(57)【要約】  心弁用人工器官に、移植後に心臓弁の生体弁を機能的に置換するための人工弁尖が設けられている。心弁用人工器官には前記人工弁尖を取り付ける人工器官部であって、生体心臓弁の生理的な置換のために、前記人工器官部と前記人工弁尖が機能的に正常な形状を再現する安定した所定の機能形状を取る人工器官部も設けられている。前記人工器官部は、安定した所定の機能形状に対して変形した形状を有する、変形した一時的な機能形状から、前記安定した所定の機能形状へと段階的に移行するように事前構成されている。【選択図】図１Ｂ
2018537204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移植後に心臓弁の生体弁を機能的に置換するための人工弁尖と、
前記人工弁尖が取り付けられた人工器官部であって、生体心臓弁の生理的な置換のために、前記人工器官部と前記人工弁尖が、機能的に正常な形状を再現する安定した所定の機能形状を取る人工器官部と、
を備え、
前記人工器官部は、前記安定した所定の機能形状に対して変形した形状を有する変形した一時的な機能形状に固定されるように事前構成され、また使用中に前記変形した一時的な機能形状から前記安定した所定の機能形状に段階的に移行するように事前構成されていることを特徴とする心弁用人工器官。
【請求項２】
前記変形した一時的な機能形状から前記安定した所定の機能形状への前記人工器官部の段階的な移行が、弾性復元により生じることを特徴とする請求項１に記載の心弁用人工器官。
【請求項３】
前記変形した一時的な機能形状にある前記人工器官部の保持部を備え、前記保持部は、前記人工心弁器官の移植後に段階的に分解されることにより、前記変形した一時的な機能形状から前記安定した所定の機能形状へと前記人工器官部が移行可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の心弁用人工器官。
【請求項４】
前記保持部が生体内分解性または生分解性の材料からなることを特徴とする請求項３に記載の心弁用人工器官。
【請求項５】
前記人工器官部には、前記人工弁尖の主支持部と、前記主支持部を取り囲むように構成された環状周縁当接部とが備えられ、前記主支持部は、使用中に自身と前記環状周縁当接部との間に心臓弁の生体弁尖を捕捉するために半径方向の力を伴って、前記環状周縁当接部に抗して拡張可能であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の心弁用人工器官。
【請求項６】
前記環状周縁当接部は、変形した一時的な形状から安定した既定形状に移行し、前記環状周縁当接部が前記人工弁尖の主支持部を巻き込むように設けられていることで、前記人工器官部の、変形した一時的な機能形状と安定した所定の機能形状の対応する形状とがそれぞれ、全体的に規定されることを特徴とする請求項５に記載の心弁用人工器官。
【請求項７】
前記変形した一時的な形状にある前記環状周縁当接部が、前記安定した既定形状に対して、弾性的に変形、および／または、伸長されていることを特徴とする請求項６に記載の心弁用人工器官。
【請求項８】
前記環状周縁当接部が、前記保持部により、変形した一時的な形状に弾性的に保持されていることを特徴とする、請求項３又は請求項４を引用する請求項７に記載の心弁用人工器官。
【請求項９】
前記保持部が前記環状周縁当接部の空洞に挿入されていることを特徴とする請求項８に記載の心弁用人工器官。
【請求項１０】
前記保持部が、前記環状周縁当接部のコアの少なくとも一部分が組み込まれた母材を含むことを特徴とする請求項８に記載の心弁用人工器官。
【請求項１１】
前記変形した一時的な形状にある前記環状周縁当接部の変形が異方的であることを特徴とする請求項５〜１０の何れか一項に記載の心弁用人工器官。
【請求項１２】
前記環状周縁当接部に少なくとも１つの連続リングが設けられることで前記環状周縁当接部が変形可能でかつ伸長不可能となることを特徴とする請求項５〜１１の何れか一項に記載の心弁用人工器官。
【請求項１３】
前記環状周縁当接部に軸方向に相隔てた少なくとも２つの連続リングが設けられることで前記環状周縁当接部が前記環状周縁当接部の平面内でのみ変形可能となることを特徴とする請求項１２に記載の心弁用人工器官。
【請求項１４】
前記心弁用人工器官が全体的に、経カテーテル的な手法を用いた移植に適合する、必要スペースの小さな非機能的な形状に、折り畳み可能であることを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載の心弁用人工器官。
【請求項１５】
前記変形した一時的な機能形状では、前記人工器官部が前記安定した所定の機能形状と比べてより大きく拡張している形状を有し、前記安定した所定の機能形状では前記人工器官部が比較的大きく縮小していることを特徴とする請求項１〜１４の何れか一項に記載の心弁用人工器官。
【請求項１６】
移植後に心臓弁の生体弁を機能的に置換するための人工弁尖と、前記人工弁尖が取り付けられた人工器官部であって、生体心臓弁の生理的な置換のために、前記人工器官部と前記人工弁尖が機能的に正常な形状を再現する安定した所定の機能形状を取る人工器官部とを備えた心弁用人工器官を提供するステップと、
前記人工器官部を形状変化させ、前記人工器官部を前記安定した所定の機能形状に対して変形した形状を有する変形した一時的な機能形状に固定し、前記人工器官部が使用の際に前記変形した一時的な機能形状から前記安定した所定の機能形状へと段階的に移行できるように、前記人工器官部を事前構成するステップと、
を備えたことを特徴とする心弁用人工器官の製造方法。
【請求項１７】
前記人工器官部を弾性的に形状変形させ、使用中に段階的に分解可能な保持部を用いて、前記人工器官部を前記変形した一時的な機能形状に固定させることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記変形した一時的な機能形状では、前記人工器官部が前記安定した所定の機能形状と比べてより大きく拡張している形状を有し、前記安定した所定の機能形状では、前記人工器官部が比較的大きく縮小していることを特徴とする、請求項１５または１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は心臓弁の機能不全を治療するための埋め込み式人工器官の分野に関する。
【０００２】
本発明は機能不全を起こしている心臓弁の生理機能を置換することのできる埋め込み式人工器官に特に関連して開発された。
【背景技術】
【０００３】
心臓弁は、生体の循環系の血流を生成するポンプとしての心臓の正常な機能を担っている器官である。その主な役割としては、心腔内の血流を一方向性にすることが含まれ、拡張期として知られる心腔の充満期と、収縮期として知られている血液の拍出期との、両方において欠くことができないものである。
【０００４】
人間の心臓には４つの心臓弁が存在する。最も重要な心臓弁、言い換えると、早期死亡あるいは生活の質を著しく損ねる虞のある機能不全が明白に認められる心臓弁は、大動脈弁と僧帽弁であって、何れも心臓の左側に位置しており、全身の末梢血管新生に関与している。これら４つ全ての心臓弁は、狭窄症と閉鎖不全性の主に２種類の機能不全、あるいはこれらの組み合わせから影響を受ける可能性がある。狭窄症は、弁が開口した状態で血液の流れが妨げられる弁口の病理学的な狭窄として定義される。弁閉鎖不全または不全症は反対に、弁尖が完全に閉鎖できないものとして定義されている。弁尖の不完全な接合は逆流現象に発展する、つまり心弁が閉鎖した状態で逆流が形成される。大動脈弁狭窄症と僧帽弁閉鎖不全症は欧米諸国で最も多い弁膜症である。
【０００５】
心弁閉鎖不全症は患者の身体機能を著しく損ね心筋の負担が大きい不全症である。閉鎖不全症は、房室弁、特に僧帽弁に対し特に深刻な機能不全である。この機能不全は病状の急速な悪化に繋がる悪循環を引き起こす場合が多い。事実、僧帽弁からの血液の逆流により左心室の機能が阻害され、心臓から周辺の心室に有効に送られる酸素を含んだ血液の量が、心室自身の収縮期収縮による体積量に対して減少する。この低下した能率を補おうと、拍出される血液量を増加させるために左心室が拡張する傾向がある。しかしながら、心室腔の拡張により僧帽弁輪まで拡張し、さらに変形することとなり、これにより弁下器官の機能不全が引き起こされ、僧帽弁そのものの閉鎖不全に拍車が掛かり、逆流量がますます増加し、心室の拍出機能がさらに低下することとなる。つまり、心室の拡張による僧帽弁逆流を補おうとすることが、逆流そのものを増加させることになり、これにより心不全（心臓まひ）の発生に直結する悪循環が生じる。この状況は、拡張のために心室体積が増大すると同時に心室壁が薄くなることにより、心筋が拡張期に受けるストレス（後負荷と呼ばれる）レベルが大きく上昇し、苦痛な状況と心筋の機能低下が直ちに生じ、心不全の状態悪化に寄与する、という事実によりさらに悪化する。
【０００６】
現在の技術水準において、深刻な心臓弁閉鎖不全を治療する標準的な治療法は、永久的な人工弁の移植かまたは生体弁の修復であって、この方法は心弁自体の機能回復を促す装置の同時移植が伴うことが多く、このようなのもとしては、弁形成リング、房室弁の場合には人工腱索、などが挙げられる。何れの場合にも通常は開胸手術を用いて治療が行われ、この開心外科手術により機能不全を起こしている心弁への心臓外科的な直接的なアクセスが可能となる。通常、手術は心臓を一時的に停止させると同時に、適当なポンプと酸素交換機を使用することにより、患者から静脈血を脱血してこれを酸素化し、これを動脈循環に送血させることが可能な人工体外血液回路の形成が必要とされている。心停止を管理する手法の確立および体外循環システムの有効性の改善にもかかわらず、開胸手術の侵襲性は大きなリスク因子であって、外科処置に伴う致死率は依然として高いままである。このため、多くの場合、患者が高齢であることまたは合併症などの患者の全身状態により、致死リスクが高くなるか、または通常の外科手術の失敗率を許容できないほどに高くしている。このため、患者の外科処置ができなくなり、心弁の機能ひいては心筋能力の回復に不可欠な治療への道が閉ざされてしまう。
【０００７】
外科処置のリスクとデメリットを抑制あるいは取り除くために、通常の外科的治療に代わる手段として、低侵襲性の画期的な移植手術が近年開発された。
【０００８】
当初は、侵襲性の低減化は、移植部位の縫合を必要としない人工器官（無縫合人工弁）と、内視鏡的手術に適合する手術器具を使用して、心臓弁にアクセスする切開口の大きさを小さくすることによって侵襲性を低減させる試みがなされてきた。
【０００９】
最近では、放射状に折り畳み可能であって、遠隔操作により移植部位に到達させることで血管系内部に案内し、人工器官を解放することのできる小型カテーテルを用いて移植することのできる人工心弁が開発された。この新技術により人工置換弁の移植を心臓が拍動したまま行うことが可能であって、心臓停止と体外循環器を一切必要としない。
【００１０】
その後の処置が外科的な処置か経カテーテル的な処置かに関係なく、治療処置または置換の結果、房室弁逆流が急に欠落することは、収縮排出期に心室から受ける血行動態負荷が同様に急上昇するために特定のリスクが伴う。説明を簡単にするための例として僧帽弁を取り上げると、閉鎖不全を起こしている僧帽弁から心房への大きな逆流により、収縮排出の際に左心室が受ける血行動態負荷が減少し、収縮排出は肺循環に直接連結している心房の収縮排出であって、これは低圧力のシステムとして性質付けられる。心房内部の逆流が一切ない僧帽弁閉鎖不全症の効果的な治療により、心室が受ける負荷が急上昇するが、これにより心筋に加えられる力が急上昇することとなる。致命的な状態で且つ／または心室の拡張を伴う血行動態状態の存在下では、この急な心筋過負荷が、手術後の深刻な急性合併症の原因となる可能性がある。
【００１１】
閉鎖不全を起こしている僧帽弁を経カテーテルルートで埋め込み式人工心弁に置換すること、またより一般的に移植部位において外科的な縫合を必要としない人工心弁に置換することに特に関連した別の問題点は、僧帽弁輪のサイズ拡大から生じるものであって、これはすでに説明したメカニズムに従う僧帽弁逆流から引き起こされる心臓左側の心室拡張の結果である。最も有名な経カテーテル型の人工僧帽弁は、弁の開口部の内部における中央部材の拡張に基づくものである。人工器官の本体は、移植の際に人工器官の挿入と位置決めに必要な畳まれた形状から、生体僧帽弁輪との連続性を生み出すための拡張形状に移行する。生体弁と接触させるだけ、または生体弁に少なくとも近接させることで、人工器官の正常な機能、つまり逆流に対する弁周囲の緊密性と適切な固定が確保される。
【００１２】
手術条件下で弁輪の径寸法に対して適合性のある径寸法を必要とする僧帽弁用経カテーテル人工器官の例は、特許文献１、特許文献２および特許文献３に記載されており、前者２つの文献に係るフックからなる環状リングのペアと、後者の文献に係るループ状リングからなる環状リングのペアは、それぞれ僧帽弁輪との機械的な係合メカニズムを生じさせる。人工器官の形状を生体弁輪の形状に適合させることも必要とされる別の解決方法は、一連の先端部とフックが生体弁の弁輪と弁尖の両方に係合するようになっている特許文献４に記載されており、また特許文献５には、中央部材がＤ字状に形成されることで僧帽弁輪の形状と寸法によりうまく適合する旨が記載されている。
【００１３】
ここで一般的に、従来技術では拡張した弁輪の形状に適合する必要があるものは人工器官の形状であり、この必要性によって、人工器官自体が位置決めおよびカテーテル解放の際に折り畳むことが可能な最小の外形に、大きな制限が加えられることを明確に示すことは価値があろう。僧帽弁輪に直接作用する構造が設けられた１組の無縫合型人工僧帽弁が特許文献６に記載されている。この文献には弁輪の位置で生体弁尖を完全に取り囲むように位置決めされている環状部を備える埋め込み式人工器官システムが記載されている。略円筒状の弁部材の開口部の内部で上記環状部と接触するまで拡張させることにより弁輪の安定化が可能となるが、これは生体弁尖が、弁輪そのものの挿入ライン近傍で、人工弁システムの２つの部材の間の位置で固定されたままとなるからである。この既知の解決策は、上記他の構成とは異なり、生体弁輪の弁輪を自身に安定して固定するという特徴を有する。
【００１４】
本発明の目的は従来後術の課題を解決することである。弁閉鎖不全症を患っている患者に埋め込み式置換人工器官を提供すること、特に無縫合型で、有利には弁逆流を時間の経過と共に段階的になくすことのできる人工器官を提供することは有益であって利点が大きいことに注目すべきである。以下に記載される人工器官はまた逆再生処置の創出、つまり心臓病により拡張した生体弁輪の大きさを減少させるための収縮処置をすることに関する。とりわけ弁輪の逆再生の適応可能性により人工器官そのものの大きさをも同時に減少させることが可能となり、これにより従来技術の欠点が１つ解決される。
【００１５】
したがって、本発明の目的は病的な心弁逆流、特に房室弁の逆流を正常化させることであって、時間の経過と共に段階的に変化することで弁閉鎖不全症を完全になくし、これにより心室壁の心筋が新しい作動条件により良く適合し、よって弁置換に直接的に関係する合併症の発生率を低減させるという目的を有している。本発明の別の目的は、埋め込み式人工心弁が機能不全を起こしている生体弁の生体構造に正常化作用を与えることのできるメカニズムを提供し、病変の変形作用および拡張作用に対応することである。
【００１６】
本発明の特定の実施形態による解決策のいくつかの態様は、記載の明確性のために、特許文献である特許文献６に示されている人工器官システムを参照して記載されており、その内容は参照により本明細書に組み込まれるしかし、一般的な意味において、本発明は本特許文献に記載されている形状とは異なる形状を有する人工心弁にも適応可能であって、またこれらが、その配置に関わらず、すべての心臓弁の閉鎖不全症の治療に適合されることは明らかである。実際、治療される心臓弁の弁輪に確実に連結することのできる（一群の）構造を有する人工器官システムであれば、本発明の適用により利益を受けられる可能性がある。特に、本発明は、限定されるわけではないが、特許文献である特許文献７および特許文献８に記載の特徴を有する人工心弁に適用することが可能であって、その内容もまた本明細書に組み込まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】国際公開第２０１１／１６３２７５号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０／０３７１４号公報
【特許文献３】国際公開第２０１１／００２９９６号公報
【特許文献４】国際公開第２００８／１０３７２２号公報
【特許文献５】国際公開第２０１４／１３８８６８号公報
【特許文献６】国際公開第２０１４／０８０３３９号公報
【特許文献７】国際公開第２０１２／０６３２２８号公報
【特許文献８】国際公開第２０１５／１１８４６４号公報
【発明の概要】
【００１８】
本発明の第１の態様は心弁用人工器官であって、前記心弁用人工器官は、人工心臓器官の移植後に心臓弁の生体弁尖を機能的に置換するための人工弁尖を備え、さらに前記人工弁尖を取り付ける人工器官部が備えられ、前記人工器官部は、生体心臓弁を生理的に置換する目的のために、前記人工器官部と前記人工弁尖が機能的に正常な形状を再現する安定した所定の機能形状を取ることを意図している。人工器官部は変形した一時的な機能形状で固定されるように事前構成され、このとき人工器官部は上記の安定した所定の機能形状に対して変化した形状を有している。人工器官部は使用の際、この変形した一時的な機能形状から段階的に安定した所定の機能形状へと移行するように事前構成されている。
【００１９】
有利には、人工器官部の変形した一時的な機能形状から安定した所定の機能形状への段階的な変化は弾性復元を用いて行うことができる。
【００２０】
特定の態様によれば、変形した一時的な機能形状において、心弁用人工器官は人工器官部の保持部を備えることができる。これら保持部は、人工心臓器官の移植後における段階的な分解を提供することで、人工器官部が変形した一時的な機能形状から安定した所定の機能形状に変化できるようになっている。有利には、保持部は生分解性または生体内分解性の材料から構成することすることができる。
【００２１】
特定の態様によれば、人工器官部は、人工弁尖の主支持部と、前記主支持部を取り囲むことが可能で、前記主支持部が径方向の力を伴って対抗して拡張することにより、使用中、心臓弁の生体弁尖を弁輪との間に捕捉することのできる環状周縁当接部と、を備えている。有利には、環状当接部は変形した一時的な形状から安定した既定形状に移行可能であって、人工弁尖の主支持部を捕捉することで対応する形状、変形した一時的な機能形状と安定した所定の機能形状を、人工器官部全体に対して一般的に定めている。有利には、変形した一時的な形状にある環状当接部はその安定した既定形状に対して弾性的に変形および／または延伸させることができる。特定の態様によれば、上記保持部を用いて、環状当接部を変形した一時的な形状に弾性的に保持することができる。有利には、保持部を環状当接部の空洞に挿入することができる。変形実施例によれば、保持部が、環状当接部のコアの少なくとも一部分が組み込まれた母材を含むことができる。
【００２２】
特定の態様によれば、変形した一時的な形状への環状当接部の変形は異方的で構わない。有利には、環状当接部に少なくとも１つの連続リングを設けることで環状部を変形可能でかつ非伸長性にすることができる。有利には、環状当接部に、軸方向に相隔てた少なくとも２つの連続リングを設けることで環状部を環状当接部の平面内だけで変形可能とすることができる。
【００２３】
特定の態様によれば、人工心臓器官は、一般的に、経カテーテル型の手法を用いて移植することのできる、必要スペースの小さな非機能的な形状に折り畳むことができる。
【００２４】
本発明はまた心弁用人工器官の製造方法に関する。この方法は有利に、
・人工心臓器官の移植後に心臓弁の生体弁尖を機能的に置換するための人工弁尖と、前記人工弁尖を取り付け、生体心臓弁を生理的に置換する目的のために、前記人工器官部と前記人工弁尖が機能的に正常な形状を再現する安定した所定の機能形状を取ることを意図している人工器官部と、を備える心弁用人工器官を提供するステップと、
・前記人工器官部を形状変化させ、前記安定した所定の機能形状に対して変形した形状を有する変形した一時的な機能形状を持つように固定し、前記人工器官部が使用の際に前記変形した一時的な機能形状から前記安定した所定の機能形状へと段階的に移行できるように前記人工器官部を事前構成するステップと、を有する。
【００２５】
上記方法の特定の態様によれば、人工器官部の形状は弾性変形可能であって、使用中に段階的な分解が可能な保持部を使用することで変形した一時的な機能形状に固定することができる。
【００２６】
一般的には、本発明の一以上の実施形態に係る解決策は、好ましくは移植前の弾性範囲内における、弁輪に機械的に連結されている構造体の変形と、この変形した形状が人工器官の移植後に人工器官の働きを所定の限られた時間だけ妨げるように変形された形状を一時的に安定化させるという操作に基づいている。構造体のこの変形形状は、人工器官が部分的に閉鎖不全となるようにする必要がある。房室弁を例にとると、人工器官システムは、移植直後の一定時間の間、人工器官内部の逆流に関して、所定程度の閉鎖不全を有しており、心弁閉鎖不全が完全になくなることに起因する心室が受ける収縮負荷の急上昇を部分的なものとすることできる。一定時間の経過後、設計段階でおそらく少なくとも原理的に決まっていた、好ましくは環状部を構成する材料の弾性復元性を用いて、正常な形状に回復し、人工器官に加えられた特異的な変形がなくなる。後者の効果としては人工弁尖の閉鎖不全および人工心弁内の逆流の消滅がある。
【００２７】
上記の効果に加えて、一時的に与えられた変形により、構造体の一部のサイズが大きくなるが、この構造体は、移植方法を行う際、生体弁輪に接続して作用する。このようにして、構造体ひいては人工器官システムの全体が、同様の人工器官システムと互換性があるが変形の課されていない構造を有する弁輪よりも、大きなサイズを有する弁輪内での移植に適したものとなる。
【００２８】
数日から数週間までの期間にわたる本移植方法の終了時には、構造体に変形を課していた束縛が段階的に解消され、移植システムにおいて、構造体、ひいては人工器官システム全体に本来の形状および／または大きさが取り戻される。構造体を変形させている束縛がなくなることによって人工心弁の閉鎖不全が相殺されると同時に弁輪のサイズが小さくなる。したがって心弁の閉鎖不全は段階的に解消され、心筋に与えるダメージを小さくしながら、生体弁輪の逆再生が得られる。
【００２９】
上記２つの機能特性、つまり、逆流弁の正常化を段階的にする機能と、弁輪の大きさを小さくする機能が２つ同時に存在する必要はないことは明らかであろう。以下説明されるように、実際のところ、弁輪の逆再生を必ずしも生むことなく閉鎖不全の正常化の段階的な性質を引き出すことが可能である。これは弁輪の拡張が臨床的に好ましくない場合に必要とされる場合がある。
【００３０】
より具体的には、本発明の実施形態に係る解決策は、生体心室内弁の弁尖の後ろ側で弁尖を完全に取り囲むようにして配置可能な環状部と、移植物よりも実質的に小さな径に折り畳み可能であって、僧帽弁開口部の内部で拡張可能な中央バルブ部と、を備える人工器官システムと互換性がある。この解決策により人工器官システムの一部である環状部に、金属材料から一般的には生成されるがそうとも限らないコアを含むことが可能であって、このコアは全体または一部がメッシュ状、らせん状、または弾性変形を可能にするその他形状を有しており、ここで弾性変形とは長手方向の伸長（環状部の軸方向の広がり、つまり総長が増加すること）と、環状部が位置している平面、つまり横断方向に対する変形（環状部の形状が変化する）の両方の変形がある。部品の構成ステップでは、構造体はその形状により許される自由度に応じて変形されるが、いずれにしても構成材料の弾性限界は逸脱せず、変形形状を保っている束縛から一度解放されると本来の形状まで確実に弾性的に戻るようになっている。例えば環状部は、軸方向の広がりを大きくするか、楕円形状あるいは、正常な作動条件から予想される形状とは異なる何らかの形状を課すか、またはこの２つの変形を同時に加えることができる。このようにして変形した環状部は、人工器官システムを、円周方向の広がりの増加、ひいては環状部の相当直径の増加の結果、大きなサイズを有することとなった生体弁輪の内部での移植に適するものにすることと、人工心弁の閉鎖不全を移植された器官に引き起こすことの、二重の結果を達成する。後者については、人工器官システムの中央部材は、部品が人工弁尖を支持しており、好ましくは折り畳み可能で拡張可能なフレームにより構成され、一度人工器官が移植されると、その拡張された形状が、これを取り囲む環状部の形状、大きさ、および弾性特性により制限を受けることを認めることができる。実際、この移植方法を実行するときに、中央部材は環状部に機械的に接合するまで拡張される。人工器官の最終形状は、中央部材に加えられた半径方向の力と環状部により形成される束縛力との均衡の結果定められるものであって、中央部材の拡張は何れしても限定的であって不完全に留まっている。中央部材に支持される人工弁尖は、つまり予想される最終の移植形状で最適な接合を提供するのに適するようなサイズを有しており、つまり予想される最終の移植形状において、人工器官内の逆流に対して効果的な流体緊密性を提供するのに適するサイズを有している。上記の通り、環状部をさらに変形させることにより、中央部材の最終形状が結果として変形し、さらに拡張するか楕円化し、または通常の動作条件から予想される形状とは何らかの異なる形状を有するか、またはこれら２つの変形の組み合わせとなる。最終的な効果として、人工弁尖が最適な方法では互いに接続されずに閉鎖不全となり、人工心弁は人工器官内で逆流を示す。
【００３１】
本発明の実施形態に係る解決策によれば、変形した環状部の形状は、血液に接触するか、および／または、人体の生理条件下で生分解性または浸食され得る特徴を有する材料を供給することにより固定化される。適用例として、本発明の一般的性質を如何なる形でも限定する意図はないが、採用する形状に応じ、コアを構成するメッシュあるいは螺旋状の空洞を適切に充填する生分解性の材料を供給することにより、またはコアの構造部を完全に覆うかもしくは適当な部分のみを覆うことで、変形した状態で硬化させることにより、環状部の変形を固定するという結果を得ることができる。人工器官が一度移植されると、環状部の変形した形状を固定するために添加されていた生分解性材料が血液に接触し、分解プロセスそのものが開始される。この生分解により充填材料が環状部に干渉する度合いが小さくなり、これにより中央部材のみとの弾性平衡の形状が段階的に回復し、充填材料による変形作用の付加が一切なくなる。例えば、上記２つの変形を環状部に与えると、円周方向の広がりが小さくなり、逆再生を伴う作用、つまり生体僧帽弁輪の収縮が創出されると同時に、中央部材の真円度が回復する。これら２つの複合効果により意図していた人工弁尖の接合が取り戻され、移植直後の装置が示していた人工器官内の逆流がなくなる。
【００３２】
生体内分解性充填材料の分解速度は材料そのものの化学組成と物性から十分に予測することができる。このようにして、手術の際、機能的に安定な形状に人工器官が回復するのに要する時間を調節することが可能となる。このため、僧帽弁閉鎖不全症が全快して左心室が完全な血行動態に回復するまでの過渡期を事前に確立することができる。
【００３３】
本発明の一以上の実施形態に係る解決策において、環状部のコアは、同様の用途における幅広い臨床実績によりすでに特徴付けられている、チタン合金などの生体適合性の金属合金から製造することができる。しかし、無縫合移植技術、さらには経カテーテル移植技術で要求される必要な機能要件を総合的に考慮すると、永久歪みを生じることなく弾性範囲内に留まりながら大きく変形することのできる超弾性合金を使用するのが有利であるようである。既に無縫合の経カテーテル心弁で使用されている超弾性合金の例としては、ニッケル／チタン合金が挙げられ、ニッケル／チタン合金は同じ原子百分率を有し、ニチノールの名称で商業的に知られている。
【００３４】
環状部が変形した形状を固定する、現在の技術における固定材料に関して、種々の生体内分解性材料または生分解性材料、つまり人体の生理条件および血流に接触することで分解可能な生体適合性材料が知られている。このような特性を有する材料の例としては、ポリ乳酸、ポリジオキサノン酸（ＰＤＳ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）またはそれらのコポリマーなどをベースとしたポリマーが挙げられ、その他乳酸または炭酸トリメチレンなどのモノマーを添加することにより、合成に使用した種々のモノマーの関連性とモノマー自体の性質に応じて、分解および溶解の速度を調節することができる。これらポリマーは、本発明の目的のために異なるタイプの使用を可能にする様々な形態で利用可能である。例えば、再吸収可能な外科縫合糸を生成するためにポリグリコール酸がすでに使用されている。本発明の実施形態において、変形した環状部のコアに巻きつくことで、例えば、構造体の形状に存在する空洞部を充填し、これにより弾性復元を一時的に防止して、実際に変化および変形した一時的な形状で固定することができる再吸収可能な糸が提供されている。スクリュー、プレート、等の移植可能な生分解性医療器具を製造するために使用される生体内分解性材料も知られている。これらの材料は本発明ではインサート、くさび等の部材を製造するために使用可能であって、何れも環状部のコアにある空洞を充填するために成形されており、これにより変化または変形した一時的な形状に固定される。本発明の他の実施形態では、生体内分解性材料は、環状部のコアの少なくとも一部が取り込まれることで変化または変形した形状に保持することのできるマトリクスを形成することができる。多くの場合、実際のところ、生体内分解性ポリマーは良好な機械性能を有しており、ＰＧＡ繊維は、約７ＧＰａのヤング率の値などにより特徴付けられており、これは高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）と比べて１０倍も大きい。
【００３５】
本発明の様々な実施形態の範囲内で、上記利点を達成するために環状部に一時的に課される変化または変形は、環状部そのものの一部分および構造体全体に適応することもできる。同様にして本発明は、同じ原理に基づいて、互いに物理的に分離した複数の分割部に分割された環状構造体にも適応することができる。本発明の１つまたは複数の実施形態による解決策は、他の特徴および関連する利点に関して、純粋に非限定的な例として与えられる以下の詳細な説明を参照することにより、よりよく理解されるであろう。詳細な説明は添付の図面と併せて解釈され、簡単のために対応する要素には同一または類似の参照符号を付し、その説明は繰り返さないこととする。この点に関して、図面は必ずしも縮尺通りに描かれておらず（一部の詳細は誇張および／または単純化されている）、他に示されていない限り、記載された構造および方法を概念的に説明するために使用される。特に図面中：
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１Ａおよび図１Ｂは、移植方法の異なるステップに対応した形状における、本発明の実施形態に適合する形状に従って心臓弁を治療する人工器官の概略図を表す。
【図２】図２Ａおよび図２Ｂは、それぞれ図１Ａおよび図１Ｂに図示された人工器官の２つの部品の斜視図と平面図を表す。図２Ｃは図２Ａおよび図２Ｂの部品の組立形状を示している。
【図３】図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃは分離形状と組立形状にある人工器官の同じ部品を説明しており、環状部は一時的に円周の大きさが大きくなる方向に長く変形し、変形の原因がなくなると正常な作動形状に回復するとされている。
【図４】図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃは分離形状と組立形状にある人工器官の同じ部品を説明しており、環状部の形状が楕円方向に一時的に変形し、変形の原因がなくなると正常な作動形状に回復するとされている。
【図５】図５Ａおよび図５Ｂは心臓弁を治療し、何れも分離形状と組立形状における、図１Ａおよび図１Ｂに記載された人工器官の別バージョンの部品であって、円形とは異なる形状を有している。
【図６】図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃは分離形状と組立形状にある図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃに図示された人工器官の同じ部品を示しており、環状部を円周の大きさが大きくなるように変形させると同時にその形状を変形させることにより、環状部を一時的に変形させ、変形の原因がなくなると正常な作動形状に回復するとされている。
【図７】図７Ａおよび図７Ｂは縦方向の変形量を大きくし、形状も変化させるような変形を可能にする本発明の一実施形態に係る環状部のコアについての解決策の一実施例である。
【図８】図８Ａおよび図８Ｂは縦方向の変形量を大きくし、形状も変化させるような変形を可能にする本発明の一実施形態に係る環状部のコアについての別の解決策を示す。
【図９】図９Ａおよび図９Ｂはメッシュ構造の中に強制的に挿入される生分解性材料のブロックを用いて環状部のコアの変形形状を固定するための手法を説明している。
【図１０】図１０Ａおよび図１０Ｂは形状のみの変化を可能にし、長手方向に非伸長性となる変形を可能にする本発明の一実施形態に係る環状部のコアについての別の解決策を示す。
【図１１】図１１は構造体の開口部のいくつかに強制的に挿入される生体内分解性材料のブロックを用いて環状部のコアの変形形状を固定するための手法を説明している。
【図１２】図１２Ａおよび図１２Ｂは、コアの変形を長手方向にも可能にする図１０Ａおよび図１０Ｂに記載されている解決策に対する変形例を表した、本発明の一実施形態に係る環状部のコアについての別の構造的解決策を示す。
【図１３】図１３Ａおよび図１３Ｂは環状部のコアが変形した形状を、コアの構造に強制的に連結されている生体内分解性材料のブロックの挿入により固定する方法を説明している。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１Ａおよび図１Ｂは本発明に従う心臓弁の人工器官１０の移植方法のうち２つの異なるステップを概略的に表しており、この人工器官を使用することで治療する生体房室弁Ｖの機能が置換される。人工器官１０は環状部１２の形態をとる第１の部品と、人工弁尖１６を支持する中央部材１４の形態をとる第２の部品を備える。移植方法を使用する際、環状部１２が生体房室弁Ｖの外側に配置されてこれを完全に取り囲むようにされる一方で、中央部材１４が同じ生体房室弁Ｖの内側で拡張する（図１Ａ）。中央部材１４が拡張することで２つの部品１２，１４が互いに連結する（図１Ｂ）。２つの部品１２，１４の接触は直接的なものではなく、生体弁Ｖの弁尖Ｌを介在させ、２つの部品１２，１４の間に生体弁Ｖが介在したままの状態で行われる。生体房室弁Ｖに可撓性と変形性があるため、人工器官１０の最終形状は、２つの部品１２，１４が相互作用する際に互いに交換される力のバランスにより大部分が決定され、２つの部品１２，１４それぞれの弾性復元性に依存する。特に環状部１２が実質的に非伸長性か、少なくとも主に周方向、つまり交換される力に対して長手の方向に剛性を有する場合には、中央部材１４は環状部１２の内径１２ａの長さから許容される半径長まで拡張する。最終平衡状態の形状、つまり人工器官１０の移植後の形状は、したがって予測可能であって制御することができるが、これは生体弁の構造的な相互作用に関わる寄与は実質的に無視できるからである。図１Ａおよび図１Ｂに図示される図面は人工器官１０の基本操作の原理を単に示すものであって、構造的解決策の場面に応じて異なる解決策を提供することができる。例えば、環状部１２を解放させ、および／または、複数の部分に分割させることで、生体房室弁Ｖを取り囲んで容易に配置させる準備をすることができる。
【００３８】
環状部１２はその後、中央部材１４の拡張前に再閉鎖および／または再構築される。さらに環状部１２と中央部材１４の接続用に可撓アームが設けられることで、人工器官１０の移植ステップの際に、２つの部品１２，１４の相互的な配置を安定的で予め決められたようにすることができる。さらには、生体房室弁Ｖと大部分が類似した一般形状を再現するなど、考えられる形状の要件に応じて、人工器官１０の最終形状は円形、楕円形、またはＤ字状の開口部を提供することができる。
【００３９】
図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃは人工器官１０の主な２つの部品１２，１４の例を概略的に図示したものである。部品または人工器官システム全体の異なる構成は、本明細書の以下に記載される本発明およびその解決策の適用性および効率に影響を与えない。特に図２Ａの左側は環状部１２の斜視図を表し、図の右側は中央部材１４を表す。図２Ｂは同部品１２，１４の平面図であって、中央部材１４により支持される人工弁尖１６を明確に認めることができる。
【００４０】
図２Ｂを参照すると、環状部１２の内径Ｄ１は、最大拡張時で、つまり外的な拘束が存在しない場合、中央部材１４の外径ＤＤよりも小さくなっており、これは２つの部品が機械的に連結している断面で測定している。環状部１２の内径Ｄ１の間にある干渉域は中央部材１４の外径ＤＤよりも小さくなっており、使用の際に中央部材１４の径方向の拡張を、環状部１２の構成された拘束に抗して停止させ、２つの部品１２，１４の接触面全体に略連続的な接触圧を作り出すことにより接続を安定にすると同時に、２つの部品１２，１４の間に挿入された生体弁尖Ｖを、人工器官１０の機能的な安定形状でブロックする。中央部材１４の内部に支持された人工弁尖１６は、人工器官１０の機能的な安定形状で、最適な相互接合を有するようにサイズ決めされる。人工器官１０の機能的な安定形状、つまり中央部材１４が直径の範囲まで拡張し、取り囲む環状部１２により形成される径方向の束縛により定まる形状では、２つの部品１２，１４が組み立てられ、移植された人工器官１０の形状を平面図で表している図２Ｃに図示されている通り、人工弁尖１６は人工器官１０の開口部を閉鎖時に完全に塞ぐことにより如何なる逆流を取り除く能力を獲得する。
【００４１】
図２Ｂの右側に認められる主部材１４の最大可能拡張形状では、人工弁尖１６は閉鎖不全であるので弁の閉鎖は不十分となっている。本発明の一態様において、中央部材１４は図２Ｃの機能的な安定形状で提供される形状よりも大きく拡張するか、および／または、これとは異なる形状に従うことが可能であって、これにより人工弁尖１６同士の接合を意図的に不完全なものにし、また移行期間中に何れの場合でも不十分にすることができる。したがって、人工器官１０は、当該機能的な安定形状に対して変形された一時的な状態にある手術中に、人工器官内部の閉鎖不全に相当する分だけ影響を受け、つまり最適な作動状態にある機能的な安定形状と比較して、中央部材１４が受ける変形量の全体に比例する開口部からの逆流の分だけ影響を受ける。
【００４２】
図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃは環状部１２が少なくとも限定された時間内に内径Ｄ２を有する人工器官１０を示しており、ここで内径Ｄ２は、中央部材１４を機能的な安定形状で保持することのできる内径Ｄ１と、外的な束縛が存在しない同じく完全に拡張された中央部材１４に想定される外径ＤＤとの中間にある大きさである。図３Ｂで表されている通り、組み立てられた人工器官１０は、取り囲む環状部１２により制限された中央部材１４の拡張を含んでおり、２つの部品１２，１４が、図２Ｃで示される機能的な安定形状にある最適な直径よりも大きな平衡直径で互いに接続されている。その結果、人工弁尖１６の閉鎖時における接合が不完全となり（図３Ｂ）、中央の逆流開口部Ｒが弁を閉じた状態で開口部の内部に存在したままとなる。環状部１２の円周方向の広がりを、２つの部品１２，１４の最適な接続により与えられる円周方向の広がりよりも、大きく事前拡張することにより、人工器官１０側の逆流に対する封止機能の損失、ひいては閉鎖不全が定められる。環状部１２の変形が永久的であれば、人工器官１０は生体内での動作に関して定常的に閉鎖不全となる。しかし、時の経過と共に環状部１２が長手方向の伸長度を段階的に回復可能な場合には、同様の過渡期にわたって、閉鎖不全も少なくなり、最終的に閉鎖不全は消滅する。過渡期の最終段階では、図３Ｃに図示されている機能的に安定した最適な形状に従って、人工心弁１０は生体内の作動時の逆流に関して完全な機能を得る。
【００４３】
図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃは人工器官１０を図示しており、環状部１２が少なくとも限られた時間内に、移植された人工器官１０の機能的に好適な安定した作動のために提供される形状とは異なる幾何形状となることが想定されている。図４Ａに定められた実施例は環状部１２を図示しているが、これは発明の一般的な性質を限定せずに説明する目的のためであって、この環状部１２は小径Ｄ３および大径Ｄ４を有する楕円形状に変形される。一般に、環状部１２の内径１２ａは、図２Ａおよび図２Ｂの内径Ｄ１の外周と同じ長さを有している。つまり、図４ａに図示の環状部１２は、図２Ａおよび図２Ｂに示されている環状部１２の楕円化により実質的に得られる。一般的には、以下に示されるように、楕円とは異なる変形を課すこともできる。環状部１２を変形した結果が図４Ｂに概略的に示されており、人工器官１０の移植形状を表す組み立てられたシステムが、中央部材１４の楕円化を示しており、人工弁尖１６が歪み、閉鎖時に接合しない結果が示されている。環状部１２の形状の変化により人工器官１０の２つの部品１２，１４に強固な接続が可能となるが、これと同時に人工器官内の逆流を伴う閉鎖不全は生じなくなる。この場合にも、形状変化が一時的なものである場合、つまり環状部１２が時間の経過とともに機能的に正常な形状に回復可能である場合、人工器官１０は全体として、適切な人工弁尖１６の閉鎖に段階的に回復し、図４Ｃに示されている通り、過渡期の最後には完全な機能を有する。
【００４４】
図３Ａおよび図４Ａを参照して記載されている環状部１２の長さと形状の変化は、環状部１２の円周方向の広がりを大きくすることと形状そのものを変化させることを組み合わせ、同時に行ってもよい。一時的で可逆的なこの変形を上記方法に従って組み合わせることにより、正常な収縮作用、つまり病変して拡張した生体房室弁Ｖの弁輪の逆再生効果が得られ、移植ステップ時に生体房室弁に環状部１２が連結され、人工器官１０の一時的な閉鎖不全機能により、人工器官１０の移植直後に心筋が受ける血行動態負荷が、危険に急上昇することを有利に防止することができる。
【００４５】
前述の図面に示された例は、単に説明のためであり、本発明によって採用され得る可能な構造的解決策に関して限定するものではない。例として、図５Ａと図５Ｂは本発明に係る人工器官１０の別のより一般的な構造的解決策を示している。図５Ａは２つの分離した部材１２，１４の平面図であって、環状部１２と中央部材１４が如何にして互いに異なる形状を有し、また両者が必ずしも円形とは限らない形状を有するのかを説明している。環状部１２は、図５Ａの左図に図示されている通り、略Ｄ字の形状を有することができて、この形状は心室内の弁輪Ｖの生体形状に酷似しているために、移植方法を実行する際に連結する上で特に好適である。中央部材１４はむしろ全体的に楕円状を有し、人工弁尖１６が非対称の形状を有し、最終的に組み立てられた形状で正常な接合が生じるように最適化されている。図５Ｂは人工器官１０の組立形状を図示しており、始め環状部内部で折り畳まれていた中央部材１４の拡張に伴って２つの部材が弾性平衡に達した結果を示す。平衡状態の形状は人工器官１０の設計段階でほぼ決められてしまい、生体弁Ｖの人工器官に対する影響は最小限であるので、人工弁尖１６のシステムが完全に機能するように、人工弁尖１６のシステムを構成すること、つまり、図５Ｂに図示されている移植され機能的に安定した形状で、閉鎖時に人工器官の開口部が一切生じないように構成することもできる。
【００４６】
図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃは本発明の異なる実施形態を示している。図６Ａは人工器官１０が分離した部品１２，１４を表している。環状部１２はその大きさ、つまり円周方向に大きな広がりを有して変形しており、また同時に形状も変形しており、環状の形状をしている。図６Ｂは組み立てられた人工器官１０の最終形状にある環状部１２に課された変形効果について示されており、人工器官が正常に作動する安定した形状とは形状と大きさが異なっている。人工弁尖１６が接合しないことにより生じた開口部分の内側に形成された開口部Ｒは、人工装具内の逆流に関係しており、人工器官１０を閉鎖不全にさせている。環状部１２に加えられた変形が上記発明の原理に従って一時的でかつ可逆的なものであって、変形した形状を固定する成分の生分解速度により定められる過渡期を有する場合には、人工器官１０は、より小さな径サイズと人工弁尖１６間の正常な接合を有する、正常作動用の安定した形状に回復する。この場合、人工器官１０は、生体心室内弁Ｖの弁輪の収縮と再構成を形成可能で、且つ、心室が受ける血行動態負荷を段階的に上昇させることによって心弁閉鎖不全症を段階的になくすことができる。
【００４７】
図７Ａおよび図７Ｂは、図面をより良く理解するための、２つの異なる斜視図を表しており、本発明の実施形態に係る環状部のコアのある１つの形状を概略的に示したものである。コアは三次元的な螺旋状に略形成される。同様の形状が金属糸を用いて取得可能であって、金属糸は予備形成され、構造体のより一層の安定化のために選択的に末端部分が接続されるか、または湾曲した筒をベースにして閉鎖した形状を形成し、選択的に互いに溶接された先端部を有し、壁部をレーザー切断など適当な方法を用いて切削することによりらせん形状が形成される。コアを構成する材料は一般的に、金属または、チタン合金などの金属合金である。特に人体内部での経カテーテル技術の器具に、ニチノールとして商業的に知られており、超弾性特性を生じさせるニッケル／チタン合金を有効的に利用することが可能であって、この超弾性特性により材料の弾性範囲内に留まりながらも大きな変形が可能となり、また生体適合性も可能となる。軸方向の延伸性と湾曲変形性の結果、図７に図示されている構造体を拡張的に、つまり軸方向の長さを増加させる方向に一時的に変形させ、且つ、形状を変形させることが可能であって、有利には隣接する螺旋の隙間に生体吸収性もしくは生体内分解性の材料を上記の方法に従って充填することができる。
【００４８】
図８Ａと図８Ｂは本発明の別の実施形態に係る環状部の別バージョンのコアを表している。図８Ａはコア全体を図示しており、また図８Ｂはその一部を詳細に表している。ここに図示される構造的解決策では、コアがメッシュ状のトロイド構造体により略構成されている。この場合、この構造体は、織り合わされた金属糸からなる生地を用いて構成することが可能で、また、必ずしも閉鎖しているとは限らない選択的に閉鎖されたリングを形成するように曲げられた筒から出発して、この筒の壁にレーザー切削を用いて形成された適当な開口部を形成することにより構造体を構成することも可能である。後者の方法は、メッシュからなるアーム部分の厚さ、ならびに筒部材の壁に形成された種々の開口部の大きさ、形状、および配置に関して求められるバリエーションを可能にする点で特に利点が大きい。このように形状に大きな自由度が与えられることで、事業計画の要求に応じて、コアの弾性復元性、ひいては環状部の弾性復元性が自由に調節される。単に例として説明すると、コアの弾性復元性は場所に応じて変化させることが可能で、剛性の大きな領域と可撓性の大きな領域を構築すること、または構造体の異方特性を、全体的なものにすることも局所的なものにすることも可能であって、これにより例えば平面内の変形に関して可撓性を与える一方で、平面外の変形に剛性を持たせることができる。
【００４９】
利用可能な材料は上記の構造的解決策と明白に同じである。
【００５０】
与えられた弾性特性とは関係なく、図８に説明されているメッシュ構造により、図７の構造体と同様に、軸方向の広がりを大きくすること、初期の形状とは異なる形状に従って変形させること、および両方の変形を二重に課すことができる。
【００５１】
本発明の実施形態によれば、変形した形状を所定時間の間、生体内分解性または生分解性の材料を、適切に変形されたコアの上で、鋳型の中などで共成形することにより固定することが可能で、これによりコアの構造体の変形作用を保持するカバーを形成することができる。共形成は、達成しようとする具体的な変形に応じて、またはコアに維持させようとする変形した形状などの所望の弾性特性に応じて、コア全体、あるいはコアの一部分のみに施すことができる。
【００５２】
図９Ａおよび図９Ｂに表される別の構成方法は、生体内分解性材料からなるくさびあるいはブロック等のインサートの使用を提供することであって、インサートは適切に形成および寸法決めされて、メッシュ内に存在する開口部に強制挿入される。特に、図９Ａは以下の図面を参照して、図８に図示されるコアの変形していない形状を表している。図９Ｂは、本発明の一般的性質に関する限定的でない実施例を用いて、適切にサイズ拡張された生体内分解性材料のブロックが図９Ａの構造体メッシュの開口部の中に強制挿入されたとき、このブロックがどのようにして変形した形状を固定可能にするのかを表している。メッシュの開口部が互いに異なる形状を有するより一般的な場合を仮定すると、各ブロックのサイズ拡張の基準が、強制挿入される開口部の大きさに応じて、全構造体に対して一定に維持されると、相似的な拡張効果が得られる。言い換えると、ブロックと開口部が干渉する割合を、構造体の場所とは関係なく一定に維持した場合、図９Ｂに示されている通り、形状を大きく変形することなく構造体の軸方向の広がりを大きくする効果が一般的に得られる。一方で、場所に応じて干渉する割合を変化させた場合、リングの形状を変化させることもできる。例えば、開口部の内面側の干渉割合を外面側の干渉割合よりも大きくした場合、構造体の軸方向の曲率半径が大きくなる（直線化効果）。反対に、開口部の外面側の干渉割合を大きくした場合、軸方向の曲率半径が小さくなる（曲げ効果）。応用例として、互いに対向する２つの部分に直線化効果を与え（内面側の干渉割合の増加）、前記２つの部分に直交する対向する２つの部分に曲げ効果（外面側の干渉割合の増加）を与えることにより、最初円形だったコアを楕円化させ、あるいは特定の場合には最初楕円だったコアを円形化させることができることは明白であろう。また、軸方向の広がりを大きくすることなくコアの形状のみを変形させることも可能であって、構造体の両面ではなく一面側のみにブロックを挿入させることにより、直線化効果または曲げ効果を得ることができることもまた明白であろう。
【００５３】
図８に図示されるコアと同様のメッシュ状コアの開口部がとりえる位置が多数存在することに鑑みれば、適切に形成されサイズ決めされた生体内分解性材料からなるブロックもしくはくさびを強制挿入することによって得られる構造体の変形範囲が、どれだけ広範で且つ多様性に富むものかが直ちに理解できよう。ニチノール等の超弾性合金を選択的に使用して弾性の範囲内で課された変形が存在すると、人体内部の生理領域で発生する、ブロックを形成している材料の分解により、変形効果が時間の経過と共に消失し、コア本来の形状的および機械的な性質、ひいては環状部の性質が回復する。
【００５４】
図１０Ａおよび図１０Ｂは本発明のまた別の実施形態に係る別バージョンの環状部のコアを示す。図１０Ａに全体像が図示され、図１０Ｂにその形状がより明確に詳細に図示されている構造体は、長手方向に略非伸長性である一方で形状的には変形可能であるため、図７および図８に図示されている構造体とは機能が異なる。事実、筒状体の壁にこのような形状で形成された、可撓性を有する開口部が多数存在していたとしても、構造体の異なる部分部材を接続する連続リングが少なくとも１つ存在することにより、構造体は軸方向に伸長不可能となる。構造体の中に１つの連続リングが存在することにより、三次元空間内でコアが変形可能となる。しかし、図１０に図示されている通り、上面と下面に対向して配置されるか、或いはより一般的に互いに軸方向に相隔てている２つのリングが存在することにより、構造体の平面内での変形自由度が制限される。したがって、移植される人工器官システムが正常作動モードとなっている時に環状部の絶対的な非伸長性が必要とされる場合に必要とされるこの構造的解決策により、変形された非拡張的な形状が許容される。この形状変形は一時的に固定することができて、コア全体またはコアの一部のみを、生体内分解性材料のカバーの内部で取り囲むことにより、または同じ生体内分解性材料から生成され、構造体の開口部の内部に強制挿入される適当なスペーサーまたはブロックの挿入により一時的に固定できる。単に説明のため、本発明の一般的性質を限定する意図はないが、図１１は、図１０に図示されている構造体に課された、円形から楕円形までの種々の形状を表しており、これは構造体の特定の開口部の中に強制挿入された生体内分解性材料からなるブロックを用いて課された形状であって、構造体の軸に関する局所的な曲率半径に望ましいとされる変形に応じて選択される。
【００５５】
図１２Ａおよび図１２Ｂは、図１０に図示され、また長手方向に構造体を変形させることが可能になることにより、形状を変化させることに加えて、円周方向の広がりを大きくすることのできる環状部のコア形状の変形例を表している。一般的に、変形可能で伸長可能な部材を、図１０の形状を特徴付けているリングの構成部分として導入することにより、軸方向に伸長することも可能となる。図１２に記載される構造的解決策において、図１２Ｂに明示されているような、「Ｓ字」形状の部材を導入することにより、コアの円周方向の広がりを増加させる方向に拡張可能であることにより与えられる、追加の自由度が導入される。
【００５６】
図１２に図示されている構造的解決策の場合、この変形した形状は一時的に固定することができて、コアの適切に選択された一部分だけに生体内分解性材料を共形性させることにより、または同じ生体内分解性材料から生成され、最初のトロイダル構造体の壁に形成された開口部の中に強制挿入され、適切に寸法決めされたブロックまたはくさびにより、一時的に固定することもできる。さらに、図１２の構造的解決策により、生体内分解性材料が使用されている、「Ｓ字」形状の結合部と干渉させるだけで、あらゆる変形形状を固定することもできる。本発明の一般的な性質の非限定的な構造的解決策の一例として、図１３Ａおよび図１３Ｂは、説明をより明確にするための別の観点に従って、ピンが設けられ、また構造体の異なる付属部品を接続する「Ｓ」字部分の腕部の間に強制的に埋め込まれ、これにより適切に形状を変形させることができるように寸法決めされ相隔てられている生体内分解性材料からなるインサートを表している。ブロックにより生じる形状変化には、「Ｓ字」形状の両端部分に形成された空間を大きくする場合の拡張部分と、当該部分の等価曲率半径を強制的に変化させる場合における形状変化部分の、両方の部分が含まれている。前者の作用効果としては構造体の円周方向の広がりを全体的に大きくする効果があり、また後者の作用効果としては構造体の形状を変化させる効果がある。この後者の態様に関して、「Ｓ字」形状が非対称的であることにより、等価曲率半径は、どの腕部をより大きく相隔てるかに依存して、大きくすることも小さくすることもできることを強調すべきであろう。円周方向の広がりを大きくする効果と形状を歪める効果は互いに実質的に独立しており、つまり一方の変形のすべてが、自立して相関しないように、他方の変形のすべてに課すことができるという意味で互いに独立している。
【００５７】
最後に、経カテーテル技術の分野において、この最後の構造的解決策は、ピンが片側性の局所的な束縛力を生成するために特に利点が大きいと思われ、この結果として、インサートの存在により、例えば部品の外形をカテーテルの解放と同時に組立体の形状に適合させるために、構造体の追加変形が可能となる。
【００５８】
当然のことながら、本発明の原理は同じままであり、実施形態の態様および構成の詳細は、本発明の範囲から逸脱することなく、説明および図示されたものに関して幅広く変更することができる。
【図１Ａ】
2018537204.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
2018537204.tif 000018
【図７Ａ】
2018537204.tif 000019
【図７Ｂ】
2018537204.tif 000020
【図８Ａ】
2018537204.tif 000021
【図８Ｂ】
2018537204.tif 000022
【図９Ａ】
2018537204.tif 000023
【図９Ｂ】
2018537204.tif 000024
【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年12月21日(2017.12.21)
【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】
移植後に心臓弁の生体弁を機能的に置換するための人工弁尖と、
前記人工弁尖が取り付けられた人工器官部であって、生体心臓弁の生理的な置換のために、前記人工器官部と前記人工弁尖が、機能的に正常な形状を再現する安定した所定の機能形状を取る人工器官部と、
を備えた心弁用人工器官であって、
前記人工器官部は、前記安定した所定の機能形状に対して変形した形状を有する変形した一時的な機能形状に固定されるように事前構成され、また使用中に前記変形した一時的な機能形状から前記安定した所定の機能形状に段階的に移行するように事前構成され、前記変形した一時的な機能形状が前記心弁用人工器官に部分的な閉鎖不全を生じさせるものであることを特徴とする心弁用人工器官。
【請求項２】
前記変形した一時的な機能形状から前記安定した所定の機能形状への前記人工器官部の段階的な移行が、弾性復元により生じることを特徴とする請求項１に記載の心弁用人工器官。
【請求項３】
前記変形した一時的な機能形状にある前記人工器官部の保持部を備え、前記保持部は、前記人工心弁器官の移植後に段階的に分解されることにより、前記変形した一時的な機能形状から前記安定した所定の機能形状へと前記人工器官部が移行可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の心弁用人工器官。
【請求項４】
前記保持部が生体内分解性または生分解性の材料からなることを特徴とする請求項３に記載の心弁用人工器官。
【請求項５】
前記人工器官部には、前記人工弁尖の主支持部と、前記主支持部を取り囲むように構成された環状周縁当接部とが備えられ、前記主支持部は、使用中に自身と前記環状周縁当接部との間に心臓弁の生体弁尖を捕捉するために半径方向の力を伴って、前記環状周縁当接部に抗して拡張可能であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の心弁用人工器官。
【請求項６】
前記環状周縁当接部は、変形した一時的な形状から安定した既定形状に移行し、前記環状周縁当接部が前記人工弁尖の主支持部を巻き込むように設けられていることで、前記人工器官部の、変形した一時的な機能形状と安定した所定の機能形状の対応する形状とがそれぞれ、全体的に規定されることを特徴とする請求項５に記載の心弁用人工器官。
【請求項７】
前記変形した一時的な形状にある前記環状周縁当接部が、前記安定した既定形状に対して、弾性的に変形、および／または、伸長されていることを特徴とする請求項６に記載の心弁用人工器官。
【請求項８】
前記環状周縁当接部が、前記保持部により、変形した一時的な形状に弾性的に保持されていることを特徴とする、請求項３又は請求項４を引用する請求項７に記載の心弁用人工器官。
【請求項９】
前記保持部が前記環状周縁当接部の空洞に挿入されていることを特徴とする請求項８に記載の心弁用人工器官。
【請求項１０】
前記保持部が、前記環状周縁当接部のコアの少なくとも一部分が組み込まれた母材を含むことを特徴とする請求項８に記載の心弁用人工器官。
【請求項１１】
前記変形した一時的な形状にある前記環状周縁当接部の変形が異方的であることを特徴とする請求項５〜１０の何れか一項に記載の心弁用人工器官。
【請求項１２】
前記環状周縁当接部に少なくとも１つの連続リングが設けられることで前記環状周縁当接部が変形可能でかつ伸長不可能となることを特徴とする請求項５〜１１の何れか一項に記載の心弁用人工器官。
【請求項１３】
前記環状周縁当接部に軸方向に相隔てた少なくとも２つの連続リングが設けられることで前記環状周縁当接部が前記環状周縁当接部の平面内でのみ変形可能となることを特徴とする請求項１２に記載の心弁用人工器官。
【請求項１４】
前記心弁用人工器官が全体的に、経カテーテル的な手法を用いた移植に適合する、必要スペースの小さな非機能的な形状に、折り畳み可能であることを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載の心弁用人工器官。
【請求項１５】
前記変形した一時的な機能形状では、前記人工器官部が前記安定した所定の機能形状と比べてより大きく拡張している形状を有し、前記安定した所定の機能形状では前記人工器官部が比較的大きく縮小していることを特徴とする請求項１〜１４の何れか一項に記載の心弁用人工器官。
【請求項１６】
移植後に心臓弁の生体弁を機能的に置換するための人工弁尖と、前記人工弁尖が取り付けられた人工器官部であって、生体心臓弁の生理的な置換のために、前記人工器官部と前記人工弁尖が機能的に正常な形状を再現する安定した所定の機能形状を取る人工器官部とを備えた心弁用人工器官を提供するステップと、
前記人工器官部を形状変化させ、前記人工器官部を前記安定した所定の機能形状に対して変形した形状を有する変形した一時的な機能形状に固定し、前記人工器官部が使用の際に前記変形した一時的な機能形状から前記安定した所定の機能形状へと段階的に移行できるように、前記人工器官部を事前構成するステップと、
を備え、前記変形した一時的な機能形状が前記心弁用人工器官に部分的な閉鎖不全を生じさせるものであることを特徴とする心弁用人工器官の製造方法。
【請求項１７】
前記人工器官部を弾性的に形状変形させ、使用中に段階的に分解可能な保持部を用いて、前記人工器官部を前記変形した一時的な機能形状に固定させることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記変形した一時的な機能形状では、前記人工器官部が前記安定した所定の機能形状と比べてより大きく拡張している形状を有し、前記安定した所定の機能形状では、前記人工器官部が比較的大きく縮小していることを特徴とする、請求項１５または１６に記載の方法。
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月8日(2018.8.8)
【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】
移植後に心臓弁の生体弁を機能的に置換するための人工弁尖と、
前記人工弁尖が取り付けられた人工器官部であって、生体心臓弁の生理的な置換のために、前記人工器官部と前記人工弁尖が、機能的に正常な形状を再現する安定した所定の機能形状を取る人工器官部と、
を備えた心弁用人工器官であって、
前記人工器官部は、前記安定した所定の機能形状に対して変形した形状を有する変形した一時的な機能形状に固定されるように事前構成され、また使用中に前記変形した一時的な機能形状から前記安定した所定の機能形状に段階的に移行することで、前記心弁用人工器官の閉鎖不全が相殺され、および／または、生体弁輪のサイズが小さくなるように事前構成されていることを特徴とする心弁用人工器官。
【請求項２】
前記変形した一時的な機能形状から前記安定した所定の機能形状への前記人工器官部の段階的な移行が、弾性復元により生じることを特徴とする請求項１に記載の心弁用人工器官。
【請求項３】
前記変形した一時的な機能形状にある前記人工器官部の保持部を備え、前記保持部は、前記人工心弁器官の移植後に段階的に分解されることにより、前記変形した一時的な機能形状から前記安定した所定の機能形状へと前記人工器官部が移行可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の心弁用人工器官。
【請求項４】
前記保持部が生体内分解性または生分解性の材料からなることを特徴とする請求項３に記載の心弁用人工器官。
【請求項５】
前記人工器官部には、前記人工弁尖の主支持部と、前記主支持部を取り囲むように構成された環状周縁当接部とが備えられ、前記主支持部は、使用中に自身と前記環状周縁当接部との間に心臓弁の生体弁尖を捕捉するために半径方向の力を伴って、前記環状周縁当接部に抗して拡張可能であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の心弁用人工器官。
【請求項６】
前記環状周縁当接部は、変形した一時的な形状から安定した既定形状に移行し、前記環状周縁当接部が前記人工弁尖の主支持部を巻き込むように設けられていることで、前記人工器官部の、変形した一時的な機能形状と安定した所定の機能形状の対応する形状とがそれぞれ、全体的に規定されることを特徴とする請求項５に記載の心弁用人工器官。
【請求項７】
前記変形した一時的な形状にある前記環状周縁当接部が、前記安定した既定形状に対して、弾性的に変形、および／または、伸長されていることを特徴とする請求項６に記載の心弁用人工器官。
【請求項８】
前記環状周縁当接部が、前記保持部により、変形した一時的な形状に弾性的に保持されていることを特徴とする、請求項３又は請求項４を引用する請求項７に記載の心弁用人工器官。
【請求項９】
前記保持部が前記環状周縁当接部の空洞に挿入されていることを特徴とする請求項８に記載の心弁用人工器官。
【請求項１０】
前記保持部が、前記環状周縁当接部のコアの少なくとも一部分が組み込まれた母材を含むことを特徴とする請求項８に記載の心弁用人工器官。
【請求項１１】
前記変形した一時的な形状にある前記環状周縁当接部の変形が異方的であることを特徴とする請求項５〜１０の何れか一項に記載の心弁用人工器官。
【請求項１２】
前記環状周縁当接部に少なくとも１つの連続リングが設けられることで前記環状周縁当接部が変形可能でかつ伸長不可能となることを特徴とする請求項５〜１１の何れか一項に記載の心弁用人工器官。
【請求項１３】
前記環状周縁当接部に軸方向に相隔てた少なくとも２つの連続リングが設けられることで前記環状周縁当接部が前記環状周縁当接部の平面内でのみ変形可能となることを特徴とする請求項１２に記載の心弁用人工器官。
【請求項１４】
前記心弁用人工器官が全体的に、経カテーテル的な手法を用いた移植に適合する、必要スペースの小さな非機能的な形状に、折り畳み可能であることを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載の心弁用人工器官。
【請求項１５】
前記変形した一時的な機能形状では、前記人工器官部が前記安定した所定の機能形状と比べてより大きく拡張している形状を有し、前記安定した所定の機能形状では前記人工器官部が比較的大きく縮小していることを特徴とする請求項１〜１４の何れか一項に記載の心弁用人工器官。
【請求項１６】
移植後に心臓弁の生体弁を機能的に置換するための人工弁尖と、前記人工弁尖が取り付けられた人工器官部であって、生体心臓弁の生理的な置換のために、前記人工器官部と前記人工弁尖が機能的に正常な形状を再現する安定した所定の機能形状を取る人工器官部とを備えた心弁用人工器官を提供するステップと、
前記人工器官部を形状変化させ、前記人工器官部を前記安定した所定の機能形状に対して変形した形状を有する変形した一時的な機能形状に固定し、前記人工器官部が使用の際に前記変形した一時的な機能形状から前記安定した所定の機能形状へと段階的に移行することで、前記心弁用人工器官の閉鎖不全が相殺され、および／または、生体弁輪のサイズを小さくできるように、前記人工器官部を事前構成するステップと、
を備えたことを特徴とする心弁用人工器官の製造方法。
【請求項１７】
前記人工器官部を弾性的に形状変形させ、使用中に段階的に分解可能な保持部を用いて、前記人工器官部を前記変形した一時的な機能形状に固定させることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記変形した一時的な機能形状では、前記人工器官部が前記安定した所定の機能形状と比べてより大きく拡張している形状を有し、前記安定した所定の機能形状では、前記人工器官部が比較的大きく縮小していることを特徴とする、請求項１５または１６に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
【特許文献１】国際公開第２０１１／１６３２７５号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０／０３７１４１号公報
【特許文献３】国際公開第２０１１／００２９９６号公報
【特許文献４】国際公開第２００８／１０３７２２号公報
【特許文献５】国際公開第２０１４／１３８８６８号公報
【特許文献６】国際公開第２０１４／０８０３３９号公報
【特許文献７】国際公開第２０１２／０６３２２８号公報
【特許文献８】国際公開第２０１５／１１８４６４号公報
【国際調査報告】
2018537204.tif 000032
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