストマーが最小重量％に達した後、フッ素化ポリマー材料又はｅＰＴＦＥから構築された弁葉は、一般に、エラストマーの割合が増加するにつれて良好な性能を示し、サイクル寿命が著しく増加した。一実施態様では、ｅＰＴＦＥと組み合わせたエラストマーは、Changらに付与された米国特許第７，４６２，６７５号、及び当業者に知られている他の参考文献に記載されているようなテトラフルオロエチレンとペルフルオロメチルビニルエーテルとの熱可塑性コポリマーである。弁葉として適切に使用することができる他の生体適合性ポリマーには、ウレタン、シリコーン（オルガノポリシロキサン）、シリコーン／ウレタン共重合体、スチレン／イソブチレン共重合体、ポリイソブチレン、エチレン／酢酸ビニル共重合体、ポリエステル共重合体、ナイロン共重合体、フッ素化炭化水素重合体及びこれら各々の共重合体又は混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【００７３】
その他の考慮すべき事項
人工弁１００は、生物活性剤をさらに含むことができる。生物活性剤は、人工弁１００が移植された後に生物活性剤の放出を制御するためにフィルム１５０の一部又は全体に塗布することができる。生物活性剤は、血管拡張剤、抗凝固剤、抗血小板剤、抗血栓剤（限定されないが、ヘパリン等）含むがこれらに限定されない。他の生物活性材としては、ビンカアルカロイド（即ちビンブラスチン、ビンクリスチン及びビノレルビン）、パクリタクセル、エピジポドフィロトキシン（即ち、エトポシド、テニポシド）、抗生剤（ダクチノマイシン（アクチノマイシンＤ）ダウノルビシン、ドキソルビシン及びイダルビシン）、アントラサイクリン、ミトキサントロン、ブレオマイシン、プリカマイシン（ミトラマイシン）及びミトミシン、酵素（Ｌアスパラギンを全身的に代謝させかつ自身のアスパラギンを合成する能力を持たない細胞を奪うＬアスパラギナーゼ）等の天然物を含む抗増殖／抗有糸分裂剤、Ｇ（ＧＰ）ＩＩｂ／ＩＩＩａ阻害剤及びビトロネクチン受容体拮抗剤等の抗血小板剤、窒素マスタード（メクロルエタミン、シクロフォスファミド及び類似体、メルファラン、クロラムブシル）、エチレンイミン及びメチルメラミン（ヘクサメチルメラニン及びチオテパ）、アルキルスルフォン酸ブスルファン、ニトロソ尿素（カルムスチン（ＢＣＮＵ）及び類似体、ストレプトゾシン）、トラゼンスダカルバジン（ＤＴＩＣ）などの抗増殖／抗有糸分裂アルキル化剤、葉酸類似体（メトトレキサート）、ピリミジン類似体（フッ素化ウラシル、フロクシウリジン及びシタラビン）、プリン類似体及び関連抑制剤（メルカプトプリン、チオグアニン、ペントスタチン及び２−クロロデオキシアデノシン（クラドリビン））などの抗増殖／抗有糸分裂代謝拮抗剤、プラチナ配位化合物（シスプラチン、カルボプラチン）、プロカルバジン、ヒドロキシ尿素、ミトタン、アミノグルテチミド、ホルモン（即ち、エストロゲン）、抗凝固剤（ヘパリン、合成ヘパリン塩及びその他のトロンビン抑止剤）、繊維素溶解剤（組織プラスミノーゲン活性化剤、ストレプトキナーゼ及びウロキナーゼなど）、アスピリン、ジピリダモール、チクロピジン、クロピドグレル、アブシキシマブ、移行抑制剤、分泌抑制剤（ベレベルジン）、副腎皮質ステロイド（コルチゾール、コルチゾン、フルドロコルチゾン、プレドニゾン、プレドニソロン、６α−メチルプレドニソロン、トリアムンシノロン、ベータメタゾン及びデキサメタゾン）、非ステロイド剤（サルチル酸誘導体即ちアスピリン、パラアモノフェノール誘導体即ちアセトミノフェン、インドール及びインデン酢酸（インドメタシン、スリンダク及びエトダラック）、ヘテロアリル酢酸（トルメチン、ジクロフェナック及びケトロラック）、アリルプロピオン酸（イブプロフェン及び誘導体）、アントラニル酸（メフェナム酸及びメクロフェナム酸）、エノール酸（ピロキシカム、テノキシカム、フェニールブタゾン及びオキシフェンタトラゾン）、ナブメタン、金化合物（アウラノフィン、アウロチオグルコース、チオリンゴ酸金ナトリウム）等の抗炎症剤、免疫抑制剤（シクロスポリン、タクロリムス（ＦＫ−５０６）、シロリムス（ラパミシン）、アゾチオプリン、ミコフェノール酸���フェチル）、血管形成剤、血管内皮成長因子（ＶＥＧＦ）、繊維芽細胞成長因子（ＦＧＦ）、アンジオテンシン受容体遮断剤、一酸化窒素供与体、アンチセンスオリジオヌクレオチド及びその化合物、細胞周期抑制剤、ｍＴＯＲ抑制剤及び成長因子受容体シグナル伝達キナーゼ抑制剤、レチノイド、サイクリン／ＣＤＫ抑制剤、ＨＭＧコエンザイムレダクターゼ抑制剤（スタチン）及びプロテアーゼ抑制剤、が挙げられるが、これらに限定されない。
【００７４】
製造方法
本明細書に記載の実施態様はまた、本明細書に記載の人工弁の実施態様を製造する方法に関する。様々な実施態様を製造するために、円筒形組立体１６８を使用することができる。図５、図６Ａ〜図６Ｃを参照すると、組立体マンドレル１６８は、フレーム１１０をその上に受容するように動作可能な構造形態を含む。人工弁１００を製造する方法の実施態様は、図１Ａの縫合カフ１１６を形成するのに使用されるフレーム基部１４０を越えて延びる布帛１１２の布帛中央部分１６０で布帛１１２をフレーム１１０に結合する工程と；布帛フレーム部分１１４にエラストマーを吸収させ、エラストマーが布帛１１２の布帛細孔内に存在するようにしながら、縫合カフ１１６に形成される布帛１１２の布帛中央部分１６０を布帛１１２の布帛細孔内にエストマーを含まない状態に維持する工程と；センブリを熱的に硬化させる工程と；布帛フレーム部分１１４がフレーム１１０と複合材料１１８との間に位置するように複合材料１１８を布帛フレーム部分１１４に結合する工程を含む。
【実施例】
【００７５】
フレーム組立体１２０に一体化された縫合カフ１１６を有するフレーム組立体１２０は、以下の方法で製造された。以下のニット布帛が得られた。１００デニールの丸型ｅＰＴＦＥ繊維（W.L.Gore and Associates社、メリーランド州、エルクトン）を使用して、３２個のＴＰＩ、３２ｇａ ２バールのはめ込み・経編を作成した。経糸方向に対して４５度のニットに平行カットを行い、CV-4 GORE-TEX縫合糸（W.L.Gore and Associates社、アリゾナ州、フラッグスタッフ）を使用して直径２５ｍｍの管に手で縫い付けた。
【００７６】
組立体マンドレル１６８は、図５の斜視図に示す円筒形状のアルミニウムから機械加工された。組立体マンドレル１６８は、第１端部１７０と、対向する第２端部１７２とを有する。図５に示すように、２列で６つの直径０．５ｍｍの通気孔１７４が組立体マンドレル１６８に穿孔された。通気孔１７４は、通気孔１８０と連通している。
【００７７】
約０．００４ｍｍの厚さを有するポリイミドが埋め込まれたｅＰＴＦＥフィルムを含む犠牲複合材料の２つの層を、組立体マンドレル１６８の周りに巻きつけた。犠牲複合材料を通気孔１７４の上に穿孔した。
【００７８】
図６Ａに示すように、布帛１１２は、ｅＰＴＦＥニット管１７６であった。ｅＰＴＦＥ編みチューブ１７６を犠牲材料の上でなめらかに移動させた。次に、厚さ０．１６４ｍｍのフッ素化エラストマーフィルムを得た。フッ素化エラストマーは、米国特許第７，４６２，６７５号に記載されている一般的な教示に従って配合された。フッ素化エラストマーフィルム１７８の幅４０ｍｍの帯状材を、図６Ａに示すように、通気孔１７４に対して位置決めされたニット管１７６の上に合計１層で巻き付けた。
【００７９】
フレーム１１０を以下のように構成した。フレーム１１０は、一定の長さの壁厚０．６０ｍｍの継ぎ目のないＭＰ３５Ｎ管からレーザー加工した。
【００８０】
図６Ｂに示すように、フレーム１１０をフッ素化エラストマーフィルム１７８の上でなめらかに移動させ、フレーム基部１４０がフッ素化エラストマーフィルム１７８の縁から約１ｍｍになるように配置した。
【００８１】
この実施例で先に説明したフッ素化エラストマーフィルム１７８の幅４０ｍｍの帯状材を、フレーム１１０の上に巻き付け、先に巻いたフッ素化エラストマーフィルム１７８の上に全部で３つの追加層として直接巻き整えた。
【００８２】
一定の長さの直径３．２ｍｍのGore Joint Sealant (W.L.Gore and Associates社、メリーランド州、エルクトン）をフレーム１１０のフレーム基部１４０のすぐ下の組立体マンドレルに巻き付けた。充填材１６２として使用されるこの材料は、図６Ｃに示されるように、縫合カフ１１６を嵩高にする。
【００８３】
フレーム１１０の長さを超えて伸びているｅＰＴＦＥニット管１７６の余分な長さは、充填材１６２及びフレーム１１０の上に引っ張られ、フレーム１１０のフレーム支柱要素１４２を超えて延びていた。
【００８４】
ｅＰＴＦＥ ＣＶ−４縫合糸を組立体マンドレル１６８の周りに結びつけ、フレーム基部１４０と充填材１６２との間に配置した。縫合糸はフレーム基部１４０及び充填材１６２に密着してニットを保持した。
【００８５】
この実施例で先に説明したフッ素化エラストマーフィルム１７８の幅４０ｍｍの帯状材をフレーム１１０の上に巻き付け、既に使用しているフッ素化エラストマーフィルム１７８の上に全部で１４の追加層として直接巻き整えた。
【００８６】
前述の犠牲複合材料の２つの層をフレーム１１０のカバーの上に巻き付けた。接着剤付きポリイミドテープを使用し、ｅＰＴＦＥ／ポリイミド複合材を各端部で組立体マンドレルに取り付け、長手方向継ぎ目をシールして布帛−フレーム組立体を作製した。
【００８７】
次いで、布帛フレーム組立体を、加熱した圧力室の中に置いた。圧力マンドレル１６８の第１端部１７０の通気口１８０を真空源に接続した。次に、組立体マンドレル内の温度が約２６０℃に達すると、布帛フレーム組立体を４１４ＫＰａの圧力に約２６分間さらした。
【００８８】
圧力容器を室温まで冷却した。圧力を解放し、組立体マンドレル１６８を圧力容器から取り出した。得られた結合した布帛−フレーム組立体を組立体マンドレル１６８から、なめらかに移動させて外し、犠牲ｅＰＴＦＥ／ポリイミド複合材料を除去した。
【００８９】
結合布帛−フレーム組立体１５００のｅＰＴＦＥニット管１７６（この実施態様では布帛）及びフッ素化エラストマーフィルム１７８をフレームの１ｍｍ以内に切り取った。図１Ｃに示すように、フレーム１１０に近接したｅＰＴＦＥニット内の布帛細孔即ち空隙は、内側布帛フレーム部分１２８と外側布帛フレーム部分１３２の両方で、フッ素化エラストマーを充填した。縫合カフ１１６の布帛中央部分１６０内のｅＰＴＦＥニット内の布帛細孔及び充填材１６２は、フッ素化エラストマーを充填しなかった。
【００９０】
組立体マンドレル１６８に何も無い状態で、上述の犠牲複合材料の２つの層が、前述のように組立体マンドレル１６８の周りに巻かれた。犠牲複合材料を通気孔１７４の上で穿孔した。ステンレス鋼箔１９２の犠牲層を、組立体マンドレル１６８の周りに、図６Ｄに示すように通気孔１７４の列に隣接してその列から延在する状態で巻き付けた。
【００９１】
次いで、以下のように複合材料を調製した。米国特許第７，３０６，７２９号に記載されている一般的な教示に従って、ｅＰＴＦＥの膜層を製造した。ｅＰＴＦＥ膜を、本明細書に記載の方法に従って試験した。ｅＰＴＦＥ膜は、約１．１２ｇ／ｍ２の質量、約５２％の多孔度、約１．０μｍの厚さ、約４５８ＫＰａの気泡点、縦方向のマトリックス引張強さ約４８１ＭＰａ、横方向に約３０７ＭＰａである。この膜に、この実施例で前に記載したのと同じフッ素化エラストマーを吸収させた。フッ素化エラストマーを、約３．０％濃度のFluorinert Electronic Liquid FC-72（3M社、米国、ミネソタ州、セントポール）に溶解した。この溶液を、ダイ塗布装置を用いてｅＰＴＦＥ膜面上に塗布し（ポリエチレン放出フィルムで支持しながら）、約１１０℃に設定した対流式オーブン中で約３分間乾燥させた。得られたｅＰＴＦＥ／フッ素化エラストマーの複合材料は、約３．６ｇ／ｍ２の単位面積当たりの質量を有していた。
【００９２】
ｅＰＴＦＥ／フッ素化エラストマー複合材料１１８を、組立体マンドレル１６８及び既に使用している合計５層の構成要素の周りに巻き付けた。複合材料１１８を、箔の縁から約１ｍｍの犠牲ステンレス鋼箔に対してカミソリの刃で切り取った。ホイル及び端を切り取った複合材を組立体マンドレル１６８から取り出した。
【００９３】
布帛フレーム組立体１９０を組立体マンドレル１６８上に、なめらかに移動させ、ｅＰＴＦＥ／フッ素化エラストマー複合材料の上に配置して、フレーム基部１４０を図６Ｅに示すように複合材料１１８の縁部と整列させた。
【００９４】
上記の犠牲複合材料の２つの層を布帛フレーム組立体の周りに巻き付けて、犠牲複合材の縁部がフレーム基部１４０と整列し、図６Ｆに示すように縫合カフ１１６を覆うようにした。
【００９５】
ｅＰＴＦＥ／フッ素化エラストマー複合材料１９３の追加の２７層を、組立体マンドレル１６８の周りに巻き付け、図６Ｆに示されるように、既に使用している全ての構成要素を完全に覆った。
【００９６】
上述の犠牲複合材料の２つの層を、組立体マンドレル１６８及び既に使用されている構成要素の周りに巻き付けた。ｅＰＴＦＥ／ポリイミド複合体を各端部で組立体マンドレル１６８に取り付け、長手方向の継ぎ目を封止するために、接着剤付ポリイミドテープを使用した。
【００９７】
次に、既に使用している構成要素を有する組立体マンドレル１６８を圧力容器に入れて上記と同様に加圧したが、時間及び温度はそれぞれ約２４分及び２６２℃であった。図６Ｆに示すように、既にフレーム組立体１２０に一体化した縫合カフ１１６を有するフレーム組立体１２０を、室温に冷却し、圧力容器から取り出し、なめらかに移動させて組立体マンドレル１６８から外した。
【００９８】
ｅＰＴＦＥ／フッ素化エラストマー複合材料を弁フレームの基部で切り取り、まだエラストマーを吸収していない縫合カフ１１６を露出させた。
【００９９】
その後の工程で、弁葉を弁葉窓に取り付けた。
【０１００】
試験方法
当然であるが、特定の方法及び装置が以下に記載するが、当業者によって適切であると判断する任意の方法又は装置を代わりに利用できる。
【０１０１】
ｅＰＴＦＥ膜の質量、厚さ、及び密度
膜サンプルを型抜きして、約２．５４ｃｍ×約１５．２４ｃｍの長方形切片を形成し、重量（Mettler-Toledo分析用天秤AG204型を使用）及び厚さ（KaferFz1000/30はさみゲージを使用）を測定した。これらのデータを用いて、下記の式を用いて密度を計算した：ρ＝ｍ／（ｗ＊ｌ＊ｔ）（式中、ρ＝密度（ｇ／ｃｍ３）、ｍ＝質量（ｇ）、ｗ＝幅（ｃｍ）、ｌ＝長さ（ｃｍ）、及びｔ＝厚さ（ｃｍ）。３回の測定の平均を記録した。
【０１０２】
ｅＰＴＦＥ薄膜のマトリックス引張強さ（ＭＴＳ）
引っ張り破断荷重は、平面グリップと０．４４５ｋＮのロードセルを備えるINSTRON 122引張試験機を用いて測定した。ゲージ長は約５．０８ｃｍであり、クロスヘッド速度は約５０．８ｃｍ／分であった。試料の寸法は、約２．５４ｃｍ×約１５．２４ｃｍであった。最高強度測定のために、試料の寸法の長い方を最も高い強度方向に向けた。直交ＭＴＳ測定の場合は、試料の寸法の長い方を最高強度方向に対して垂直に向けた。Mettler Toledo天秤AG204型を用いて各試料の重量を測定し、次にKaferFZ1000/30はさみゲージを用いて厚さを測定したが、代わりに、厚さの測定には任意の適切な手段を使用することもできる。次いで、試料を引張り試験機で個々に試験した。各試料の３つの異なる断面を測定した。縦方向及び横方向のマトリックス引張強さ（ＭＴＳ）は、以下の式を使用して計算した：ＭＴＳ＝（最大荷重／断面積）＊（ＰＴＦＥの嵩密度）／（多孔質膜の密度）（式中、ＰＴＦＥの嵩密度は、約２．２ｇ／ｃｍ３とした）。試験片の空隙率は、引張強さに、試験片の密度に対するポリマーの密度の比を掛けることによって説明される。
【０１０３】
気泡点及び平均流細孔径
ＡＳＴＭ Ｆ３１ ６−０３の一般的教示に従って、毛管流細孔測定装置（Porous Materials社、米国、ニューヨーク、イサカ）のモデルCFP 1500AEXLを使用して、気泡点及び平均流細孔径を測定した。試料膜を試料室に入れ、約２０．１ダイン／ｃｍの表面張力を有するSilWick Silicone Fluid（Porous Materials社から入手可能）で湿らせた。試料室の底部クランプは、直径約２．５４ｃｍの穴を有していた。Capwinソフトウェアバージョン7.73.012を使用して、以下のパラメータを次の表に示すように設定した。
【表１】
2019048166.tif 000003
【０１０４】
当業者であれば、実施態様の精神又は範囲から逸脱することなく、本実施態様において様々な変更及び変形が可能であることが明らかである。従って、本実施態様は、添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物の範囲内に入るならば、本発明の改変及び変形を包含することが意図される。
【図１Ａ】
2019048166.tif 000004
【図１Ｂ】
2019048166.tif 000005
【図１Ｃ】
2019048166.tif 000006
【図２Ａ】
2019048166.tif 000007
【図２Ｂ】
2019048166.tif 000008
【図３Ａ】
2019048166.tif 000009
【図３Ｂ】
2019048166.tif 000010
【図４】
2019048166.tif 000011
【図５】
2019048166.tif 000012
【図６Ａ−Ｃ】
2019048166.tif 000013
【図６Ｄ−Ｆ】
2019048166.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月12日(2018.12.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状の形状を規定するフレームと、布帛細孔を有する布帛と、複合材料とを含む人工弁フレーム組立体であって、
前記布帛は、布帛フレーム部分と、前記布帛フレーム部分に対向する縫合カフとを規定し、前記布帛フレーム部分は前記フレームに結合されており、
前記エラストマーは、前記布帛フレーム部分の布帛細孔内に存在するが、前記縫合カフの布帛細孔内には存在せず、
前記複合材料は、前記布帛フレーム部分の少なくとも一部分に結合されており、前記布帛フレーム部分は、前記フレームと前記複合材料との間に配置され、
前記縫合カフは前記フレームから延びて設けられる、人工弁フレーム組立体。
【請求項２】
前記フレームはフレーム内面と前記フレーム内面とは反対側のフレーム外面とを有すると共に、（ａ）前記布帛フレーム部分は前記フレーム内面に結合し、前記布帛フレーム部分は前記フレーム内面と前記複合材料との間に位置するか、又は、（ｂ）前記フレーム部は前記フレーム外面に結合し、前記布帛フレーム部分は前記フレーム外面と前記複合材料との間に位置するか、又は、（ｃ）前記フレーム部は前記フレーム内面及び前記フレーム外面に結合し、前記布帛フレーム部分は前記フレーム内面と前記複合材料との間に位置し、前記布帛フレーム部分は前記フレーム外面と前記複合材料との間に位置する、請求項１に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項３】
前記フレームはフレーム内面と、前記フレーム内面とは反対側のフレーム外面とを有し、前記布帛は布帛第１端部と、前記布帛第１端部に対向する布帛第２端部と、前記布帛第１端部と前記布帛第２端部との間の布帛中央部とを規定し、前記布帛フレーム部分は前記布帛第１端部と前記布帛第２端部を含み、前記縫合カフは布帛中央部分での折畳み部で確定され、前記布帛第１端部は前記フレーム内面と結合し、前記布帛第２端部は前記フレーム外面と結合し、前記複合材料は内側複合材料を含み、前記内側複合材料は前記フレーム内面と前記内側複合材料との間に位置する前記布帛第１端部に結合し、前記複合材料は外側複合材料を含み、前記外側複合材料は前記フレーム外面と前記外側複合材料の間に位置する前記布帛第２端部に結合している、請求項１に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項４】
前記縫合カフと前記布帛フレーム部分とは一体に形成されている、請求項１〜３の何れか一項に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項５】
前記フレームはフレーム基部を規定し、前記縫合カフは前記フレーム基部から延びている、請求項１〜４の何れか一項に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項６】
前記フレームは、前記フレーム基部から延び前記フレーム基部に隣接する複数の弁葉窓を規定する２つ以上のフレーム支柱要素をさらに含む、請求項５に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項７】
前記複合材料は、前記布帛フレーム部分からその中の弁葉を規定する前記弁葉窓の各々の中に延びている、請求項６に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項８】
（ａ）前記布帛フレーム部分は前記フレーム基部から前記フレーム支柱要素の少なくとも一部まで延びているか、または、（ｂ）前記布帛フレーム部分は前記フレーム基部から実質に全ての前記フレーム支柱要素まで延びているか、または、（ｃ）前記布帛フレーム部分は前記フレーム基部から、少なくとも部分的に前記弁葉窓内に延びる前記弁葉窓を規定する前記フレーム支柱要素を越えて延びているか、または、（ｄ）前記布帛フレーム部分は前記フレーム基部で前記フレームに結合している、請求項６又は７に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項９】
前記複合材料はフッ素化ポリマー膜細孔を有する少なくとも１つのフッ素化ポリマー層と前記フッ素化ポリマー膜細孔内に存在するエラストマーとを含む、請求項１〜８の何れか一項に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項１０】
前記布帛はポリエチレンテレフタレート及び／又はＰＴＦＥを含む、請求項１〜９の何れか一項に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項１１】
前記縫合カフは組織の内殖を促進する一方で、前記フレーム周囲の他の部位では組織の内殖が抑制される、請求項１〜１０の何れか一項に記載の人工弁フレーム組立体。
【請求項１２】
人工弁用フレーム組立体の製造方法であって、
第１のフィルムの層をマンドレルの周りに管状に巻き付け、
管状の形状を有し、細孔を含む布帛を供し、
前記第１のフィルムの層の上に部分的に、前記布帛を配置し、
フレーム内面及びフレーム外面を有し、フレーム基部および複数の弁葉窓を規定する、管状の形状を有するフレームを供し、
前記第１のフィルムの層の上にある前記布帛の上に、フレーム内面を前記布帛と接触させて前記フレームを配置し、
前記布帛が布帛フレーム部分及び折畳み部を規定するように、前記布帛を前記フレーム外面上で裏返し、ここで前記折畳み部は、前記フレーム基部から延びて設けられると共に、縫合カフを規定し、
第２のフィルムの層を、前記フレーム外面に沿って延びて設けられる前記布帛の前記布帛フレーム部分に巻き付け、
前記第１のフィルムの層、前記第２のフィルムの層、及び、前記布帛フレーム部分を互いに結合させ、さらに前記フレームに結合させ、
ここで前記第１及び第２のフィルムのうち１又は２以上の中に存在するエラストマーが、前記縫合カフの布帛の細孔を満たすことなく、前記布帛フレーム部分の細孔を満たすように構成する
ことを含む、方法。
【請求項１３】
人工弁フレーム組立体の製造方法であって、
第１のフィルムの層をマンドレルの周りに管状に巻き付け、
前記第１のフィルムの層の上に部分的に、管状の形状を有する布帛を供し、
第２のフィルムの層を巻回して、前記第１のフィルムの層の上に部分的に設けられる布帛の一部とし、
管状の形状を有するフレームを供し、ここで前記フレームは、フレーム内面及びフレーム外面を有すると共に、フレーム基部及び複数の弁葉窓を規定し、
前記第１のフィルムの層の上にある前記布帛の上にある前記第２のフィルムの層の上に前記フレームを配置し、ここで前記フレーム内面を、前記第２のフィルムの層と接触させ、
第３のフィルムの層を巻回して、前記フレーム外面とし、
前記布帛を、前記フレーム基部上及び前記フレーム外面上で裏返し、前記フレーム外面を覆う前記第３のフィルムの層に接触させ、ここで前記布帛は、前記フレーム基部から延びる折畳み部を規定し、前記折畳み部は縫合カフを規定し、
前記フレーム外面上にある前記布帛上に、第４のフィルムの層を巻きつけ、
前記第１のフィルムの層、前記フレームと前記第２及び第３のフィルムの層との間の前記布帛、第２、第３及び第４のフィルムの層を互いに結合させ、さらに前記フレームに結合させ、
ここで前記第１、第２、第３及び第４のフィルムのうち１又は２以上の中に存在するエラストマーが、前記縫合カフの布帛の細孔を満たすことなく、前記布帛フレーム部分の細孔を満たすように構成する
ことを含む、方法。
【請求項１４】
前記布帛の前記折畳み部に充填材を供給することをさらに含み、前記布帛を裏返した後に前記充填材を前記折畳み部内に収容する、請求項１２又は１３に記載の人工弁用フレーム組立体の製造方法。
【請求項１５】
１つ以上の弁葉を前記フレームに結合することをさらに含む、請求項１２〜１４の何れか一項に記載の人工弁用フレーム組立体の製造方法。
【請求項１６】
前記フレームは、前記フレーム基部に隣接する前記複数の弁葉窓を規定する前記フレーム基部から延びる２つ以上のフレーム支柱要素をさらに含む、請求項１２〜１５の何れか一項に記載の人工弁用フレーム組立体の製造方法。
【請求項１７】
前記第１のフィルム層及び前記第２のフィルム層のうちの１つ以上が、その中の弁葉を規定する前記弁葉窓のそれぞれの中に延びている、請求項１２〜１６の何れか一項に記載の人工弁用フレーム組立体の製造方法。