一種瓣膜夾合器的制作方法

本發明涉及一種瓣膜夾合器，尤其涉及一種用于治療心臟瓣膜反流的瓣膜夾合器。

背景技術：

二尖瓣是附于左房室口周緣的兩片瓣膜(如圖1所示)，借腱索連于乳頭肌，有阻止左心室的血液流回左心房的作用。

二尖瓣反流(MR)是由于二尖瓣葉及其相關結構發生器質性或功能性改變導致二尖瓣前后葉吻合不良，血流從左心室倒流至左心房，引起一系列的病理生理改變。嚴重MR會引起左室擴大，最終導致左心收縮功能衰竭障礙及心衰，同時左心房壓力也因為反流而增大，容易導致左心房擴大、房顫和肺動脈高壓。MR預后較差，有癥狀而未行手術者年死亡率在5％左右，而出現嚴重心衰者5年死亡率達60％。同時，MR也是最常見的心臟病之一。據統計，超過65和75歲的人群的發病率分別為6.4％和9.3％。隨著經濟社會的發展和人口的老齡化，二尖瓣反流的發病率呈明顯上升的態勢。

臨床試驗顯示藥物治療只能改善患者癥狀，而不能延長患者生存或手術時機。外科手術瓣膜修復或置換術被認為是該疾病的標準治療方法，已被證實能緩解患者的癥狀及延長其壽命。然而，外科手術具有創傷大、術后疼痛明顯、恢復慢、風險高等缺點，此外，一些高齡、有開胸病史、心功能差且合并多臟器功能不全的患者常由于外科手術風險大而被拒絕外科手術。因此，研發微創的、低風險的、治療MR的介入治療器械具有巨大社會效益和市場需求。近年來，隨著瓣膜介入治療技術獲得突破性的發展，MR的介入器械目前已成為國內外心血管器械研發的重點方向之一。

其中，依據外科手術瓣膜緣對緣縫合技術原理而研發的瓣膜鉗夾器械因為安全性高、技術原理簡單、可行性大目前最受肯定。外科瓣膜緣對緣縫合技術原理如圖2所示：二尖瓣反流時，心臟收縮期兩個瓣葉邊緣無法對合關閉出現空隙，導致左心室的血流從空隙返回左心房；外科緣對緣縫合將二尖瓣兩個瓣葉邊緣中間點縫合，使得心臟收縮期時瓣葉間空隙由一個大孔變成兩個小孔，從而減少二尖瓣反流(圖2a)，而心臟舒張期二尖瓣開放時流入左心室血流又不受影響(圖2b)。國際上唯一獲批上市治療MR的微創介入器械為Evalve公司的MitraClip就是一種瓣膜鉗夾裝置。但是其含有復雜的操控系統，制作和生產的成本也很高；該器械在手術時需經靜脈、右心房、房間隔、左心房最后到達左心室，路入途徑又長又多處彎曲，故手術操作非常復雜，醫師需要反復的細調輸送系統彎度、方向、水平位置、垂直深度，到達理想位置后才能夾住瓣膜，因此醫生經常需要花費很長時間，才能完成一臺手術，這一缺點深受詬病。

目前我國尚未有上市的或者進入臨床試驗的MR器械，研發MR的介入器械具有更重要的意義。中國公開號為CN102860846A的專利雖然也公開了一種緣對緣鉗夾裝置，但是該裝置是用于三尖瓣反流的，并不能用于二尖瓣反流的治療。另外，該裝置夾住瓣膜瓣葉后，并沒有把瓣葉進一步夾合、向中心收攏，導致瓣葉之間還有間隙，血流仍能從間隙通過，手術效果會大打折扣。

因此本領域技術人員致力于開發一種成本低、操作簡單、效果理想的MR介入器械。

技術實現要素：

鑒于目前外科技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是如何采用微創的介入方法，安全有效地治療MR。

為實現上述目的，本發明提供了一種治療MR的瓣膜夾合器。該夾合器經微創的手術途徑植入后，可有效治療MR。

該瓣膜夾合器包括第一夾合部件、第二夾合部件以連接部件；所述第一夾合部件具有至少兩個第一夾合臂，所述第二夾合部件具有對應數量的第二夾合臂，每個所述第一夾合臂與其所對應的所述第二夾合臂可組合成為一組夾具，兩者通過相互靠攏并擠壓產生的相互作用力來夾住其中的物體；所述連接部件用于連接所述第一夾合部件與所述第二夾合部件。

進一步，所述第一夾合臂向所述夾合器的前端傾斜，所述第二夾合臂也向所述夾合器的前端傾斜，但其傾斜角大于所述第一夾合臂的傾斜角；其中所述第一夾合臂的傾斜角為20-30度，所述第二夾合臂的傾斜角為25-35度。該夾合器在使用時所述第一夾合臂與所述第二夾合臂分別從瓣膜的兩側相互靠攏，從而起到夾住瓣膜的作用。

優選地，所述第一夾合臂的數量為兩個或三個，即所述夾合臂的組數為兩組或三組，其中兩組夾合臂的實施方案對應于二尖瓣，三組夾合臂的實施方案對應于三尖瓣。此外根據實際情況還可設計其它數量的夾合臂。

優選地，所述第一夾合臂及第二夾合臂的長度為4.0-8.0mm，最優為6.0mm。

在本發明的一種優選實施方式中，所述瓣膜夾合器具有一對第一夾合臂和一對對應的第二夾合臂，且相互對稱。進一步，所述一對第一夾合臂呈向前的V字形，兩者之間的夾角為120-140度，最優為130度；所述一對第二夾合臂也呈向前的V字形，兩者之間的夾角比一對第一夾合臂之間的夾角略小，為110-130度，最優為120度。

優選地，所述第一夾合臂與所述第二夾合臂的相對面均具有若干凸起，從而可以增強夾合臂與瓣膜組織之間的摩擦力，防止夾住的瓣膜組織滑脫出來。在本發明的一種優選實施方式中，所述凸起為鋸齒狀或波浪狀，且夾合臂相對面之間的齒紋或波浪紋相吻合。在本發明的另一種優選實施方式中，所述凸起為小刺，這些小刺可以刺入瓣膜組織，同樣起到加強夾合臂之間夾住瓣膜能力的作用。

進一步，所述連接部件包括鎖桿和鎖環；所述第一夾合部件與所述第二夾合部件被分開設置在所述鎖桿或所述鎖環上，所述鎖桿通過插入所述鎖環的環孔內實現所述第一夾合部件與所述第二夾合部件的連接，且所述鎖桿和所述鎖環之間還設置有鎖定裝置。所述鎖定裝置除了可以鎖定所述鎖桿和所述鎖環的連接以外，還可以鎖定所述第一夾合臂與所述第二夾合臂之間的夾合狀態。

進一步，所述鎖定裝置具有操作可逆性，當夾合效果不滿意時可將所述鎖桿和所述鎖環分開，便于回收所述瓣膜夾合器。

在本發明的一種實施方式中，所述第一夾合部件被設置在所述鎖桿上，所述第二夾合部件被設置在所述鎖環上；在本發明的另一種實施方式中，所述第一夾合部件被設置在所述鎖環上，所述第二夾合部件被設置在所述鎖桿上。

優選地，所述鎖桿的軸向長度為5.0-8.0mm；所述鎖環的外徑為4.0-6.0mm，所述鎖環的軸向長度為3.0-5.0mm。

在本發明的一種優選實施方式中，所述第一夾合部件由所述鎖桿和多個所述第一夾合臂組成，所述多個第一夾合臂以所述鎖桿為中心向外延伸，所述第二夾合部件由所述鎖環和多個所述第二夾合臂組成，所述多個第二夾合臂以所述鎖環為中心向外延伸。

在本發明的一種實施方式中，所述鎖定裝置被設置在所述鎖桿上，其可為彈性插片或彈簧凸鈕，也可為包圍固定在鎖桿外周的彈性高分材料。在本發明的另一種實施方式中，所述鎖定裝置由設置在所述鎖桿上的彈簧凸鈕和設置在所述鎖環上的凹槽組成。

優選地，所述鎖定裝置具有操作可逆性；如采用彈性插片時，所述鎖環能夠越過鎖桿上的彈性插片，該插片可傾斜支撐所述鎖環，防止其回撤，從而固定鎖環；但加大回撤力后，所述鎖環依然能反向越過彈性插片，使鎖環與鎖桿分離，這樣可以在夾合效果不滿意時，拆開結合的第一夾合部件與第二夾合部件，并收回該瓣膜夾合器。

進一步，為了避免鎖桿與鎖環之間的旋轉位移，所述鎖桿被設置為方柱形，而所述鎖環的環孔被設置為對應的方柱形孔；所述方柱形的截面邊長優選為1.5-2.5mm。

進一步，所述鎖桿的后端設置有連接口，用于連接輸送裝置；優選地，所述連接口與所述輸送裝置的連接方式是螺紋連接，即所述連接口內設置有內螺紋，而用于輸送的輸送桿上設置有外螺紋。

進一步，所述第一夾合臂與所述第二夾合臂均具有完全徑向收縮的第一形態、完全徑向擴張的第二形態以及半收縮半擴張(夾合狀態下)的第三形態，所述第一形態為所述夾合器被經導管輸送時的形態，所述第二形態為所述夾合器被從輸送裝置內釋放出來后的形態，所述第三形態為所述夾合器夾住瓣膜組織之后的工作形態。

優選地，所述瓣膜夾合器由具有高支撐強度的材料制成，特別是由具有強回復力的彈性合金材料制成，如鎳鈦合金。

優選地，所述夾合器還包括閉合環，所述閉合環套在所述第一夾合部件與所述第二夾合部件的外周，使所述第一夾合臂與所述第二夾合臂可根據需要收攏，從而使夾合更緊密。

優選地，所述閉合環的軸向長度為5.0-9.0mm，內徑為4.0-6.0mm，外徑為4.5-7.0mm。

進一步，所述閉合環的內表面設置有內螺紋，所述鎖環外表面設置有外螺紋，兩者相匹配，可使閉合環與所述鎖環更緊密地結合，并可自由調節閉合環與鎖環的相對位置。當鎖環完全旋入閉合環后，該閉合環可起到將第一及第二夾合臂向中線收攏、閉合的作用，可進一步加大夾合臂夾住瓣膜組織的能力，并把所夾住的瓣膜組織向中間夾合靠攏。

本發明還提供了所述瓣膜夾合器的輸送裝置，所述輸送裝置包括輸送桿、輸送管和輸送鞘；所述輸送桿可與所述鎖桿相連接，用于輸送設置在所述鎖桿上的第一或第二夾合部件；所述輸送管可與所述鎖環相連接，用于輸送設置在所述鎖環上的第二或第一夾合部件；所述輸送鞘用于包裹所述瓣膜夾合器，同時提供輸送軌道。所述輸送桿位于最內層，所述輸送管位于中間層，所述輸送鞘位于最外層。

優選地，所述輸送桿的直徑為1.2-2.0mm；所述輸送管的內徑為4.0-6.0mm，外徑為4.5-7.0mm；所述輸送鞘的內徑為4.5-7.0mm，外徑為5.0-7.5mm。

優選地，所述輸送桿的前端設置有外螺紋用于與所述鎖桿的內螺紋相連接，從而實現設置有所述鎖桿上的第一或第二夾合部件的輸送。

優選地，所述輸送管的前端設置有閉合環連接部件，使閉合環能可拆卸地與輸送管連接，而所述閉合環又可與所述鎖環螺紋連接，從而實現設置于所述鎖環上的第二或第一夾合部件的輸送；所述閉合環連接部件可以是螺紋、卡扣、卡槽、縫線等。

在本發明的一種優選實施方式中，所述閉合環的后端環壁上設置有3-4個沿軸向的小孔，所述輸送管的前端管壁上設置有3-4個沿軸向的釘子，所述釘子可插入所述小孔內使所述閉合環與所述輸送管結合成為一體，當推動所述輸送管前進或旋轉時，所述閉合環也會一起前進或旋轉，而當所述輸送管后退時，所述閉合環與所述輸送管即可分離。

進一步，為了鞏固所述閉合環與所述輸送管之間的結合，還可以在兩者之間設計縫合線，并將縫合線延長至體外，當夾合達到滿意工作狀態時候，在體外剪斷縫合線，即可使兩者分離。

本文中所述的“前端”是指所述瓣膜夾合器被輸送入人體中后遠離操作者的一端，本文中所述的“后端”是指所述瓣膜夾合器被輸送入人體中后靠近操作者的一端；且本文中所述“前”是指沿著輸送軸遠離操作者的方向，“后”是指沿著輸送軸指向操作者的方向。

本發明所述瓣膜夾合器的手術植入方式可通過穿刺心尖，送入輸送鞘，直達二尖瓣附近，此時輸送鞘的設計為直線形。另外一種方案是通過穿刺股動脈，輸送鞘從股動脈逆行到升主動脈，跨過主動脈瓣到達二尖瓣附近，此時的輸送鞘的設計為前端可調彎的“J”形。

本發明除了用于治療二尖瓣反流，還可以用于治療三尖瓣反流，也可以用于需要夾合幾個片狀組織時的其它微創外科手術(包括心臟以外手術)。

本發明具有以下有益技術效果：

①微創植入：本發明的瓣膜夾合器植入時候無需開胸，經心尖或者外周動脈植入，傷口小，無需心臟停搏，無需體外循環，屬于微創手術，可用于傳統外科手術高危或禁忌的患者。

②制作簡單、成熟：本發明的夾合器設計簡單，其制作方法與目前常用血管支架和輸送系統類似，故制備相對簡單、成熟

③手術操作難度低：本發明的一種實施方式是經心尖途徑完成，從心前區進入左心室直達瓣膜處，手術入口距離瓣膜很近，鞘管路入途徑又直又短，輸送系統無需調彎，故易于調整、控制，手術操作較容易。

④效果肯定：外科緣對緣縫合技術對二尖瓣反流的治療作用已被明確的證實。本發明的瓣膜夾合器根據目前外科手術緣對緣縫合技術原理而設計的，夾合器植入后最終夾合二尖瓣兩個瓣尖，起到與外科緣對緣縫合手術同樣的效果。

以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是心臟解剖結構示意圖；圖中1為上腔靜脈，2為下腔靜脈，3為右心房，4為三尖瓣，5為右心室，6為肺動脈瓣，7為肺動脈，8為肺靜脈，9為左心房，10為二尖瓣，11為左心室，12為主動脈瓣，13為主動脈，14為降主動脈，15為含氧血流向，16為缺氧血流向；

圖2是外科二尖瓣緣對緣縫合技術原理圖，其中2a是二尖瓣關閉時，2b是二尖瓣開放時；

圖3是本發明優選實施例第一夾合部件與第二夾合部件的結合示意圖；

圖4是本發明優選實施例第一夾合部件的結構示意圖；

圖5是本發明優選實施例第二夾合部件的結構示意圖；

圖6a和圖6b是本發明優選實施例第一夾合部件的立體結構示意圖；

圖7a和圖7b是本發明優選實施例第二夾合部件的立體結構示意圖；

圖8是本發明優選實施例閉合環的立體結構示意圖；

圖9是輸送裝置的三層結構示意圖。

具體實施方式

如圖3-5所示為本發明一種二尖瓣瓣膜夾合器的結構示意圖，該瓣膜夾合器包括第一夾合部件1和第二夾合部件2，第一夾合部件包括一對呈V字形的第一夾合臂11和鎖桿12，第二夾合部件包括一對同樣呈V字形的第二夾合臂21和鎖環22，其中第一夾合臂兩臂之間的夾角略大于第二夾合臂兩臂之間的夾角(即第一夾合臂的傾斜角α略小于第二夾合臂的傾斜角β，α優選為25度，β優選為30度)，所述一對第一夾合臂11與所述一對第二夾合臂21一一對應，當它們靠攏后可產生相互擠壓的力，從而組成兩組夾具用于夾持二尖瓣瓣膜。在本發明的其它實施例中，所述第一夾合臂可以設置在鎖環上，所述第二夾合臂可以設置在鎖桿上，只要能滿足本發明的夾合原理即可。

本實施例中，鎖桿12和鎖環22作為連接部件，由于在本實施例中該連接部件分別與第一夾合臂11和第二夾合臂21直接相連，因此為了方便描述，本實施例分別將鎖桿12和鎖環22定義為第一夾合部件1和第二夾合部件2的組成部分，在本發明的其它實施例中，鎖桿和鎖環也可通過其它結構與第一夾合部件及第二夾合部件相關聯。

從圖6a-圖7b中分別可知第一夾合臂11的下表面具有鋸齒狀凸起111，第二夾合臂21的上表面也具有對應的鋸齒狀凸起211，這樣可以增強夾合臂與瓣膜組織之間的摩擦力，防止夾住的瓣膜組織滑脫出來。在本發明的其它實施例中，所述凸起還可以是波浪形或刺形等。

所述鎖桿12為方柱形，所述鎖環22內設置有方柱形環孔221，正好與鎖桿12的外形匹配，鎖桿12插入鎖環22后不會發現旋轉位移或傾斜。所述鎖桿12上還設置有彈性插片13，該彈性插片的開口方向向著第一夾合臂11，且離開第一夾合臂11在鎖桿12上的固定位置的距離小于等于鎖環22的軸向長度。裝配時，只需將鎖桿12從后端開始插入鎖環22內，經過彈性插片13時，其會收攏，越過彈性插片13后，兩片插片自動彈出卡住鎖環22，從而鎖定其與鎖桿12的相對位置，該鎖定位置也決定了第一夾合臂11與第二夾合臂21的夾緊狀態。彈性插片13可采用彈性高分子材料或彈性金屬材料制成，在本發明的其它實施例中所述鎖定部件還可以是彈簧凸鈕，或其它形式的卡位部件。

進一步，所述鎖桿12的后端(圖中為下端)還設置有連接口14，用于連接輸送裝置，其連接的方式可以是螺紋連接。

本實施例的瓣膜夾合器還包括閉合環3(如圖8所示)，具有內螺紋31和三個小孔32，而本實施例中的鎖環22的外表面具有外螺紋222(如圖7a和7b所示)，鎖環22可按需要旋入或旋出于閉合環3內，為了更好地旋入和旋出，所述兩個第二夾合臂21設置在所述鎖環22的遠端平面靠近外緣處；當鎖環22完全旋入后，該閉合環3可起到將第一、第二夾合臂向中線收攏、閉合的作用，可進一步加大夾合臂夾住瓣膜組織的能力，并把所夾住的瓣膜組織向中間夾合靠攏，靠攏的程度可通過調節閉合環與鎖環的相對位置來調節。閉合環3后端的三個小孔32用于插入輸送管上的釘子，從而靈活地連接輸送管。

圖9所示為本實施例的輸送裝置結構示意圖，該輸送裝置包括輸送桿4、輸送管5和輸送鞘6，它們的后端可由手術操作人員進行推拉、旋轉等操作；輸送桿4用于連接第一夾合部件1的鎖桿12，其前端可設置外螺紋，用于與連接口14相配合；輸送管5的前端設置有3個釘子51，與閉合環3后端的三個小孔32相配合，釘子51可插入小孔32內使所述閉合環3與輸送管4結合成為一體，當推動輸送管4前進或旋轉時，閉合環3也會一起前進或旋轉，而當輸送管4后退時，閉合環3與輸送管4即可分離，為了鞏固閉合環3與輸送管4之間的結合，還可以在兩者之間設計縫合線，并將縫合線延長至體外，當夾合達到滿意工作狀態時候，在體外剪斷縫合線，即可使兩者分離；輸送鞘6為輸送提供了軌道，通過推動輸送桿4及輸送管5，使得夾合臂在輸送鞘內走行，由體外進入心臟內，輸送鞘還可保護人體組織不被夾合臂所損傷。

該瓣膜夾合器具有三種形態，分別為完全徑向收縮的第一形態、完全徑向擴張的第二形態以及半收縮半擴張(夾合狀態下)的第三形態；所述第一形態為所述夾合器被經導管輸送時的形態，即第一夾合臂11與第二夾合臂21均收入輸送鞘6內的形態；所述第二形態為所述夾合器被從輸送鞘6內釋放出來后的形態，此時第一夾合臂11與第二夾合臂21均完全向外伸展，并可將兩者分別定位于瓣膜的兩側，為下一步的夾合做準備；所述第三形態為所述夾合器夾住瓣膜組織之后的工作形態，也即鎖環22旋入閉合環3后兩者位置固定時的形態。

該瓣膜夾合器的較佳使用路徑為心尖穿刺，從心前區進入左心室直達瓣膜處，手術入口距離瓣膜很近，鞘管路入途徑又直又短，輸送系統無需調彎，故易于調整、控制，手術操作較容易。

本實施例的瓣膜夾合器使用激光切割、雕刻技術。但該制備方法不唯一，在其它的優選實施方式中也可以采用一體成型的3D打印技術制作。本實施例的基本材料為常用的鎳鈦合金，輸送管、輸送鞘及閉合環為聚乙烯等常用材料，輸送桿為不銹鋼。

本實施例的瓣膜夾合器在實際植入時可采用以下步驟：

1)在體外，將夾合器第一夾合部件從第二夾合部件內部穿過，并與輸送桿連接，輸送桿位于輸送管內；將第二夾合部件與輸送管連接，輸送管又位于輸送鞘內，最終使得第一夾合部件及第二夾合部件均位于輸送鞘內；

2)將輸送鞘送入左心室管后跨過二尖瓣瓣口到達左心房，回撤輸送鞘，使得第一夾合部件離開輸送鞘并打開于左心房內；

3)繼續回撤輸送鞘至左心室，使得第二夾合部件離開輸送鞘并打開于左心室內；

4)上推第二夾合部件，將二尖瓣瓣尖推向左心房并使之減少活動，下拉第一夾合部件，使得插片通過鎖環的環孔后，兩組夾合臂就牢牢合在一起形成夾具，兩組夾具將夾住兩個二尖瓣瓣尖；

5)上推輸送鞘將兩組夾具部分的收進輸送鞘，通過旋轉輸送管而旋轉閉合環，將兩組夾具收進閉合環內，使得它們向中線靠攏、閉合；

6)回撤輸送外鞘，旋出輸送桿，解離閉合環和輸送管，最終釋放夾合器，完成手術，夾合器留在體內，夾合二尖瓣瓣尖。

以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。