Протез венозного клапана

Изобретение относится к медицине и, в частности, к протезам для кровеносной системы. Протез содержит цилиндрический корпус и установленный в нем с возможностью поворота вокруг оси, смещенной относительно параллельного ей диаметра, запорный дисковый элемент, который выполнен с центром масс, смещенным относительно его геометрического центра, и установлен так, что ось вращения проходит через центр масс, а сам элемент в закрытом состоянии контактирует с противоположными торцами корпуса, при этом корпус снабжен выполненным в виде выступа ограничителем хода запорного элемента, расположенным между осью вращения запорного элемента и диаметром корпуса, параллельным оси вращения. Изобретение направлено на повышение эффективности его работы за счет снижения усилий на открывание запорного элемента и обеспечение максимально возможного живого сечения при открытом положении. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к медицине и, в частности к протезам для кровеносной системы.

Известен протез венозного клапана, содержащий цилиндрический корпус и размещенный в нем дисковый запорный элемент, снабженный возвратной пружиной, обеспечивающей перемещение запорного элемента для перекрытия сечения клапана (US 4851001, фиг.11 /1/).

Недостатком известного клапана является сложность и ненадежность конструкции, а также риск образования тромбов на пружинных элементах.

Известен протез венозного клапана, содержащий цилиндрический корпус и размещенные внутри него две раскрывающиеся створки, закрепленные на оси, установленной по диаметру окружности корпуса (US 4851001, фиг.3 /2/).

Недостатком известного клапана является нестабильность его механических характеристик, обусловленная способом закрепления створок на оси. Такого типа шарниры либо имеют повышенное трение (при малых зазорах), либо имеют люфты (при больших зазорах). Кроме того, при больших зазорах в них могут попадать частицы крови, повреждаться и вызывать затруднение в повороте створок.

Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности является протез венозного клапана, известный из RU 2129847 /3/. Известный протез содержит кольцевой корпус и дисковый запорный элемент, установленный в корпусе с возможностью поворота. Корпус выполнен незамкнутым с возможностью отслеживать изменения размеров кровеносного сосуда, ось поворота запорного элемента смещена относительно его оси симметрии на 1-15% от его диаметра, а запорный элемент выполнен из материала, плотность которого равна плотности крови.

Недостатком известного клапана является недостаточно высокая эффективность, обусловленная его конструктивными особенностями. В частности, сопротивление открыванию запорного элемента относительно велико из-за несбалансированности его центра масс относительно оси поворота.

Заявляемый в качестве изобретения протез венозного клапана направлен на повышение эффективности его работы за счет снижения усилий на открывание запорного элемента и обеспечение максимально возможного живого сечения при открытом положении.

Указанный результат достигается тем, что протез венозного клапана содержит цилиндрический корпус и установленный в нем с возможностью поворота вокруг оси, смещенной относительно параллельного ей диаметра, запорный дисковый элемент, который выполнен с центром масс, смещенным относительно его геометрического центра и установлен так, что ось вращения проходит через центр масс, а сам элемент в закрытом состоянии контактирует с противоположными торцами корпуса, при этом корпус снабжен выполненным в виде выступа ограничителем хода запорного элемента, расположенным между осью вращения запорного элемента и диаметром корпуса, параллельным оси вращения.

Указанный результат достигается также тем, что ограничитель хода размещен внутри корпуса, между его торцом и центром.

Указанный результат достигается также тем, что ось вращения смещена относительно параллельного ей диаметра на 10-18% от его длины.

Указанный результат достигается тем, что узел вращения запорного элемента выполнен в виде двух расположенных на запорном элементе полусферических выступов, входящих в полусферические углубления на внутренней поверхности корпуса.

Указанный результат достигается тем, что ось вращения запорного элемента расположена в плоскости симметрии корпуса, перпендикулярной его продольной оси.

Указанный результат достигается тем, что на внешней поверхности корпуса выполнено охватывающее его кольцеобразное углубление.

Выполнение запорного дискового элемента с центром масс, смещенным относительно его геометрического центра и установка его в корпусе таким образом, что ось вращения элемента проходит через его центр масс и при этом смещена относительно параллельного ей диаметра корпуса, а сам элемент в закрытом состоянии контактирует с противоположными торцами корпуса позволяет минимизировать усилие, необходимое для открытия клапана, что является очень важным для такого рода устройств.

Снабжение клапана ограничителем хода запорного элемента, расположенным между осью вращения запорного элемента и диаметром корпуса, параллельным оси вращения, позволяет обеспечить максимальное открытие клапана и его возврат в закрытое состояние.

Выполнение ограничителя в виде выступа является наиболее простым конструктивным решением и позволяет изготавливать его за одно целое с корпусом. Сам выступ может быть размещен на торцевой поверхности корпуса или смещен внутрь его. При этом было установлено, что наилучший результат достигается в том случае, если ограничитель хода размещен внутри корпуса, между его торцом и центром. Также было установлено, что наилучший результат достигается в том случае, если ось вращения запорного элемента смещена относительно параллельного ей диаметра на 10-18% от его длины этого диаметра (или соответствующей оси эллипса, если корпус будет выполнен в виде эллиптического цилиндра, а не кругового).

Узел вращения запорного элемента может быть выбран любым из числа известных и применяемых в различных областях техники, но наиболее простым представляется выполнение его в виде двух расположенных на запорном элементе полусферических выступов, входящих в полусферические углубления на внутренней поверхности корпуса.

Ось вращения запорного элемента может быть расположена в любом месте корпуса между его торцами, но наиболее оптимальным будет, если ее размещать в плоскости симметрии корпуса, перпендикулярной его продольной оси. В этом случае будет обеспечиваться максимальное перекрытие сечения клапана в положении “закрыто” при приложении к нему минимальных усилий.

Выполнение на внешней поверхности корпуса охватывающего его кольцеобразного углубления создает дополнительный результат - облегчает надежное закрепление протеза в вене. Достаточно ввести протез клапана в нужное место в вену и обвести нитью снаружи вены корпус протеза так, чтобы она разместилась в этом углублении.

Сущность заявляемого протеза венозного клапана поясняется мерами его реализации и чертежом, на котором схематично показан его продольный разрез наиболее предпочтительного варианта осуществления.

Протез венозного клапана содержит цилиндрический корпус 1 (круговой или эллиптический), выполненный из подходящего для этой цели материала (например, из титана или пироуглерода или др.). В корпусе установлен с возможностью поворота вокруг оси, смещенной относительно параллельного ей диаметра, запорный дисковый элемент 2. Запорный элемент также может быть изготовлен из любого из материалов, перечисленных выше. При этом запорный элемент изготавливают таким образом, чтобы его центр масс был смещен относительно его геометрического центра. Запорный элемент устанавливают в корпусе так, что ось его вращения, смещенная относительно диаметра корпуса, проходит через его центр масс. Соответственно, узел вращения запорного элемента, который выполнен в виде двух симметрично расположенных на запорном элементе полусферических выступов, входящих в полусферические углубления на внутренней поверхности корпуса (на чертеже не показан, поскольку известен из уровня техники) изготавливают таким образом, чтобы обеспечить требуемое место расположения оси вращения относительно корпуса. Например, как это указано в формуле изобретения, смещают параллельно диаметру на 10-18% от его длины. На чертеже протез показан в положении “закрыто”, пунктирными линиями показано положение “открыто”. Корпус снабжен выполненным в виде выступа ограничителем 3 хода запорного элемента, расположенным между осью вращения запорного элемента и диаметром корпуса, параллельным оси вращения. На внешней поверхности корпуса выполнено охватывающее его кольцеобразное углубление 4.

Протез изготавливается известными методами - литьем, использованием обрабатывающих станков (например, фрезерных, шлифовальных и т.п.)

Протез работает следующим образом. Под воздействием импульса крови (направление кровотока на чертеже показано стрелкой) запорный элемент 2 поворачивается относительно своей оси вращения в положение “открыто” (на чертеже показано пунктиром) до момента упора в ограничитель 3 хода и находится в таком положении до окончания импульса. После окончания импульса запорный элемент возвращается в положение “закрыто”, как это показано на чертеже.

1. Протез венозного клапана, содержащий цилиндрический корпус и установленный в нем с возможностью поворота вокруг оси, смещенной относительно параллельного ей диаметра, запорный дисковый элемент, который выполнен с центром масс, смещенным относительно его геометрического центра, и установлен так, что ось вращения проходит через центр масс, а сам элемент в закрытом состоянии контактирует с противоположными торцами корпуса, при этом корпус снабжен выполненным в виде выступа ограничителем хода запорного элемента, расположенным между осью вращения запорного элемента и диаметром корпуса, параллельным оси вращения.

2. Протез по п.1, отличающийся тем, что ограничитель хода размещен внутри корпуса, между его торцом и центром.

3. Протез по п.1, отличающийся тем, что ось вращения смещена относительно параллельного ей диаметра на 10-18% от его длины.

4. Протез по п.1, отличающийся тем, что узел вращения запорного элемента выполнен в виде двух расположенных на запорном элементе полусферических выступов, входящих в полусферические углубления на внутренней поверхности корпуса.

5. Протез по п.1, отличающийся тем, что ось вращения запорного элемента расположена в плоскости симметрии корпуса, перпендикулярной его продольной оси.

6. Протез по п.1, отличающийся тем, что на внешней поверхности корпуса выполнено охватывающее его кольцеобразное углубление.