Искусственный механический одностворчатый клапан сердца

Полезная модель искусственного механического одностворчатого клапана сердца относится к области медицинской техники, предназначена для замены нативного трикуспидального клапана сердца человека. Разработанная конструкция клапана обеспечивает беспрепятственный поток крови при открытии клапана, т.к. конструкция клапана обеспечивает полнопроточность в открытом положении створки, а также плотное перекрытие кровотока, предотвращая регургитацию в момент закрытия створки.
На сегодняшний день существуют модели одностворчатых ИКС, представленные в патентах: (Патент РФ №2073500. Искусственный клапан сердца и способ его имплантации, 1997 г. ), (Патент US 20030135270 А1. Polyurethane sufrace buttressed cardiac valve suture ring, 2002 г. ). Однако обе конструкции имеют ряд недостатков, одним из которых является отсутствие полнопроточности, что может приводить к тромбозу и гемолизу.
Одной из широко используемых моделей одностворчатых клапанов сердца является ИКС ЛИКС-2, имеющий лучшие гемодинамические характеристики, благодаря конструкции узла крепления и выпукло-вогнутой плоскости створки (Вербовая Т.А., Гриценко В.В., Давыденко В.В., Глянцев С.П., и др. Отечественные механические протезы клапанов сердца (прошлое и настоящее создания и клинического применения) - СПб.: Наука, 2011. -195 с. - прототип). Приведенный в качестве прототипа ИКС ЛИКС-2 также имеет недостаток в виду отсутствия полнопроточности, что в свою очередь является причиной тромбоза и гемолиза, однако в меньшей степени, чем предыдущие модели.
Задачей полезной модели является разработка конструкции искусственного механического одностворчатого полнопроточного клапана сердца (ИКС МОП) с удовлетворяющими гемодинамическими характеристиками и минимизацией тромбоза и гемолиза в процессе работы.
Техническим результатом полезной модели искусственного механического одностворчатого клапана сердца (ИКС МОП) является обеспечение полнопроточного потока крови в момент полного открытия створки, вследствие чего повышается качество гемодинамических показателей клапана и снижаются тромбоз и гемолиз в процессе работы клапана.
Технический результат достигается за счет разработанной конструкции корпуса ИКС МОП, имеющего форму треугольника Рело, профиль которого наиболее близок к профилю нативного трикуспидального клапана сердца человека.
Створка выполнена из известной резины на основе синтетического каучука фторсодержащего СКФ-32, применяемой при протезировании или шунтировании кровеносных сосудов, при этом достигается полнопроточность ввиду ее гибкости, снижается вероятность травмирования форменных элементов крови (тромбоциты, лейкоциты, эритроциты) благодаря меньшей плотности каучука по сравнению с металлами и отсутствию острых и режущих граней в конструкции створки (Баскин З.Л., Шабалин Д.А., Выражейкин Е.С, Дедов С.А. Ассортимент, свойства и применение фторполимеров Кирово-Чепецкого химического комбината. Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева), т. LII, №3, 2008, с. 13-23).
Сборка конструкции не требует специального оборудования за счет разработанного узла крепления, в конструкции которого присутствует пружина сжатия. Сборка клапана не требует нагревания или сжатия корпуса, при этом узел крепления имеет удовлетворяющий запас прочности, что говорит о его надежности, крепление створки на поверхности трубки обеспечивает гемоизоляцию (предотвращение попадания крови в полость трубки) узла крепления.
Узел крепления является омываемым и имеет гемоизоляцию, что обеспечивает снижение вероятности тромбообразования на узле крепления, также это позволяет удешевить конструкцию за счет использования относительно недорогих материалов (медицинская сталь) для изготовления не контактирующих с кровью деталей, размещенных в полости трубки. Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 изображен ИКС МОП в закрытом положении (вид спереди),
на фиг. 2 изображен ИКС МОП в закрытом положении (вид снизу),
на фиг. 3 изображен ИКС МОП с демонстрацией конструкции узла крепления (поперечный разрез),
на фиг. 4 изображен ИКС МОП в открытом положении (вид спереди),
на фиг. 5 изображен ИКС МОП в открытом положении (вид снизу),
на фиг. 6 и фиг. 7 изображена створка ИКС МОП в закрытом положении (вид сбоку и вид сзади, соответственно),
на фиг. 8 изображена створка ИКС МОП в открытом положении.
ИКС МОП состоит из корпуса 1, имеющего форму треугольника Рело, в конструкции которого имеются внутренние опорные выступы 1.1 для ограничения хода створки, канавка 1.2 для крепления манжеты и пазы 1.3 для шарнирного крепления створки 2. Конструкция створки 2 содержит крепление 2.1, выполненное в виде трубки с отверстием 2.2, обеспечивающее гемоизоляцию узла крепления и надежное крепление створки 2 на поверхности трубки 3, в полости которой расположены штифты 4, на основание которых давит пружина сжатия 5. Благодаря конструкции узла крепления и подобранным материалам достигается: полнопроточность ИКС, простота сборки клапана, не требующая нагревания или сжатия корпуса и специального оборудования, при этом узел крепления имеет удовлетворяющий запас прочности, что свидетельствует о его надежности.
Крепление створки на поверхности трубки обеспечивает гемоизоляцию узла крепления.
Принцип работы ИКС МОП основан на разности давления в правом предсердии и правом желудочке. Открытие створки 2 происходит под давлением кровотока вследствие работы миокарда и пониженного давления в правом желудочке. Створка выполнена из резины на основе синтетического каучука фторсодержащего (СКФ-32), что позволяет ей изменять свою форму во время работы. В процессе открытия створка опирается на опорные выступы 1.1 корпуса 1 и принимает форму параболы, обеспечивая полнопроточность ИКС. Открытие створки 2 обеспечивается вращением штифтов 4 по поверхности пазов 1.3. Закрытие створки 2 происходит в момент понижения давления в левом предсердии и прекращении кровотока. Материалы створки 2 и корпуса 1, а также их конструкции обеспечивают перекрытие между предсердием и желудочком, благодаря плотному прилеганию друг к другу. Конструкция и материал створки обеспечивают полнопроточность клапана в открытом состоянии и плотное перекрытие отверстия в закрытом.
Анализ конструкций прототипа и разработанной модели искусственных клапанов сердца показали превосходство разработанной конструкции перед прототипом. Отношение площади отверстия в корпусе к площади проходного сечения потока у прототипа составляет 33%, что обеспечивает коэффициент полнопроточности 0,67, в то время как у разработанной конструкции отношение составляет 11%, обеспечивая коэффициент полнопроточности 0,89. Также благодаря конструкции крепления створки достигается однородный ламинарный поток, схожий по своим характеристикам с работой нативного клапана.