(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
経皮的に挿入自在な心臓弁であって、
弾性の環状輪と、
前記環状輪に連結された少なくとも１つの弁尖膜であって、当該弁尖膜を血流が通過するのを遮断する第１の位置と、当該弁尖膜を血流が通過するのを可能にする第２の位置とを有するものである、前記少なくとも１つの弁尖膜と、
外力を加えることにより第１の位置から第２の位置へ調整自在な少なくとも２つの把持爪であって、前記第２の位置で当該把持爪内へ周囲の心臓組織を侵入させ、前記外力が除去されることにより当該把持爪は前記第１の位置に弾力的に復帰して前記把持爪内に位置する心臓組織を把持し、それにより、前記心臓弁を所定位置に保持するように構成されているものである、前記少なくとも２つの把持爪と
を有し、
前記心臓弁は双安定性経皮的心臓弁であり、すなわち、カテーテル通過後の第１の安定位置と、当該心臓弁が埋め込まれる位置である第２の安定位置との間で機械的に変位自在に構成されているものであり、
さらに、一端が前記環状輪に連結されている複数の脚部を有する本体部材を有し、
前記脚部は前記第２の安定位置において前記環状輪に対して外側に向かって押圧され、当該心臓弁を前記心臓組織に係止するのを支援するように構成されていること
を特徴とする経皮的に挿入自在な心臓弁。
【請求項２】
請求項１記載の心臓弁において、前記環状輪は、心臓の僧帽弁開口部に嵌入できるように構成され、且つ嵌入できる形状および大きさになっていることを特徴とする心臓弁。
【請求項３】
請求項１記載の心臓弁において、前記環状輪は、心臓の大動脈弁開口部に嵌入できるように構成され、且つ嵌入できる形状および大きさになっていることを特徴とする心臓弁。
【請求項４】
請求項１記載の心臓弁において、前記環状輪は、心臓の肺動脈弁開口部に嵌入できるように構成され、且つ嵌入できる形状および大きさになっていることを特徴とする心臓弁。
【請求項５】
請求項１記載の心臓弁において、前記環状輪は、心臓の三尖弁開口部に嵌入できるように構成され、且つ嵌入できる形状および大きさになっていることを特徴とする心臓弁。
【請求項６】
請求項１記載の心臓弁において、前記環状輪は放射状に拡張自在であり、それにより、当該心臓弁が埋め込み位置に係止されることを特徴とする心臓弁。
【請求項７】
請求項１記載の心臓弁において、前記把持爪の各々は、前記環状輪および前記脚部のうちの少なくとも１つに連結されるものであり、それにより、前記把持爪の各々が前記第１の位置から前記第２の位置へ変位することが可能になることを特徴とする心臓弁。
【請求項８】
請求項１記載の心臓弁において、
さらに、前記本体部材を前記把持爪に連結する少なくとも１つのフィラメントを有し、当該フィラメントは、前記心臓弁近位から延出しており、それにより、前記心臓弁の埋め込み位置から遠く離れた位置から前記第１の位置と第２の位置との間で前記把持爪を制御できるように構成されていることを特徴とする心臓弁。
【請求項９】
請求項８記載の心臓弁において、
さらに、前記把持爪の一方の側の動きを拘束する拘束部材を有し、前記把持爪のもう一方の側には前記少なくとも１つのフィラメントが連結されており、それにより、前記少なくとも１つのフィラメントを引っ張ると前記把持爪が開くように構成されていることを特徴とする心臓弁。
【請求項１０】
請求項１記載の心臓弁において、前記本体部材および前記把持爪は構造的に一体化されていることを特徴とする心臓弁。
【請求項１１】
請求項１記載の心臓弁において、
前記弾性の環状輪は拡張自在であり、
前記少なくとも２つの把持爪は当該心臓弁を埋め込み位置へ導入するために調整自在であり、
前記拡張自在な環状輪は、前記心臓弁を前記埋め込み位置に係止するために拡張するように構成されているものであることを特徴とする心臓弁。
【請求項１２】
請求項１または１１記載の心臓弁において、前記環状輪、前記本体部材、前記脚部、前記把持爪、および前記少なくとも１つの弁尖膜は、畳み込まれて折り畳まれた状態でカテーテルに挿入され、埋め込み位置へ経皮的に送達されることを特徴とする心臓弁。
【請求項１３】
双安定性経皮的心臓弁であって、
弾性の環状輪と、
一端が前記環状輪に連結されている複数の脚部を有する本体部材と、
外力を加えることにより第１の位置から第２の位置へ調整自在な少なくとも２つの把持爪であって、前記第２の位置で当該把持爪内へ周囲の心臓組織を侵入させ、前記外力が除去されることにより当該把持爪は前記第１の位置に弾力的に復帰して、前記把持爪内に位置する臓組織を把持し、それにより、前記心臓弁を所位置に保持するように構成されているものである、前記少なくとも２つの把持爪と、
前記環状輪、前記本体部材、および前記脚部のうちの少なくとも１つに連結された少なくとも１つの弁尖膜であって、当該弁尖膜を血流が通過するのを遮断する第１の位置と、当該弁尖膜を血流が通過するのを可能にする第２の位置とを有するものである、前記少なくとも１つの弁尖膜と、
前記本体部材を前記把持爪に連結する少なくとも１つのフィラメントであって、前記心臓弁近位から延出し、それにより、前記心臓弁の埋め込み位置から遠く離れた位置から前記第１の位置と第２の位置との間で前記把持爪を制御できるように構成されている、前記少なくとも１つのフィラメントと
を有することを特徴とする双安定性経皮的心臓弁。
【請求項１４】
請求項１３記載の心臓弁において、前記環状輪は、（ｉ）心臓の僧帽弁開口部、（ｉｉ）心臓の大動脈弁開口部、（ｉｉｉ）心臓の肺動脈弁開口部、および（ｉｖ）心臓の三尖弁開口部に嵌入できるように構成され、且つ嵌入できる形状および大きさになっていることを特徴とする心臓弁。
【請求項１５】
請求項１３記載の心臓弁において、前記環状輪、前記本体部材、前記脚部、前記把持爪、および前記少なくとも１つの弁尖膜は、畳み込まれて折り畳まれた状態でカテーテルに挿入され、埋め込み位置へ経皮的に送達されることを特徴とする心臓弁。
【請求項１６】
請求項１５記載の心臓弁において、当該心臓弁は、前記カテーテル通過後の第１の安定位置と、当該心臓弁が埋め込まれる位置である第２の安定位置とを有することを特徴とする心臓弁。
【請求項１７】
請求項１６記載の心臓弁において、前記本体部材および前記脚部は前記第２の安定位置において前記環状輪に対して外側に向かって押圧され、当該心臓弁を前記心臓組織に係止するのを支援するように構成されていることを特徴とする心臓弁。
【請求項１８】
請求項１３記載の心臓弁において、前記環状輪は放射状に拡張自在であり、それにより、当該心臓弁が埋め込み位置に係止されることを特徴とする心臓弁。
【請求項１９】
請求項１３記載の心臓弁において、前記把持爪の各々は、前記環状輪および前記脚部のうちの少なくとも１つに連結されるものであり、それにより、前記把持爪の各々が前記第１の位置から前記第２の位置へ変位することが可能になることを特徴とする心臓弁。
【請求項２０】
請求項１３記載の心臓弁において、
さらに、前記把持爪の一方の側の動きを拘束する拘束部材を有し、前記把持爪のもう一方の側には前記少なくとも１つのフィラメントが連結されており、それにより、前記少なくとも１つのフィラメントを引っ張ると前記把持爪が開くように構成されていることを特徴とする心臓弁。
【請求項２１】
請求項１３記載の心臓弁において、前記本体部材および前記把持爪は構造的に一体化されていることを特徴とする心臓弁。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
この特許出願は、２００３年７月２１日付け出願済み米国仮特許出願第６０／４８８，８３８号に対して優先権を主張し、この参照によりその全体が本明細書に組み込まれるものである。
【０００２】
本発明は、埋め込み用に僧帽弁および他の心臓弁に送達するようカテーテル内への畳み込みが可能な、経皮的に挿入される双安定人工心臓弁の設計を対象としている。
【背景技術】
【０００３】
心臓弁の逆流は、疾患または傷害の結果、心臓弁が完全に閉じなくなってしまった場合に発生する。肺動脈弁の逆流を伴う患者は、不整脈、突然死、および右心室機能不全をより起こしやすいことが示されている。同様に、虚血および変性（逸脱）疾患による僧帽弁逆流（僧帽弁閉鎖不全症）は、リモデリングによる左心室機能不全、また左心室拡張に寄与し、僧帽弁逆流をさらに悪化させることが示されている。現在、正常に機能しない心臓弁は、全身麻酔および心肺バイパスの使用により死、脳卒中、感染、出血、および合併症の著しい危険性が伴う開心術により、生体的または機械的な人工弁と交換されるのが通常である。このような処置では、回復にかかる期間が長くなる可能性が大きい。しかしながら、特定の疾患状態については、疾病率および死亡率が比較的低い理由から開心術の代わりに経皮的な方法が取られている。例えば、僧帽弁が適切に開かない疾患であるリウマチ性僧帽弁狭窄症は、大腿静脈からバルーンを挿入して僧帽弁の開口部を拡大することにより治療されてきている。
【０００４】
僧帽弁狭窄症に対する経皮的バルーン弁形成術の成功に基づいて、研究者たちは、手術を行わずに心臓弁膜症を治療するための他の代替方法を探究してきた。例えば、Ｃｒｉｂｉｅｒらは、"Ｐｅｒｃｕｔａｎｅｏｕｓ  Ｔｒａｎｓｃａｔｈｅｔｅｒ  Ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｎ  Ａｏｒｔｉｃ  Ｖａｌｖｅ  Ｐｒｏｓｔｈｅｓｉｓ  ｆｏｒ  Ｃａｌｃｉｆｉｃ  Ａｏｒｔｉｃ  Ｓｔｅｎｏｓｉｓ（石灰沈着性大動脈狭窄に対する人工大動脈弁の経皮的経カテーテル埋め込み）"と題された報告（Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ、２００２年１２月１０日、３００６〜３００８ページ）で、人工生体弁を縫い付けたバルーン拡張型ステントを開示している。この装置は、石灰沈着性大動脈狭窄の治療用に使われる。"Ｐｅｒｃｕｔａｎｅｏｕｓ  Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｐｕｌｍｏｎａｒｙ  Ｖａｌｖｅ（肺動脈弁の経皮的挿入）"と題された論文（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｏｌｌｅｇｅ  ｏｆ  Ｃａｒｄｉｏｌｏｇｙ、Ｖｏｌ．  ３９、Ｎｏ．１０、２００２年５月１５日、１６６４〜１６６９ページ）では、Ｂｏｎｈｏｅｆｆｅｒらが、肺動脈弁疾患を治療するためウシの静脈（頸静脈）弁に挿入された同様なステントアプローチについて説明している。また、僧帽弁尖上にクリップを配置する僧帽弁疾患用の修復技術（ＵＳ  ６，６２９，５３４）、冠状静脈洞から僧帽弁輪を締める技術（ＵＳ  ６，５３７，３１４）、または機械的に定位置に保持される拡張自在な心臓弁を配備する技術（ＵＳ  ５，５５４，１８５）も開発されている。
【０００５】
Ｎｏｒｒｅｄ（ＵＳ  ６，４８２，２２８）は、リブおよび円形のエラストマー系弾性キャノピーを有した人工心臓弁をカテーテル内に畳み入れて挿入し、手術せずに埋め込み領域に送達する、経皮的大動脈弁置換術について開示している。上行大動脈中に挿入された人工心臓弁の本体および弁尖は縫合糸状の部材の中央カラムを引っ張ることにより傘状に開かれる。この小さい「傘」の構成にはヒンジ継手が使われる。しかし、人工大動脈弁は、上行大動脈内に延在するステントシステムを使って係止され、これにより大動脈生体弁上部の大動脈流路内で弁が係止される。前記傘構造を開くために使われる前記縫合糸状の部材は、前記ステントシステムの一部として配備される。このような設計は、前記生体弁の位置での人工心臓弁配置に影響を受けやすい。
【０００６】
他のステント付き人工心臓弁は、バルーンで拡張自在なステントか、自己拡張ステントかの設計を係止システムが必要とする受動的な技術で説明されている。例えば、このようなステント付き設計は、ＵＳ  ６，４５４，７９９と、ＵＳ  ２００２／０１３８１３８と、ＵＳ  ６，５８２，４６２と、ＵＳ  ６，４５８，１５３と、ＵＳ  ６，４２５，９１６と、ＵＳ  ５，８５５，６０１とで説明されている。これらのステント付き人工心臓弁は、一度配備されてしまうと再位置決めも、再畳み込みも、簡便な除去も不可能であることが理解されるであろう。さらに、この設計を利用する初期の大動脈弁配備で見られたように、石灰化した位置に配備するステントの剛性により、ステント外側周囲で逆流が起こりうる。また、心臓の鼓動中に移動する血液柱内でバルーンを拡張する必要があり、これを正確に配備するチャンスは一度しかないため、これらの構造の位置決めも困難である。
【０００７】
石灰で厚くなった輪内でステント付き心臓弁を配備する場合、困難はさらに増す。このステント設計は、石灰沈着性大動脈狭窄において石灰の存在により前記輪がより拡大された大動脈位置ではわずかながらより好適である。ただし、他の大動脈弁疾患または僧帽弁位置でのように石灰が存在しない場合は、比較的薄い輪内にステントを係止することが難しい。さらに、バルーン上にステントを畳み載せ、これをプラスチック（ビニール）の変形能により拡張する方法の性質上、構造全体が著しく大きな外形を有する必要性が生じ、石灰化物でまだ直径が狭まっていない大直径の弁輪内へカテーテルで経皮的に挿入することが困難になり、前記構造の初期サイズと最終サイズとの比は制限される。
【０００８】
カテーテルにより挿入できるように外形が小さく、バルーンまたはステント以外を使って配備した後は外形が大きくなることにより、配備前後での外形比の範囲拡大を可能にする、折り畳み構造を利用した改良型人工心臓弁構造が望まれている。また、配備、折り畳み、除去が可能で、配備の安全性と精度を向上させられるように後から再配備が可能な人工心臓弁構造も望まれている。本発明は、人工心臓弁技術における上記の必要性等に対処するものである。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、以下のものがある（国際出願日以降、国際段階で引用された文献及び他国に国内移行した際に引用された文献を含む）。
【特許文献１】米国特許第４，０５６，８５４号明細書
【特許文献２】米国特許第４，７５９，７５９号明細書
【特許文献３】米国特許第４，７７７，９５１号明細書
【特許文献４】米国特許第５，５５４，１８５号明細書
【特許文献５】米国特許第５，８５５，６０１号明細書
【特許文献６】米国特許第６，１８３，４９４号明細書
【特許文献７】米国特許第６，４２５，９１６号明細書
【特許文献８】米国特許第６，４５４，７９９号明細書
【特許文献９】米国特許第６，４５８，１５３号明細書
【特許文献１０】米国特許第６，４６１，３６６号明細書
【特許文献１１】米国特許第６，４８２，２２８号明細書
【特許文献１２】米国特許第６，４９４，９０９号明細書
【特許文献１３】米国特許第６，５１７，５７６号明細書
【特許文献１４】米国特許第６，５３７，３１４号明細書
【特許文献１５】米国特許第６，５５１，３４４号明細書
【特許文献１６】米国特許第６，５６１，９６９号明細書
【特許文献１７】米国特許第６，５８２，４６２号明細書
【特許文献１８】米国特許第６，６０５，１０２号明細書
【特許文献１９】米国特許第６，６２９，５３４号明細書
【特許文献２０】米国特許第６，６４１，５５７号明細書
【特許文献２１】米国特許第６，６５０，９２３号明細書
【特許文献２２】米国特許出願公開第２００１／０００２４４５号明細書
【特許文献２３】米国特許出願公開第２００２／０１３８１３８号明細書
【特許文献２４】米国特許出願公開第２００６／００２０３３２号明細書
【非特許文献１】ブロック  Ｐ．Ｃ．（Ｂｌｏｃｋ  Ｐ．Ｃ．）、「僧帽弁閉鎖不全症のための経皮的僧帽弁修復（Ｐｅｒｃｕｔａｎｅｏｕｓ  ｍｉｔｒａｌ  ｖａｌｖｅ  ｒｅｐａｉｒ  ｆｏｒ  ｍｉｔｒａｌ  ｒｅｇｕｒｇｉｔａｔｉｏｎ）」、インターベンショナル心臓病学雑誌（Ｊ．ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ  Ｃａｒｄｉｏｌｏｇｙ）、２００３年、第１６巻、第１号、ｐ．９３−９６
【非特許文献２】ボンホエッファー（Ｂｏｎｈｏｅｆｆｅｒ）ら、「肺動脈弁の経皮的挿入（Ｐｅｒｃｕｔａｎｅｏｕｓ  ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｐｕｌｍｏｎａｒｙ  ｖａｌｖｅ）」、心臓学アメリカ大学雑誌（Ｊ．ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍ．  Ｃｏｌｌｅｇｅ  ｏｆ  Ｃａｒｄｉｏｌｏｇｙ）、２００２年、第３９巻、第１０号、ｐ．１６６４−１６６９
【非特許文献３】クライバー（Ｃｒｉｂｉｅｒ）ら、「石灰沈着性大動脈狭窄人工大動脈弁経皮カテーテル移植（Ｐｅｒｃｕｔａｎｅｏｕｓ  ｔｒａｎｓｃａｔｈｅｔｅｒ  ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｎ  ａｏｒｔｉｃ  ｖａｌｖｅ  ｐｒｏｓｔｈｅｓｉｓ  ｆｏｒ  ｃａｌｃｉｆｉｃ  ａｏｒｔｉｃ  ｓｔｅｎｏｓｉｓ）」、循環器（Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）、２００２年、ｐ．３００６−３００８
【非特許文献４】デイビス  Ｈ（Ｄａｖｉｅｓ，Ｈ）、「大動脈弁閉鎖不全症の一時的緩和のためのカテーテル装着バルブ（Ｃａｔｈｅｔｅｒ−Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｖａｌｖｅ  Ｆｏｒ  Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ  Ｒｅｌｉｅｆ  ｏｆ  Ａｏｒｔｉｃ  Ｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）」、ランセット（Ｔｈｅ  Ｌａｎｃｅｔ）、１９６５年、１月３０日
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、埋め込み用に心臓弁に送達するようカテーテル内への畳み込みが可能な、経皮的に挿入される双安定人工心臓弁を提供することにより、人工心臓弁技術における上記の必要性等に対処するものである。前記心臓弁は、弾性の環状輪と、複数の脚部を有する本体部材であって、各前記脚部の一端で前記環状輪に連結されている、本体部材と、外力を加えることにより第１の位置から第２の位置へ調整自在な爪部であって、前記第２の位置で前記爪部のなかへ周囲の心臓組織が侵入することが許容されるものである爪部と、前記環状輪、前記本体部材、および／または前記脚部に連結された弁尖膜であって、前記弁尖膜を通過する血流を遮断するための第１の位置と、前記弁尖膜を通過する血流を可能にする第２の位置とを有するものである弁尖膜とを有する。前記心臓弁は、前記外力を取り除いた時点で、前記爪部が前記爪部内に位置付けられた心臓組織を把持するように前記第１の位置に弾力的に戻ることにより、前記心臓弁を定位置に保持するように設計されている。前記本体部材および前記爪部は、構造的に一体化しうる。このように設計された前記心臓弁は、心臓の僧帽弁か、大動脈弁か、肺動脈弁か、三尖弁かの開口部に嵌入するよう前記環状輪を適合させることにより、それぞれ人工僧帽弁、人工大動脈弁、人工肺動脈弁、または人工三尖弁として使用しうる。
【００１０】
この心臓弁の例示的な実施形態では、前記環状輪、前記本体部材、前記脚部、前記爪部、および前記弁尖膜は、埋め込みのため心臓へ経皮的に送達するカテーテル内に挿入する折り畳み位置へと折り畳まる。この心臓弁は、カテーテル通過後の第１の安定位置と、心臓弁埋め込み用の強制移行先位置である第２の安定位置とを有する。前記第２の安定位置では、前記本体部材は、前記心臓弁の心臓組織への係止を支援するため、前記環状輪を外側に押圧する。この弾性の環状輪は、前記心臓弁を弁腔内の埋め込み位置に係止するため拡張するように拡張自在であってもよい。
【００１１】
各爪部は、各爪部が第１の爪部位置から第２の爪部位置へ動けるよう、前記環状輪および／または脚部に連結されている。この爪部の移動は、前記心臓弁の近位から延出し前記本体部材を前記爪部に連結するフィラメントによる埋め込み処置中、遠隔的に制御する。
【００１２】
本発明の範囲は、患者体内の埋め込み位置（心臓弁腔）に双安定経皮的心臓弁を埋め込む方法も含む。このような方法の例示的な実施形態は、
双安定経皮的心臓弁を折り畳み位置へと折り畳む工程と、
カテーテルを患者体内に挿入し、患者心臓内の埋め込み位置に近接した位置へ、前記カテーテルの遠端を導入する工程と、
折り畳まれた前記心臓弁を前記カテーテルに挿入し、折り畳まれた前記心臓弁を前記カテーテルの前記遠端に前進させる工程と、
折り畳まれた前記心臓弁を前記カテーテルの前記遠端を越えて導入し、前記心臓弁が安定な展開位置へと弾力的に展開するものである、導入する工程と、
展開した前記心臓弁を第２の安定位置に強制移行する工程と、
前記心臓弁を前記埋め込み位置に導入する工程と、
前記心臓弁の爪部を調整する工程であって、前記爪部の調整は前記爪部内への周囲の心臓組織の進入を可能にするように外力を加えることにより行い、前記外力を取り除いた時点で、前記爪部が前記爪部内に位置付けられた心臓組織を把持するよう、より閉じた位置に弾力的に戻ることにより、前記心臓弁を定位置に保持するものである、調整する工程と、
前記導入装置および前記カテーテルを除去する工程と
を含む。
【００１３】
前記爪部を調整するため加える前記外力は、前記カテーテルを通過し前記爪部の遠端に連結した前記カテーテルフィラメントの近端における操作によりもたらされる。このフィラメントは、前記心臓弁を２つの安定な配置構成間で切り替えて前記爪部を開くために使用することもできる。このフィラメントは、埋め込みが完了すると取り外すか、または血流を妨げないよう前記人工心臓弁内の前記本体部材の近くに引き寄せて前記人工心臓弁内に残してもよい。また別個の固定長フィラメントが、長い方のフィラメントが一定点を越えると前記爪部がさらに開くよう、爪部の片側と前記本体部材の脚部との間に取り付けられる。
【００１４】
このような方法の顕著な有益性は、展開した前記心臓弁を前記埋め込み位置に導入する工程と、前記爪部を調整して前記心臓弁を定位置に保持する工程とが、前記心臓弁の位置、安定性、および機能が一定条件を満たすまで、繰り返される点にある。また、前記心臓弁を弾性材料で形成することにより、この心臓弁は、前記安定な展開位置において、心臓組織での前記心臓弁の係止を支援するよう、前記心臓組織を外側へ押圧できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図１〜１２を参照して本発明を説明する。当業者であれば、これらの図面に関する本明細書の説明が例示目的のみのものであり、決して本発明の範囲を限定するように意図されたものではないことが理解できるであろう。本発明の範囲に関する疑問は、すべて添付した請求の範囲を参照することにより解決されうる。
【００１６】
本明細書で説明する心臓弁は、凍結または化学処理で保存したウシの心膜など、標準的な生体人工器官または人工器官材料から作製された弁尖用のハウジングを形成する、三角形状ベースの双安定弾性構造を有する。構造的には、僧帽弁腔への経中隔送達のため、あるいは大動脈弁腔、肺動脈弁腔、または三尖弁腔への直接的な静脈送達または動脈送達のためカテーテル内に折り畳まれたものとなっている。この折り畳み構造は、例えば直径の小さい導入カテーテルにより前記カテーテル内を通って、埋め込み位置（僧帽弁の場合は左心房など）へと進み、そこで疾患のある弁内に配備される。この構造は、前記カテーテルの遠端から出てきた時点で第１の安定位置へと開き、作動フィラメントの引っ張りにより第２の安定位置へと強制的に移行して、次に、複数の（例えば、３）点で前記環に係止される。この設計および埋め込み方法論では手術が不要になり、また、この双安定係止構造により、弁尖について、強く安定した埋め込み、中央での血流、および安定なプラットフォームが可能になることが理解されるであろう。さらに、位置決めもステントなどのバルーン拡張型装置より精確になり、ステントとは異なり、望ましい埋め込みが達成されるまで位置決めを繰り返すことができる。本明細書で説明する心臓弁構造では、僧帽弁疾患の場合、ステントでは接着先の組織が不十分な状態であっても弁環の係止が可能になる。
【００１７】
連結する血管内に配置されるステントを使った既存の人工心臓弁設計と異なり、本発明の例示的な実施形態では、人工心臓弁は、疾患のある心臓弁の部位に配置するように構成される。その結果、作業者が心臓弁開口部内で心臓弁をより正確に位置決めするため、心臓弁を再位置決めおよび再係止できる能力が著しく高まる。
【００１８】
図１Ａおよび図１Ｂは、本発明の実施形態に係る双安定人工心臓弁１０の側面図を例示したものである。例示したように、この人工心臓弁１０は、脚部１６を介して本体部材１４に連結された環状輪１２を具備する（図１Ｂ）。例示した実施形態では、前記脚部１６は、フィラメント２０の張力調整または引っ張りに応答して開閉する爪部１８を介して前記環状輪１２に連結している。図示したように、前記フィラメントは、これらフィラメント２０を遠隔位置から引っ張ることにより前記爪部１８が初期の弛緩した（張力不在の）位置（図１）から第２の安定した（ただし張力不在ではない）位置（図４）へ引っ張られるよう、爪部１８の各側に連結している。前記フィラメントをさらに引っ張ると、前記人工心臓弁１０はさらに変形して、もう一式の短い固定長のフィラメント２４に張力がかかる位置へ移動する。さらに前記フィラメント２０を引っ張ると、前記爪部１８の下側が下降し、前記爪部１８の上側は張り詰めた前記フィラメント２４により固定されたまま保持される。この相対的な動きにより前記爪部１８が開き（図５）、そこへ把持される組織が進入してくる。各爪部１８は、各爪部１８が第１の（弛緩）位置から第２の（開放）位置へ動けるよう、前記環状輪および／または脚部１６に連結されている。例えば、図１Ａおよび図１Ｂに示したように、前記爪部１８は、前記環状輪１２が内部で摺動できるようにされた前記脚部の孔を介し、前記脚部および前記環状輪１２に連結されている。各爪部１８を１本のフィラメント２０で制御することにより、前記爪部１８は、前記フィラメント２０の連結に応じ、一斉に、または独立して開くことができる。
【００１９】
これらのフィラメント２０は、前記脚部１６の孔２２と、前記本体部材１４の中心とを貫通して組み込むことにより安定性をもたらし、また図４に関連して例示するように、前記本体部材１４を図１の安定した位置から埋め込み用の別の安定した位置（図４）に反転する機序をもたらす。図１Ｂに最も好適に示すように、小さいフィラメント２４は前記爪部１８の片側を保持するために使われ、前記爪部１８の他方の側がフィラメント２０を使って引っ張られると前記爪部１８が開くようになっている。最後に、少なくとも２つの弁尖２６は、従来の方法で前記環状輪１２に連結されている。前記双安定人工心臓弁１０を埋め込む際は、古い生来の心臓弁を乳頭筋につなぐ心臓内の既存腱索が、前記弁尖２６の適切な位置への保持に役立ち左心室機能を改善するよう機能しうることが理解されるであろう。
【００２０】
図２Ａおよび図２Ｂは、心臓弁腔内の埋め込み位置に経中隔送達するため、図１の前記双安定人工心臓弁１０が折り畳み位置でカテーテル２８に挿入されている状態を例示したものである。例示したように、前記人工心臓弁１０に取り付けた小口径導入カテーテルなどの導入機構３０は、前記カテーテル２８を通じて前記人工心臓弁１０を導入するため、また外科医または他の作業者による遠隔操作用の前記フィラメント２０をカテーテル２８の近端に導入するために使用する。逆に言えば、前記フィラメント２０は、単一の固定部材（図示せず）であって、前記小口径導入カテーテル３０の遠端に取り付けられる単一の固定部材に取り付けることができる。この固定部材は、埋め込み時における前記人工心臓弁１０の最終リリース用に、前記小口径導入カテーテル３０から取り外し自在であってよい（マイクロネジなどにより）。
【００２１】
図３Ａおよび図３Ｂは、図２の前記双安定人工心臓弁１０が前記カテーテルの末端から出てきて第１の安定位置へ弾力的に拡張した後の側面図を例示したものである。前記人工心臓弁１０の前記本体部材１４および前記環状輪１２は、前記人工心臓弁１０が前記カテーテル２８の遠端から出てきた時点で前記本体部材１４および前記環状輪１２が（傘が開くように）第１の安定位置に跳ね返るよう、ニチノールや変形自在なプラスチック（ビニール）など、頑丈かつしなやかな弾性材料で作製されることが好ましい。前記脚部１６については、剛性を増すよう湾曲させることができ、また前記折り畳み位置にある場合（図２Ａおよび図２Ｂ）放射状に内側へ曲がるよう構成できることが理解されるであろう。また、この脚部１６は、前記人工心臓弁１０埋め込み後の血流遮断を最小限に抑えるため、幅に沿ってテーパーをかけてもよい。例示した実施形態は、ほぼ対称的に離間された（１２０°離間）脚部１６を３本有しているが、より多数または少数の脚部も、異なる離間態様も可能であることが理解されるであろう。
【００２２】
図４は、図３の前記双安定人工心臓弁１０について、前記フィラメント２０が引っ張られて前記人工心臓弁１０が図３Ａの安定位置から第２の安定（反転）位置へ傘状に弾力的に反転した後を例示したものである。すなわち、前記本体部材１４および前記脚部１６は十分に弾性があるため、前記フィラメント２０を十分な力で引っ張ると、図４に示した前記第２の安定位置に跳ね上がる。以下詳述するように、本発明のこの機能が、心臓弁腔内での前記人工心臓弁１０装着を容易にする。
【００２３】
図５は、図４の前記双安定人工心臓弁１０について、前記フィラメント２０により強い力が加えられて、心臓弁腔内での配置用に前記爪部がさらに開いた状態を例示したものである。また、前記本体部材１４は、示されたとおり図４の前記第２の安定位置から、より近位の不安定な位置に移動する。
【００２４】
図６は、図５の前記双安定人工心臓弁１０が心臓弁腔内の埋め込み位置に配置された後、前記フィラメント２０にかかる張力が取り除かれ、前記爪部１８が近接する心臓組織３２を挟んでしっかり締まった状態を例示したものである。
【００２５】
前記人工心臓弁１０のサイズ（半径）は、前記人工心臓弁１０の用途が僧帽弁、大動脈弁、肺動脈弁、または三尖弁の修復か置換かにより異なる。これらの寸法（通常２０〜３０ｍｍ）は、当業者に公知の技術で容易に決定できる。また当業者であれば、逆行性の埋め込みの場合、そのような他の心臓弁位置用に、逆の方法で前記小口径導入カテーテル３０内に前記人工心臓弁１０を装着できることが理解されるであろう。
【００２６】
前記双安定経皮的人工心臓弁１０埋め込みのための外科的処置については、人工僧帽弁埋め込みの例に関する図７〜１２を参照して説明する。以下の説明から、埋め込むべき前記人工心臓弁が人工肺動脈弁、三尖弁、または大動脈弁である場合は、前記カテーテル２８が弁腔に対し異なる位置に配置されることが理解されるであろう。また上記のように、前記人工心臓弁１０は、異なる埋め込み位置については異なる寸法を有するであろう。
【００２７】
前記人工心臓弁１０を埋め込むには、手術中、図１〜６を参照して上述した前記人工心臓弁１０を折り畳み位置（図２Ａおよび図２Ｂ）に畳み込み、折り畳んだ前記人工心臓弁１０の収納に適したサイズの内腔を伴うカテーテル２８を患者の体内へ挿入し、患者心臓内の埋め込み位置に近接した位置（僧帽弁、肺動脈弁、三尖弁、または大動脈弁に近接した位置など）へ従来の方法で導入する。前記カテーテル２８が定位置に来たら、折り畳んだ前記人工心臓弁１０を前記カテーテル２８内に挿入し、小口径導入カテーテル３０を使って前記カテーテル２８の遠端へ導入する。さらに、前記小口径導入カテーテル３０は、前記カテーテル２８および心腔を貫通して前記小口径導入カテーテル３０を導入するための導入ワイヤ（図示せず）を収納しうる。図７に示したように、前記カテーテル２８は、下大静脈または上大静脈を経由し、右心房３６を貫通し、心房中隔３７を横断し、僧帽弁４０上部の左心房３８への順で心臓３４に進入する。
【００２８】
前記カテーテル２８が定位置に着き、このカテーテル２８の遠端に前記人工心臓弁１０を導入した時点で、前記カテーテル２８の遠端から前記人工心臓弁１０を押し出して、この人工心臓弁１０を第１の安定位置へと展開する（図８）。一般に、前記環状輪１２および前記本体部材１４の自然な弾性により、前記人工心臓弁１０は前記カテーテル２８の末端から出ると前記第１の安定位置に跳ね広がる。次に、前記人工心臓弁１０は、前記フィラメント２０を上記のように引っ張ることにより、この第１の安定位置から第２の安定位置へと「継続的にすばやく移行（ｓｎａｐｐｅｄ−ｔｈｒｏｕｇｈ）」する。この「継続的にすばやく移行（ｓｎａｐｐｅｄ−ｔｈｒｏｕｇｈ）」した人工心臓弁１０を例示したのが図９である。
【００２９】
次に、前記第２の安定位置に移行した前記人工心臓弁１０を、図１０に示すとおり前記小口径導入カテーテル３０を使って埋め込み位置（弁座など）へ導入する。画像処理装置（図示せず）を使用すると、外科医（作業者）は前記人工心臓弁１０の埋め込み位置への動きを見ることができる。前記フィラメント２０および２４にかける張力は前記人工心臓弁１０が定位置に着いた時点（図１０）でリリースし、これにより前記爪部１８を開いた状態に保ち前記本体部材１４を変形させていた張力もリリースする。図１１に示したように、前記フィラメント２０への張力を取り除くと、前記爪部１８は平衡位置にすばやく戻って閉じた状態になり、これにより前記爪部１８内に位置していた周囲の任意心臓組織３２を挟んでしっかり締まる。前記フィラメント２０は、前記カテーテル２８に再びロックされる。フィラメント２０にかかる張力をリリースする工程と、前記人工心臓弁２０を押圧し変形させる工程とは、同時に実施しうる。外科医（作業者）は、継続して前記人工心臓弁１０を押し下げていくことにより、前記人工心臓弁１０が安定した状態で埋め込まれ前記爪部１８が十分に心臓組織３２を「噛んで」いると判断されるまで、前記人工心臓弁１０の埋め込みの安定性をチェックすることができる。上記の前記人工心臓弁１０を押圧する工程と、前記爪部１８の「噛み」具合をチェックする工程とは、前記人工心臓弁１０の位置および向きと、埋め込みの安定性とが許容範囲内になるまで、１つまたはすべての前記爪部１８について逆行させたり、反復させたりすることができる。適切に配置した前記爪部１８は心臓組織３２をしっかり把持し続け、前記人工心臓弁１０を定位置に保ち続ける。一度前記フィラメント２０および２４をリリースして弛緩させると、前記脚部１６は最終的な位置へと放射状に広がることも理解されるであろう。その後、前記フィラメント２０は、マイクロネジを回し外すなどして前記小口径導入カテーテル３０からリリースし、前記小口径導入カテーテル３０は、前記本体部材１４からゆっくり係合解除する。この係合解除中、前記人工心臓弁１０は、新しい境界条件へと適宜移行するため若干動くことがあるので注意すべきである。前記爪部１８が心臓組織３２を適切に把持している限り、これが問題になることはないはずである。ただし、埋め込まれた人工心臓弁１０が過剰に動くのを観測した場合、作業者は、前記カテーテル２８を使って前記人工心臓弁１０を押し下げ、埋め込みの安定性を再度チェックできることが理解されるであろう。このように、ステントを使ったバルーン拡張型装置と異なり、本明細書で説明する人工心臓弁１０は再配備自在であり、受動的な係止とは対照的に、能動的に係止しうる。そして、次に前記カテーテル２８および前記小口径導入カテーテル３０が除去される。図１２は、前記カテーテル２８が除去された状態で埋め込み位置にある前記人工心臓弁１０を例示したものである。
【００３０】
弁腔に着座させるため前記人工心臓弁１０を押し下げている間、前記環状輪１２は、その弾性により、弁腔内埋め込み位置の非円形環形状に変形することが理解されるであろう。通常、この変形の大部分は前記環状輪１２の平面内で起こる。この環状輪１２は、それ自体の弾性により元の環形状に跳ね戻ろうとしつつ、埋め込み位置で心臓組織３２を放射状に押圧する。その結果生じる弾性力が、前記人工心臓弁１０を定位置に保持するよう機能する。さらに、反転後の安定位置で一度埋め込まれた前記本体部材１４は、（開いた傘のように）著しい安定性および強度を有し、心臓組織３２内での前記人工心臓弁１０の係止をさらに支援するよう前記環状輪１２を外側へ押圧することが理解されるであろう。
【００３１】
以上、本発明の実施を詳しく説明してきたが、当業者であれば、本発明の新規性のある説明および優位性を実質的に変更しない範囲で多数の付加的な変更（修正）形態が可能であることが容易に理解されるであろう。例えば、当業者であれば、信頼性と、安全性と、製造しやすさとを追求するため、前記の本体部材と、脚部と、爪部とを構造的に一体化できることが理解されるであろう。異なる別の例として、前記フィラメント２４は、前記脚部１６または前記爪部１８の片側に接触して動きを制限する突出部といった、動きを拘束する部材で置き換えることができる。このようないかなる変更（修正）形態も、付随の請求の範囲で定義された本発明の範囲に包含されるよう意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
本発明は、添付の図面を参照することで、付随の発明に関する詳細な説明から明確に理解されるであろう。
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施形態に係る双安定人工心臓弁の側面図を例示した図。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本体部材、脚部、環状輪、爪部、およびフィラメントをより明瞭に示すために、図１Ａの双安定人工心臓弁を弁尖の破断図とともに例示した図。
【図２Ａ】図２Ａは、心臓弁腔内の埋め込み位置に送達するため、図１の双安定人工心臓弁が折り畳み位置でカテーテルに挿入されている状態を例示した図。
【図２Ｂ】図２Ｂは、折り畳まれた本体部材、脚部、環状輪、爪部、およびフィラメントをより明瞭に示すために、図２Ａの双安定人工心臓弁を弁尖の破断図とともに例示した図。
【図３Ａ】図３Ａは、図２の双安定人工心臓弁がカテーテルの末端から出てきて第１の安定位置へ弾力的に拡張した後の側面図を例示した図。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本体部材、脚部、環状輪、爪部、およびフィラメントをより明瞭に示すために、図３Ａの双安定人工心臓弁を弁尖の破断図とともに例示した図。
【図４】図４は、図３の双安定人工心臓弁について、フィラメントが引っ張られて人工心臓弁の脚部が図３Ａの第１の安定位置から第２の安定（反転）位置へ傘状に弾力的に戻った後を例示した図。
【図５】図４の双安定人工心臓弁について、フィラメントにより強い力が加えられて、脚部が第２の安定位置を越え反転したことにより、心臓弁腔内での配置用に爪部がさらに開いた状態を例示した図。
【図６】図５の双安定人工心臓弁について、フィラメントにかかる張力が取り除かれ、爪部が近接する心臓組織を挟んでしっかり締まった状態を例示した図。
【図７】図７は、埋め込み前の、折り畳まれた人工僧帽弁を内蔵したカテーテルの、僧帽弁上部での配置を例示した図。
【図８】図８は、左心房内で第１の安定位置にある、展開した人工僧帽弁を例示した図。
【図９】図９は、本体部材に取り付けられたフィラメントを引っ張ることにより脚部が反転した後、左心房内で第２の安定位置にある、人工僧帽弁を例示した図。
【図１０】図１０は、埋め込み位置（弁座など）へ導入中の、第２の安定位置にある、人工僧帽弁を例示した図。
【図１１】図１１は、僧帽弁腔内の埋め込み位置において、フィラメントからの張力が取り除かれ、開いた爪部内にある周囲の任意心臓組織をこの爪部が挟んでしっかり締まった状態にある人工僧帽弁を例示した図。
【図１２】図１２は、カテーテルが除去された状態で埋め込み位置にある人工心臓弁を例示した図。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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