Искусственный клапан сердца

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявители Янович Иван Петрович Янович Александр Иванович(72) Авторы Янович Иван Петрович Янович Александр Иванович Хлебцевич Всеволод Алексеевич Островский Юрий Петрович(73) Патентообладатели Янович Иван Петрович Янович Александр Иванович(57) 1. Искусственный клапан сердца, содержащий кольцевой корпус, в проходном отверстии которого расположен запирающий элемент в виде двух или четырех створок, связанных с корпусом посредством шарнирных соединений, образованных расположенными на внутренней поверхности корпуса выемками и соответствующими им по форме выступами, выполненными на торцевых поверхностях створок, отличающийся тем, что выемки выполнены радиусными в виде двух или четырех диаметрально расположенных пар, при этом радиусные выемки в каждой паре сопряжены между собой цилиндрическим углублением, выполненным на внутренней поверхности корпуса. 2. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что поверхности прилегания створок запирающего элемента друг к другу выполнены со скосами на боковых гранях с возможностью образования четырехгранной пирамиды в закрытом состоянии клапана для предотвращения обратного перетока крови. 17634 1 2013.10.30 Изобретение относится к области изделий медицинского назначения и может быть использовано в конструкциях механических искусственных клапанов сердца человека. Известны конструкции механических искусственных клапанов сердца, содержащих кольцевой корпус с отверстием для протока крови, запирающий элемент в виде двух створок, установленных в корпусе посредством шарниров, шарниры выполнены в виде выемок, противоположно расположенных на поверхности отверстия корпуса и размещенных в них в направляющих выстпупов соответствущей формы, которые расположены на противоположных торцах створок 1. Недостатком известных конструкций является то что, на поверхностях трущихся элементов клапана, в первую очередь корпуса, в узлах крепления запирающего элемента возникают агрегации компонент крови с последующими распадом и развитием персистирующего процесса тромбообразования. Ближайшим техническим решением, прототипом, является искусственный клапан сердца, содержащий кольцевой корпус, в проходном отверстии которого расположен запирающий элемент в виде по меньшей мере двух створок, установленных в корпусе посредством шарнирных соединений, образованных выемками с радиусными образующими,ограниченными вертикальными углами, вершины которых расположены на осях поворота створок запирающего элемента, а торцевые поверхности створок выполнены с образующими соответствующей формы радиусным выемкам корпуса 2. Недостатком известной конструкции является то, что створки запирающего элемента имеют возможность углового смещения в их плоскости относительно поверхностей выемок корпуса, что может привести к наползанию створок друг на друга в закрытом состоянии и, как следствие, ненадежному срабатыванию клапана. Задачей изобретения является повышение надежности и повторяемости срабатывания клапана. Поставленная задача решена тем, что в искусственном клапане сердца, содержащем кольцевой корпус, в проходном отверстии которого расположен запирающий элемент в виде двух или четырех створок, связанных с корпусом посредством шарнирных соединений,образованных расположенными на внутренней поверхности корпуса выемками и соответствующими им по форме выступами, выполненными на торцевых поверхностях створок,согласно изобретению выемки выполнены радиусными в виде двух или четырех диаметрально расположенных пар, при этом радиусные выемки в каждой паре сопряжены между собой цилиндрическим углублением, выполненным на внутренней поверхности корпуса. В искуственном клапане сердца поверхности прилегания створок запирающего элемента друг к другу выполнены со скосами на боковых гранях с возможностью образования четырехгранной пирамиды в закрытом состоянии для предотвращения обратного перетока крови. Технический результат решен тем, что шарнирное соединение выполнено в виде сопряженных торовой и цилиндрической поверхностей, а проходное отверстие клапана выполнено крестообразным для оптимального формирования потока крови. Новый объект промышленной собственности позволяет повысить надежность срабатывания клапана за счет устранения возможности углового смещения створок в их плоскости относительно выемок корпуса. Для лучшего понимания изобретение поясняется фигурами. фиг. 1 - общий вид двухстворчатого искусственного клапана сердца в закрытом состоянии фиг. 2 - обший вид двухстворчатого искусственного клапана в открытом состоянии фиг. 3 - местный вид шарнирного соединения корпуса со створкой фиг. 4 - разрез по А-А на фиг. 1 фиг. 5 - общий вид четырехстворчатого клапана в закрытом состоянии фиг. 6 - общий вид четырехстворчатого клапана в открытом состоянии 2 17634 1 2013.10.30 фиг. 7 - разрез по Б-Б на фиг. 5 фиг. 8 - местный вид шарнирного соединения корпуса в четырехстворчатом клапане фиг. 9 - общий вид четырехстворчатого клапана в открытом состоянии с выполнением шарниров по периферии корпуса фиг. 10 - разрез по В-В на фиг. 9 фиг. 11 - местный вид шарнирного соединения корпуса со створкой четырехстворчатого клапана фиг. 12 - конструктив створки четырехстворчатого клапана фиг. 13 - разрез по Е-Е по фиг. 12 створки запирающего элемента. Искусственный клапан сердца, согласно приведенным фигурам (фиг. 1-13), содержит кольцевой корпус 1, запирающий элемент 2. На внутренней поверхности корпуса 1 диаметрально расположены плоские участки 3 по фиг. 1-4 или угловые выступы 4, образованные боковыми гранями 5 под прямыми угламипо фиг. 5-11, запирающий элемент 2 в виде двух створок 6 и более по фиг. 1-4. Запирающий элемент 2 может быть выполнен,например, в виде четырех створок 7 по фиг. 5-11, шарнирно установленных в корпусе 1. Шарнирные соединения выполнены в виде радиусных выемок 8, расположенных на плоских участках 3 корпуса 1 по фиг. 1-4 или на боковых гранях 5 угловых выступах 4 корпуса 1 по фиг. 5-11, ограниченных вертикальными углами , с образованием ограничивающих поверхностей 9, 10, 11, 12, расположенных со стороны входа радиусныхвыемок 8 и углублений 13 цилиндрической формы 1, попарно сопрягающих радиусныевыемки с образованием ограничивающих поверхностей 14, при этом вершины вертикальных углови оси цилиндрических сопрягающих углублений 13 совмещены с осями поворота створок 7 запирающего элемента 2 и прилегающих частей створок 7 к корпусу 1 в виде радиусныхвыступов и прямолинейных участков 15 в соответствии с образующими цилиндрических углублений 13. Створки 7 запирающего элемента 2 выполнены по фиг. 13 с угловыми выступами 16 со скосами 17 по фиг. 5-13 на боковых гранях с возможностью образования поверхности четырехгранной пирамиды 18 по фиг. 5 в закрытом состоянии клапана. В результате предварительной разработки изготовлен экспериментальный образец искусственного клапана сердца, что позволяет рассматривать новую модель клапана как перспективную в промышленном освоении. Клапан изготовляют из биологически совместимых материалов, например корпус 1 титан и титановые сплавы, пьезокварц запирающий элемент 2 - углеситалл, пиролитический углерод, карбиды кремния, пришивная манжета (на фигуре) условно не показана полотно из полиэфирных волокон и др. материалы биологически совместимые с организмом человека. Работа искусственного клапана сердца согласно приведенным фигурам состоит в следующем. В искусственном клапане сердца по фиг. 1-11 при движении потока крови запирающий элемент 2 в виде створок 6, 7 по фиг. 1-11 поворачиваются в шарнирном соединении корпуса 1, и поворот элемента 2 ограничен двумя крайними положениями, определяемыми ограничивающими поверхностями 9, 10, 11, 12. Фиг. 8 - местный вид шарнирного соединения корпуса в четырехстворчатом клапане с величиной , гарантирующей самоизвлечение створок 7 из корпуса 1 клапана в его шарнирном соединении. При возникновении избыточного давления на входе клапана створки 7 поворачиваются вокруг оси вращения О-О, при этом поверхности створок 7 взаимодействуют с углублениями корпуса 1, образуя шарнир, который обеспечивает подвижное соединение створок 7 с корпусом 1. Клапан сердца открывается, обеспечивая прямое прохождение потока крови. При этом поток крови ограничивается цилиндрическими восходящими поверхностями створок 7, которые формируют центральный осесимметричный ламинарный поток крови без внесения каких-либо возмущений со стороны элементов клапана. Таким 3 17634 1 2013.10.30 образом, достигаются минимальные энергетические потери, минимальный перепад давления на клапане и предотвращается возможность травм крови. Кроме этого, стенки корпуса 1 не только ограничивают вращение створок 7, но и препятствуют угловому смещению створок 7 и проникновению соединительной ткани и окружающих клапан сердечных структур внутрь корпуса 1, предотвращая ограничение подвижности створок 7. В своем открытом положении клапан обеспечивает канал с достаточным поперечным сечением и хорошими гидрологическими характеристиками для прохождения через него потока крови со свободным протеканием и минимальными гидравлическим сопротивлением и вихревыми потоками. Искусственный клапан сердца реагирует на поток крови,обеспечивая быстрое открывание канала при нагнетании крови сердцем и его быстрое закрывание при расслаблении сердца, предотвращая обратный переток крови. Минздравом Республики Беларусь изобретение рекомендовано для включения в Государственную республиканскую программу Белмедтехника. Источники информации 1.4.863467, МПКА 61 Р 1/22, 1989. 2.2249, МПК 61 2/24, 1998. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6