АОРТАЛЬНЫЙ ТРЕХСТВОРЧАТЫЙ ПРОТЕЗ КЛАПАНА СЕРДЦА

Полезная модель относится к области медицинской техники и может быть использована в кардиохирургии.
Наиболее близким аналогом является аортальный трехстворчатый протез клапана сердца (патент RU 2434604 от 27.11.2011 г.), содержащий корпус, состоящий из внешней и внутренней обечаек, соединенных тугой посадкой и запирающий узел в виде трех створок, установленных в проходном отверстии корпуса и закрепленных в корпусе посредством узла крепления. Однако на внутренней поверхности каждой створки имеется плоское центральное ребро, направленное от центра проходного сечения к корпусу. Такая конструкция створки не полностью воспроизводит форму проточной части клапана в открытом состоянии, что, в свою очередь, приводит к разрушению закрученного потока крови и ухудшению гемодинамических характеристик протеза. Кроме того, в конструкции известного устройства имеется запорное кольцо, находящееся на линии смыкания поверхности створки с поверхностью аортального синуса, что нарушает воспроизведение формы основания аортального синуса и приводит к ухудшению условий коронарного кровотока.
Техническим результатом полезной модели является улучшение гемодинамических характеристик аортального трехстворчатого протеза клапана сердца.
Аортальный трехстворчатый протез клапана сердца включает корпус, состоящий из внешней и внутренней кольцевых обечаек, соединенных тугой посадкой и запирающий узел в виде трех створок, установленных в проходном отверстии корпуса и закрепленных в корпусе посредством узла крепления, при этом на внутренней обечайке выполнены три прилива, внешняя обечайка расположена под приливами внутренней обечайки, внутренняя поверхность каждой створки выполнена в виде поверхности гиперболоида вращения.
Гемодинамические характеристики аортального протеза клапана сердца улучшаются за счет того, что на внутренней обечайке выполнены три прилива, геометрически совпадающие с основанием аортальных синусов, при этом внешняя обечайка расположена под приливами внутренней обечайки, в связи с этим в закрытом положении форма клапана воспроизводит форму естественного аортального синуса и за счет выполнения внутренней поверхности створок в виде поверхности гиперболоида вращения, что способствует сохранению образовавшейся в левом желудочке закрученной структуры потока крови при открытых створках.
На фиг. 1 представлен общий вид открытого аортального протеза клапана, на фиг. 2 представлен вид открытого аортального протеза клапана в разрезе, где корпус состоит из внешней кольцевой обечайки 1 и внутренней кольцевой обечайки 2, на внутренней обечайке 2 выполнены приливы 3, в проходном отверстии корпуса расположены три створки 4, составляющие запирающий узел протеза, внутренняя поверхность 5 каждой створки 4 выполнена в виде поверхности гиперболоида вращения.
Аортальный протез клапана сердца работает следующим образом.
При открытии протеза клапана под действием прямого потока крови створки 4, опираясь на внешнюю обечайку 1, поворачиваются, проходное отверстие внутренней кольцевой обечайки 2 клапана полностью открывается, а внутренняя поверхность 5 створок 4 образует поверхность гиперболоида вращения, при этом кровь без искажения структуры течет в прямом направлении. Створки 4 располагаются практически вертикально и не создают сопротивление потоку. При прекращении прямого потока створки 4 начинают поворачиваться и возвращаются в исходное положение до момента касания друг с другом, при этом приливы 3 воспроизводят форму основания естественного аортального синуса.
Пример
Технические испытания аортального протеза клапана сердца проводили в условиях стационарного (табл. 1) и пульсирующего (табл. 2) потока на стендах лаборатории по применению полимеров в сердечно - сосудистой хирургии НЦССХ им. А.Н. Бакулева. В качестве рабочей жидкости использовали воду. Условия испытаний соответствовали ГОСТ 26997-2003.
Эффективная площадь проходного отверстия - это площадь проходного отверстия, полученная на основе данных о давлении и потоке или о скорости жидкости. Чем выше значение эффективной площади проходного отверстия, тем выше эффективность протеза клапана сердца. Результаты проведенных испытаний в условиях стационарного потока заявленной конструкции протеза и протеза клапана Корбит (прототип, патент RU 2434604 от 27.11.2011 г.) показали, что эффективная площадь проходного отверстия заявленного протеза клапана выше, чем эффективная площадь проходного отверстия конструкции, взятой за прототип (табл. 1).
Ударный объем - количество крови, выбрасываемое при каждом сокращении сердца, характеризует силу и эффективность сердечных сокращений. Чем выше значение ударного объема жидкости прошедшее через протез клапана при испытаниях в пульсирующем потоке, тем эффективнее протез клапана. Результаты проведенных исследований показали, что у заявленного аортального протеза клапана сердца значение ударного объема жидкости равен 108 мл/уд, что подтверждает большую эффективность по сравнению с прототипом (табл. 2).
Как следует из представленных данных, заявленная конструкция протеза показала существенно более высокие результаты.
Кроме того, проведены исследования структуры вытекающей из клапана струи. Исследования проводились в стационарном потоке. На фиг. 3 и 4 соответственно представлены схемы наблюдаемого потока вытекающего из протеза Корбит (прототип) и из заявляемого протеза клапана. Наблюдалось полное сохранение структуры потока вытекающего из заявляемого протеза клапана, поскольку геометрия внутренней поверхности полностью является продолжением поверхности выходного тракта левого желудочка сердца, которая представляет собой поверхность гиперболоида вращения (фиг. 3).
При исследовании потока, вытекающего из протеза Корбит (прототип) наблюдалось прилипание струи к поверхности створок (эффект Коанда), в зоне шарниров возвратные течения и дробление потока, между створками наблюдались прорывные течения расходящиеся конусом, в зоне нижнего среза корпуса наблюдается типичное сжатие струи, что, несомненно, свидетельствует о разрушении закрученного потока (фиг. 4).
Таким образом, проведенные исследования подтверждают улучшение гемодинамических характеристик аортального протеза клапана сердца по сравнению с протезом Корбит (патент RU 2434604 от 27.11.2011 г.).