(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の取り付けゾーン（１６３）の少なくとも一部を画定する、管状の形状を有するリーフレットフレーム（１３０）と、
前記リーフレット取り付けゾーン（１６３）の各々から広がる少なくとも１つのリーフレット（１４０）を画定するフィルム（１６０）と、を備える人工心臓弁であって、
各リーフレット取り付けゾーンは、２つのリーフレット側部（１４１）と、リーフレット基部（１４３）と、前記リーフレット基部の反対側にあるリーフレット自由縁（１４２）とを有する二等辺四辺形の形状を有し、前記リーフレット取り付けゾーンの前記２つのリーフレット側部は、前記リーフレット基部から分岐しており、前記リーフレット基部は平らであり、
各リーフレットは、各リーフレット取り付けゾーン（１６３）から広がり、かつ中央領域（１８２）と、前記中央領域の両側にある２つの側部領域（１８４）とを含み、前記中央領域は、リーフレット取り付けゾーン（１６３）のリーフレット基部（１４３）から広がり、かつリーフレット基部（１４３）からリーフレット自由縁（１４２）に向かって互いに収束する中央領域両側の二辺（１８３）を有する形状により画定され、前記リーフレットの中央領域両側の二辺は前記リーフレット取り付けゾーンのリーフレット側部及びリーフレットの基部に取り付けられており、前記側部領域の各々は、三角形の形状を有し、前記側部領域の各々は、前記中央領域両側の辺の一方と、前記リーフレット側部の一方と、前記リーフレット自由縁とで画定され、前記人工心臓弁が閉位置にある時、前記２つの側部領域の各々と前記中央領域は平面状であり、かつ、前記人工心臓弁が閉位置にある時、前記２つの側部領域の各々と前記中央領域は平面状である、人工心臓弁（１００）。
【請求項２】
前記リーフレットフレーム（１３０）は、リーフレットフレーム第１端（１３０ａ）と、前記リーフレットフレーム第１端の反対側にあるリーフレットフレーム第２端（１３０ｂ）とを備え、前記取り付けゾーン（１６３）は、二次元の二等辺四辺形パターンを前記管形状の前記リーフレットフレームに巻き付けることにより少なくとも部分的に決定される形状を有し、前記二等辺四辺形パターンは、基部と、前記基部から分岐する２つの辺とを有し、隣り合う二等辺四辺形からの辺が、前記リーフレットフレーム第２端で交わり、かつ、前記隣り合う二等辺四辺形が交わる場所から伸びて、リーフレットフレーム第２端まで及ぶ長さを有する接合柱（１３６）をさらに備える、請求項１に記載の人工心臓弁（１００）。
【請求項３】
前記リーフレット（１４０）は、前記リーフレットフレーム（１３０）に連結するフィルム部分（１６０）と前記リーフレットフレームに連結しないフィルム部分との間の境界部に折り目（１４５）を含むリーフレット基部（１４３）を画定する、請求項１に記載の人工心臓弁（１００）。
【請求項４】
前記フィルム（１６０）は、台形形状を画定する１つ以上のリーフレット（１４０）を画定し、リーフレットの２つの辺（１４１）はフレーム要素（１３９）に拘束され、リーフレットの１つの辺はリーフレット自由縁（１４２）であり、前記リーフレット基部（１４３）は前記フィルムによってのみ拘束される水平な切断部である、請求項１に記載の人工心臓弁（１００）。
【請求項５】
前記フィルム（１６０）は、前記リーフレットフレーム（１３０）のリーフレットフレーム外面（１３２ａ）又はリーフレットフレーム内面（１３２ｂ）に連結する少なくとも１つのリーフレット（１４０）を画定し、前記フィルムは、前記リーフレット取り付けゾーンの各々から広がるリーフレットを画定する、請求項１に記載の人工心臓弁（１００）。
【請求項６】
管状の形状を有する外側フレーム（１２０）をさらに備える、請求項１に記載の人工心臓弁（１００）であって、
前記リーフレットフレーム（１３０）と前記外側フレームは、前記フィルム（１６０）の一続きの部分で少なくとも部分的に連結され、前記フィルムの前記一続きの部分の少なくとも一部分は、前記リーフレットフレームと前記外側フレームの間に格納されて前記リーフレットフレームと前記外側フレームを連結し、これにより前記リーフレットフレームと前記外側フレームの間の相対的動きを最小化し前記リーフレットフレームと前記外側フレームの間の接触を阻止し、前記フィルムは、前記リーフレット取り付けゾーンの各々から広がるリーフレット（１４０）を画定する、請求項１に記載の人工心臓弁。
【請求項７】
前記各取り付けゾーン（１６３）は、前記リーフレット側部（１４１）と前記リーフレット基部（１４３）とに対応するフレーム要素（１３８、１３９）で画定され、前記フィルム（１６０）は、前記フレーム要素に連結されて、前記リーフレット（１４０）を画定する前記取り付けゾーン（１６３）に渡って広がる、請求項６に記載の人工心臓弁（１００）。
【請求項８】
前記リーフレットフレーム（１３０）は、間隔を空けて配置され相互に接続した複数のリーフレット窓（１３７）を備え、前記リーフレット窓の各々は二等辺四辺形を画定し、各リーフレット窓側部（１３３）は、前記二等辺四辺形の辺で画定され、各リーフレット窓基部（１３４）は、基部要素（１３８）で画定される、請求項６に記載の人工心臓弁。
【請求項９】
前記各リーフレット（１４０）は、前記リーフレットフレーム（１３０）に連結するフィルム（１６０）部分と前記リーフレットフレームに連結しないフィルム部分との間の境界部に折り目（１４５）を含むリーフレット基部（１４３）を有する、請求項６に記載の人工心臓弁（１００）。
【請求項１０】
前記リーフレット（１４０）はポリマー材料又は積層物を含み、かつ、前記積層物は、１層より多い層のフルオロポリマー膜を有する、請求項６に記載の人工心臓弁（１００）。
【請求項１１】
前記リーフレット（１４０）は、少なくとも１層のフルオロポリマー膜を有するフィルム（１６０）を含み、前記フルオロポリマー膜は、複数の孔と、前記少なくとも１層のフルオロポリマー膜の前記孔の少なくとも一部分に存在するエラストマーとを有し、かつ、前記フィルム（１６０）は、８０重量％未満のフルオロポリマー膜を含む、請求項１に記載の人工心臓弁（１００）。
【請求項１２】
前記エラストマーはパーフルオロアルキルビニルエーテル又はテトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルのコポリマーを含む、請求項１１に記載の人工心臓弁（１００）。
【請求項１３】
前記フルオロポリマー膜はｅＰＴＦＥを含む、請求項１０に記載の人工心臓弁（１００）。
【請求項１４】
前記リーフレットフレーム（１３０）と前記外側フレーム（１２０）は、前記外側フレームと前記リーフレットフレームが複数の異なる直径の間で圧縮と拡張ができるように作用できる、概して開放パターンの開口（１２２）を画定する、請求項１０に記載の人工心臓弁（１００）。
【請求項１５】
前記リーフレットフレーム（１３０）と前記外側フレーム（１２０）の一方又は両方は形状記憶材料を含む、請求項１０に記載の人工心臓弁（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して人工心臓弁に関し、より具体的には合成可撓性リーフレットタイプの人工心臓弁の装置、システム、及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
天然弁の機能と性能の模倣を試みた生体心臓弁が開発されている。可撓性リーフレットはウシ心膜等の生物組織から作製される。幾つかの生体人工心臓弁設計では、リーフレットを支持する比較的強固なフレームに生物組織を縫い込み、植え込み時に寸法安定性を提供する。生体人工心臓弁は、短期的には血行動態上及び生体力学上の優れた性能を提供できるが、故障モードの中でも特に石灰化と弁尖断裂が起こりやすく、再手術と交換が必要になる。
【０００３】
生物組織に代わる材料として、特にポリウレタン等の合成材料を用いることにより、より耐久性の高い可撓性リーフレット人工心臓弁（本明細書では「合成リーフレット人工心臓弁」（ＳＬＶ）と称する）を提供する試みがなされてきた。しかしながら、合成リーフレット人工心臓弁は、特に準最適設計であることと耐久性合成材料の欠如が原因で早期故障を起こすことから、有効な心臓弁置換オプションとなっていない。
【０００４】
リーフレットは流体圧力の影響下で移動する。稼働中、リーフレットは、上流流体圧力が下流流体圧力を超えると開き、下流流体圧力が上流流体圧力を超えると閉じる。人工心臓弁を閉じる下流流体圧力の影響下では、リーフレットのリーフレット自由縁同士が接合して、下流血液が人工心臓弁を通って逆流するのを防止する。
【０００５】
リーフレットの開閉という反復負荷の下では、人工心臓弁の耐久性は、リーフレットとフレームの間の負荷分散に部分的に依存する。さらに、リーフレットが閉位置にある時はリーフレットに実質的負荷がかかる。リーフレットの機械的故障は、例えば、可撓性リーフレットが比較的強固なフレームで支持される位置である取り付けエッジ位置で発生し得る。リーフレット開閉という反復負荷がかかる結果、リーフレット材料に部分的に依存して、疲労、クリープ、その他のメカニズムにより材料故障が発生する。取り付けエッジ位置の機械的故障は、特に合成リーフレットで発生することが多い。
【０００６】
弁のリーフレットの耐久性は、開閉サイクル中のリーフレットの曲げ特性の関数でもある。小半径の屈曲、ひだ、及び交差ひだがあると、リーフレットに高応力領域が発生し得る。このような高応力領域が発生すれば、反復負荷の下で穴と断裂が形成され得る。
【０００７】
人工心臓弁を送達するには、外科手技又は経カテーテル手技を使用できる。
外科手術用の人工心臓弁は、直視下心臓外科手技を用いて患者の体内に植え込まれる。経カテーテル用の人工心臓弁は、アクセスと送達のため様々な直径にする必要があるが、対照的に、外科用の人工心臓弁は、固定の直径を有するように製造されるのが一般的である。外科用の人工心臓弁は通常、天然の組織開口部に縫合できるようにするため、人工心臓弁の周囲に縫合カフが提供される。
【０００８】
人工心臓弁の上述の耐久性の問題に加えて、経カテーテル人工心臓弁の場合、圧縮と膨張が行われる関係で、取り扱い時及び展開時の応力にも耐える能力が必要とされる。
【０００９】
合成人工心臓弁のリーフレットの好ましい形状については、これまでに多数説明されているが、それぞれ異なる形状である。説明されている三次元形状は、球形、円筒形から、球と交差する円錐台、「ａｌｐｈａｒａｂｏｌａ」まで様々である。
【００１０】
好ましいと表現されることが最も多い形状は、天然のヒト大動脈弁をモデルにしたものである。自然界は天然組織が心臓弁を形成する上で最適な形状を決定するが、我々は、合成材料にはこれが当てはまらないことを発見した。したがって、本開示で指定される設計は、天然弁の複製に基づく形状と比較して、合成材料を最小の応力条件下に置くことを意図している。このことは、リーフレット材料の折れ曲がりを減らすことで部分的に達成される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
記載されている実施形態は、心臓病の弁置換等の心臓弁置換のための装置、システム、及び方法に関するものである。より具体的には、記載されている実施形態は、可撓性リーフレット人工心臓弁装置に関する。
【００１２】
一実施形態によれば、人工心臓弁は、概ね管状の形状を有しフィルムが取り付けられたリーフレットフレームを備える。上記リーフレットフレームは複数のリーフレット窓を画定する。上記フィルムは、各リーフレット窓から広がる少なくとも１つのリーフレットを画定する。リーフレットフレームに接する各リーフレット取り付けゾーンは実質的に二等辺四角形の形状を有し、この二等辺四角形は２つのリーフレット側部と、リーフレット基部と、リーフレット基部の反対側にあるリーフレット自由縁とを有する。２つのリーフレット側部はリーフレット基部から分岐しており、リーフレット基部は実質的に平らである。
【００１３】
人工心臓弁の他の実施形態によれば、リーフレットフレームに接する各リーフレット取り付けゾーンは、中央領域と、中央領域の両側にある２つの側部領域とを含む。リーフレットフレームに接する取り付けゾーンの中央領域は、実質的に二等辺四辺形の形状で画定され、この二等辺四辺形は、中央領域両側の二辺、リーフレット基部、及びリーフレット自由縁で画定される。リーフレットフレームに接する取り付けゾーンのうちの中央領域両側の二辺は、リーフレット基部から集まる。リーフレットフレームに接する取り付けゾーンのうちの側部領域の各々は、実質的に三角形の形状を有し、中央領域両側の辺の一方と、リーフレット側部の一方と、リーフレット自由縁とで画定される。
【００１４】
人工心臓弁の他の実施形態によれば、リーフレットフレームに接する各リーフレット取り付けゾーンは、中央領域と、中央領域の両側にある２つの側部領域とを含む。リーフレットフレームに接する取り付けゾーンの中央領域は、実質的に二等辺三角形の形状で画定され、この二等辺三角形は、中央領域両側の二辺、リーフレット基部、及びリーフレット自由縁で画定される。中央領域両側の二辺は、リーフレット基部から伸びてリーフレット自由縁の位置で集まる。リーフレットフレームに接する取り付けゾーンのうちの側部領域の各々は、実質的に三角形の形状を有し、中央領域両側の辺の一方と、リーフレット側部の一方と、リーフレット自由縁とで画定される。
【００１５】
人工心臓弁の他の実施形態によれば、リーフレットフレームは、リーフレットフレーム第１端と、リーフレットフレーム第１端の反対側にあるリーフレットフレーム第２端とを備え、リーフレット窓は、二次元の二等辺四辺形パターンを管形状のリーフレットフレームに巻き付けることにより少なくとも部分的に決定される形状を有し、この二等辺四辺形パターンは、基部と、基部から分岐する２つの辺とを有し、隣接する二等辺四辺形からの一辺が、リーフレットフレーム第２端で交わる。
【００１６】
人工心臓弁の他の実施形態によれば、リーフレットは台形形状を画定し、２つの辺はフレーム要素に拘束され、１つの辺は自由縁であり、リーフレット基部は、フィルムによってのみ拘束される水平の切断線（horizontal truncation）である。
【００１７】
一実施形態によれば、人工心臓弁は複数のリーフレットを備え、リーフレットフレームに接する各リーフレット取り付けゾーンは実質的に二等辺四辺形の形状を有し、この二等辺四辺形は、リーフレットフレームに接する取り付けゾーンのうちの２つのリーフレット側部と、リーフレット基部と、リーフレット基部の反対側にあるリーフレット自由縁とを有し、上記２つのリーフレット側部はリーフレット基部から分岐している。
【００１８】
別の一実施形態によれば、人工心臓弁は複数のリーフレットを備え、リーフレットフレームに接する各リーフレット取り付けゾーンは、中央領域と、中央領域の両側にある２つの側部領域とを含み、上記中央領域は、中央領域両側の二辺と、リーフレット基部と、リーフレット自由縁とで画定される実質的に二等辺三角形の形状で画定され、中央領域両側の二辺は、リーフレット基部から集まり、リーフレットフレームに接する取り付けゾーンの側部領域の各々は、実質的に三角形の形状を有し、中央領域両側の辺の一方と、リーフレット側部の一方と、リーフレット自由縁とで画定される。
【００１９】
添付の図面は、本開示の理解を深めることができるように本明細書に含められ、本明細書に援用されて本明細書の一部を成し、本明細書に記載の実施形態を図解し、本開示で論じる原理を本明細書と共に説明するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】図１Ａは、人工心臓弁の一実施形態の側面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、軸線Ｘを中心にして部分的に回転した、図１Ａの人工心臓弁の実施形態の側面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、図１Ａの人工心臓弁の実施形態の斜視図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、拡張構成時の人工心臓弁を表す図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、圧縮構成時の人工心臓弁を表す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１Ａの人工心臓弁の実施形態を平らな向きに広げた図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図１Ａの人工心臓弁の実施形態を平らな向きに広げた分解図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図１Ａの人工心臓弁の実施形態の開放構成時の軸線方向図即ち上面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図１Ａの人工心臓弁の実施形態の閉鎖構成時の軸線方向図即ち上面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、解剖学的組織内にある経カテーテル送達システムの一実施形態の側面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、解剖学的組織内にある外科用人工心臓弁の一実施形態の側面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、一実施形態による製造時の弁の断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａの実施形態に従って互いに嵌まり合っているリーフレットフレームと外側フレームの断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、外側フレームの一実施形態を平らな向きに広げた図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、外側フレームの一実施形態を平らな向きに広げた図である。
【図７Ａ】図７Ａは、リーフレットフレームの一実施形態を平らな向きに広げた図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、リーフレットフレームの一実施形態を平らな向きに広げた図である。
【図８Ａ】図８Ａは、リーフレットフレームの一実施形態を平らな向きに広げた図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、リーフレットフレームの一実施形態を平らな向きに広げた図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、リーフレットフレームの一実施形態を平らな向きに広げた図である。
【図８Ｄ】図８Ｄは、リーフレットフレームの一実施形態を平らな向きに広げた図である。
【図８Ｅ】図８Ｅは、リーフレットフレームの一実施形態を平らな向きに広げた図である。
【図８Ｆ】図８Ｆは、リーフレットフレームの一実施形態を平らな向きに広げた図である。
【図９Ａ】図９Ａは、一実施形態に従って組立てマンドレルに巻き付けた、リーフレットフレームと外側フレームの側面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａの実施形態に従って、組立てマンドレルの表面で嵌まり合ったリーフレットフレームと外側フレームの側面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、別の一実施形態に従って機械式係合部材で連結可能なリーフレットフレームと外側フレームの分解側面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０Ａの実施形態を組み立てた状態の側面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、人工心臓弁の一実施形態の側面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１１Ａの人工心臓弁の実施形態の斜視図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、図１１Ａの人工心臓弁の実施形態の開放構成時の軸線方向図即ち上面図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、図１Ａの人工心臓弁の実施形態の閉鎖構成時の軸線方向図即ち上面図である。
【図１２】図１２は、図１１Ａ、１１Ｂの実施形態に従って、組立てマンドレルの表面に配置されたリーフレットフレームの側面図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、一実施形態に従って、切断マンドレルの表面に配置されたリーフレットフレームの側面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１３Ａの切断マンドレル表面に配置されたリーフレットフレームの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
当業者であれば、意図された機能を果たすように構成された任意の数の方法及び装置により、本開示の種々の態様が実現可能であることを容易に認識するであろう。言い換えれば、他の方法及び装置を本明細書に援用して、意図された機能を果たすことができる。なお、本明細書で参照する添付の図面は、必ずしも縮尺通りに作成されたものではなく、本開示の種々の態様を図解するために誇張されている場合があることにも留意すべきであり、この点で、これらの図面を限定的なものと解釈すべきではない。
【００２２】
本明細書に記載の実施形態は、種々の原理及び見解との関連で説明される場合があるが、記載されている実施形態は理論に拘束されるものではない。例えば、本明細書では、人工心臓弁に関連して、より具体的には心臓病の人工心臓弁に関連して実施形態が記載されている。しかしながら、本開示の範囲内にある実施形態を、任意の心臓弁又は類似構造若しくは類似機能の機構に適用することができる。さらに、本開示の範囲内にある実施形態を、心臓病以外の用途に適用することもできる。
【００２３】
本明細書において人工心臓弁の文脈で使用する「リーフレット」という語は、一方向弁の構成部品を意味し、リーフレットは、圧力差の影響下で開位置と閉位置の間を移動するように動作できる。開位置にある時、リーフレットは、人工心臓弁を通じた血液の流れを可能にする。閉位置にある時、リーフレットは、人工心臓弁を通じた血液の流れを実質的に遮断する。複数のリーフレットを備える実施形態では、各リーフレットは、少なくとも１つの隣接リーフレットと協調して血液の逆流を阻止する。血液の圧力差は例えば心室や心房の収縮により発生し、このような圧力差は通常、リーフレットの閉鎖時にリーフレットの片側に流体圧力が蓄積することにより生じる。人工心臓弁の流入側の圧力が人工心臓弁の流出側圧力より高くなると、リーフレットが開き、開いたリーフレットを通って血液が流れる。人工心臓弁を流れた血流が近くのチャンバ又は血管に流入すると、流入側の圧力が流出側の圧力と等しくなる。人工心臓弁の流出側の圧力が人工心臓弁の流入側血圧より高くなると、リーフレットが閉位置に戻り、人工心臓弁を通じた血液の逆流を概ね阻止する。
【００２４】
本明細書で使用する「膜」という語は、延伸フルオロポリマー等（ただしこれに限定されない）の単一組成物を含むシート状材料を指す。
【００２５】
本明細書で使用する「複合材料」という語は、膜（例えば延伸フルオロポリマーが挙げられるが、これに限定されない）とエラストマー（例えばフルオロエラストマーが挙げられるが、これに限定されない）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吸収されていてよく、膜の片側又は両側にコーティングされていてもよく、或いは膜へのコーティングと吸収の組み合わせであってもよい。
【００２６】
本明細書で使用する「積層物」という語は、膜、複合材料、又は他の材料（例えばエラストマー）、及びこれらの組み合わせから成る複数の層を指す。
【００２７】
本明細書で使用する「フィルム」という語は、概して、膜、複合材料、又は積層物のうちの１つ以上を指す。
【００２８】
「リーフレット窓」という語は、リーフレットの付け根からリーフレットフレームにより画定される空間と定義される。リーフレットは、リーフレットフレーム要素から伸びてよく、或いはリーフレットフレーム要素の近傍に、リーフレットフレーム要素から間隔を空けて配置されてもよい。
【００２９】
本明細書で使用する「フレーム要素」という語は、リーフレットフレーム又は外側フレームの任意の一部分を指し、例えば、リーフレット窓又は開口を画定する個々の部分を指す（ただしこれらに限定されない）。
【００３０】
本明細書で使用する「取り付けゾーン」という語は、リーフレットの形状を画定するように何かに取り付けられるフィルム部分を指す。取り付けゾーンの例として、リーフレット窓を画定するフレーム要素に連結するフィルム部分が挙げられるが、これに限定されない。取り付けゾーンの別の例として、フレーム要素のすぐ隣でない場所で別のフィルムと連結するフィルム部分が挙げられるが、これに限定されない。
【００３１】
「天然心臓弁開口部」及び「組織開口部」という語は、人工心臓弁の配置先としてよい解剖学的構造を指す。このような解剖学的構造の例として、心臓弁が外科的に除去済みであるか又は未除去の場所が挙げられるが、これに限定されない。人工心臓弁の配置先としてよい他の解剖学的構造の例として、静脈、動脈、管、及びシャントが挙げられると理解される（ただしこれらに限定されない）。本明細書では天然心臓弁を人工心臓弁と置換することに言及しているが、弁開口部又は植え込み部位とは、特定目的で弁の設置先としてよい合成導管又は生体導管内の任意の場所も指し、したがって、本明細書に記載の実施形態の範囲は心臓弁置換に限定されないものと理解、認識される。
【００３２】
本明細書で使用する「連結する」という語は、直接的か間接的かを問わず、且つ持続的か一時的かを問わずに、連結、接続、取り付け、接着、貼付、又は結合することを意味する。
【００３３】
本明細書に記載の実施形態は、心臓弁置換等（ただしこれに限定されない）の外科的配置及び経カテーテル的配置に適した人工心臓弁の装置、システム、及び方法を含む。この人工心臓弁は一方向弁として動作可能であり、流体圧力差に応じてリーフレットが開くと、人工心臓弁が画定する弁開口部への流れが可能になり、リーフレットが閉じると、弁開口部が遮断され流れが阻止される。
【００３４】
本明細書に記載の実施形態は、制御されたリーフレット開放に関連する。人工心臓弁リーフレットの耐久性は、開閉サイクル中にリーフレットが示す曲げ特性により概ね制御される。小半径の曲げ、ひだ、特に交差ひだがあると、リーフレットに高応力領域が発生し得る。このような高応力領域が発生すれば、反復負荷の下で穴と断裂が形成され得る。
【００３５】
薄く弾性の高いリーフレットでは、曲がるとセロファン様になる傾向があることから、制御された曲げが特に重要である。リーフレットの曲げ特性が制御されていない場合、ひだが形成されるだけでなく、ひだが交差する結果、曲げに抵抗する大きな三次元構造が形成されて、リーフレットの開閉動作が低速になる。これを回避するには、リーフレットの各部分の開放順序を制御しなければならない。
【００３６】
実施形態によれば、特定のフレーム形状を通じて、制御された曲げが実現する。このフレーム形状によりリーフレットの取り付け外周部が決定し、さらにリーフレットの動きが決定する。
【００３７】
本明細書に記載の実施形態は、機械的性能及び生物学的性能の優位な点（ただしこれらに限定されない）に関連する人工心臓弁技術の進歩を提示する。本明細書に提示する幾つかの実施形態によれば、人工心臓弁は、リーフレットフレーム、外側フレームの２つのフレームを備え、これらは一続きのフィルムにより連結され、リーフレットフレームは外側フレームに入れ子状に嵌まり込み、リーフレットフレームと外側フレームの間で人工心臓弁に漏れが生じる可能性はゼロである。
【００３８】
本明細書に提示する幾つかの実施形態によれば、人工心臓弁は、リーフレットフレーム、外側フレームの２つのフレームを備える。リーフレットを構成するフィルムが、リーフレットフレームの内面に連結されてよい。他の幾つかの実施形態では、リーフレットを構成するフィルムは、リーフレットフレームと外側フレームの間に格納され、リーフレットフレームが画定するリーフレット窓の中に広がる。したがって、リーフレットがリーフレットフレームと外側フレームの間に格納されるので、単にリーフレットがリーフレットフレームの内面と連結するのと比べて、リーフレットの剥離や層間剥離が著しく阻止される。
【００３９】
本明細書に提示する幾つかの実施形態によれば、人工心臓弁は、リーフレットフレーム、外側フレームの２つのフレームを備える。リーフレットフレームと外側フレームはフィルムで互いに分離される。言い換えれば、金属−ポリマー−金属という相互接続が存在し、リーフレットフレームと外側フレーム間に金属同士の接触はない。
【００４０】
本明細書に提示する幾つかの実施形態によれば、人工心臓弁は、リーフレットフレーム、外側フレームの２つのフレームを備える。リーフレットフレームが外側フレームの中に嵌まり込み、リーフレットフレームと外側フレームが協調することにより、特に平板圧縮に対して比較的高い抵抗性を提供する。幾つかの実施形態によれば、外側フレームは、リーフレット窓にかぶせる構造的支持を提供するために、リーフレットフレームで画定されるリーフレット窓を覆うフレーム要素を提供する。幾つかの実施形態によれば、外側フレームは、植え込み時に組織がリーフレット窓に広がるのを防止するため、リーフレットフレームで画定されるリーフレット窓を覆うフレーム要素を提供する。幾つかの実施形態によれば、外側フレームは、経カテーテルの実施形態でフレーム組立体が均一に圧縮、拡張できるようにするため、リーフレットフレームで画定されるリーフレット窓を覆い、協調的に作用するフレーム要素を提供する。
【００４１】
人工心臓弁
図１Ａは、一実施形態による人工心臓弁１００の側面図である。図１Ｂは、図１Ａの人工心臓弁１００を長手方向軸線Ｘを中心に６０度回転させた状態の側面図である。図１Ｃは、図１Ａの人工心臓弁１００の斜視図である。図２Ａは、図１Ａの人工心臓弁１００を長手方向に切断して広げ、概して管形状の人工心臓弁１００の要素をより明瞭に示す側面図である。図２Ｂは、図２Ａの実施形態の分解図である。図３Ａ、３Ｂは、それぞれ開放構成時と閉鎖構成時の図１Ａの人工心臓弁１００の軸線方向図である。図３Ｂでは、特徴物を見やすくするためにリーフレット１４０が少し開いた状態を図示しているが、人工心臓弁１００が完全に閉じた状態では、下流の流体圧力の影響下でリーフレット１４０の自由縁１４２同士が接合し、その結果、弁が閉じて、下流の血液が弁を介して逆流するのを阻止するものと理解される。
【００４２】
図１１Ａは、一実施形態による人工心臓弁２００の側面図である。図１１Ｂは、図１Ａの人工心臓弁２００の斜視図である。人工心臓弁２００は、リーフレットフレーム１３０ｆと、リーフレット１４０を画定するフィルム１６０とを備える。図８Ｄは、図１１Ａの人工心臓弁２００のリーフレットフレーム１３０ｆを、長手方向に切断して広げ、概して管形状の人工心臓弁２００の要素をより明瞭に示す側面図である。図１１Ｂでは、特徴物を見やすくするためにリーフレット１４０が少し開いた状態を図示しているが、人工心臓弁２００が完全に閉じた状態では、下流の流体圧力の影響下でリーフレット１４０の自由縁１４２同士が接合し、その結果、弁が閉じて、下流の血液が弁を介して逆流するのを阻止するものと理解される。本明細書で使用する「フレーム要素」という語は、リーフレットフレーム１３０の任意の一部分を指し、例えば、リーフレット窓１３７を画定する個々の部分を指す（ただしこれらに限定されない）。さらに、リーフレットフレーム第１端１３１ａは、実質的に三角形を画定するリーフレットフレーム要素の尖部から伸びている接合柱（commissure post）１３６を備える。
【００４３】
図８Ｄは、図１１Ａ、１１Ｂの人工心臓弁２００のリーフレットフレーム１３０ｆを、長手方向に切断して広げ、概して管形状の人工心臓弁２００の要素をより明瞭に示す側面図である。リーフレットフレーム１３０ｆは、間隔を空けて配置され実質的に二等辺三角形を画定する複数のフレーム要素１３９を含み、これらのフレーム要素は、二等辺四辺形の形状を有するリーフレット窓１３７ｆを画定する基部要素１３８ｆにより相互に接続される。リーフレット窓の各側部１３３は、三角形の一辺と、隣接する三角形の一辺とで画定され、リーフレット窓の各基部１３４は、基部要素１３８で画定される。本明細書で使用する「フレーム要素」という語は、リーフレットフレーム１３０の任意の一部分を指し、例えば、リーフレット窓１３７を画定する個々の部分を指す（ただしこれらに限定されない）。
【００４４】
再び図１１Ａと図８Ｄを参照すると、リーフレットフレーム第１端１３１ａは、さらに、実質的に二等辺三角形を画定するリーフレットフレーム要素の尖部から伸びている接合柱１３６を含む。接合柱１３６は、隣接し合うリーフレット自由縁１４２同士の接着領域１４６を大きく又は広くするように、リーフレット自由縁１４２に影響を及ぼすことができる。
【００４５】
外側フレーム
一実施形態によれば、外側フレーム１２０は、図１０に示すように、概ね開放パターンの開口１２２を画定する概して管状の部材である。
【００４６】
経カテーテルの実施形態では、外側フレーム１２０は、異なる直径の間で圧縮と拡張ができるように作用できる。図５Ａに示すように、外側フレーム１２０は、外側フレーム外面１２６ａと、外側フレーム外面１２６ａとは反対側の外側フレーム内面１２６ｂとを備える。外側フレーム１２０は、当技術分野でステントとして知られる構造物を備えてよい。ステントとは、経カテーテルにより経皮的に解剖学的組織に送達するのに適した小さな直径を有し、且つ解剖学的組織内での展開時に大きな直径に拡張することのできる、管状の部材である。種々の設計及び材料特性を有するステントが当技術分野において周知である。
【００４７】
例えば、図１Ａ〜１Ｃ及び図２Ａ〜２Ｂの実施形態に図解されるように、人工心臓弁１００は、ステントを画定する外側フレーム１２０を備え、このステントは開口１２２を有し、図１Ｄの略図が示す通り、大きな直径の構成の時、これらの開口は概ね菱形形状である。図１Ｅの略図が示す通り、より小さな直径の構成の時、これらの開口１２２は、変形して概ね細長い菱形形状を画定する。再び大きな直径に拡張すると、開口１２２は再び拡張して、元の概ね菱形の形状を画定する。
【００４８】
各要素を断面で示す図５Ａ、５Ｂに示す通り、リーフレットフレーム１３０は、複数のリーフレット窓（図示せず）を画定する概ね管形状を有する。外側フレーム１２０も概ね管形状を有する。リーフレットフレーム１３０は、少なくとも部分的に外側フレーム１２０の内側で同軸上に配置される。リーフレットフレーム１３０と外側フレーム１２０は、フィルム１６０の一続きの部分で少なくとも部分的に連結される。フィルム１６０の一続きの部分の少なくとも一部分が双方の間に格納されて、リーフレットフレーム１３０を外側フレーム１２０に連結することにより、双方の間の相対的動きを抑制する。フィルムは、リーフレット窓の各々から伸びるリーフレット１４０を画定する。フィルム１６０の折り線１４５の位置で、リーフレット基部１４３が画定される。一実施形態によれば、フィルム１６０の連続部分の少なくとも一部分がリーフレットフレーム１３０と外側フレーム１２０の間に格納されて双方のフレームを連結することにより、リーフレットフレーム１３０と外側フレーム１２０の間の接触が阻止される。
【００４９】
図６Ａ、６Ｂは、別の実施形態の外側フレーム１２０ａ、１２０ｂの側面図であり、外側フレームの要素をより明瞭に示すため、外側フレームを長手方向に切断して広げて表示している。
【００５０】
ステントの開骨格は、幾何学的形状、及び／又は直線状、蛇行した一続きの正弦曲線等、繰り返し性を有するかを問わず、任意の数の形状構成を画定することができる。幾何学的形状には、外周の圧縮及び拡張を実質的に均一にしやすくする任意の形状が含まれてよい。外側フレーム１２０には、カットチューブ等、特定目的に適した任意の要素が含まれてよい。外側フレーム１２０は、エッチング、切断、レーザー切断、又は打ち抜き加工によりによりチューブ又はシート材を形成してから、実質的に円柱状の構造物を形成してよい。別の方法として、ワイヤ、屈曲可能な細長片、又はその連続物等の細長い材料を曲げるか撚り合わせて、実質的に円柱状の構造物を形成して、円柱壁部が、圧縮時に外周が概ね均一に小さな直径となり拡張時に大きな直径となる開骨格を備えるようにしてもよい。
【００５１】
様々な設計のステントが、バネ荷重の下で自己拡張するように弾性的に変形可能にできることが知られている。様々な設計のステントが、バルーン等により機械的に拡張するように塑性的に変形可能にできることも知られている。様々な設計のステントが、塑性的に変形可能且つ弾性的に変形可能にできることも知られている。本明細書に提示する外側フレーム１２０の実施形態は、特定のステント設計及び特定の拡張様式に限定されない。
【００５２】
外側フレーム１２０に、金属製又はポリマー製の任意の生体適合材料を含めてよい。外側フレーム１２０に含めてよい材料として、ニチノール、コバルト−ニッケル合金、ステンレススチール、ポリプロピレン、アセチルホモポリマー、アセチルコポリマー、ｅＰＴＦＥ、その他の合金若しくはポリマー、又は本明細書に記載の通りに機能する上で充分な物理特性と機械特性を有する他の生体適合性材料が挙げられるが、これらに限定されない。
【００５３】
実施形態に従い、外側フレーム１２０は、人工心臓弁１００の経カテーテル配置を表す図４Ａに示す通り、植え込み部位と確実に係合して、人工心臓弁１００を植え込み部位にしっかりと係留するように構成することができる。一実施形態によれば、外側フレーム１２０は、組織開口部１５０との充分な並置関係を維持して所定位置を保てるように、弾性反跳の小さい、充分な剛性を有するフレームを含んでよい。別の一実施形態では、外側フレーム１２０は、組織開口部１５０より大きな直径に拡張して、人工心臓弁１００が組織開口部１５０内へと拡張した時に確実に収容されるように構成することができる。別の一実施形態では、外側フレーム１２０は、組織開口部１５０等の植え込み部位と係合して人工心臓弁１００を植え込み部位に固定するように構成された、１つ以上のアンカー（図示せず）を備えてよい。
【００５４】
人工心臓弁１００を植え込み部位に連結するための他の要素又は手段も想定されるものと理解される。他の手段の例として、例えば機械的手段及び接着手段を用いて、人工心臓弁１００を合成導管又は生体導管に連結することができるが、これらに限定されない。
【００５５】
後述するように、外科的人工心臓弁１００の実施形態の場合、直径が固定されていてもよく、圧縮と再拡張を行うように作用する必要がないことから、ジグザグ構成を有しても有していなくてもよい。
【００５６】
リーフレットフレーム
実施形態によれば、リーフレットフレームは、間隔を空けて配置された複数のリーフレット窓を備える。
【００５７】
図７Ａは、別の一実施形態のリーフレットフレーム１３０ａを平らな向きに広げて示した図である。リーフレットフレーム１３０ａは、血管内に配置する場合に必要となる圧縮、拡張に影響するのに適したフレーム要素１３９を備える。リーフレット窓１３７ａは、リーフレット窓基部１３４ａで交わる２つのリーフレット窓側部１３３ａで画定される。リーフレット１４０は点線で表示され、リーフレット窓１３７ａ内のどの場所にリーフレット１４０が配置されるかを表す。リーフレット側部１４１はリーフレット窓側部１３３ａに連結され、リーフレット基部１４３はリーフレット窓基部１３４ａに連結される。リーフレットフレーム１３０ａは、概ね円柱状に配置される３つの三角形状のリーフレット窓１３７ａで構成され、リーフレット窓の中心が１２０°ずつ間隔を空けて配置される。図７Ａの実施形態のリーフレットフレーム１３０ａは、図２Ｂに示す実施形態のリーフレットフレーム１３０と実質的に同じである。図２Ｂに示すリーフレットフレーム１３０は、リーフレットフレーム第１端１３１ａと、リーフレットフレーム第１端１３１ａの反対側にあるーフレットフレーム第２端１３１ｂとを有する。
【００５８】
図７Ｂは、別の一実施形態のリーフレットフレーム１３０ｂを平らな向きに広げて示した図である。リーフレット窓１３７ｂは、リーフレット窓基部１３４ｂと交わる２つのリーフレット窓側部１３３ｂで画定され、このリーフレット窓基部は、弁の軸線と平行に伸びている。リーフレット１４０は点線で表示され、リーフレット窓１３７ａ内のどの場所にリーフレット１４０が配置されるかを表す。リーフレット側部１４１はリーフレット窓側部１３３ａと連結され、リーフレット基部１４３ｂはリーフレット窓基部１３４ａと連結される。リーフレット窓基部１３４ｂは平らであるため、開閉時、リーフレットは平らな基部から曲がる。
【００５９】
図８Ａは、別の一実施形態のリーフレットフレーム１３０ｃを平らな向きに広げて示した図である。リーフレットフレーム１３０ｃは、血管内に配置する場合に必要となる圧縮、拡張に影響するのに適したフレーム要素１３９を備える。リーフレット窓１３７ｃは、リーフレット窓基部１３４ｃで交わる２つのリーフレット窓側部１３３ｃで画定される。リーフレット１４０は点線で表示され、リーフレット窓１３７ｃ内のどの場所にリーフレット１４０が配置されるかを表す。リーフレット側部１４１はリーフレット窓側部１３３ｃと連結され、リーフレット基部１４３ｃはリーフレット窓基部１３４ｃと連結される
【００６０】
図８Ｂは、別の一実施形態のリーフレットフレーム１３０ｄを平らな向きに広げて示した図である。リーフレットフレーム１３０ｄは、血管内に配置する場合に必要となる圧縮、拡張に影響するのに適したフレーム要素１３９を備える。リーフレット窓１３７ｄは、リーフレット窓基部１３４ｄで交わる２つのリーフレット窓側部１３３ｄで画定される。リーフレット１４０は点線で表示され、リーフレット窓１３７ｄ内のどの場所にリーフレット１４０が配置されるかを表す。リーフレット側部１４１はリーフレット窓側部１３３ｄと連結され、リーフレット基部１４３ｄはリーフレット窓基部１３４ｄと連結される。リーフレット窓側部１３３ｄは放物線形状を画定する。
【００６１】
図８Ｃは、別の一実施形態のリーフレットフレーム１３０ｅを平らな向きに広げて示した図である。リーフレットフレーム１３０ｅは、血管内に配置する場合に必要となる圧縮、拡張に影響するのに適したフレーム要素１３９を備える。リーフレット窓１３７ｅは、リーフレット窓基部１３４ｅで交わる２つのリーフレット窓側部１３３ｅで画定される。リーフレット１４０は点線で表示され、リーフレット窓１３７ｅ内のどの場所にリーフレット１４０が配置されるかを表す。リーフレット側部１４１はリーフレット窓側部１３３ｅと連結され、リーフレット基部１４３ｅはリーフレット窓基部１３４ａと連結される。
【００６２】
図８Ｄは、別の実施形態によるリーフレットフレーム１３０ｆの側面図であり、図１１Ａ、図１１Ｂに人工心臓弁１００として実質的に示される弁の、リーフレットフレーム１３０ｆの要素をより明瞭に示すため、リーフレットフレーム１３０ｆを長手方向に切断して広げた図である。リーフレット１４０ｆは点線で表示され、リーフレット窓１３７ｆ内のどの場所にリーフレット１４０ｆが配置されるかを表し、リーフレット窓１３７ｆは、リーフレット窓側部１３３ｆとリーフレット窓基部１３４ｆとで画定される。図８Ｄに点線で示す通り、リーフレット基部１４３ｆから２つのリーフレット側部１４１ｆが分岐し、このリーフレット基部１４３ｆは実質的に平らであり、リーフレット基部１４３ｆの反対側に自由縁１４２ｆがある。リーフレットフレーム１３０ｆはさらに、リーフレット自由縁１４２ｆの付け根部分にある接合柱１３６を画定する。
【００６３】
図８Ｅは、別の実施形態によるリーフレットフレーム１３０ｇの側面図であり、リーフレットフレーム１３０ｇの要素をより明瞭に示すため、リーフレットフレーム１３０ｇを長手方向に切断して広げた図である。リーフレット１４０ｇは点線で表示され、リーフレット窓１３７ｇ内のどの場所にリーフレット１４０ｇが配置されるかを表し、リーフレット窓１３７ｇは、リーフレット窓側部１３３ｇとリーフレット窓基部１３４ｇとで画定される。図８Ｅに点線で示す通り、リーフレット基部１４３ｇから２つのリーフレット側部１４１ｇが分岐し、このリーフレット基部１４３ｇは実質的に平らであり、リーフレット基部１４３ｇの反対側に自由縁１４２ｇがある。リーフレットフレーム１３０ｇは、複数の二等辺三角形を画定する複数のリーフレットフレーム要素を備え、これらの二等辺三角形は、リーフレット窓１３７ｇを画定するリーフレット窓基部１３４ｇで相互に接続され、リーフレット窓１３７ｇは二等辺四辺形を画定する。各リーフレット窓の側部１３３ｇは、いずれか１つの三角形の一辺と、隣接する三角形の一辺とで画定される。
【００６４】
図８Ｆは、別の実施形態によるリーフレットフレーム１３０ｈの側面図であり、リーフレットフレーム１３０ｈの要素をより明瞭に示すため、リーフレットフレーム１３０ｈを長手方向に切断して広げた図である。リーフレットフレーム１３０ｈは、基部要素１３８ｈと、間隔が空けて配置され基部要素１３８ｈで相互に接続された複数のスペード要素１７０とを備える。各リーフレット窓１３７ｈは、いずれか１つのスペード要素１７０のスペード側部１７５と、隣接するスペード要素１７０のスペード側部１７５とで画定され、各リーフレット窓基部１３４ｈは基部要素１３８ｈで画定される。スペード側部１７５は基部要素１３８ｈまで伸びていない。この幾何学的形状により、開閉時、リーフレット１４０ｈは、スペード側部の周りを、部分的にフレームのないリーフレット窓１３７ｈを画定する基部要素１３８ｈに向かって曲がるが、取り付けゾーン１６３を画定する、フレーム要素１３９のすぐ隣では曲がっていない。リーフレット基部１４３ｈは、基部要素１３８ｈから離れて画定できるので、リーフレット基部１４３ｈは、基部要素１３８ｈのすぐ隣では曲がっていない。基部要素１３８ｈのすぐ隣にないリーフレット基部１４３ｈを以下「仮想リーフレット窓基部」と呼ぶ（フレーム要素で直接画定されていないという意味で「仮想」である）。人工心臓弁の一実施形態に従い、各リーフレット１４０ｈは実質的に二等辺四辺形の形を取り、この二等辺四辺形は２つのリーフレット側部１４１ｈと、リーフレット基部１４３ｈと、リーフレット基部１４３ｈの反対側にあるリーフレット自由縁１４２ｈとを有し、図８Ｆに点線で示す通り、２つのリーフレット側部１４１ｈはリーフレット基部１４３ｈから分岐しており、リーフレット基部１４３ｈは実質的に平らである。
【００６５】
実質的に図８Ｆの通りである別の一実施形態では、第１フィルム層１６０ａは、リーフレットフレーム１３０ｈのリーフレットフレーム内面１３２ｂと連結し、第２フィルム層１６０ｂは、リーフレットフレーム内面１３２ｂの反対側にあるリーフレットフレーム１３０ｈ外面１３２ａと連結する。第１フィルム層１６０と第２フィルム層１６０ｂが互いに連結して、取り付けゾーン１６３を画定する。
【００６６】
上述の通り、実施形態に従って、リーフレット窓基部を用いてリーフレット基部１４３を画定してよい。同じく上述した通り、図１Ａ、１Ｂ、２Ｂに示すように、リーフレット窓基部１３４から間隔を空けて配置される折り領域１４４内のフィルム１６０の折り線１４５により、リーフレット基部１４３を仮想リーフレット基部１４３ａとして画定してもよい。外側フレームについては、特定目的に適した構成を有する多くの実施形態が存在すると理解される。
【００６７】
図１０Ａは、別の一実施形態による別の人工心臓弁の分解側面図であり、この人工心臓弁は、概ね管形状のリーフレットフレーム１１３０と、概ね管形状の外側フレーム１１２０とを備え、双方のフレームは機械式係合部材１１１０で連結される。図１０Ｂは、図１０Ａの実施形態の組立後の図である。
【００６８】
上述の通り、実施形態に従って、リーフレット窓基部を用いてリーフレット基部を画定してよい。同じく上述した通り、図１Ｂ、２Ｂに示すように、リーフレット窓基部から間隔を空けて配置される折り領域１４４内のフィルム１６０の折り線１４５により、リーフレット基部を仮想リーフレット基部１４３ａとして画定してもよい。リーフレットフレームについては、特定目的に適した構成を有する多くの実施形態が存在すると理解される。
【００６９】
経カテーテル用人工心臓弁１００の実施形態では、リーフレットフレーム１３０は、弾性的若しくは塑性的、又は弾性的且つ塑性的に圧縮して、比較的小さい直径を得ることが可能であり、経カテーテルの経皮的な取り付け及び送達に対応する。
【００７０】
一実施形態によれば、リーフレットフレーム１３０と外側フレーム１２０は、負荷を受けると屈曲し負荷が除去されると元の形状を保持するように作用できる形状記憶材料を含むので、圧縮形状から所定形状へと自己拡張することができる。一実施形態によれば、リーフレットフレーム１３０は、バルーンにより拡張するように塑性的に変形可能である。別の一実施形態では、外側フレーム１２０は、自己拡張するように弾性的に変形可能である。
フィルム
【００７１】
フィルム１６０は、生体適合性の概して任意のシート状材料であり、実施形態に従ってリーフレットをリーフレットフレームに連結するように構成される。「フィルム」という語は、特定目的に適した１つ以上の生体適合性材料の総称として使用されるものと理解される。リーフレット１４０もフィルム１６０で構成される。
【００７２】
一実施形態によれば、生体適合性材料であるフィルム１６０は、生物に由来せず、特定目的に対して充分な可撓性と強度を有する材料（例えば生体適合性ポリマー）である。一実施形態では、フィルム１６０は、「複合材料」と称される、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。
【００７３】
様々な種類のフィルム１６０を以下に詳述する。一実施形態では、フィルム１６０は、少なくとも部分的に外側フレーム１２０とリーフレットフレーム１３０とを覆うように、概ね管状の材料で形成されてよい。フィルム１６０は、膜、複合材料、又は積層物のうちの１つ以上を含んでよい。様々な種類のフィルム１６０を以下に詳述する。
【００７４】
リーフレット
各リーフレット窓１３７にフィルム１６０等の生体適合性材料が提供され、フィルム１６０は、リーフレット窓側部１３３の一部分と連結して、リーフレット１４０を画定する。一実施形態によれば、各リーフレット１４０は、リーフレット自由縁１４２とリーフレット基部１４３とを画定する。後述するように、複数の実施形態のリーフレット基部構成を提供できることが想定される。一実施形態によれば、フィルム１６０は、リーフレット窓側部１３３の一部分とリーフレット窓基部１３４に連結し、この場合、リーフレット１４０はリーフレット窓側部１３３の当該部分とリーフレット窓基部１３４で画定される。別の一実施形態によれば、フィルム１６０はリーフレット窓側部の一部分と連結する。
【００７５】
リーフレット１４０の形状は、リーフレット窓１３７の形状とリーフレット自由縁１４２により、部分的に画定される。後述する通り、一実施形態によれば、リーフレット１４０の形状は、折り線１４５の位置で折りを誘発する工程にも部分的に依存し、以下で詳述する通り、リーフレット１４０に所定形状が与えられるように、リーフレット１４０の形状は仮想のリーフレット基部１４３ａを画定する。高い曲げ応力がリーフレット基部の位置にかかるので、リーフレット窓基部１３４に拘束されない仮想のリーフレット基部１４３ａを画定すれば、リーフレット基部１４３とリーフレット窓基部１３４の境界部でリーフレット１４０が裂ける可能性を低くすることができる。また、曲線的なリーフレット基部と比べて、リーフレット基部位置での血液の滞留を減少させることもできる。
【００７６】
図３Ａに示す通り、リーフレット１４０が完全な開位置にある時、人工心臓弁１００は、実質的に円形の弁開口部１０２を呈する。リーフレット１４０が開位置にある時は、流体が弁開口部１０２を通って流れることができる。
【００７７】
リーフレット１４０が開位置と閉位置の間で開閉を繰り返す時、リーフレット１４０は概ね、リーフレット基部１４３の周辺と、リーフレット窓側部１３３のリーフレットとの連結部分の周辺が曲がる。人工心臓弁１００が閉じている時、図３Ｂに示す通り、各リーフレット自由縁１４２の概ね半分が、隣接リーフレット１４０のリーフレット自由縁１４２の半分の隣接部分と当接する。図３Ｂに示す実施形態の３つのリーフレット１４０は、三重点１４８で交わる。リーフレット１４０が閉位置にある時、弁開口部１０２が閉鎖して流体の流れを停止する。
【００７８】
図３Ｂを参照すると、一実施形態によれば、各リーフレット１４０は、中央領域１８２と、中央領域１８２の両側にある２つの側部領域１８４とを含む。中央領域１８２は実質的に二等辺三角形の形状で画定され、この二等辺三角形は、中央領域両側の二辺１８３と、リーフレット基部１４３と、リーフレット自由縁１４２とで画定される。中央領域両側の二辺１８３は、リーフレット基部１４３から伸びてリーフレット自由縁１４２の位置に集まる。側部領域１８４の各々は、実質的に三角形の形状を有し、中央領域両側の辺１８３の一方と、リーフレット側部１４１の一方と、リーフレット自由縁１４２とで画定される。
【００７９】
一実施形態によれば、人工心臓弁１００が閉位置にある時、側部領域１８４の各々と中央領域１８２は、実質的に平面状である。
【００８０】
リーフレット１４０は、例えば心室や心房の収縮により血液の圧力差が発生した時（この圧力差は通常、人工心臓弁１００の閉鎖時に片側に流体圧力が蓄積することにより生じる）作動するように構成することができる。人工心臓弁１００の流入側圧力が人工心臓弁１００の流出側圧力より高くなると、リーフレット１４０が開き、開いたリーフレットを介して血液が流れる。人工心臓弁１００を通った血液が近傍のチャンバ又は血管に流れると、圧力が等しくなる。人工心臓弁１００の流出側圧力が人工心臓弁１００の流入側血圧より高くなると、リーフレット１４０が元の閉位置に戻り、人工心臓弁１００の流入側を通じた血液の逆流を概ね防止する。
【００８１】
実施形態に従い、リーフレットフレーム１３０は、特定目的に適した任意の数のリーフレット窓１３７を備えてよく、ゆえに任意の数のリーフレット１４０を備えてよいものと理解される。リーフレットフレーム１３０は、１つ、２つ、３つ、又はそれ以上の数のリーフレット窓１３７を備え、これらに対応する数のリーフレット１４０を備えることが想定される。
【００８２】
図１Ｄ〜１Ｅに示す経カテーテル用の人工心臓弁１００の一実施形態によれば、人工心臓弁１００は、より小さい直径の折り畳み構成へと圧縮し、且つ拡張構成へと拡張できるので、折り畳み構成時の人工心臓弁１００をカテーテルを介して送達でき、図４Ａに示すように、展開時に組織開口部１５０の中で拡張できる。外側フレーム１２０は、折り畳み構成から拡張構成に移行する時に、外周の均一性を復元するように作用できる。
【００８３】
特定目的に適した任意の送達カテーテルに人工心臓弁１００を取り付けてよい。折り畳み構成時の人工心臓弁１００の直径は、リーフレットフレームの厚さ及びリーフレットの厚さによって部分的に決まる。
【００８４】
リーフレットフィルム
リーフレット１４０を構成する生体適合性材料は、充分な柔軟性と可撓性を有する、生体適合性の任意の生物組織材料又は合成材料（例えば生体適合性ポリマー）を含んでよい。一実施形態では、リーフレット１４０は、「複合材料」と称される、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。一実施形態による材料は、フィブリル配列内に複数の空間を含む延伸フルオロポリマー膜と、エラストマー材料とを含む複合材料を含む。本開示の範囲を逸脱することなく、複数の種類のフルオロポリマー膜と、複数の種類のエラストマー材料とを組み合わせて積層物を形成できることを理解すべきである。また、本開示の範囲を逸脱することなく、エラストマー材料に複数のエラストマーを含めてよく、複数の種類の非エラストマー成分（例えば無機充填剤、治療剤、放射線不透過性マーカー、又は同種のもの）を含めてよいことも理解すべきである。
【００８５】
一実施形態によれば、複合材料は、例えばＢａｃｉｎｏに対する米国特許第７，３０６，７２９号明細書に概要が記載されている多孔質ｅＰＴＦＥ膜で作られた、延伸フルオロポリマー材料を含む。
【００８６】
上記延伸フルオロポリマー材料の形成に使われる延伸可能フルオロポリマーには、ＰＴＦＥホモポリマーが含まれていてよい。別の実施形態では、ＰＴＦＥ、延伸可能な修飾ＰＴＦＥ、及び／又はＰＴＦＥの延伸コポリマーのブレンドを使用してよい。適切なフルオロポリマー材料の非限定的な例は、例えば、Ｂｒａｎｃａに対する米国特許第５，７０８，０４４号明細書、Ｂａｉｌｌｉｅに対する米国特許第６，５４１，５８９号明細書、Ｓａｂｏｌらに対する米国特許第７，５３１，６１１号明細書、Ｆｏｒｄに対する米国特許出願第１１／９０６，８７７号明細書、及びＸｕらに対する米国特許出願第１２／４１０，０５０号明細書に記載されている。
【００８７】
延伸フルオロポリマー膜には、所望のリーフレット性能を達成するための任意の適切な微細構造が含まれていてよい。一実施形態によれば、延伸フルオロポリマーは、例えばＧｏｒｅに対する米国特許第３，９５３，５６６号明細書に記載されているような、フィブリルで相互接続されたノードからなる微細構造を含む。ノードからフィブリルが放射状に複数方向に伸びており、膜は概して均質な構造を有する。この微細構造を有する膜は、直交する２方向のマトリクス引張り強度の比が典型的に２未満を示し、場合によっては１．５未満を示すことができる。
【００８８】
別の一実施形態では、延伸フルオロポリマーは、Ｂａｃｉｎｏに対する米国特許第７，３０６，７２９号明細書に概要が教示されているように、実質的にフィブリルのみからなる微細構造を有する。実質的にフィブリルのみを有する延伸フルオロポリマー膜は、２０ｍ2／ｇ超、或いは２５ｍ2／ｇ超もの大きな表面積を有することができ、幾つかの実施形態では、上記延伸フルオロポリマー膜は、直交する２方向のマトリクス引張り強度の積が少なくとも１．５×１０5ＭＰａ2、及び／又は直交する２方向のマトリクス引張り強度の比が４未満、場合によっては１．５未満を有する、高度にバランスの取れた強度の材料を提供できる。
【００８９】
所望のリーフレット性能を達成するため、延伸フルオロポリマー膜を調整して任意の適切な厚さ及び質量にすることができる。例えば、非限定的な例では、リーフレット１４０は、約０．１μｍ厚さの延伸フルオロポリマー膜を含む。また、延伸フルオロポリマー膜は、約１．１５ｇ／ｍ2の単位面積当たり質量を有し得る。本発明の一実施形態による膜は、長手方向と横断方向のマトリクス引張り強度として、それぞれ約４１１ＭＰａ、３１５ＭＰａを有し得る。
【００９０】
所望されるリーフレット特性を強化するため、追加の物質を膜の細孔、膜の物質内、又は膜の層間に組み込んでよい。所望のリーフレット性能を達成するため、本明細書に記載の複合材料を調整して任意の適切な厚さ及び質量にしてよい。実施形態による複合材料は、フルオロ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であってよい。
【００９１】
エラストマーと組み合わされて複合材料を形成する延伸フルオロポリマーは、本開示の各種要素に対して、高サイクルの屈曲性インプラント用途（人工心臓弁等）で必要とされる性能特性を種々の方法で提供する。例えばエラストマーを添加すると、ｅＰＴＦＥのみの材料に見られる硬化が解消又は低減され、リーフレットの疲労特性を改善することができる。加えて、結果的に性能低下を招くおそれのある永続的なひずみ変形（しわ、ひだ等）が材料に生じる可能性を低減することもできる。一実施形態では、延伸フルオロポリマー膜の多孔質構造内にある細孔容積又は空間の実質的に全部を、エラストマーが占有する。別の一実施形態では、少なくとも１つのフルオロポリマー層の実質的に全部の細孔にエラストマーが存在する。エラストマーが細孔容積を埋め、或いはエラストマーが実質的に全部の細孔に存在することにより、異物が不要に複合材料に組み込まれ得る空間が減少する。異物とは、例えば、血液との接触により膜に引き込まれる可能性のあるカルシウムである。例えば人工心臓弁で使われる複合材料にカルシウムが取り込まれると、開閉サイクルの間に機械的損傷が発生する可能性があり、その結果、リーフレットに穴が形成され血行動態が悪化することになる。
【００９２】
一実施形態では、ｅＰＴＦＥと組み合わされるエラストマーは、例えばＣｈａｎｇらに対する米国特許第７，４６２，６７５号明細書に記載されているような、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）とパー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。上述の通り、エラストマーは、延伸フルオロポリマー膜内の間隙又は細孔の実質的に全部を占有して複合材料を形成するように、延伸フルオロポリマー膜と組み合わされる。延伸フルオロポリマー膜の細孔に上記のようにエラストマーを充填するには、様々な方法を使用できる。一実施形態では、延伸フルオロポリマー膜の細孔に充填する方法は、溶媒にエラストマーを溶解させるステップと、溶媒を蒸発させて充填剤を残すステップとを含み、この溶媒は、延伸フルオロポリマー膜の細孔の一部分又は全部に流入させるのに適した粘度及び表面張力を有する溶液を作成するのに適した溶媒である。
【００９３】
一実施形態では、複合材料は、２層のｅＰＴＦＥ外層と、その間に設けられた１層のフルオロエラストマー内層の計３層を含む。この他のフルオロエラストマーも適切であり得、これらはＣｈａｎｇに対する米国特許出願公開第２００４／００２４４４８号明細書に記載されている。
【００９４】
別の一実施形態では、延伸フルオロポリマー膜の細孔に充填する方法は、分散物を介して充填物を送達して、延伸フルオロポリマー膜の細孔の一部分又は全部に充填するステップを含む。
【００９５】
別の一実施形態では、延伸フルオロポリマー膜の細孔に充填する方法は、エラストマーが延伸フルオロポリマー膜の細孔に流入できる熱条件及び／又は圧力条件下において、多孔質延伸フルオロポリマー膜をシート状エラストマーと接触させるステップを含む。
【００９６】
別の一実施形態では、延伸フルオロポリマー膜の細孔に充填する方法は、最初に細孔にエラストマーのプレポリマーを充填してから、エラストマーを少なくとも部分的に硬化させることにより、延伸フルオロポリマー膜の細孔の中でエラストマーを重合させるステップを含む。
【００９７】
エラストマーが最小重量パーセントに達した後、フルオロポリマー材料又はｅＰＴＦＥで作られたリーフレットの性能は、エラストマーの割合が増加するほど概ね向上し、結果としてサイクル寿命が有意に増加した。一実施形態では、ｅＰＴＦＥと組み合わされるエラストマーは、例えばＣｈａｎｇに対する米国特許第７，４６２，６７５号明細書及び当業者に知られている他の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パーフルオロメチルビニルエーテルの熱可塑性コポリマーである。リーフレット１４０で使用するのに適切であり得る他の生体適合性ポリマーの例として、ウレタン類、シリコーン類（有機ポリシロキサン類）、ケイ素−ウレタンのコポリマー、スチレン／イソブチレンのコポリマー、ポリイソブチレン、ポリエチレン−ｃｏ−ポリ（酢酸ビニル）、ポリエステルコポリマー、ナイロンコポリマー、フッ化炭化水素ポリマー及びコポリマー、これらの各々の混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【００９８】
他の留意事項
一実施形態によれば、植え込み時に左心室の索枝を覆わないことにより、大動脈弁置換術で遭遇し得るような心臓刺激伝導系との干渉を防止するように人工心臓弁を構成できる。例えば、人工心臓弁の長さを約２５ｍｍ未満又は約１８ｍｍ未満にしてよい。また、人工心臓弁のアスペクト比（人工心臓弁の長さと拡張時の機能的直径との間の関係を表す比率）を１未満にしてよい。しかしながら、人工心臓弁は任意の長さで構成してよく、より一般的には所望の寸法で構成してよい。
【００９９】
経カテーテルの実施形態では、折り畳み状態の人工心臓弁は、拡張時と比べて折り畳み時の輪郭が約３５％未満であってよい。例えば、拡張時直径が２６ｍｍの人工心臓弁１００は、折り畳み時の直径が約８ｍｍ未満又は約６ｍｍ未満であってよい。直径差のパーセント値は人工心臓弁の寸法及び材料並びに人工心臓弁の各種用途に依存するため、実際の差異の割合は本開示に限定されない。
【０１００】
人工心臓弁は生物活性剤をさらに含んでよい。人工心臓弁を植え込んだ後に薬剤が制御放出されるように、フィルム１６０の一部又は全体に生物活性薬剤をコーティングしてよい。生物活性薬剤の例として、血管拡張薬、抗凝固薬、抗血小板薬、抗血栓薬（ヘパリン等）が挙げられるが、これらに限定されない。他の生物活性薬剤の例として、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）、パクリタキセル、エピジポドフィロトキシン（即ちエトポシド、テニポシド）、抗生物質（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、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）、及びマイトマイシン、酵素（Ｌ−アスパラギンを全身的に代謝し、独自のアスパラギンを合成する能力を持たない細胞を取り除くＬ−アスパラギナーゼ）等の天然産物を含む抗増殖／有糸分裂阻害剤；Ｇ（ＧＰ）ＩＩｂ／ＩＩＩａ阻害剤、ビトロネクチン受容体アンタゴニスト等の抗血小板薬；ナイトロジェンマスタード（メクロレタミン、シクロホ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（ヘキサメチルメラミン、チオテパ）、スルホン酸アルキル−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−ダカルバジニン（trazenes-dacarbazinine）（ＤＴＩＣ）等の抗増殖／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（フルオロウラシル、フロクスウリジン、及びシタラビン）、プリン類似体及び関連阻害剤（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｝）等の抗増殖／抗有糸分裂代謝拮抗薬；白金配位錯体（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）；抗凝固薬（ヘパリン、合成ヘパリン塩類、及び他のトロンビン阻害剤）；血栓溶解薬（組織プラスミノゲン活性化因子、ストレプトキナーゼ、ウロキナーゼ等）、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、アブシキマブ；抗遊走薬（antimigratory）；抗分泌薬（ブレベルジン）；抗炎症薬、例えば副腎皮質ステロイド（コルチソル、コルチゾン、フルドロコルチゾン、プレドニゾン、プレドニゾロン、６α−メチルプレドニゾロン、トリアムシノロン、ベタメタゾン、デキサメタゾン）、非ステロイド系薬（サリチル酸誘導体、即ちアスピリン；パラアミ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、及びエトドラク）、ヘテロアリール酢酸（トルメチン、ジクロフェナク、及びケトロラク）、アリールプロピオン酸（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、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、フェニルブタゾン、及びオキシフェンタトラゾン）、ナブメトン、金化合物（オーラノフィン、オーロチオグルコース、金チオリンゴ酸ナトリウム）；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（ラパマイシン）��アザチオプリン、ミコフェノール酸モフェチル）；血管形成剤、血管内皮増殖因子（ＶＥＧＦ）、線維芽細胞増殖因子（ＦＧＦ）；アンジオテンシン受容体遮断薬；一酸化窒素供与体；アンチセンスオリジオヌクレオチド、及びその組み合わせ；細胞周期阻害剤、ｍＴＯＲ阻害剤、増殖因子受容体シグナル伝達キナーゼ阻害剤；レチノイド（retenoids）；サイクリン／ＣＤＫ阻害剤；ＨＭＧコエンザイムレダクターゼ阻害剤（スタチン）；プロテアーゼ阻害剤等の薬剤が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１０１】
経カテーテル送達システム
図４Ａを参照すると、一実施形態では、弁送達システム５００は、上述のような折り畳み構成と拡張構成を有する人工心臓弁１００と、細長い可撓性カテーテル４８０（例えばバルーンカテーテル）とを備え、カテーテルを介して人工心臓弁１００を展開するように構成される。カテーテル４８０は、人工心臓弁１００を拡張させ、且つ／又は必要に応じて人工心臓弁１００を微調整して確実に配置させるためのバルーンを備えてよい。脈管構造を通じて送達するために、人工心臓弁１００をカテーテル４８０の遠位部分に取り付けてよい。折り畳み構成時の人工心臓弁をカテーテル４８０上に保持する目的で、弁送達システムは、経カテーテル人工心臓弁１００にぴったりとフィットする取り外し可能シース（図示せず）をさらに備えてよい。
【０１０２】
送達方法には、人工心臓弁を折り畳み構成へと半径方向に圧縮して、遠位端と近位端を有する細長い可撓性カテーテルの遠位端に設置するステップと、経大腿経路又は経心尖経路を介して人工心臓弁を組織開口部（例えば天然大動脈弁口）に送達するステップと、人工心臓弁を拡張させながら組織開口部に挿入するステップとが含まれ得る。バルーンを膨張させることにより人工心臓弁を拡張させてよい。
【０１０３】
送達方法には、人工心臓弁を折り畳み構成へと半径方向に圧縮して、遠位端と近位端を有する細長い可撓性カテーテルの遠位部分に設置するステップが含まれ得る。人工心臓弁の開口部とカテーテルの管腔を通過する係留具に拘束具を接続してよく、この拘束具を人工心臓弁の接合柱の周りに装着する。次に、送達経路を介して人工心臓弁を天然弁開口部（例えば天然大動脈弁開口部）に送達し、天然開口部に挿入しながら拡張させる。送達経路には、経大腿経路又は経心尖経路が含まれ得る。バルーンを膨張させることにより人工心臓弁を拡張させてよい。
【０１０４】
外科的実施形態
上記実施形態の人工心臓弁１００を、経カテーテル手法を用いる代わりに外科的に植え込んでもよいと理解される。外科的に植え込まれる人工心臓弁１００の実施形態は、上記実施形態と実質的に同じであり得るが、一実施形態によれば、図４Ｂに示す通り、外側フレーム外面１２６ａに隣接して縫合カフ１９０が追加される。縫合カフ１９０は、当技術分野において周知であり、人工心臓弁１００を植え込み部位（例えば組織開口部１５０）に連結するための縫合糸を受け取る構造を提供するように作用できる。縫合カフ１９０は、任意の適切な材料（例えばダブルベロアポリエステルが挙げられるが、これに限定されない）を含んでよい。外側フレーム１２０の外周に縫合カフ１９０を配置してよい。
【０１０５】
製作方法
本明細書に記載の実施形態は、本明細書に記載の実施形態の人工心臓弁１００を製作する方法にも関連する。円筒形のマンドレル７１０を使用して各種実施形態を製作できる。図９Ａを参照すると、マンドレル７１０は、表面に外側フレーム１２０を受け入れるように作用できる構造形態を含む。
【０１０６】
図９Ａ、９Ｂを参照すると、人工心臓弁１００の製作方法の一実施形態は、マンドレル７１０の周囲に第１フィルム層１６０（例えば、本明細書に記載の複合材料）を管形状に形成するステップと、図９Ａに示すように第１フィルム層１６０に外側フレーム１２０をかぶせるステップと、外側フレーム１２０の上に第２フィルム層１６０を形成するステップと、組立体を熱で固定するステップと、リーフレット窓１３７内のリーフレット窓上部を横切ってフィルム１６０を切断するステップと、後続の処理ステップ中にリーフレット１４０がさらに接着するのを防ぐため、リーフレット１４０を画定するリーフレット窓内のフィルム１６０の一部分を製造材料（make material）１７０でマスクするステップと、第２フィルム層１６０を管形状にして１２０、及び第１フィルム層１６０に巻き付けるステップと、組立体を熱で固定するステップと、マンドレルから組立体を取り外すステップとを含む。
【０１０７】
本明細書に記載の実施形態は、本明細書に記載の実施形態の人工心臓弁２００を製作する方法にも関連する。円筒形のマンドレル７１０を使用して各種実施形態を製作できる。図１２を参照すると、マンドレル７１０は、表面にリーフレットフレーム１３０を受け入れるように作用できる構造形態を含む。人工心臓弁２００の製作方法の一実施形態は、マンドレル７１０の周囲に第１フィルム層１６０（例えば、本明細書に記載の複合材料）を管形状に形成するステップと、図１２に示すように第１フィルム層１６０にリーフレットフレーム１３０をかぶせるステップと、リーフレットフレーム１３０の上に第２フィルム層１６０を形成するステップと、組立体を熱で固定するステップと、図１３Ａ、１３Ｂに示すように切断マンドレル７１２の上に組立体を受け入れるステップと、リーフレット窓１３７内のリーフレット窓上部を横切ってフィルム１６０を切断して、図１１Ａ、１１Ｂの人工心臓弁２００を得るステップとを含む。図１１Ａは、人工心臓弁の一実施形態の側面図であり、図１１Ｂは、図１１Ａに示す実施形態の人工心臓弁の斜視図である。図１１Ａ、図１１Ｂでは、切断マンドレル７１２に保持されている時のように少し開いたリーフレット１４０を図示している。人工心臓弁２００が完全に閉じた状態では、下流の流体圧力の影響を受けてリーフレット１４０の自由縁１４２同士が接合し、その結果、弁が閉じて、下流の血液が弁を通って逆流するのを防止すると理解される。
【実施例】
【０１０８】
実施例１
延伸フルオロポリマー膜とエラストマー材料を有する複合材料で形成され、２つの折り畳み可能な金属フレームに挟まれたポリマーリーフレットを有する、人工心臓弁を製作した。
【０１０９】
焼入れ処理されたＳＳ３１６ＬＶＭ管全体をレーザー加工して、図９Ａに概略で図示されている形状の直径２３．０ｍｍ、壁厚０．６５ｍｍのリーフレットフレームと外側フレームを作成した。リーフレットフレーム１３０と外側フレーム１２０を電解研磨すると、各表面から０．０１２７ｍｍの材料が除去され、丸くなった縁が残った。
【０１１０】
次に、リーフレットフレーム１３０と外側フレーム１２０にフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）粉末（ダイキンアメリカ社、ニューヨーク州オレンジバーグ）を施した。より具体的には、ＦＥＰ粉末を密閉ブレンド装置（例えば標準の料理用ミキサー）で撹拌して、空気を含んだ「雲」を形成し、この「雲」の中にリーフレットフレームと外側フレームを浮かせた。リーフレットフレームと外側フレームの表面全体に均一な粉末層が付着するまで、リーフレットフレームと外側フレームをＦＥＰ粉末の「雲」にさらした。次に、３２０℃に設定された強制空気オーブン内でリーフレットフレームと外側フレームを約３分静置することにより、熱処理を施した。その結果、粉末が溶けて、薄い被膜の形でリーフレットフレームと外側フレームの全体に付着した。リーフレットフレームと外側フレームをオーブンから取り出し、静置して室温まで冷ました。
【０１１１】
初回組立て及び熱処理サイクル
リーフレットフレーム１３０及び外側フレーム１２０の内径に対応する直径を有する２１ｍｍ径の通気性金属円筒形マンドレルに、焼結ｅＰＴＦＥ繊維をらせん状に巻き付けた。溶融押し出しと引き伸ばしを用いて、タイプ１のＦＥＰ薄膜（ＡＳＴＭ Ｄ３３６８）を形成した。このタイプ１（ＡＳＴＭ Ｄ３３６８）ＦＥＰフィルムの厚さは４０μｍ、幅は約７．７ｃｍであった。マンドレルに巻き付けた焼結ｅＰＴＦＥ繊維の上の外側フレーム領域のみ、タイプ１のＦＥＰフィルム１層をらせん状にマンドレルに巻き付けた。
【０１１２】
ｅＰＴＦＥ膜５層を、ＦＥＰコーティングがマンドレルに向いた状態で、マンドレルに対して半径方向に巻き付けた。このｅＰＴＦＥ膜は、米国特許第７，３０６，７２９号明細書で概説されている教示内容に従って製造されたものである。このｅＰＴＦＥ膜は、単位面積当たり質量２．３ｇ／ｍ2、バブルポイント１０１．５ＭＰａ、厚さ約３５６ｎｍ、マトリクス引張り強度は長手方向が３１９ＭＰａ、横断方向が４０７ＭＰａであった。
【０１１３】
マンドレルにタイプ１のＦＥＰフィルム１層を巻き付けた。
【０１１４】
リーフレットフレームと外側フレームの直径を少し広げ、双方の間を約１０ｍｍ空けて、フィルムが巻き付けられたマンドレルの表面に設置したが、回転整列は不要であった。
【０１１５】
リーフレットフレーム、外側フレーム、及び双方間のスペースにタイプ１のＦＥＰフィルム１層をらせん状に巻き付けた。
【０１１６】
リーフレットフレーム、外側フレーム、及び双方間のスペース（図２Ｂに示すブリッジ部分１６２と折り領域１４４になる部分）の外周に、ＦＥＰがコーティングされた上記と同じｅＰＴＦＥ膜５層を、コーティングがマンドレルに向いた状態で巻き付けた。
【０１１７】
上記のように巻き付けたリーフレットフレーム、外側フレーム、及び双方間のスペースに、剥離ライナーと称されるポリイミド材を吸収させた数層のｅＰＴＦＥ膜を巻き付けた。
【０１１８】
実質的に無孔のｅＰＴＦＥ膜を円筒状に構成し、組立体にかぶせて、いわゆる犠牲管を形成した。焼結ｅＰＴＦＥ繊維を用いて犠牲管の両端を密閉し、マンドレルを保護した。
【０１１９】
マンドレルの内部は真空を維持しながら、上記犠牲管の外側に空気圧を加えることができるオーブンに組立体（マンドレルを含む）を入れて、マンドレルの温度が約３６０°に達するまで４０分加熱した。オーブンから組立体を取り出し、加圧と真空条件を維持したまま静置して室温まで冷ました。
【０１２０】
犠牲管と剥離ライナーを除去した。焼結ｅＰＴＦＥ繊維を除去して、マンドレルからフレーム組立体を放した。
【０１２１】
ポリマー材料を切り整え、リーフレットフレームのリーフレット窓から外した。リーフレットフレームと外側フレームの各々の両端の外周をメスで切り整えた。
【０１２２】
中間組立て及び熱処理サイクル
未焼結の１５ｍｍ径ｅＰＴＦＥチューブを、２１．５ｍｍの通気性金属マンドレルの表面に配置した。ＦＥＰがコーティングされた実質的に無孔のｅＰＴＦＥ膜２層を、コーティング側がマンドレルに向いた状態でマンドレルの外周に巻き付けた。上記のように巻き付けたマンドレルを、３２０℃に設定された対流式オーブンに入れて２０分間加熱した。ｅＰＴＦＥと実質的に無孔のｅＰＴＦＥ膜とを併せて剥離ライナーとして機能させ、穴あけしてマンドレルの通気孔間に圧力が伝わるようにした。
【０１２３】
通気性金属マンドレルの表面にリーフレットフレームを配置し、マンドレルの通気孔を覆うリーフレットフレームの開口部に通気孔を開けた。
【０１２４】
次にリーフレット材料を準備した。ｅＰＴＦＥ膜は、米国特許第７，３０６，７２９号明細書で概説されている教示内容に従って製造されたものである。このｅＰＴＦＥ膜は、単位面積当たり質量０．４５２ｇ／ｍ2、厚さ約５０８ｎｍ、マトリクス引張り強度は長手方向が７０５ＭＰａ、横断方向が３８５ＭＰａであった。この膜にフルオロエラストマーを吸収させた。このコポリマーは、約６５〜７０重量パーセントのパーフルオロメチルビニルエーテルと、それと相補的な約３５〜３０重量パーセントのテトラフルオロエチレンから本質的になる。
【０１２５】
フルオロエラストマーを２．５％濃度のＮｏｖｅｃ ＨＦＥ７５００（３Ｍ、ミネソタ州セントポール）に溶かした。（ポリプロピレン剥離フィルムで支えられた）ｅＰＴＦＥ膜に溶液をマイヤーバーで塗布し、１４５℃に設定された対流式オーブンに入れて３０秒間乾燥させた。２回のコーティング工程後の最終のｅＰＴＦＥ／フルオロエラストマー即ち複合材料は、単位面積当たり質量が１．７５ｇ／ｍ2、フルオロポリマーが２９．３重量％、ドーム破裂強度（dome burst strength）が約８．６ＫＰａ、厚さが０．８１μｍであった。
【０１２６】
下記の試験方法を用いて、ｅＰＴＦＥ層及び多層複合材料の特性を評価した。厚さは、日本製のＭｕｔｉｔｏｙｏ Ｓｎａｐ Ｇａｇｅ Ａｂｓｏｌｕｔｅ、フット直径１２．７ｍｍ（０．５０インチ）、モデルＩＤ−Ｃ １２Ｅ、シリアル番号１０２９９で測定した。密度は、Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｂａｌａｎｃｅ Ｍｅｔｔｌｅｒ ＰＭ４００（米国ニュージャージー州）を用いた重量／容積計算により求めた。破壊強度と引張り強度は、向かい合う平らな顎が付いたＩｎｓｔｒｏｎモデル番号５５００Ｒ（マサチューセッツ州ノーウッド）、ロードセル５０ｋｇ、ゲージ長＝２５．４ｃｍ、クロスヘッド速度＝２５ｍｍ／分（歪み速度＝毎分１００％）を用いて測定した。別段の注記がない限り、後続の実施例のデータもこれらの試験方法を用いて作成した。
【０１２７】
複合材料のエラストマーが濃い側をマンドレルに向けた状態で、１０層のリーフレット複合材料をリーフレットフレームの周りに巻いた。好ましい実施形態では、複合材料の向きは、組み合わされたツール組立体の長手方向軸線に対して概ね垂直な方向に沿って所定のマトリクス引張り強度を持つ向きにする。より具体的には、所定のマトリクス引張り強度は約７０５ＭＰａである。
【０１２８】
実質的に無孔のｅＰＴＦＥ膜１層を、ＦＥＰコーティングがマンドレルに向いた状態で、リーフレットフレームの基部から８ｍｍ空けて、マンドレルの周りに巻いた。このｅＰＴＦＥ膜は、米国特許第７，３０６，７２９号明細書で概説されている教示内容に従って製造されたものである。このｅＰＴＦＥ膜は、単位面積当たり質量が約１１ｇ／ｍ2、厚さ約５．５μｍ、マトリクス引張り強度は長手方向が３１０ＭＰａ、横断方向が１０３ＭＰａであった。
【０１２９】
マスクとなるＫａｐｔｏｎ（登録商標）（イー・アイ・デュポン・ド・ヌムール社、デラウェア州ウィルミントン）ポリイミドフィルムを、ＦＥＰコーティング層を有する実質的に無孔のｅＰＴＦＥ膜にかぶせた。
【０１３０】
リーフレットフレームと外側フレームの間を１０ｍｍ空けて、マンドレル表面に外側フレームを配置した。外側フレームの長手方向の柱がリーフレットフレームの接合柱と同一線上になるように、リーフレットフレームと外側フレームを位置合わせした。
【０１３１】
複合材料のエラストマーが濃い側をマンドレルに向けて、前述のリーフレット複合材料２４層を、リーフレットフレームと外側フレームに巻き付けた。好ましい実施形態では、複合材料の向きは、組み合わされたツール組立体の長手方向軸線に対して概ね垂直な方向に沿って所定のマトリクス引張り強度を持つ向きにする。より具体的には、所定のマトリクス引張り強度は約７０５ＭＰａである。
【０１３２】
最終のリーフレットは、２９．３重量％のフルオロポリマーで構成され、厚さは約２７μｍであった。個々のリーフレットは３４層の複合材料を有し、厚さ／層数の比率は０．８μｍであった。
【０１３３】
再び、実質的に無孔のｅＰＴＦＥ膜１層を、ＦＥＰコーティングをマンドレルに向けた状態で、リーフレットフレームの基部から８ｍｍ空けて、マンドレルの周りに巻いた。
【０１３４】
組立体に数層の犠牲剥離ライナーを巻き付けた。組立体に犠牲管をかぶせ、焼結ｅＰＴＦＥ繊維を用いて犠牲管の両端を密閉し、マンドレルを保護した。
【０１３５】
上記のように管形状に構成された犠牲管の外側に空気圧を加えながら、管の内部は真空を維持することができるオーブン内で、マンドレルの温度が３３０℃に達するまで組立体を２５分加熱処理した。オーブンから組立体を取り出し、加圧と真空条件を維持したまま静置して室温まで冷ました。
【０１３６】
犠牲管とライナーをフレーム組立体から除去し、フレーム組立体をマンドレルから取り外した。Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）マスクを除去した。
【０１３７】
各リーフレットのリーフレット自由縁とリーフレットフレームの遠位端の外周をメスで切り整えた。
【０１３８】
最終組立て及び熱処理サイクル
先細のマンドレルを用いて、外側フレームを半径方向に広げて直径２４ｍｍにした。
【０１３９】
２１．５ｍｍの通気性マンドレルの表面に上記剥離ライナーを配置した。
【０１４０】
３０ｍｍの先細の延長部品を用いて、３つのＫａｐｔｏｎ（登録商標）マスクをリーフレット窓の形に切り取った。
【０１４１】
リーフレット材料の付いたリーフレットフレームと外側フレームをマンドレルの表面に配置し、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）マスクの付いた先細り延長部品を、切り整えた端からリーフレットフレームの上部リングの下に挿入し、マスクとリーフレット窓が整列するまで軸線に沿って前進させた。
【０１４２】
リーフレットフレームにタイプ１のＦＥＰフィルム２層をかぶせた。
【０１４３】
ホットアイロンで周囲からＦＥＰフィルムを溶かし出すことにより、リーフレット窓領域からＦＥＰフィルムを除去し、マスクの外側のリーフレットフレームの全領域にＦＥＰフィルムをたくし込んだ。
【０１４４】
リーフレットフレームの全ての開口内、及び内側フレームと外側フレームとを接続するポリマーチューブ領域に、通気孔を開けた。
【０１４５】
リーフレットフレームを所定位置に保持したまま、一続きのチューブを入れ子状に折り返すことにより、外側フレームをリーフレットフレームの上に同軸状に配置した。
【０１４６】
実質的に無孔のｅＰＴＦＥ膜１枚を、ＦＥＰコーティング側がマンドレルに向いた状態でフレーム組立体の外周に巻き付けた。
【０１４７】
組立体に数層の犠牲剥離ライナーを巻き付けた。組立体に犠牲管をかぶせ、焼結ｅＰＴＦＥ繊維を用いて犠牲管の両端を密閉し、マンドレルを保護した。
【０１４８】
上記のように管形状に構成された犠牲管の外側に空気圧を加えながら、管の内部は真空を維持することができるオーブン内で、マンドレルの温度が３３０℃に達するまで組立体を２５分加熱処理した。オーブンから組立体を取り出し、加圧と真空条件を維持したまま静置して室温まで冷ました。
【０１４９】
マンドレルからフレーム組立体を取り外した。
【０１５０】
メスを用いて、リーフレットフレームの各端部の外周を切り整えた。
【０１５１】
外側フレームの内側からＫａｐｔｏｎを回転剥離し、リーフレットから剥がした。
【０１５２】
ハサミを用いて、リーフレットフレームの両端をフレームの輪郭に沿って切り整えた。
【０１５３】
得られた人工心臓弁１００は、複数層のフルオロポリマー層を有する複合材料で形成されたリーフレット１４０を備え、この複数層のフルオロポリマー層は複数の孔を有し、これらのフルオロポリマー層の実質的に全部の孔にエラストマーが存在する。各リーフレット１４０は、図３Ｂに示す閉位置（弁組立体を通って血液が流れるのを実質的に阻止する位置）と、図３Ａに示す開位置（弁組立体を通って血液が流れるのを可能にする位置）との間を移動できる。このように、人工心臓弁１００のリーフレット１４０は閉位置と開位置の間を繰り返し移動して、ヒト患者の血流方向を概ね調節する。
【０１５４】
リアルタイムのパルスデュプリケータを用いて、人工心臓弁を横切る典型的な解剖学的圧力と流れを測定することにより、人工心臓弁リーフレットの性能の特性を評価した。下記の工程で流れ性能の特性を評価した。
【０１５５】
弁組立体をシリコーン製の環状リング（支持構造物）に嵌め込み、引き続きリアルタイムパルスデュプリケータで評価できるようにした。嵌め込みは、パルスデュプリケータの製造者（ＶｉＶｉｔｒｏ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社、カナダ国ブリティッシュコロンビア州ビクトリア）の推奨事項に従って行った。
【０１５６】
嵌め込んだ弁組立体を、リアルタイム左心流パルスデュプリケータシステムの中に配置した。この流体流パルスデュプリケータシステムはＶＳＩ Ｖｉｖｉｔｒｏ Ｓｙｓｔｅｍｓ社（カナダ国ブリティッシュコロンビア州ビクトリア）から提供され、以下の構成部品を備えていた。スーパーポンプサーボパワー増幅器、部品番号ＳＰＡ３８９１；スーパーポンプヘッド、部品番号ＳＰＨ ５８９１Ｂ、シリンダ面積３８．３２０ｃｍ2；弁ステーション／固定具；波形発生器ＴｒｉＰａｃｋ、部品番号ＴＰ ２００１；センサインタフェース、部品番号ＶＢ ２００４；センサ増幅部品、部品番号ＡＭ ９９９１；矩形波電磁流量計（カロライナメディカルエレクトロニクス社、米国ノースカロライナ州イーストベンド）。
【０１５７】
一般に、流体流パルスデュプリケータシステムでは、固定変位量のピストンポンプを用いて試験中に人工心臓弁を通過する所望の流体流量を発生させる。
【０１５８】
この心臓流体流パルスデュプリケータシステムを調整して、所望の流量（５Ｌ／分）、平均圧（１５ｍｍＨｇ）、擬似脈拍（７０ｂｐｍ）を生成するようにした。試験対象の人工心臓弁を、約５〜２０分間反復動作させた。
【０１５９】
右心室圧、肺動脈圧、流量、ポンプピストン位置を含む、試験期間中の圧力データと流量データを測定し回収した。
【０１６０】
人工心臓弁の特性評価に用いたパラメータは、有効開口部面積と逆流率である。有効開口部面積（ＥＯＡ：effective orifice area）は次式により計算できる。
ＥＯＡ（ｃｍ2）＝Ｑrms／（５１．６＊（ΔΡ）1/2）
（式中、Ｑrmsは収縮期／拡張期流量（ｃｍ3／ｓ）の二乗平均平方根、ΔΡは収縮期／拡張期平均血圧低下（ｍｍＨｇ）である。）
【０１６１】
人工心臓弁の流体力学的性能を表す別の測定値として、逆流率（人工心臓弁を通って逆流した流体又は血液の量を一回拍出量で割った値）を使用した。
【０１６２】
流体力学的性能の測定値は、ＥＯＡ＝２．０６ｃｍ2、逆流率＝８．２％であった。
【０１６３】
実施例２
下記の点を例外として、別の人工心臓弁を実施例１の記載に従って製作した。
【０１６４】
初回組立て及び熱処理サイクル
リーフレットフレームと外側フレームの直径を少し広げ、双方の間を約１６ｍｍ空けて、フィルムが巻き付けられたマンドレルの表面に設置し、リーフレットフレームと外側フレームを回転整列させた。
【０１６５】
最終組立て及び熱処理サイクル
メスを用いて、機械的連結タブの上を切断した。タブを変形して、リーフレットを外側フレームに連結させた。
【０１６６】
得られた人工心臓弁１００は、複数層のフルオロポリマー層を有する複合材料で形成されたリーフレット１４０を備え、この複数層のフルオロポリマー層は複数の孔を有し、これらのフルオロポリマー層の実質的に全部の孔にエラストマーが存在する。各リーフレット１４０は、図３Ｂに示す閉位置（弁組立体を通って血液が流れるのを実質的に阻止する位置）と、図３Ａに示す開位置（弁組立体を通って血液が流れるのを可能にする位置）との間を移動できる。このように、人工心臓弁１００のリーフレット１４０は閉位置と開位置の間を繰り返し移動して、ヒト患者の血流方向を概ね調節する。
【０１６７】
流体力学的性能を測定した。流体力学的性能値は、ＥＯＡ＝２．３ｃｍ2、逆流率＝１１．８％であった。
【０１６８】
上述の説明において、多くの特性及び利点（本開示の装置及び／又は方法の構造及び機能の詳細並びに代替の選択肢を含む）が記載されている。この開示内容は単なる説明のためのものであり、網羅的であることは意図されていない。当業者であれば、本開示の原理の範囲内で、添付の請求項を表現している語句の広範且つ一般的な意味が示す最大限の範囲で、様々な修正、特に部品の構造、材料、要素、成分、形状、サイズ、及び配置（組み合わせを含む）に関する修正を実施できることは明らかであろう。これらの様々な修正物が添付の請求項の精神及び範囲を逸脱することがない限り、これらの修正物は添付の請求項に包含されることが意図されている。
【０１６９】
実施例３（単一リーフレットフレーム人工心臓弁）
好ましい実施形態において、下記の工程に従って、複合材料（延伸フルオロポリマー膜とエラストマー材料とを有し、半剛性で折り畳み不能の金属フレームに連結される複合材料）で形成されたポリマーリーフレットと、さらに張力緩和具（strain relief）とを有する人工心臓弁を製作した。
【０１７０】
焼入れ処理された、ある一定長さのＭＰ３５Ｎコバルトクロム管をレーザー加工して、直径２６．０ｍｍ、壁厚０．６ｍｍの形状のリーフレットフレームを作成した。リーフレットフレームを電解研磨すると、各表面から０．０１２７ｍｍの材料が除去され、丸くなった縁が残った。リーフレットフレームに粗面化処理を行って、リーフレットフレームに対するリーフレットの接着性を高めた。リーフレットフレームをアセトン超音波浴に約５分浸して洗浄した。次に、一般に当業者に知られている機器（例えば、カリフォルニア州コロナのＰＶＡ ＴｅＰＬａ Ａｍｅｒｉｃａ社のＰｌａｓｍａ Ｐｅｎ）及び方法を使用して、金属製リーフレットフレーム全体をプラズマ処理した。この処理は、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）接着剤の湿潤を向上させるのにも役立った。
【０１７１】
次に、リーフレットフレームにＦＥＰ粉末（ダイキンアメリカ社、ニューヨーク州オレンジバーグ）を施した。より具体的には、ＦＥＰ粉末を密閉ブレンド装置（例えば標準の料理用ミキサー）内で撹拌して、空気を含んだ「雲」を形成し、この「雲」の中にリーフレットフレームを浮かせた。リーフレットフレームの表面全体に均一な粉末層が付着するまで、リーフレットフレームをＦＥＰ粉末の「雲」にさらした。次に、３２０℃に設定された強制空気オーブン内でリーフレットフレームを約３分静置することにより、熱処理を施した。その結果、粉末が溶けて、薄い被膜の形でリーフレットフレーム全体に付着した。リーフレットフレームをオーブンから取り出し、静置してほぼ室温になるまで冷ました。
【０１７２】
張力緩和具を以下の方法でリーフレットフレームに取り付けた。壁厚の薄い（１２２μｍ）焼結済みの１５ｍｍ径ｅＰＴＦＥ管を、先細のマンドレルにかぶせて半径方向に引き伸ばすことにより２４．５ｍｍの通気性金属マンドレルの表面に配置した。一続きのＦＥＰコーティングを有する実質的に無孔のｅＰＴＦＥ膜２層を、ＦＥＰ側がマンドレルに向いた状態でマンドレルの外周に巻き付けた。上記のように巻き付けたマンドレルを、３２０℃に設定された対流式オーブンに入れて２０分間加熱した。ｅＰＴＦＥと実質的に無孔のｅＰＴＦＥ膜とを併せて内部剥離ライナーとして機能させ、メスの刃で穴あけしてマンドレルの通気孔間に圧力が伝わるようにした。この剥離ライナーは、後工程で全て除去される。
【０１７３】
壁厚が厚く（９９０μ）部分的に焼結された、長さ５ｃｍ、内径２２ｍｍのｅＰＴＦＥ管（密度＝０．３ｇ／ｃｍ3）を、剥離ライナーと共に２４．５ｍｍの通気性金属マンドレルの表面に配置した。より直径の大きいマンドレルを収容できるように、ｅＰＴＦＥ管を先細のマンドレルで引き伸ばすことにより、ｅＰＴＦＥ管の内径を大きくした。
【０１７４】
溶融押し出しと引き伸ばしを用いて、タイプ１のＦＥＰ薄膜（４μｍ）（ＡＳＴＭ Ｄ３３６８）を形成した。５ｃｍ長さの上記ｅＰＴＦＥ管に１層のＦＥＰを巻き付けた。
【０１７５】
ＦＥＰ粉末が付着したリーフレットフレームを、通気性金属マンドレル上の、全長５ｃｍのｅＰＴＦＥ管とＦＥＰフィルムの概ね中央位置に配置した。
【０１７６】
リーフレットフレーム及び５ｃｍ長さのｅＰＴＦＥ管に１層のＦＥＰを巻き付けた。
【０１７７】
長さ５ｃｍ、厚さ９９０μｍ、内径２２ｍｍの第２のｅＰＴＦＥ管を、先細のマンドレルで半径方向に引き延ばして、より大きな直径の構築物を収容できるようにして、２４．５ｍｍの通気性金属マンドレルに層状に形成された組立体の上に配置した。
【０１７８】
実質的に無孔のｅＰＴＦＥ膜を上記構築物より直径の大きい円筒状に構成し、組立体にかぶせて、いわゆる犠牲管を形成した。焼結ｅＰＴＦＥ繊維（例えばＧｏｒｅ Ｒａｓｔｅｘ（登録商標）Ｓｅｗｉｎｇ Ｔｈｒｅａｄ、部品番号Ｓ０２４Ｔ２、デラウェア州ニューアーク）を用いて犠牲管の両端を密閉し、マンドレルを保護した。
【０１７９】
マンドレルの内側は真空を維持しながら、上記犠牲管の外側に１００ｐｓｉの空気圧を加えることのできる対流式オーブン（設定温度３９０℃）の中で、組立体（マンドレルを含む）を加熱した。マンドレルの温度（マンドレルの内径に直接接する熱電対で測定した温度）が約３６０℃に達するまで、組立体を４０分間加熱した。オーブンから組立体を取り出し、圧力１００ｐｓｉと真空条件を維持したまま静置してほぼ室温まで冷ました。
【０１８０】
次に、犠牲管を取り外した。組立体を外しやすくするため、マンドレルの内径に約３０ｐｓｉの圧力を加えた。内部の剥離ライナーを反転させ軸線方向に引き離すことにより、組立体の内径から内部剥離ライナーを剥がした。
【０１８１】
ポリマー材料をメスで切り整えてからリーフレット窓とリーフレットフレーム底部から除去し、約０．５〜１．０ｍｍの材料が張り出した状態にした。
【０１８２】
次にリーフレット材料を準備した。ｅＰＴＦＥ膜は、米国特許第７，３０６，７２９号明細書で概説されている教示内容に従って製造されたものである。このｅＰＴＦＥ膜は、単位面積当たり質量０．４５２ｇ／ｍ2、厚さ約５０８ｎｍ、マトリクス引張り強度は長手方向が７０５ＭＰａ、横断方向が３８５ＭＰａであった。この膜にフルオロエラストマーを吸収させた。このコポリマーは、約６５〜７０重量パーセントのパーフルオロメチルビニルエーテルと、それと相補的な約３５〜３０重量パーセントのテトラフルオロエチレンから本質的になる。
【０１８３】
フルオロエラストマーを２．５％濃度のＮｏｖｅｃ ＨＦＥ７５００（３Ｍ、ミネソタ州セントポール）に溶かした。（ポリプロピレン剥離フィルムで支えられた）ｅＰＴＦＥ膜に溶液をマイヤーバーで塗布し、１４５℃に設定された対流式オーブンに入れて３０秒間乾燥させた。２回のコーティング工程後の最終のｅＰＴＦＥ／フルオロエラストマー即ち複合材料は、単位面積当たり質量が１．７５ｇ／ｍ2、フルオロポリマー２９．３重量％、ドーム破裂強度が約８．６ＫＰａ、厚さが０．８１μｍであった。
【０１８４】
最終のリーフレットは、２８．２２重量％のフルオロポリマーで構成され、厚さは５０．３μｍであった。個々のリーフレットは２６層の複合材料を有し、厚さ／層数の比率は１．９３μｍであった。
【０１８５】
得られた人工心臓弁２００は、複数層のフルオロポリマー層を有する複合材料で形成されたリーフレット１４０を備え、この複数層のフルオロポリマー層は複数の孔を有し、これらのフルオロポリマー層の実質的に全部の孔にエラストマーが存在する。各リーフレット１４０は、図１１Ｄに例示する閉位置（弁組立体を通って血液が流れるのを実質的に阻止する位置）と、図１Ｃに例示する開位置（人工心臓弁２００を通って血液が流れるのを可能にする位置）との間を移動できる。このように、人工心臓弁２００のリーフレット１４０は閉位置と開位置の間を繰り返し移動して、ヒト患者の血流方向を概ね調節する。
【０１８６】
加速摩耗試験の前に流体力学的性能を測定した。流体力学的性能値は、ＥＯＡ＝２．４ｃｍ2、逆流率＝１１．９４％であった。
【０１８７】
上記実施形態の精神又は範囲から逸脱することなく上記実施形態を様々に修正及び変形できることは、当業者には明らかであろう。このように、添付の請求項及びその均等物の範囲に入ることを条件として、上記実施形態は、上記実施形態の修正物及び変形物に及ぶことが意図されている。
【図１Ａ】
0006463693.tif 000002
【図１Ｂ】
0006463693.tif 000003
【図１Ｃ】
0006463693.tif 000004
【図１Ｄ】
0006463693.tif 000005
【図１Ｅ】
0006463693.tif 000006
【図２Ａ】
0006463693.tif 000007
【図２Ｂ】
0006463693.tif 000008
【図３Ａ】
0006463693.tif 000009
【図３Ｂ】
0006463693.tif 000010
【図４Ａ】
0006463693.tif 000011
【図４Ｂ】
0006463693.tif 000012
【図５Ａ】
0006463693.tif 000013
【図５Ｂ】
0006463693.tif 000014
【図６Ａ】
0006463693.tif 000015
【図６Ｂ】
0006463693.tif 000016
【図７Ａ】
0006463693.tif 000017
【図７Ｂ】
0006463693.tif 000018
【図８Ａ】
0006463693.tif 000019
【図８Ｂ】
0006463693.tif 000020
【図８Ｃ】
0006463693.tif 000021
【図８Ｄ】
0006463693.tif 000022
【図８Ｅ】
0006463693.tif 000023
【図８Ｆ】
0006463693.tif 000024
【図９Ａ】
0006463693.tif 000025
【図９Ｂ】
0006463693.tif 000026
【図１０Ａ】
0006463693.tif 000027
【図１０Ｂ】
0006463693.tif 000028
【図１１Ａ】
0006463693.tif 000029
【図１１Ｂ】
0006463693.tif 000030
【図１１Ｃ】
0006463693.tif 000031
【図１１Ｄ】
0006463693.tif 000032
【図１２】
0006463693.tif 000033
【図１３Ａ】
0006463693.tif 000034
【図１３Ｂ】
0006463693.tif 000035