快速連接的人工心臟瓣膜和方法

快速連接的人工心臟瓣膜和方法
【專利摘要】提供手術操作期間可迅速和容易地植入的心臟瓣膜假體。該人工瓣膜具有部署在治療部位的基礎支架，和被配置以快速連接到基礎支架的瓣膜元件。基礎支架可選取自身可擴展或球囊可擴展的支架的形式，其向外擴展接近具有或沒有小葉切除的天然的瓣膜。瓣膜元件具有不可擴展的人工瓣膜和用于與基礎支架相連的自身可擴展或球囊可擴展的連接支架，由此相對于基礎支架固定瓣膜元件的位置。人工瓣膜可以是商業上可獲得的、具有縫合環和與所述縫合環相連的連接支架的瓣膜。系統特別適于在常規的心臟直視手術環境中快速部署心臟瓣膜。提供基于導管的系統和用于部署的方法。
【專利說明】快速連接的人工心臟瓣膜和方法
[0001]本申請是分案申請，原國際申請的申請日為2009年12月18日、申請號為200980151123.2 (PCT/US2009/068693)、發明名稱為“快速連接的人工心臟瓣膜和方法”。
發明領域
[0002]本申請要求2008年12月19日提交的美國臨時申請號61/139，398的35U.S.C.§ 119(e)下的優先權。
[0003]本發明總體上涉及用于在身體通道中植入的人工瓣膜。更具體地，本發明涉及被配置為以比當前的瓣膜更少的時間進行手術植入的人工心臟瓣膜。
[0004]發明背景
[0005]在脊椎動物中，心臟是中空的肌肉器官，具有如在圖1中所看到的四個泵室:左心房和右心房以及左心室和右心室，每個擁有其自己的單向瓣膜。將天然的心臟瓣膜識別為主動脈瓣、僧帽瓣(或二尖瓣)、三尖瓣和肺動脈瓣，每個瓣膜被安裝在環中，該環包括直接或間接地連接到心房和心室的肌纖維的致密纖維環。每個環限定流動孔口。
[0006]心房是血液接收室，其將血液泵進心室。心室是血液排出室。壁由纖維和肌肉部分組成，被稱作房間隔，其將右心房和左心房分開(參見圖2至4)。與更易碎的心臟肌肉組織相比，纖維性的房間隔是實質上更強的組織結構。房間隔上的解剖標志是卵圓形的、拇紋大小的凹陷，稱作卵圓窩或橢圓囊隱窩(圖4中顯示)。
[0007]心臟左側和右側同步的泵動作構成心動周期。該周期以被稱作心室舒張的心室舒張期開始。該周期以被稱作心室收縮的心室收縮期結束。四種瓣膜(參見圖2和3)保證心動周期期間血液不以錯誤的方向流動，即，保證血液不從心室返流進入對應的心房，或從心房返流進入對應的心室。二尖瓣在左心房與左心室之間，三尖瓣在右心房與右心室之間，肺動脈瓣在肺動脈的開口處，主動脈瓣在主動脈的開口處。
[0008]圖2和3顯示鄰近主動脈瓣無冠狀動脈半月瓣(non-coronary leaflet)的二尖瓣環的前(A)部分。二尖瓣環在左冠狀動脈旋支的附近，而后(P)側接近冠狀竇和其支流。
[0009]二尖瓣和三尖瓣由每個被稱為環的膠原的纖維環限定，其形成心臟的纖維骨架部分。該環提供對二尖瓣的兩個尖或小葉(稱為前尖和后尖)和三尖瓣的三個尖或葉的周圍連接。如圖1所看到的，葉的游離緣連接至超過一個乳頭肌的腱索。在健康的心臟中，這些肌肉和他們的腱索支撐二尖瓣和三尖瓣，使小葉抵抗左心室和右心室收縮(泵)期間形成的聞壓。
[0010]當用來自左心房的血液充盈之后的左心室收縮時，心室壁向內運動并從乳頭肌和索釋放一些張力。推向二尖瓣瓣葉下面的血液使得它們朝向二尖瓣的環平面上升。當它們向著環前進時，前小葉和后小葉的前緣會合，形成封口并關閉瓣膜。在健康的心臟中，葉接合發生在接近二尖瓣環的平面。血液繼續在左心室被加壓直到它射入主動脈。乳頭肌的收縮與心室的收縮同時進行并用于在心室產生的最大收縮壓時保持健康的瓣膜葉緊緊地關閉。
[0011]各種外科技術可用于修復患病的或受損的瓣膜。瓣膜換置操作中，將受損的小葉切除并將環造形以接收置換瓣膜。由于主動脈狹窄和其它心臟瓣膜疾病，每年數千患者進行外科手術，其中有缺陷的天然的心臟瓣膜被人工瓣膜一生物的或機械的一替換。另一種較不強有力的治療有缺陷的瓣膜的方法是通過修復或重建，這典型地在最低程度地鈣化的瓣膜上使用。外科手術治療的問題是顯著的創傷，它將與手術修復相關的高的發病率和死亡率強加給這些慢性病患者。
[0012]當置換瓣膜時，人工瓣膜的手術植入典型地需要開胸手術，手術期間讓心臟停止跳動并將患者放到心肺轉流機(所謂的“人工心肺機”)。在一個通常的手術操作中，切除患病的天然瓣葉，在瓣膜環處將人工瓣膜縫合到周圍的組織。由于與操作相關的創傷和體外血液循環的護理持續時間，一些患者沒有幸免于手術操作或其后不久死亡。熟知的是患者的危險隨著體外循環需要的時間量而增加。由于這些危險，大量的具有缺陷瓣膜的患者被認為不能動手術，因為他們的狀況太虛弱了，不能經受住操作。據一些估計，約30至50%的患主動脈狹窄的年齡超過80歲的對象不能進行手術用于主動脈瓣置換。
[0013]由于與常規的心臟直視手術相關的缺點，經皮和微創的手術方法正得到強烈關注。在一種技術中，人工瓣膜被配置以通過導管插入術、以小得多的侵害性的操作進行植入。例如，Andersen等人的美國專利號5，411，552描述了通過導管以壓縮的狀態經皮引入并通過球囊膨脹(balloon inflat1n)而在期望的位置擴展的可收縮的瓣膜。盡管這些遙遠的植入技術已顯示治療某些患者的很大希望，但是通過外科干預更換瓣膜仍然是優選的治療操作。接受遙遠的植入的一個障礙是來自醫生的抵抗，這些醫生可理解地對于從一種有效的——如果不完美的——方案轉變成承諾重大結果但是相對外來的新方法的焦慮。與在轉變為心臟瓣膜置換的新技術中外科醫生履行的可理解的謹慎連起來，全世界監管機構也正慢慢地推動。無數成功的臨床試驗和隨訪研究正在進行中，但是在它們被完全接受之前將需要更多的關于這些新技術的經驗。
[0014]因此，對改進的裝置和使用的相關方法存在需要，其中人工瓣膜能在減少體外循環需要的時間的更有效的操作中被手術植入身體管道。期望這樣的裝置和方法能幫助被認為不能動手術具有缺陷瓣膜的患者，因為這些患者的狀況太虛弱了以至于不能經得起過長的常規手術操作。本發明解決這些需要和其它需要。
[0015]發明概述
[0016]本申請的各種實施方式提供用于在人心臟中替換有缺陷的天然瓣膜的人工瓣膜和使用方法。某些實施方式特別適合用于快速并容易地置換心臟瓣膜、同時最小化使用體外循環(即旁路泵)的時間的手術操作中使用。
[0017]在Iv實施方式中，在人心臟中治療天然的王動脈辦以替換王動脈辦功能的方法，包括:1)通過在胸部的開口接近天然的瓣膜；2)將可擴展的基礎支架推進到天然的主動脈瓣位置，在推進期間將基礎支架放射狀地壓縮；3)在天然的主動脈瓣位置處放射狀地擴展基礎支架；4)在基礎支架的腔內推進瓣膜元件；和5)在瓣膜元件上擴展連接支架以快速并有效的方式機械地連接到基礎支架上。
[0018]在一個變型中，基礎支架可包括金屬框架。在一個實施方式中，至少部分的金屬框架由不銹鋼制成。在另一個實施方式中，至少部分的金屬框架由形狀記憶材料制成。瓣膜元件可選取各種形式。在一個優選的實施方式，瓣膜元件包括生物組織。在該方法的另一個變型中，在將人工瓣膜向天然的主動脈瓣推進期間在熒光檢查下觀察金屬框架。
[0019]在遞送人工瓣膜之前可去除天然的瓣膜小葉。可選地，可將天然小葉放在合適的位置以減少手術時間和在天然的瓣膜內為固定基礎支架而提供穩定的基底。在該方法的一個優點中，天然小葉向內退縮以加強金屬框架在身體管道中的固定。當將天然小葉放在合適的位置時，球囊或其它擴展元件可用于推動異常的瓣膜小葉并因此在植入基礎支架之前擴大天然的瓣膜。天然的環可從它們最初的孔尺寸被擴大到1.5-5mm之間以容納較大尺寸的人工瓣膜。
[0020]根據優選的方面，人工心臟瓣膜系統包括適于錨定心臟瓣膜環并在那里限定孔口的基礎支架，和連接基礎支架的瓣膜元件。該瓣膜元件包括人工瓣膜，其在那里限定不可擴展的、不可收縮的孔口和可擴展的連接支架，該支架從其流入端伸展。連接支架具有用于遞送到植入位置的收縮狀態和配置用于向外連接到基礎支架的擴展狀態。基礎支架還可以是可擴展的，其中收縮狀態用于遞送到鄰近心臟瓣膜環的植入位置而擴展狀態大小適于連接和錨定心臟瓣膜環。期望地，基礎支架和連接支架都是可塑性地可擴展的。
[0021]在一個實施方式中，人工瓣膜包括具有縫合環的商業上可獲得的瓣膜，并且連接支架與縫合環相連。連接支架的收縮狀態可以是圓錐形的，在遠端方向逐漸變細。連接支架優選地包括多個放射狀地可擴展的支桿，至少一些支桿成行排列，其中最遠端的行具有從收縮狀態擴展到擴展狀態的最大能力。還進一步，距人工瓣膜最遠的支桿行具有交替的尖點和凹陷處，其中基礎支架包括孔，在該孔中連接支架的尖點可突出以連結兩個支架。基礎支架可包括軸向定位的支桿之間的多個放射狀地可擴展的支桿，其中軸向定位支桿的至少一些具有較高的突出部分，該突出部分區分支架周圍的位置。
[0022]本文還公開人工心臟瓣膜系統的遞送和植入的方法，包括步驟:
[0023]將基礎支架推進到鄰近心臟瓣膜環的植入位置；
[0024]將基礎支架錨定到心臟瓣膜環；
[0025]提供瓣膜元件，該瓣膜元件包括具有不可擴展的、不可收縮的孔口的人工瓣膜，該瓣膜元件進一步包括從其流入端伸展的可擴展的連接支架，該連接支架具有用于遞送到植入位置的收縮狀態和配置用于向外連接到基礎支架的擴展狀態；
[0026]將具有連接支架的瓣膜元件以其收縮狀態推進到鄰近基礎支架的植入位置；和
[0027]將連接支架擴展到擴展狀態，與基礎支架接觸并相連接。
[0028]基礎支架可以是可塑性地可擴展的，該方法進一步包括將可擴展的基礎支架以收縮狀態推進到植入位置，和可塑性地將基礎支架擴展到擴展狀態，與心臟瓣膜環接觸并錨定到心臟瓣膜環，在該過程中增加心臟瓣膜環的孔口尺寸至少10%或1.5-5mm。期望地，選擇瓣膜元件的人工瓣膜以具有與心臟瓣膜環增加的孔口尺寸匹配的孔口尺寸。該方法還包括將基礎支架安裝在機械擴張器上，和使用機械擴張器將基礎支架部署在心臟瓣膜環上。
[0029]方法的一個實施方式進一步包括將瓣膜元件安裝在具有通過其的近端的插孔和腔的固定器上。固定器安裝在具有通過其的腔的手柄的遠端，和該方法包括使球囊導管穿過手柄和固定器的腔并且瓣膜元件內，并在球囊導管上使球囊膨脹以擴展連接支架。可將安裝在固定器上的瓣膜元件與手柄和球囊導管分開包裝。期望地，連接支架的收縮狀態是圓錐形的，球囊導管上的球囊具有較其近端擴展端大的遠端擴展端，以便施加到連接支架較人工瓣膜更大的膨脹偏轉。
[0030] 在其中連接支架是圓錐形的方法中，連接支架可包括多個放射狀地可擴展的支桿，其中至少一些成行排列，其中距人工瓣膜最遠端的行具有從收縮狀態擴展到擴展狀態的最大能力。
[0031]方法可利用具有多個放射狀地可擴展的支桿的連接支架，其中距人工瓣膜最遠的行具有交替的尖點和凹陷處。連接支架的遠端因此較連接支架的其余部分擴展更多，以便距人工瓣膜最遠的行中的尖點向外突出進入基礎支架的口中。基礎支架和連接支架都可具有軸向定位的支桿之間的多個放射狀地可擴展的支桿，其中該方法包括定位連接支架以便其軸向定位的支桿與那些基礎支架異相以增加其間的保留。
[0032]本文描述的另一個方面是用于遞送瓣膜元件的系統，該瓣膜元件包括具有不可擴展的、不可收縮的孔口的人工瓣膜，和可擴展的連接支架，該連接支架從其流入端伸展，連接支架具有用于遞送到植入位置的收縮狀態以及擴展狀態。遞送系統包括與瓣膜元件的遠端連接的瓣膜固定器、具有球囊的球囊導管和配置以與瓣膜固定器近端相連的手柄，該手柄具有用于導管通過的腔，其中球囊向遠端伸展通過手柄、經過固定器并通過瓣膜元件。在系統中，人工瓣膜優選地是具有縫合環的商業上可得的瓣膜，連接支架與縫合環相連。
[0033]遞送系統中連接支架的收縮狀態可以是圓錐形的，在遠端方向逐漸變細。此外，球囊導管進一步可包括其遠端末端上的大體圓錐形的鼻錐，該鼻錐伸展通過瓣膜元件，并以其收縮狀態接合連接支架的遠端。期望地，手柄包括可串聯連接在一起以形成連續的腔的近端部分和遠端部分，其中使遠端部分適合連接固定器的插孔以在與近端手柄部分連接之前使用遠端部分實現瓣膜元件的手動操作。優選地，將球囊導管和近端手柄部分與球囊一起包裝在近端部分腔內。
[0034]權利要求21的系統，其中將安裝在固定器上的瓣膜元件與手柄和球囊導管分開包裝。本發明的性質和優點的進一步理解在以下的說明書和權利要求書中說明，特別地當與附圖連同考慮時，附圖中類似的部分具有類似的參考數字。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]現在將說明本發明，參考所附的示意圖，其它優點和特征將顯示，其中:
[0036]圖1是人心臟的解剖學前視圖，其中部分被打開并部分地觀察心臟的室的內部和鄰近結構；
[0037]圖2是部分的人心臟的解剖學上視圖，顯示右心房中的三尖瓣，左心房中的二尖瓣，和二者之間的主動脈瓣，其中心動周期的心室舒張(心室充盈)期間三尖瓣和二尖瓣打開，主動脈瓣和肺動脈瓣關閉；
[0038]圖3是圖2中顯示的部分的人心臟的解剖學上視圖，其中心動周期的心室收縮(心室排空)期間三尖瓣和二尖瓣關閉，主動脈瓣和肺動脈瓣打開；
[0039]圖4左心房和右心房的解剖學前透視圖，其中部分被打開并以部分顯示心臟的室的內部和相關結構，諸如卵圓窩、冠狀竇和左冠狀靜脈；
[0040]圖5A-5H是通過分離的主動脈環的剖視圖，顯示相鄰的左心室和主動脈的部分，并圖解本發明的示例性的人工心臟瓣膜系統部署中的多個步驟；
[0041]圖5A顯示癟的球囊導管，該導管在其上具有被推進到主動脈環的位置的基礎支架；
[0042]圖5B顯示導管上、被膨脹以接近主動脈環擴展和部署基礎支架的球囊；
[0043]圖5C顯示主動脈環內位置中部署的基礎支架；
[0044]圖顯示安裝在球囊導管上、推進到基礎支架內的位置的瓣膜元件；
[0045]圖5E顯示主動脈環和基礎支架內期望的植入位置中的瓣膜元件，其中球囊導管被更遠地推進以用連接支架替換脫離接合的鼻錐；
[0046]圖5F顯示導管上、被膨脹以接近基礎支架擴展和部署瓣膜元件連接支架的球囊；
[0047]圖5G顯示導管上、和鼻錐正一起被從瓣膜元件內除去的癟的球囊；
[0048]圖5H顯示完全展開的本發明的人工心臟瓣膜；
[0049]圖6是遞送本發明的人工心臟瓣膜的示例性系統的分解圖；
[0050]圖7是圖6的遞送系統的組裝圖，顯示延伸超過瓣膜元件連接支架遠端的鼻錐；
[0051]圖8是和圖7相似的圖，但是具有遠端替代的球囊導管以使鼻錐從連接支架脫離；
[0052]圖9是與圖7顯示的遞送系統相似的遞送系統的組裝圖，并顯示膨脹以擴展瓣膜元件連接支架的球囊；
[0053]圖10是圖9的導入系統的幾個元件的分解正視圖，沒有球囊導管、瓣膜元件和固定器；
[0054]圖1lA和IlB是裝配到本發明的瓣膜固定器上的示例性瓣膜元件的透視圖；
[0055]圖1lC是圖1lA和IlB組裝的側視圖；
[0056]圖1lD和IlE是IlA和IlB組裝的俯視圖和仰視圖；
[0057]圖12A-12B圖解扁平結構(12A)和管狀擴展結構(12B)中的示例性連接支架；
[0058]圖13A-13B圖解扁平和管狀擴展結構中具有不連續頂端的可選的連接支架；
[0059]圖14-17是還進一步可選的連接支架的平面圖；
[0060]圖18A-18B是具有上位置標記和其上重疊的模型連接支架的示例性基礎支架的扁平和管狀視圖；
[0061]圖19是其上具有重疊的連接支架的可選的基礎支架的平面視圖；
[0062]圖20是基礎支架內連接支架的剖視圖，說明聯鎖的一種方法；和
[0063]圖21-23是用于遞送和擴展具有機械手指的基礎支架的裝置的透視圖。
[0064]優選的實施方式的詳述
[0065]本發明試圖克服與常規的心臟直視手術相關的缺點，同時也采用減少治療操作持續時間的較新技術中的一些技術。本發明的人工心臟瓣膜主要期望使用包括前述心臟直視手術在內的常規的外科技術遞送和植入。在這樣的外科手術中有許多途徑，所有這些途徑導致形成到特定心臟瓣膜環的直接進入途徑。為了闡明，直接進入途徑是允許直接(即裸眼)可視化心臟瓣膜環的一種途徑。此外，將認識到本文描述的兩階段人工心臟瓣膜的實施方式還可被配置成使用經皮方法和需要使用間接可視化的遠距離瓣膜植入的那些微創外科方法進行遞送。
[0066]本發明的一個主要方面是兩階段人工心臟瓣膜，其中首先植入組織錨然后植入瓣膜部件的任務是不同的并且具有某些優點結果。本發明的示例性的兩階段人工心臟瓣膜具有使用球囊或其它擴展技術固定到組織適當位置的可擴展的基礎支架。具有不可擴展和可擴展部分的混合瓣膜部件然后以不相連的或連續的操作連接到基礎支架。通過利用可擴展的基礎支架，與利用一組縫線的常規的縫合操作相比，最初錨定操作的持續時間大大減少。可擴展的基礎支架可簡單地放射狀地向外擴展，接觸植入位點，或可具有另外的錨定裝置諸如倒鉤。可使用常規的心臟直視方法和心肺轉流術進行該操作。在一個有益的特征中，由于植入可擴展的基礎支架的相對速度，旁路上的時間被大大減少。
[0067]為了明確的目的，術語“基礎支架”指能與心臟瓣膜環的組織相連的心臟瓣膜的結構構件。本文所描述的基礎支架大多是典型地管狀支架或具有變化的形狀或直徑的支架。支架通常由生物相容的金屬線框——諸如不銹鋼或鎳鈦金屬互化物(Nitinol)——形成。能與本發明的瓣膜一起使用的其它基礎支架包括硬質環、水平圍繞管圈(spirally-woundtubes)和其它這樣的管，所述其它這樣的管在瓣膜環內緊密配合和限定通過其、用于血液通過的孔口，或瓣膜部件被安裝在其內。然而，完全能想得到的是基礎支架可以是不限定連續邊緣的分開的夾子或鉤。盡管這樣的裝置犧牲了一些動態穩定性以及部署的速度和方便，但是這些裝置可被配置以與特定的瓣膜部件連起來工作。
[0068]在本領域中存在自身擴展和球囊擴展支架之間的區別。自身擴展支架可被卷曲或以其它方式壓縮成小管，并且當限制諸如外鞘被去除時擁有足夠的彈性以通過自身向外彈開。相反，球囊擴展支架是由基本上較小彈性的材料制成，而當從壓縮的直徑轉變成擴展的直徑時實際上必須從內部向外被可塑性地擴展。應當理解的是術語球囊擴展支架包括可塑性地可擴展的支架，不論是否球囊被用于實際上擴展它。在施加變形力諸如正在膨脹的球囊或擴展機械手指之后，支架的材料可塑性地變形。下面將描述兩種選擇。因此，術語“球囊可擴展的支架”應考慮指與特定的擴展裝置相反的支架的材料或類型。
[0069]術語“瓣膜部件”指心臟瓣膜的元件，其具有流體咬合表面以防止血液以一個方向流動，同時允許其以另一個方向流動。如上面所提到的，瓣膜數目的各種構建物是可獲得的，包括具有彈性小葉的那些構建物和具有剛性小葉的那些構建物或球形和籠形結構。小葉可以是生物假體的、 合成的或金屬的。
[0070]本發明的主要焦點是兩階段人工心臟瓣膜，其具有第一階段，其中基礎支架固定到瓣膜環，和隨后的第二階段，其中瓣膜部件連接到基礎支架。應當指出，這些階段可以幾乎同時進行，諸如如果兩個元件被安裝在同一個遞送裝置上，或可以以分開的臨床步驟進行，其中使用第一遞送裝置部署基礎支架，然后使用另一個遞送裝置部署瓣膜部件。還應指出，術語“兩階段”指將結構錨定到環然后連接瓣膜部件的兩個主要步驟，其不必需將瓣膜限制成剛好兩部分。
[0071]包括基礎支架和瓣膜部件的兩階段人工心臟瓣膜的另一個潛在的好處是植入之后該瓣膜部件可被替換，而不用替換基礎支架。即，可使用連接瓣膜部件和基礎支架的容易地可拆卸的裝置，該裝置允許相對容易地植入新的瓣膜部件。本文描述連接瓣膜部件和基礎支架的各種結構。
[0072]因此，應當理解，本發明的某些好處不依賴于基礎支架是否是可擴展的。即，各種實施方式說明連接到混合瓣膜部件的可擴展的基礎支架，該部件具有不可擴展的和可擴展的部分。然而，相同的連接結構可用于不可擴展的基礎支架和混合瓣膜部件。因此，本發明應通過所附的權利要求書來解釋。
[0073]作為進一步定義的點，本文使用術語“可擴展的”指能夠從第一遞送直徑到第二植入直徑擴展的心臟瓣膜的元件。可擴展的結構因此不是指根據溫度上升或其它這樣的偶然原因可經歷輕微擴展的結構。相反，“不可擴展的”不應被解釋為意指完全剛性的或在尺寸上穩定的，因為，例如，可觀察到常規的“不可擴展的”心臟瓣膜的一些輕微擴展。
[0074]在后面的描述中，術語“身體管道”用于定義身體內的血液管道或血管。當然，人工心臟瓣膜的特定應用確定討論之中的身體管道。主動脈瓣置換，例如，將被植入到主動脈環中或鄰近主動脈環。同樣，二尖瓣置換將被植入到二尖瓣環。本發明的某些特征對一種植入位點或其他的是特別有利的。然而，除非組合在結構上是不可能的，或被權利要求語言所排除，本文描述的任何心臟瓣膜實施方式可被植入到任何身體管道中。
[0075]圖5A-5H是通過分離出的主動脈環AA的剖視圖，顯示部分的鄰近的左心室LV和具有竇腔(sinus cavities) S的升主動脈。還顯示兩個冠狀竇CS。該系列視圖顯示部署本發明的示例性人工心臟瓣膜系統的多個步驟的快照，其包括兩元件系統。第一元件是靠近天然小葉或，如果小葉被切除，靠近清創主動脈環AA部署的基礎支架。第二瓣膜元件在基礎支架內安裝并錨定到那里。盡管兩部分瓣膜是本領域已知的，但是相信利用與不可擴展的瓣膜連起來的支架內的支架是第一次。
[0076]圖5A顯示具有接近遠端處于癟的狀態的球囊22的導管20，其中管狀基礎支架24在球囊22上卷曲。支架24以放射狀地收縮的、未展開的結構顯示。導管20已被推進以定位基礎支架24，以便其近似軸向地集中在主動脈環AA處。
[0077]圖5B顯示膨脹以接近主動脈環AA擴展和展開基礎支架24導管20上的球囊22，圖5C顯示使球囊22放氣和去除導管20之后處于適當位置的展開的基礎支架。支架24在體腔內并接近體腔(例如瓣膜環)提供基底。盡管是為了說明的目的描述支架，但是可使用能在體腔內并接近體腔錨定然后連接瓣膜元件的任何部件。在優選的實施方式中，基礎支架24包括可塑地可擴展的包織物的不銹鋼管狀支架。使用可塑地可擴展的支架的一個優點是擴展天然的環以接受比常規的手術更大的瓣膜尺寸的能力。期望地，左心室流出道(LVOT)被顯著地擴展至少10%，或例如1.5-5_，外科醫生能選擇具有相對于未擴展的環較大的孔口直徑的瓣膜元件30。另一方面，本發明還可使用自擴展的基礎支架24，其然后被隨后植入的瓣膜元件30加強。因為瓣膜元件30具有不可壓縮的部分，人工瓣膜34，和期望地是可塑地可擴展的連接支架36，所以它有效地抵抗自擴展的基礎支架24的彈回。
[0078]連續的參考圖5B，支架24具有大小適于部署在天然的瓣膜位置(例如沿著主動脈環)的直徑。支架24的部分可向外擴展進鄰近天然瓣膜的各自的腔。例如，在主動脈瓣置換術中，上部可擴展進剛好距主動脈環下游的竇腔的區域。當然，應小心定向(前面是定位)支架24以至于不阻斷管狀開口。支架主體優選地配置有足夠的放射狀的強度用于在膨脹情況下推開天然小葉和保持天然小葉打開。天然小葉提供穩定的基底用于支持支架，由此有助于安全地將支架錨定在身體中。為了進一步使支架固定到周圍組織，下部可配置有錨定部件，諸如，例如，鉤或倒鉤(未顯示)。
[0079]如下面將更詳細地描述的，人工瓣膜系統包括可快速和容易地連接到支架24的瓣膜元件。這里應指出，本文描述的基礎支架可以是各種設計，包括顯示的具有菱形/人字形(chevron-shaped)開口或其它結構。材料取決于遞送(即球囊或自擴展)的方式，支架可以是光禿的支桿材料或被涂布以促進向內生長和/或以減少瓣膜旁滲漏。例如，常常使用的合適的覆蓋物是織物諸如達克龍(Dacixm)的套。
[0080]本發明的人工心臟瓣膜系統的一個主要優點是部署速度。因此，基礎支架24可采取許多不同結構，只要它不需要將它縫合到環的費時的過程。例如，基礎支架24的另一個可能的結構是象所顯示的管狀支架一樣的不是完全可擴展的基礎支架。即，基礎支架24可具有不可擴展的環形孔口，可擴展的邊緣支架或系列錨定倒鉤從該孔口部署。
[0081]圖顯示安裝在球囊導管32上的瓣膜元件30，所述球囊導管推進到基礎支架24內的位置。瓣膜元件30包括人工瓣膜34和與其末端連接并從其末端突出的連接支架36。在其放射狀地收縮或未展開的狀態，連接支架36假定在遠端方向向內圓錐形的逐漸變細。導管32伸展通過瓣膜元件30和在遠端鼻錐38終止，該鼻錐具有圓錐形或鈴形形狀并覆蓋連接支架36的逐漸變小的末端。盡管未顯示，但是導管32延伸通過導入套管和瓣膜固定器。
[0082]當用于主動脈瓣置換術時，人工瓣膜34優選地具有三個提供流體咬合表面以替代天然瓣膜小葉功能的柔性小葉。在各種優選的實施方式中，瓣膜小葉可取自另一個人心臟(尸體) 、母牛(牛)、豬(豬的瓣膜)或馬(馬(equine))。在其它優選的變型中，瓣膜部件可包括機械元件而不是生物組織。三個小葉由三個連接的柱支撐。沿著瓣膜部件的基底部分提供環。
[0083]在優選的實施方式中，人工瓣膜34部分包括商業上可獲得的、不可擴展的人工心臟瓣膜，諸如從Edwards Lifesciences of Irvine, California得到的Carpentier-Edwards PERIMOUNT Magna?主動脈心臟瓣膜。在這個意義上，“商業上可獲得的”人工心臟瓣膜是離開架子的(即適于獨立的出售和使用)人工心臟瓣膜，其限定其中不可擴展的、不可收縮的孔口和具有縫合環，所述縫合環使用縫合線、通過心臟直視手術操作被植入。使用的進入到心臟的具體方法可不同，但在手術操作中將心臟停止跳動和打開，不同于心臟保持功能的搏動心臟操作。為了重申，術語“不可擴展的”和“不可收縮的”不應被理解為指完全剛性的和在尺寸上穩定的，只不過瓣膜不象一些提議的微創地或經皮遞送的瓣膜的是可擴展的/可收縮的。
[0084]植入操作因此包括第一遞送和在主動脈環處擴展基礎支架24，然后連接包括到那里的瓣膜34在內的瓣膜元件30。因為瓣膜34是不可擴展的，所以使用常規的心臟直視技術典型地進行全部操作。然而，因為基礎支架24通過簡單的擴展而遞送和植入，然后通過擴展，瓣膜元件30被連接到那里，都沒有縫合，所以整個操作花了較少的時間。這種混合方法對熟悉心臟直視操作和商業上可獲得的心臟瓣膜的外科醫生還將更輕松。
[0085]而且，操作中相對小的改變加上證明的心臟瓣膜的使用將產生比嚴格地可擴展的遠距離操作更容易的調節路徑。即使該系統必須通過臨床測試驗證以滿足FDA上市前批準(PMA)過程(與510k提交相反)，瓣膜元件30的接受至少將由于商業的心臟瓣膜已被批準而被極大簡化，，商業的心臟瓣膜諸如Μ嘩μ 主動脈心臟瓣膜。
[0086]人工瓣膜34具有以連接支架36形式的可擴展的連接機構，所述連接支架用于將瓣膜固定到基礎支架24。盡管顯示了連接支架36，但是連接機構可采取各種不同形式，僅僅消除對連接縫合線的需要和提供快速的連接方法。
[0087]在圖5E中，瓣膜元件30已前進到主動脈環AA處和處于基礎支架24內的期望的植入位置。人工瓣膜34可包括縫線能透過的環42，該環42期望地鄰接主動脈環AA。更優選地，縫合環42位于環上方，或在主動脈環AA的最窄點上方，以便允許選擇比環內放置的瓣膜更大的孔徑。隨著使用基礎支架24的前述的環擴展，和環之上的放置，外科醫生可選擇具有較先前可想到的大一個或兩個增量的瓣膜。如所提到的，人工瓣膜34是期望的具有縫合環42的商業上可獲得的心臟瓣膜。球囊導管32已相對于瓣膜元件30前進以代替與連接支架36不接合的鼻錐38。可以看到導管30上的膨脹球囊40剛好超過連接支架36遠端。
[0088]圖5F顯示導管32上的球囊40，其被膨脹以接近基礎支架24擴展和展開連接支架36。期望使用受控的、增壓的無菌生理鹽水使球囊40膨脹。連接支架36在其圓錐形的收縮狀態和其通常的管狀的擴展狀態之間轉變。連接支架36和基礎支架24之間的簡單干擾可足以在基礎支架內錨定瓣膜元件30，或相互作用的形狀諸如突出物、鉤、倒鉤、織物等。
[0089]因為基礎支架24在瓣膜元件30與其連接之前擴展，所以可使用較高強度支架(自身可擴展的或球囊可擴展的)結構。例如，可使用相對粗壯的基礎支架24以將天然小葉推開，并且缺少的瓣膜元件30在高壓基礎支架部署期間不被損害或不被以其它方式不利地影響。基礎支架24部署在身體管道之后，瓣膜元件30通過部署連接支架36連接到那里，該支架可以是稍微更輕，需要較小的擴展力。同樣，球囊40可具有較近端擴展端大的遠端擴展端，以便施加到連接支架36較施加到人工瓣膜34更多的力。以這種方式，人工瓣膜34和其中的柔性葉不遭受來自球囊40的高擴展力。實際上，盡管顯示了球囊部署，但是連接支架36還可以是自身擴展型支架。在后者的結構中，鼻錐38適于在基礎支架24內瓣膜元件30中定位之前保持連接支架36在其收縮的狀態。
[0090]如上面所指出的，本文描述的基礎支架能包括倒鉤或其它組織錨形體以進一步將支架固定到組織，或將連接支架36固定到基礎支架24。另外，通過球囊的擴展，倒鉤可以是可部署的(例如，配置以伸展或放射狀地向外推)。優選地，將連接支架36覆蓋以促進向內生長和/或以減少瓣膜旁滲漏，諸如用達克龍管或類似物等。
[0091]圖5G顯示與鼻錐38在一起的導管32上癟的球囊40，鼻錐38正被從瓣膜元件30內除去。最后，圖5H顯示本發明的完全部署的人工心臟瓣膜系統，包括在主動脈環AA內連接到基礎支架24的瓣膜元件30。
[0092]圖6是用于遞送本發明的人工心臟瓣膜的示例性系統50的分解圖，圖7和8是其組裝圖。改變的遞送系統50的部件也顯示在圖9和10中。遞送系統50包括在其遠端具有球囊和在其近端具有珠孔塞54的球囊導管52。珠孔塞54提供接受盧爾連接器或其它這樣的Y配件58的緊固件的近端連接56。前述的鼻錐38可與導管52的最遠端連接，但更優選地與通過球囊導管52的中心腔插入的導線(未顯示)連接。
[0093]導管52和鼻錐38通過具有近端部分62和遠端部分64的中空手柄60。遠端手柄部分64的遠端牢固地與瓣膜固定器68的套66連接，其又與人工心臟瓣膜元件30連接。將參考圖11A-11E給出瓣膜固定器68的細節。
[0094]期望手柄60的兩個部分62、64由剛性材料諸如模制塑料(molded plastic)形成，并相互連接以形成相對剛性和伸長的管，用于操縱與其遠端連接的人工瓣膜元件30。特別地，遠端部分64可容易地連接到固定器套66，并且因此在手術前沖洗步驟期間提供用于操縱瓣膜元件30方便的工具。為了該目的，遠端部分64具有連接到固定器套66的遠端管狀節段70和在其近端具有開口的擴大的近端節段72的特征，近端節段72接受近端手柄部分62的管狀延長部分74。圖6顯示可在管狀延長部分74的外部上提供的環形墊圈(0-ring) 76,用于摩擦的過盈配合(frict1nal interference fit)以防止兩個部分脫離。盡管未顯示，但是遠端管狀節段70還可具有環形墊圈，用于牢固地連接到固定器套66，或可與車縲紋等連接。在一個優選的實施方式中，在近端手柄部分62內包裝導管52上的球囊40，用于保護和容易操作。連接近端和遠端手柄部分62、64因此“負載”系統50，以至于球囊導管52可被推進通過連續的腔，通往瓣膜元件30。
[0095]圖9和10圖解與圖7中顯示的相似的遞送系統50，但該系統在近端和遠端手柄部分62、64上具有懸臂梁齒形式的可選的連接器77，該懸臂梁齒咬合進在各自的接收孔中形成的互補凹處。同樣，還能使用配件上的車螺紋，以及其它相似的簡便辦法。圖9顯示膨脹的以擴展瓣膜元件連接支架36的球囊40。
[0096]在優選的實施方式中，人工瓣膜元件30并入生物組織小葉而被包裝和儲存，與固定器68連接但是與其它導入系統50元件分開。典型地，將生物組織包裝和儲存在具有防腐劑溶液的罐中，用于長的貯存期限，而將其它元件干燥包裝和儲存。
[0097]當如圖7-9中所看到的進行裝配時，細長的腔(未編號)從Y配件58的近端延伸到球囊40的內部。Y配件58期望地包括內螺紋的連接器80，用于與吹入系統相連，或具有路厄配件84的側端口 82，或可以使用相似的簡便辦法用于球囊40的吹入。
[0098]圖7和8顯示導管52和連帶結構相對于手柄60和其連帶結構的兩個縱向位置。在圖7中顯示的收縮的位置中，球囊40最初位于遠端手柄部分64內。圖7圖解導入系統50的遞送結構，在其中外科醫生將人工瓣膜元件30從外面推進到鄰近靶環的位置。鼻錐38在周圍延伸并保護圓錐形的未部署的連接支架36的遠端。在圖中也看到該結構，雖然為了清除將固定器68除去。注意手柄60的近端連接56和近端之間的間距S。
[0099]如上面參照圖5A-5H所解釋的，外科醫生將人工瓣膜元件30推進到瓣膜環處其期望的植入位置，然后推進球囊40通過瓣膜元件并使其膨脹。為了這樣做，操作者將遞送系統50從圖7的收縮的結構轉變成圖8的部署結構，如箭頭78所指的，球囊導管40向遠側移位以使鼻錐38與連接支架36脫離。注意近端連接56現在接觸手柄60的近端，消除圖7中指示的距離S。
[0100]應當理解，人工瓣膜元件30可被植入具有預先部署的基礎支架24的瓣膜環，如上面所說明的，或沒有基礎支架24的瓣膜環。連接支架36可以是足夠結實的以在缺少基礎支架24時接近天然的小環(小葉切除或沒有切除)直接錨定瓣膜元件30。因此，用于導入人工心臟瓣膜的系統50的描述在操作的情況中應被理解具有或沒有預先部署的基礎支架24。
[0101]進一步描述遞送系統50的操作之前，瓣膜元件30和瓣膜固定器68的更詳細的說明是必需的。圖11A-11E顯示安裝在本發明的遞送固定器68上的示例性瓣膜元件30的多個透視圖和其他視圖。如所提到的，瓣膜元件30包括具有與其流入端相連的連接支架36的人工瓣膜34。在優選的實施方式中，人工瓣膜34包括商業上可獲得的現成的不可擴展的、不可收縮的商品化的人工瓣膜。任何數目的人工心臟瓣膜可以被改型以與連接支架36連接，因此適于在本發明的情況下使用。例如，人工瓣膜34可以是機械瓣膜或具有柔性小葉的瓣膜，合成的或生物假體的。然而，在優選的實施方式中，人工瓣膜34包括生物假體組織小葉86(圖11A)。此外,如上面所描述的,期望人工瓣膜34是從Edwards Lifesciencesof Irvine, California 獲得的 Carpentier-Edwards PERIMOUNT Magna?主動脈心臟瓣膜(例如 3000TFX 型)。
[0102]在制造過程期間，連接支架36優選地與瓣膜縫合環42的心室(或流入)面相連，在某種程度上保持縫合環的完整并且防止瓣膜有效孔口面積(EOA)的減小。期望地，連接支架36將以保持縫合環的外部輪廓的方式被連續地縫合到縫合環42。縫合線可經過支架骨架中的孔或孔眼，或經過織品覆蓋物，所述織品覆蓋物又被縫到骨架上。其它的連接方案包括從支架、系桿、尼龍搭扣(Velcro)、鉚頭模、膠粘劑等向內伸展的叉或鉤。可選地，連接支架36可被更剛性地連接到人工瓣膜34內的剛性元件。因此，植入期間，外科醫生可根據常規手術使縫合環42接近環固定在位置上。這給予外科醫生熟悉能觸知的反饋以確保已實現正確的患者假體匹配。而且，縫合環42接近環的流出側放置有助于減小瓣膜元件30向心室移動的概率。
[0103]連接支架36可以是預先卷曲的、逐漸變細的316L不銹鋼球囊可擴展的支架，一旦植入在基礎支架24內，期望被聚酯套筒88覆蓋以有助于密封阻止瓣膜旁滲漏和促進組織向內生長(參見圖5F)。連接支架36在圖11A-11E逐漸變細的收縮的形狀之間向圖5F和也圖10中顯示的其向外展開擴展的形狀轉換。
[0104]連接支架36期望地包括連接到三個大體軸向延伸的支柱92的多個鋸齒狀或其它方式成角的、蛇形或網樣的桿90。如下面將要看到的，支柱92期望具有一系列平等間隔的孔的特征，在合適位置容納縫線的聚酯套筒88可被錨定到這些孔。如圖5F中所最佳看到的，當被擴展時，支架36向外張開并接近基礎支架24的內表面緊密地接合，并具有與基礎支架基本相同的軸長度。可提供錨定裝置諸如倒鉤或來自連接支架36的其它突出以加強連接支架和基礎支架24之間的摩擦支持。
[0105]應當理解，連接支架的具體結構——無論是否具有直的或曲線的支桿90——根據需要可被修改。有多種支架設計，如下面參考圖12-17所描述的，其中任何一個潛在地可以是適合的。同樣，盡管優選的實施方式并入球囊可擴展的連接支架36，但是自身擴展支架能被某些修改替代，主要到遞送系統。相同的彈性和設計當然適用于基礎支架24。在優選的實施方式中，期望基礎支架24和連接支架36是可塑地可擴展的以為瓣膜34提供更堅固的錨定物；首先到具有或沒有天然小葉的環，然后是兩個支架之間。使用球囊或如下面所描述的機械擴張器可擴展支架。
[0106]仍然參考圖11A-11E，固定器68包括前述的近端套66和其較薄的遠端延長部分94，該部分形成固定器的中心部分。在中心延長部分94周圍圓周地等距地隔開并從那里向外放射狀地突出的三條腿96a、96b、96c包括內部的支桿98和外部的接合架100。人工瓣膜34優選地包括多個、典型地三個、以流出的方向突出的接合點102。盡管未顯示，但是接合架100優選地并入凹陷，在所述凹陷之中安裝接合點102的尖端。
[0107]在一個實施方式中，固定器68由剛性的聚合物，諸如Delrin或透明的聚丙烯形成以增加植入操作的可見性。如圖1lE中所最佳看到的，固定器68顯示腿96a、96b、96c之間的開口以給外科醫生提供瓣膜小葉86的良好的可見性，腿的透明性進一步促進可見性并允許光通過那里透射以使陰影最小。盡管本文未詳細描述，圖1lE也圖解腿96a、96b、96c中的一系列通孔，允許連接縫線以經過人工瓣膜34中的織物和橫越每條腿中的切割引導。如本領域所知的，當期望時，切斷連接到固定器68并經過瓣膜的中等長度的縫線允許固定器沒有瓣膜進行牽拉。
[0108]圖1lC和IlD圖解有一點改變的來自圖1lA和IlB中顯示的連接支架36，其中支桿90和軸向伸展的支柱92被更好地限定。特別地，支柱92較支桿90更寬一點和更結實，因為后者提供給支架36從顯示的圓錐形形狀擴展到更管狀的結構的能力。同樣，大體圓形的加強環104鄰接瓣膜縫合環42。支柱92和環104都進一步包括一系列的通孔106，該通孔可用于使用縫線等將聚酯邊緣88固定到支架36。以下還描述連接支架36的多個變型。
[0109]圖12A-12B圖解通常是擴展形狀的扁平結構(12A)和管狀結構(12B)中示例性的連接支架36。如所提到的，網樣的支桿90和加強環104連接三個大體是軸向延伸的支柱92。多個均勻間距的孔106提供錨定物，用于容納聚酯套筒88 (參見圖11B)在合適位置。在圖解的實施方式中，網樣的支桿90還包括一系列軸向延伸的支桿108。連接到瓣膜縫合環并被加強環104限定的連接支架36的上端跟著弓形的波谷110和峰12交替的波浪形路徑。如從圖1lC所看到的，示例性的人工瓣膜34具有波浪形的縫合環42，連接支架36的上端與其符合。在優選的實施方式中，支架36的幾何形狀與波浪形的縫合環42的幾何形狀相匹配。當然，如果人工瓣膜的縫合環是平面的，那么連接支架36的上端也將是平面的。還應指出，圖12B的管狀型式是擴展的結構的說明，盡管球囊40可過度擴展支架36的游離(下)端，以至于它終止處于輕微的圓錐形。
[0110]圖13A和13B分別顯示又在扁平和管狀結構中的可選的連接支架120。如第一實施方式，連接支架120包括在一系列軸向延伸的支桿124之間延伸的網樣的支桿122。在該實施方式中，所有的軸向延伸的支桿124是基本上相同的細的橫斷面大小。支架120的上端或連接端又包括加強環126，盡管該型式被一系列由間隙分開的短長度中斷。上端限定多個交替的波谷128和峰130，加強環126的長度限定峰。軸向延伸的支桿124與支架120上端的圓齒狀的形狀是同相的，并且與峰和波谷的中間是相符的。
[0111]組成加強環126的長度之間的間隙允許支架120與許多不同尺寸的人工瓣膜34匹配。即，支架120的大部分是可擴展的，具有可變的直徑，和在加強環126中提供間隙允許上端也具有可變的直徑，以便它能被成型以匹配相應的縫合環的尺寸。這減少制造成本，因為相應尺寸的支架不需要用于每個不同尺寸的瓣膜。
[0112]圖14是另外可選的與連接支架120非常相似的連接支架132的平面圖，包括在一系列軸向延伸的支桿136之間連接的網樣的支桿134，并且上端被由一系列短長度支桿形成的加強環138限定。與圖13A和13B的實施方式相比，波浪形的上端的峰具有與支桿相反的間隙。表示這的另一個方法是軸向延伸的支桿136與支架132上端的圓齒狀的形狀異相，并且與峰和波谷的中間不一致。
[0113]圖15圖解示例性的連接支架140，其同樣具有在軸向延伸的支桿144之間的可擴展的支桿142，和上加強環146。軸向延伸的支桿144與支架上端的峰和波谷同相。加強環146在較早描述的這樣的環之間是十字形，因為它在其周圍是連續的，但也具有可變的直徑。即，環146包括一系列固定長度的支桿148長度，該固定長度由可變長度的較細的橋部分150連接。橋部分150每個由這樣半徑形成，以便它們可以被變直(變長)或彎曲(壓縮)得更多。一系列孔152也在支架142的上端形成，當將支架固定到相應人工瓣膜的縫合環時提供縫線或其它附著裝置的錨定點。
[0114]在圖16中，可選的連接支架154與圖15的支架140完全相同，盡管軸向延伸的支桿156與波浪形的上端的峰和波谷異相。
[0115]圖17顯示關于連接支架160的另外進一步的變型，其具有一系列連接軸向延伸的支桿164的可擴展的支桿162。如圖12A和12B中顯示的型式，網樣的支桿162也包括一系列軸向延伸的支桿166，盡管這些桿比主軸向支桿164細。加強環168也較網樣的支桿162更厚，并具有在每個波谷中的一個或多個間隙170的特征，以至于該環是不連續和可擴展的。軸向延伸的支桿164、166上的倒鉤172、174可用于在連接支架160和基礎支架之間加強保留，它與該基礎支架相配合，或在沒有基礎支架的情形與環形組織相配合，如上面所說明的。
[0116]如上面所提到，本文描述的兩元件瓣膜系統利用外部或基礎支架(諸如基礎支架24)和具有內部或瓣膜支架(諸如連接支架36)的瓣膜元件。瓣膜和其支架前進到預先錨定的外部支架的腔，并且瓣膜支架擴展連接兩個支架并將瓣膜錨定到其植入位置中。重要的是內部支架和外部支架被圓周地和軸向地正確定位以使支架之間隨后的相對運動最小。實際上，對于主動脈瓣置換術的主要應用，瓣膜接合的圓周位置相對于天然的接合是非常重要的。上面顯示和描述了與瓣膜元件相連的連接支架的許多變型。圖18-20圖解示例性的基礎支架和兩個支架之間的配合。
[0117]圖18A和18B顯示基礎支架180的示例性的實施方式，該基礎支架包括多個放射狀地可擴展的支桿182，該支桿在多個大體軸向延伸的支桿184之間延伸。在圖解的實施方式中，支桿182在支桿184之間形成人字形模式，盡管也可使用其它結構諸如蛇形或菱形。放射狀地可擴展的支桿182的頂行和底行并列排列以便形成多個三角形的峰186和波谷188。軸向支桿184與波谷188同相。
[0118]圖18A的平面視圖顯示四個軸向的突出部分190，每個從軸向支桿184之一向上延伸。盡管顯示了四個突出部分190，但是示例性的基礎支架180期望地具有三個平均地圓周地間隔的突出部分，如圖18B的管狀型式周圍所看到的，為基礎支架提供定位標記。這些標記因此使外科醫生更容易定位支架180，以至于標記與天然的接合點對準。此外，當瓣膜元件前進到基礎支架180內，可見的突出部分190提供參考標記，以至于內部的支架可以被正確地定位到基礎支架內 。在這一點上，突出部分190可被涂成與支架180的剩余部分不同顏色，或在其上具有不透射線的指示物。
[0119]中間支桿182的頂行之上的突出部分190的長度也可被標上刻度以幫助外科醫生軸向地定位支架180。例如，可測定突出部分190的尖端至天然的環水平的距離，并能在特定的解剖學標志諸如冠狀動脈口水平正下方定位突出部分190。
[0120]圖18A中的波浪形的虛線192表示內部或連接支架140的上端，其顯示在基礎支架180上重疊的模型中。就這一點而論，虛線192也表示波浪形的縫合環，它具有縫合環可以是平面的重復，以至于連接支架的上端也是平面的。連接支架140包括軸向延伸的支桿，該支桿與支架圓齒狀的上端的各自的峰和波谷是同相的。在示例性的結合中，連接支架(虛線192)圓齒狀的上端的峰與具有突出部分190的軸向的支桿184旋轉地對應(是同相)。因此，因為連接支架140軸向的支桿與其上端的峰是同相的，所以它們也與基礎支架180的軸向的支桿184也是同相的。相反地，連接支架可具有與其上端的峰異相的軸向的支桿，在這種情況下，兩個支架各自的軸向的支桿也是異相的。
[0121]圖19顯示可選的基礎支架200，其一般具有與圖18A的基礎支架180相同的元件，但是軸向的支桿184在中間支桿182的外側行的峰186之間延伸。在較早的實施方式中，軸向的支桿184在波谷188之間延伸。圖16的連接支架154顯示在基礎支架200之上重疊的模型中以圖解兩個支架的軸向的支桿現在如何異相以增加它們之間的連結。
[0122]支架200也顯示中間支桿182的不同行。具體地，第一行202a限定具有相對淺的角的V，第二行202b限定具有中等角的V，第三行202c限定具有更銳角的V。當被擴展時，支桿182在這些行中形成的不同的角有助于將支架形成圓錐形的形式。距人工瓣膜最遠的第三行202c中的支桿具有擴展的最大能力以適應支架折疊的圓錐形向擴展的管狀形狀轉變。
[0123]本領域的技術人員將理解有許多方法來增加兩個支架之間的保留。例如，兩個支架上的網樣的可擴展支桿的峰和波谷可被異相或同相定位。在優選的實施方式中，兩個支架的峰和波谷是異相的，以便內部支架的擴展引起它的峰向外變形成為外部支架的波谷，并由此在其間提供連結結構。上面描述的變型提供許多該配合的改變。
[0124]另外，一個或兩個支架上的軸向的突出部分能被彎曲以提供與其它支架的干擾(需要與過盈配合一致嗎)。例如，圖12A中顯示的支架36中的軸向支桿108的下端可通過非均勻形成的球囊的擴展向外彎曲，以至于它們在外部支架內在空隙中延伸。同樣，圖17的實施方式圖解可通過向外彎曲與相應基礎支架形成過盈的倒鉤172、174。從一個位置轉變到另一個位置以增加兩個支架之間保留的支桿末端或倒鉤可被機械彎曲推動，諸如用球囊或通過安裝到身體內之后的自動形狀改變。即，一些形狀記憶合金諸如鎳鈦諾可被設計以在溫度改變之后經歷形狀改變，以至于它們在室溫假定第一形狀，在體溫時是第二形狀。
[0125]圖20圖解增加兩個支架之間保留的簡化的裝置。內部瓣膜支架210在外部基礎支架212內配合，以至于其低端214在外部支架下延伸。通過球囊在支架210內的過度擴展，引起下端214彎曲或向外卷以防止外部支架內的內部支架相對向上運動。
[0126]圖21是用于機械擴張器224內遞送和擴展基礎支架222的裝置220的透視圖。在圖解的實施方式中，擴張器224包括多個可擴展的指狀物226，在指狀物之上基礎支架22被卷曲。裝置220包括注射器樣的器具，其包括桶230，桶內柱塞(plunger) 232線性地滑動。指狀物226被軸向固定但可相對于桶230繞軸旋轉或伸縮。柱塞232的遠端具有外部直徑，該直徑大于可擴展的指狀物226的內表面限定的直徑。優選地在指狀物226內部上有近端的引入斜面，以至于柱塞232的遠端運動相對于桶230逐漸地用凸輪帶動指狀物向外。柱塞232的兩個位置顯示在圖21和23中。
[0127]作為柱塞232的簡單線性運動的替代，桶230內也可以是車螺紋地容納的。更進一步地，柱塞232可以由相互自由旋轉的兩部分形成，在桶230內近端部分是車螺紋地接受的，而遠端部分相對于桶不旋轉，僅僅用凸輪帶動指狀物226向外。更進一步地，可使用機械聯動代替凸輪系統作用，由此鉸合在一起的杠桿產生指狀物226的向外運動。并且更進一步地，可利用使用具有安裝在球囊外部上機械部分的膨脹球囊的混合型式。本領域的技術人員將理解關于該機構的很多變型是可能的，重點是球囊擴展不僅僅是手段。
[0128]期望地，指狀物226具有成形的外形，以至于它們將基礎支架222擴展成更好地適合心臟瓣膜環的特定的形狀。例如，基礎支架222可被擴展成具有較寬的上端和下端和較小的中間部分的中凹形，和/或上端可被形成三葉形以更好地適合主動脈竇。在后者的情況下，三葉形對植入之后定位基礎支架222以及定位被接受在其內的瓣膜元件的連接支架是有用的。
[0129]在另一個有利的特征中，在前述的圖中圖解的兩元件瓣膜系統提供裝置和方法，其與去除天然小葉之后被縫合到組織的置換瓣膜相比顯著減少手術操作的時間。例如，圖5-9的支架24可被快速地部署，瓣膜元件30也可被快速地與支架相連。這減少體外循環需要的時間，由此顯著減少對患者的危險。
[0130]除了加速植入過程，本發明具有預先錨定的支架，瓣膜和其支架安裝在該支架內，允許環被擴展以接納較可能的更大的瓣膜。具體地，臨床研究已顯示左心室流出道(LVOT)可被球囊可擴展的支架顯著地擴展并保持正常的功能。在該情況中，“顯著地擴展”LVOT指擴展至少10%，更優選地在約10-30%之間。按絕對值計算，根據正常的孔徑尺寸LVOT可被擴展1.5-5mm。環的這種擴展產生增加手術植入的人工瓣膜尺寸的機會。本發明利用球囊可擴展的基礎支架，和球囊可擴展的瓣膜支架。這兩個支架的結合允許在主動脈環和在主動脈環正下方、在人工瓣膜的流入端擴展LV0T。在基礎支架外側和LVOT之間產生的過盈配合固定沒有小拭子的瓣膜或保證占據空間，由此允許最大可能的瓣膜尺寸的放置。較將用常規手術其它方式獲得更大的瓣膜尺寸增加容量血流量和減小通過瓣膜的壓力梯度。
[0131]本領域的技術人員將理解，本發明的實施方式提供重要的新的裝置和方法，其中瓣膜可以快速和有效的方式被安全地錨定到體腔。本發明的實施方式提供在手術操作中植入人工瓣膜而不需要外科醫生將瓣膜縫合到組織的裝置。因此，手術操作時間顯著地減少。此外，除了為瓣膜提供基礎支架，該支架可用于保持天然的瓣膜處于擴大的狀態。因此，外科醫生不必除去天然小葉，由此進一步減少操作時間。
[0132]還將理解的是本發明提供改良的系統，其中瓣膜部件可以以更快和有效的方式被置換。更具體地，不必為了去除瓣膜而切斷任何縫線。而是瓣膜部件可與支架(或其它基礎支架)分離，并且新的瓣膜部件被連接到正確位置。當使用生物組織瓣膜或具有有限的設計壽命的其它瓣膜時，這是重要的優點。
[0133]雖然本發明已在其優選的實施方式中被描述，但是將理解，已被使用的詞語是描述的詞語而不是限制的詞語。因此 ，在所附權利要求內、不背離本發明的真正范圍，可作出改變。
【權利要求】
1.人工心臟瓣膜系統，包括: 瓣膜元件，其包括不可擴展的、不可收縮的人工瓣膜，所述瓣膜元件進一步包括從其流入端延伸的可擴展的連接支架，所述連接支架具有用于遞送到植入位置的收縮狀態和配置用于向外連接到心臟瓣膜環的擴展狀態。
2.權利要求1所述的系統，進一步包括適合接近心臟瓣膜環錨定和在其中限定孔口的基礎支架。
3.權利要求2所述的系統，其中所述基礎支架是可擴展的，并且具有用于遞送到鄰近心臟瓣膜環的植入位置的收縮狀態，和大小適于接近所述心臟瓣膜環接觸和錨定的擴展狀態。
4.權利要求3所述的系統，其中所述基礎支架是可塑性地可擴展的。
5.權利要求1所述的系統，其中所述連接支架是可塑性地可擴展的。
6.權利要求1的系統，其中所述人工瓣膜包括具有縫合環的商業上可獲得的瓣膜，并且其中所述連接支架與所述縫合環相連。
7.權利要求1所述的系統，其中所述連接支架的所述收縮狀態是圓錐形的，在遠端方向向內逐漸變細。
8.權利要求7所述的系統，其中所述連接支架包括多個放射狀地可擴展的支桿，其中至少一些支桿成行排 列，其中最遠的行具有從所述收縮狀態擴展到所述擴展狀態的最大能力。
9.權利要求1所述的系統，其中所述連接支架包括多個放射狀地可擴展的支桿，并且距所述人工瓣膜最遠的行具有交替的尖點和凹陷處。
10.權利要求2所述的系統，其中所述連接支架包括多個放射狀地可擴展的支桿，并且距所述人工瓣膜最遠的行具有交替的尖點和凹陷處，其中所述基礎支架包括孔，在該孔中所述連接支架的尖點可突出以連結所述兩個支架。
11.權利要求2所述的系統，其中所述基礎支架包括多個在軸向定位的支桿之間的放射狀地可擴展的支桿，所述軸向定位的支桿中至少一些具有區分所述支架周圍的位置的上突出。
12.用于遞送和植入人工心臟瓣膜系統的系統，包括: 瓣膜元件，所述瓣膜元件包括不可擴展的、不可收縮的人工瓣膜，所述瓣膜元件進一步包括從其流入端伸展的可擴展的連接支架，所述連接支架具有用于遞送到植入位置的收縮狀態和配置用于向外連接到心臟瓣膜環的擴展狀態； 其中所述瓣膜元件被配置為以其收縮狀態與所述連接支架一起被推進到鄰近所述環的植入位置；和 其中所述連接支架被進一步配置為擴展到所述擴展狀態，與所述環接觸并相連接。
13.權利要求12所述的系統，進一步包括適合接近心臟瓣膜環錨定和在其中限定孔口的基礎支架。
14.權利要求13所述的系統，其中所述基礎支架是可塑性地可擴展的，并且其中所述可擴展的基礎支架被配置為以收縮狀態被推進到所述植入位置；和可塑性地擴展到擴展狀態，與所述心臟瓣膜環接觸并錨定到所述心臟瓣膜環，在該過程中增加所述心臟瓣膜環的所述孔尺寸至少10%。
15.權利要求12或者13所述的系統，其中所述瓣膜元件的所述人工瓣膜被選擇以具有與所述心臟瓣膜環增加的孔尺寸匹配的孔尺寸。
16.權利要求13所述的系統，其中所述基礎支架被進一步配置為安裝在機械擴張器上，和使用所述機械擴張器將其部署在所述心臟瓣膜環。
17.權利要求12或者13所述的系統，其中所述瓣膜元件被安裝在具有通過其的近端插孔和腔的固定器上，和其中所述固定器被安裝在具有通過其的腔的手柄的遠端上，所述系統進一步包括球囊導管，其被配置為穿過 所述手柄和所述固定器的腔并且在所述瓣膜元件內，以及球囊，其被配置為在所述球囊導管上膨脹以擴展所述連接支架。
18.權利要求17所述的系統，其中安裝在所述固定器上的所述瓣膜元件與所述手柄和所述球囊導管分開包裝。
19.權利要求17所述的系統，其中所述連接支架的所述收縮狀態是圓錐形的，并且其中所述球囊導管上的所述球囊具有較其近端擴展端更大的遠端擴展端，以便施加到所述連接支架的膨脹偏轉較施加到所述人工瓣膜的更大。
20.權利要求18所述的系統，其中所述連接支架的收縮狀態是圓錐形的，和其中所述連接支架包括多個放射狀地可擴展的支桿，其中至少一些支桿成行排列，其中距所述人工瓣膜最遠的行具有從所述收縮狀態擴展到所述擴展狀態的最大能力。
21.權利要求18所述的系統，其中所述連接支架包括多個放射狀地可擴展的支桿，其中距所述人工瓣膜最遠的行具有交替的尖點和凹陷處，其中所述連接支架的所述遠端被配置為較所述連接支架的其余部分更多擴展。
22.權利要求13所述的系統，其中所述基礎支架和所述連接支架在軸向定位的支桿之間具有多個放射狀地可擴展的支桿，并且其中定位所述連接支架以便其軸向定位的支桿與所述基礎支架的那些支桿異相以增加其間的保留。
23.權利要求14所述的系統，其中通過可塑性地擴展所述基礎支架，所述心臟瓣膜環的所述孔尺寸被增加1.5-5mm。
24.用于遞送人工心臟瓣膜的系統，包括: 瓣膜元件，其包括不可擴展的、不可收縮的人工瓣膜，所述瓣膜元件進一步包括從其流入端伸展的可擴展的連接支架，所述連接支架具有用于遞送到植入位置的收縮狀態以及擴展狀態； 連接到所述瓣膜元件的瓣膜固定器； 具有球囊的球囊導管；和 手柄，其被配置為與所述瓣膜固定器近端相連并且具有用于所述導管通過的腔，所述球囊向遠端伸展通過所述手柄、經過所述固定器并通過所述瓣膜元件。
25.權利要求24所述的系統，其中所述人工瓣膜包括具有縫合環的商業上可獲得的瓣膜，和其中所述連接支架與所述縫合環相連。
26.權利要求24所述的系統，其中所述連接支架的所述收縮狀態是圓錐形的，在遠端方向向內漸縮。
27.權利要求24所述的系統，其中所述連接支架的所述收縮狀態是圓錐形的，在遠端方向向內漸縮，其中所述球囊導管進一步包括其遠端末端上的大體圓錐形的鼻錐，所述鼻錐伸展通過所述瓣膜元件并接合處于收縮狀態的所述連接支架的遠端。
28.權利要求24所述的系統，其中所述手柄包括近端部分和遠端部分，其可串聯連接在一起以形成連續的腔，和其中使所述遠端部分適合連接所述固定器的所述插孔以在與所述近端手柄部分連接之前使用所述遠端部分實現所述瓣膜元件的手動操作。
29.權利要求28所述的系統，其中將所述球囊導管和近端手柄部分與所述球囊一起包裝在所述近端部分腔內。
30.權利要求24所述的系統，其中將安裝在所述固定器上的所述瓣膜元件與所述手柄和所述 球囊導管分開包裝。
【文檔編號】A61F2/24GK104068947SQ201410306734
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2009年12月18日 優先權日:2008年12月19日
【發明者】R·品特, M·周, T·奧巴, A·雅寶, L·坎貝爾, T·亨特利, Q·曾, C·克瑞斯提, F·卡拉姆 申請人:愛德華茲生命科學公司