一種寬入口大流量人工心臟瓣膜的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及用于對(duì)因先天或后天原因損環(huán)心臟瓣膜進(jìn)行置換的心瓣膜假體裝置，提供一種寬入口大流量人工心臟瓣膜，通過增加入口面積來克服現(xiàn)有缺陷。本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種人工心臟瓣膜，包括瓣片、瓣環(huán)；其特征在于：所述瓣環(huán)的入流口截面面積大于出流口截面面積。新型瓣膜在結(jié)構(gòu)上與普通瓣膜不同處在于：新型瓣膜在瓣環(huán)的血液流入面為流線型的喇叭口，增加了入口面積，在相同條件下與普通瓣膜相比出流的流量更大，從而改善了瓣膜的血流動(dòng)力學(xué)性能。
【專利說明】一種寬入口大流量人工心臟瓣膜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及可植入裝置。更具體地說，本實(shí)用新型涉及用于對(duì)因先天或后天原因損環(huán)心臟瓣膜進(jìn)行置換的心瓣膜假體裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]人工心臟瓣膜從1960年開始首次應(yīng)用于臨床，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，隨著人工機(jī)械心臟瓣膜結(jié)構(gòu)日益優(yōu)化，以及材料學(xué)等相關(guān)學(xué)科先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，人工心臟瓣膜的性能得到了很大的提高，致栓率大為下降，臨床上已經(jīng)取得了很好的效果。當(dāng)前應(yīng)用廣泛的瓣膜中，由于生物瓣易鈣化和破損造成的使用壽命較短，機(jī)械瓣膜占全世界整個(gè)市場(chǎng)的70%左右，而在發(fā)展中國(guó)家?guī)缀跏?00%，在我國(guó)人工機(jī)械心瓣也是占90%以上。
[0003]但正如人工心臟瓣膜國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IS05840-2005中所說，“迄今為止尚未有理想的人工心臟瓣膜”。根據(jù)近年大量的臨床隨訪結(jié)果，目前臨床應(yīng)用最廣的第四代瓣膜——雙葉型人工機(jī)械瓣膜雖然血流動(dòng)力學(xué)性能優(yōu)良，與瓣膜有關(guān)的并發(fā)癥發(fā)生率低，但機(jī)械瓣膜固有的缺陷依舊存在，表現(xiàn)在其血流動(dòng)力學(xué)性能仍不理想，達(dá)不到滿意的流量，且時(shí)有發(fā)生血栓的病例。
[0004]如何使人工機(jī)械瓣膜的缺陷指標(biāo)降低到更小甚至是消除，仍是目前人工機(jī)械心臟瓣膜研發(fā)的重點(diǎn)
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對(duì)以上不足，本實(shí)用新型提供一種寬入口大流量人工心臟瓣膜，通過增加入口面積來克服現(xiàn)有缺陷。
[0006]本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種人工心臟瓣膜，包括瓣片、瓣環(huán)；其特征在于:所述瓣環(huán)的入流口截面面積大于出流口截面面積。
[0008]另外，瓣環(huán)在截面面積突變處加以圓滑，形成流線型流體通道。
[0009]進(jìn)一步地，瓣環(huán)入流口側(cè)具有一個(gè)弧形帽沿。帽沿高度確定為組織環(huán)直徑的8%?15% ;帽沿向外翻邊0.6?3mm ;帽沿翻邊弧度為Rl?R6。
[0010]新型瓣膜在結(jié)構(gòu)上與普通瓣膜不同處在于:新型瓣膜在瓣環(huán)的血液流入面為流線型的喇叭口，增加了入口面積，在相同條件下與普通瓣膜相比出流的流量更大，從而改善了瓣膜的血流動(dòng)力學(xué)性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1新型瓣膜與普通瓣膜比較；
[0012]圖2瓣膜剖視圖(瓣葉開放狀態(tài))；
[0013]圖3瓣膜剖視圖(瓣葉關(guān)閉狀態(tài))；
[0014]圖4管道流體示意圖；[0015]圖5瓣環(huán)尺寸圖；
【具體實(shí)施方式】
[0016]當(dāng)前對(duì)人工機(jī)械心臟瓣膜的研制主要在兩個(gè)方面進(jìn)行:一是材料科學(xué)方面，要不斷探索耐久而無致血栓作用的新材料。二是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，要進(jìn)一步改進(jìn)血液流場(chǎng)及流體力學(xué)性能。
[0017]本實(shí)用新型是針對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)。
[0018]1、人工機(jī)械心臟瓣膜的設(shè)計(jì)要求
[0019]人工機(jī)械心臟瓣膜設(shè)計(jì)的要求應(yīng)具有:(I)良好的機(jī)械特性，表現(xiàn)在瓣膜的耐久性好，瓣膜聲響低，氣穴腐蝕閥值高，以及與血液相近的瓣葉比重。(2)良好的血流動(dòng)力學(xué)特性，表現(xiàn)在跨瓣壓差小，返流量低，能量損耗低，心內(nèi)占有率低以及理想的有效開口面積。
(3)良好的組織相容性，表現(xiàn)在低致栓性，低溶血性。
[0020]2、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的流體力學(xué)基礎(chǔ)
[0021]以人體中正常二尖瓣的血流動(dòng)力學(xué)為例，二尖瓣是介于左心房與左心室之間的瓣膜，心室舒張時(shí)，二尖瓣開啟，血液從心房通過二尖瓣流入心室。
[0022]血液在管道中流動(dòng)有兩種流動(dòng)形態(tài)，一種為流速較慢時(shí)，血液流動(dòng)層次分明，沒有橫向的混雜，稱為層流流動(dòng)；另一種為流速較快時(shí)，血液流動(dòng)雜亂無章，相互混雜，稱為湍流流動(dòng)。實(shí)驗(yàn)表明，血 液流過正常二尖瓣的流動(dòng)為穩(wěn)定的層流。
[0023]單位時(shí)間內(nèi)流過二尖瓣的血液容積稱為流量，流量Q等于血液流過二尖瓣的速度V與二尖瓣入口處截面積A的乘積，即Q=V*A。
[0024]根據(jù)流體的連續(xù)性定理中對(duì)于流體流速與截面關(guān)系描述，當(dāng)流體連續(xù)不斷而穩(wěn)定地流過一個(gè)粗細(xì)不等的管路，由于管中任何一部分的流體都不能中斷或擠壓起來，因此在同一時(shí)間內(nèi)，流進(jìn)任意截面的流體質(zhì)量和從另一截面流出的流體質(zhì)量應(yīng)該相等。用公式表示為:A1V1=A2V2=常數(shù),式中:A表示管路截面積；V表示流速。
[0025]伯努力方程即由此得出，其內(nèi)容是:理想流體穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，在同一流線上任一點(diǎn)的總水頭相等?？偹^等于速度水頭、水頭、壓力水頭之和。用公式表示為:
[0026]v2/2g+h+p / Pg=常量。
[0027]式中V2 / 2g叫速度水頭,V是流速(m / s),g是重力加速度(9.8m / s2) ;h叫水頭，就是過流斷面的高度(m) ；p / Pg叫壓力水頭，P是過流斷面的靜壓強(qiáng)(Pa)，P是液體的密度(kg / m3)。
[0028]在實(shí)際應(yīng)用中，流體在管道中流動(dòng)時(shí)的能量損失不僅有沿測(cè)長(zhǎng)度方向的沿程能量損失，而且還有出現(xiàn)在局部管段的局部能量損失。局部能量損失主要是由于通流截面、流動(dòng)方向的急劇變化，引起速度場(chǎng)的迅速改變，增大流體間的摩擦、碰撞以及形成漩渦等原因造
成的，通常管道流動(dòng)單位重量流體的局部能量損失表示為:


2
[0029]h.= ξ —

iIg
[0030]式中ξ為局部損失系數(shù)，是一個(gè)無量綱系數(shù)。局部損失系數(shù)除少數(shù)管件可用分析方法求得外，大部分管件都是由實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。
[0031]如圖4所示，流體從大直徑的管道流往小直徑的管道時(shí)，流線必須彎曲，流束必定收縮。當(dāng)流體進(jìn)入小直徑管道后，由于流體有慣性，流體將繼續(xù)收縮直至縮徑的最小截面Ac，而后又逐漸擴(kuò)大，甚至充滿整個(gè)小直徑截面。在縮徑附近的流束與管壁之間有一充滿小漩渦的低壓區(qū)，在大直徑截面與小直徑截面連接的凸肩處，也常有漩渦形成。所有漩渦運(yùn)動(dòng)都要消耗能量；在流線彎曲、流體的加速和減速過程中，流體質(zhì)點(diǎn)碰撞、速度分布變化等也都要造成能量損失。由于流體沿突然縮小管道的流動(dòng)是先收縮后擴(kuò)散，故它的能量損失也應(yīng)由兩部分組成。將該損失表示為
[0032]
【權(quán)利要求】
1.一種人工心臟瓣膜，包括瓣片、瓣環(huán)；其特征在于:所述瓣環(huán)的入流口截面面積大于出流口截面面積，瓣環(huán)在截面面積突變處加以圓滑，形成流線型流體通道，瓣環(huán)入流口側(cè)具有一個(gè)弧形帽沿，帽沿高度確定為組織環(huán)直徑的8%?15%，帽沿向外翻邊0.6?3mm，帽沿翻邊弧度為Rl?R6。
【文檔編號(hào)】A61F2/24GK203677317SQ201320539002
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】李海平, 鄭光明 申請(qǐng)人:北京思達(dá)醫(yī)用裝置有限公司