专利名称：支架化假体心瓣膜的制作方法患者的或其它形式缺陷的心瓣膜可采用各种不同类型的心瓣膜外科手术来修复或更换。典型的心瓣膜外科手术包括开心外科手术，其在全身麻醉下实施，在手术过程中， 心脏要停止跳动，而血流由心肺旁路机来控制。这种类型的瓣膜外科术入侵创伤很大，并使患者面临许多潜在严重的风险，例如，感染、中风、肾坏死，以及与心肺机的使用有关的不利影响。近年来，最小创伤且经由皮肤更换的心瓣膜越来越受到关注。这种外科技术包括在患者的皮肤上切开一个很小的开口，瓣膜组件进入该开口插入其体内，并通过类似于导管的递送装置递送到心脏。对于某些应用来说，该技术优于更加入侵形式的外科手术，例如，上述的开心外科手术。关于肺动脉瓣膜更换而言，授予Tower等人的美国专利申请公开号2003/0199971A1和2003/0199963A1均揭示了牛颈静脉的瓣膜部分，其安装在可膨胀支架内，用于肺动脉瓣膜的更换。更换的瓣膜安装在气囊导管上，并通过脉管系统经由皮肤的方式递送到病患的肺动脉瓣膜部位，用气囊来膨胀而压缩瓣膜小叶抵靠在右心室流出道上，锚固并密封该更换的瓣膜。如下述文章中所描述的“肺动脉瓣膜的经由皮肤的插入方法”，Bonhoeffer等人，美国心脏病学学会杂志2002 ；39 1664-1669，以及“肺动脉位置中牛瓣膜的经导管方式的更换”，Bonhoeffer等人，2000发行；102 :813_816，可植入更换的肺动脉瓣膜，用以替换天生的肺动脉瓣膜或位于瓣膜导管内的假体肺动脉瓣膜。各种类型和构造的假体心瓣膜可用于经由皮肤方式的瓣膜手术中，以更换患者的天生人的心瓣膜。任何特殊的假体心瓣膜的实际形状和构造在某种程度上取决于所要更换的瓣膜(即，二尖瓣、三尖瓣、大动脉瓣或肺动脉瓣)。一般来说，假体心瓣膜的设计都试图复制所要更换的瓣膜的功能，因而将包括用于生物假体或机械假体的心瓣膜的瓣膜小叶状结构。换句话说，更换的瓣膜可包括以某种方式安装在可膨胀支架内而形成支架化瓣膜的瓣膜静脉部分。为了经由皮肤植入而准备这样的瓣膜，支架化瓣膜最初可设置在膨胀的或未卷曲的状态中，然后围绕导管的气囊部分卷曲或压缩，直到它尽可能接近于导管的直径为止。还提出了其它的经由皮肤递送的假体心瓣膜具有大致类似于如下文中所述的结构，例如，“肺动脉位置中牛瓣膜的经导管方式的更换”，Bonhoeffer等人，2000发行；102 813-816，以及“用于钙化大动脉狭窄的大动脉瓣膜假体的经由导管的植入方法”，Cribier, A.等人，2002发行；106:3006-3008，本文以参考方式援引它们的内容。这些技术至少部分地依赖于膨胀的支承结构和天生组织之间的摩擦型接合，以维持所递送的假体的位置，但支架也可响应于支架和某些时候用于使支架膨胀的气囊所提供的径向力变得至少部分地嵌入在周围组织中。因此，利用这些经由导管的技术，将假体心瓣膜缝合到患者天生的组织上的传统做法就不再必要了。类似地，在由Bonhoeffer，P.等人所著的题为“肺动脉瓣膜的经由皮肤的插入方法”文章中(J Am Coll Cardiol, 2002 ；39 :1664-1669)，描述了生物瓣膜经由皮肤的递送方法，本文以参靠方式援引其内容。瓣膜被缝合到先前植入的瓣膜或非瓣膜导管或先前植入的瓣膜内的可膨胀的支架上。再者，第二瓣膜支架的径向膨胀用于放置和保持更换的瓣膜。尽管经由皮肤的瓣膜更换技术和装置已经取得了较大进步，但仍继续需要提供可以最小创伤方式和/或经由皮肤方式植入心瓣膜的各种不同的设计。
某些诸如大动脉根生物假体之类的外科植入假体心瓣膜可从市场上以商标名为 "Freestyle (自由式)”购得，其由明尼苏达州明尼阿玻利斯市的Medtronic公司出品，已经证明该假体心瓣膜具有优于大动脉瓣膜更换中所使用的其它生物假体的某些优点。然而， 这些“Freestyle”型瓣膜的植入局限于那些在同种移植物的外科植入中成为专业熟练的外科医生。提供本发明更换的心瓣膜能克服这种局限性，并致力于不用缝合线将外科心瓣膜附连到患者身上。这样，可实现某种外科瓣膜的优点，而没有外科瓣膜植入手术中的缺点。 艮口，本发明提供了诸如大动脉根生物假体之类的无缝线植入的外科瓣膜，大动脉根生物假体通常使用更为传统的外科技术植入患者体内。本发明假体心瓣膜包括可压缩到相对小直径的瓣膜，以经由皮肤递送到患者心脏，然后通过除去外部压缩力(例如，自膨胀支架)，或通过施加向外的径向力(例如，气囊可膨胀支架)而膨胀。本发明更换的心瓣膜包括附连有瓣膜结构的支架。本发明支架包括各种结构和特征，它们可单独使用或与本发明其它支架的特征结合使用，并有助于经由皮肤对其递送。插入本发明更换的心瓣膜的方法包括递送系统，该系统可在瓣膜的插入过程中使支架结构保持在压缩状态中，并允许或致使支架结构一旦位于其要求的位置后膨胀。该方法可包括使用前级或后级方法来植入支架结构。本发明支架的一个实施例包括管状丝件结构，其包括大致沿支架的纵向轴线方向延伸的多个丝件。生物假体可附连到该支架的某些预定部位的金属丝上，并较佳地缝合到丝件上，使得制造生物假体的材料在支架和附连的生物假体的压缩和/或膨胀过程中不会损坏。在一个实施例中，支架包括三个连合附连区域，这些区域中的每个区域用于生物假体诸连合延伸部分的其中之一的连接部位。本发明的支架瓣膜可使用外部管状材料，诸如牛颈静脉、心包组织、PTFE假体材料、聚酯布及其它材料，以便于小叶附连到支架或管状材料上。然后，可使用不同于使用小叶与支架结构直接附连的各种附连选项。这样，因为施加在小叶附连部位上的力从刚性支架结构传递到柔性的管状结构上，所以支架不会像瓣膜小叶那样经受长期的疲劳。本发明将参照附图作进一步解释，其中，在全部的若干个图中，相同的结构用相同的附图标记表示，且其中图1是现有技术的大动脉根生物假体的立体图；图2是图1所示生物假体的前视图3是图2所示生物假体的剖视图；图4是现有技术的大动脉根生物假体的另一实施例的前视图；图5是图4所示生物假体的剖视图；图6是现有技术的大动脉根生物假体的另一实施例的前视图；图7是图6所示生物假体的剖视图；图8和9分别是根据本发明附连到支架的生物假体另一实施例的前视图和立体图；图10是带有外部管状材料层的支架化瓣膜侧视图；图11是图10所示支架化瓣膜的立体端视图；图12是具有组织覆盖的膨胀的支架的另一立体图；图13是定位在心轴上的示范支架框架的前视图；图14是支架化瓣膜的一实施例的俯视立体图；图15是图14所示支架化瓣膜的侧视图；图16是相对于支架和附连的生物假体定位的递送系统的一部分的侧视图，其中， 支架处于局部压缩状态中；图17是图16所示递送系统和支架的生物假体的侧视图，其中，支架处于局部膨胀状态中；图18是定位在心轴上的示范支架框架的前视图；图19是可用于根据本发明瓣膜的另一示范支架框架的前视图。更靠近。在该实施例中，支架100包括三个连合附连柱106，其中，每个附连柱106可用作为生物假体的连合延伸部的其中之一的连接部位，例如，生物假体40的延伸部44。或者， 多于或少于三个的附连柱106可分别提供给具有多于或少于三个小叶的瓣膜。除了提供用于连合附连的结构之外，附连柱106还为支架100提供附加的稳定性。支架100还包括多个V形丝件结构108，它们位于成对丝件102之间和/或丝件102和相邻的附连柱106之间。虽然支架100如图所示具有位于相邻垂直丝件结构之间的沿纵向彼此间隔开的V形丝件108中的三个，但也可以具有多于或少于三个V形丝件。所有的丝件108或其中部分丝件108可相对于支架100的外管状形状至少略向外张开，由此形成一体的突缘结构，其可用来在支架植入患者体内时捕捉天生的小叶。附加的丝件结构122定位在支架100的端部120处，它们大致呈V形，每个“V”形结构的峰定向成大致与丝件108的峰相同的方向。所有的丝件结构122或其中部分的丝件结构122还相对于支架100的外管状形状至少略向外张开。为了捕捉患者天生解剖学特征， 可选择各种丝件结构相对于支架的外管状形状的延伸量和角度。此外，丝件结构122的张开可有助于防止或最大程度地减小植入物和天然环面之间的泄漏，和/或提供实际和/或可见的对接(docking)特征，以便抵靠在心脏内开口的壁上固定该支架100，从而例如防止支架移动。所有的丝件102和柱106或其中部分的丝件102和柱106的一端还可包括环圈或孔眼126，其可例如用于附连到递送系统和/或组织瓣膜。例如，单侧的孔眼附连端可用于前级和后级工序的可再被套上护套的递送系统中。该实施例的支架包括空间或开口 110，采用构成连合附连柱106的两个丝件之间的水平构件112来形成该空间或开口。这些开口 110提供可让缝合材料、针和/或其它固定材料通过而插入的部位，以便将生物假体附连到支架框架。此外，水平构件112可用作为紧固材料的限定的锚固点。例如，缝合材料可通过第一开口 110插入，然后，通过另一开口 110以预定型式将瓣膜材料缝合到生物假体的连合延伸部。水平构件112还可用作锚固结构，其限制缝线或其它附连机构的垂直运动。为了将生物假体的其它区域附连到支架100， 可将诸如以上相对于生物假体40所述的扇贝形区域沿着选定的支架100的丝件缝合，例如，沿着某种形状的丝件108和/或垂直的丝件102缝合。
下面描述将瓣膜材料(例如，组织小叶)附连在支架结构的内部区域内的多种系统、部件和装置。应当理解的是，这里为此目的所示和描述的各种系统可用于上述的支架构造和/或其它的支架构造。图18示出了另一示范的可供无支架生物假体附连的支架框架130，诸如图1-7所示的任意的生物假体。该支架框架130如图所示位于心轴上，以使前丝件可更加清楚地被看到。支架130的尺寸可以被做成足够高或足够长，从而其可被称为前冠状支架，它可被放置成在大动脉中冠状动脉上方延伸。支架130包括至少一个纵向柱132，其大致沿着支架 130的环形区域延伸，并具有可容纳附连的小叶材料的高度。利用该支架130，丝件结构延伸在柱132的一端和支架第一端134(其可被称为支架的大动脉方面)之间，而附加的丝件结构延伸在柱132的另一端和支架第二端136(其可被称为支架的心室脉方面)之间。支架130可包括一个纵向柱132，如果需要的话，用于附连支架130的生物假体的各个连合延伸部。即，对于三小叶的生物假体可提供三个短柱132。图19示出了另一示范的可供无支架生物假体附连的支架框架140，诸如图1-7所示的任意的生物假体。该支架140包括丝件结构，其布置成沿着其长度大致规则的对角十字交叉图形。该支架140还包括位于一端处的通向丝件的球根形状。生物假体的连合延伸部可附连到支架140的特殊丝件上，以使部件彼此牢固地附连。图14和15示出了用牛颈静脉或管覆盖物制成的瓣膜190的另一实施例，如以上参照图10和11所讨论的。管状组织覆盖物包括位于一端处的管状组织延伸部192，以提供附加的锚固特征，从而保证阻止外科无缝线植入物的迁移。组织延伸部192定位在支架的流出侧上，并可包括在动脉切开术的范围之内，以进行大动脉瓣膜更换。或者，也可用于肺动脉和/或右心室流出流道的重建，以便进行肺动脉瓣膜更换手术。为了使用大动脉瓣膜更换的瓣膜190，需要将窗口切入在支架的窦区域内的管子内，以使冠状动脉无障碍流动。 在该实施例中，管状覆盖物(例如，牛颈静脉部分)放置在支架的外表面上，然后，将瓣膜放置在支架的内部区域内。单根缝线将瓣膜近端和牛颈静脉固定到支架的近端冠部。瓣膜连合柱和远端牛管用中断的抗吊床(anti-hammocking)缝线固定到支架单元，例如，在固定组织和维持小叶接合所需的部位处进行固定。应该指出的是，在本文所示和所述的多个支架实施例中，支架的某些部分的长宽比可与所示的稍有不同。此外，这里所述的支架实施例可进行修改而包括用于附连瓣膜组织的附加结构，例如，在许多实施例中所述的垂直支架柱。图16和17示出了支架，生物假体使用经由导管递送方法附连到该支架上以实施植入手术。尤其是，图16示出了支架150和附连的生物假体160，它们各处于其至少部分地受压缩的结构中。图17示出了支架150和生物假体160，它们处于通过气囊型递送系统而至少局部膨胀状态中。在所示的实施例中，生物假体160包括扇贝形开口或区域162，其可定位成使生物假体和冠状动脉之间流体地连通。扇贝形开口 162各自定位在生物假体的连合延伸部164之间。沿着生物假体160的各扇贝形开口 162的边缘的诸点可附连到支架150的某些预定的丝件。在所示的实施例中，支架150包括多个布置成相对狭窄的V形结构152的丝件， 该结构152相对于支架150的中心轴线纵向地延伸。在该实施例中，支架150设有一个与各个连合延伸部164相对应的V形结构152，以及一个与延伸部164之间的各个区域(例如，扇贝形区域162)相对应的V形结构152。用于将生物假体附连到支架的缝线型式包括提供可沿着V形结构滑动的缝线，以便在生物假体的压缩和膨胀过程中，允许部件相对于彼此移动，并允许支架和其附连的生物假体的尺寸作必要地变化。该种缝线沿支架丝件的移动可防止应力产生或将应力减到最小，否则应力会产生在缝线上，在装置压缩和/或膨胀过程中，当部件再进行构造时使得可供的运动范围较小。将本发明的任意可气囊膨胀的支架递送到植入部位可经由皮肤来实施。一般而言，这包括提供经由导管的组件，该组件包括递送导管、气囊导管和引导丝件。这种类型的某些递送导管在本领域内是公知的，它们形成内腔，气囊导管容纳在该内腔内。气囊导管又形成一内腔，引导丝件可滑动地设置在该内腔内。此外，气囊导管包括流体连接到充气源的气囊。应该指出的是，如果植入的支架是自膨胀型支架，则就不需要气囊，而可使用护套或其它的约束装置，将支架维持住其压缩状态中，直到支架展开为止。在任何情形中，对于诸如图16和17所示的支架150那样的可气囊膨胀的支架，经由导管的组件合适地定尺寸，以便理想地经由皮肤接近于植入部位。例如，经由导管的组件可合适地定尺寸，以便通过颈动脉、颈静脉、锁骨下静脉、股动脉或股静脉等处的开口递送到心瓣膜。基本上，可形成任何经由皮肤的脉间的穿透，以便于使用经由导管的组件。在递送之前，支架安装在气囊上，处于尽可能小的收缩状态中而不造成支架结构永久变形。与膨胀状态相比，支承结构被压缩到其自身和气囊上，因此形成比膨胀状态中的内直径减小的内直径。尽管该描述参照了气囊膨胀支架的递送，但同样基本的程序也可适用于自膨胀的支架，其中，递送系统不一定包括气囊和气囊的膨胀，但较佳地包括护套或某些其它类型构造的使用，以维持支架处于压缩状态中，直到它为展开而被释放为止。利用安装到气囊上的支架，经由导管的组件通过递送导管且经由皮肤的开口(未示出)递送到患者体内。通过将引导丝件插入患者体内，来定位植入部位，该导向丝件从递送导管的远端延伸，使气囊导管缩回到递送导管内。该气囊导管然后沿着引导丝件从递送导管朝向远处前进，使气囊和支架相对于植入部位定位。在一替代实施例中，支架通过最小创伤外科切口(即，非经由皮肤地)被递送到植入部位。在另一替代实施例中，支架通过打开心脏/胸部的外科手术被递送。在本发明支架的一个实施例中，支架包括辐射透不过的、 发生回波的或MRI可见的材料，以便于目视确定支架是否合适放置。替代地，其它已知的外科可视辅助手段也可用于支架的使用。有关支架放置在心脏内的所述技术，可用于监视和纠正支架沿纵向方向相对于其定位的解剖学结构的长度的放置。一旦支架合适地定位，就操作气囊导管来对气囊充气，因此，将支架过渡到膨胀状态。替代地，如果支承结构由形状记忆材料形成，那么，通过移去外力(例如，护套)，就可允许支架膨胀到其膨胀状态。本发明现已参照若干个实施例进行了描述。仅为了使理解明晰，已经给出了以上详细的描述和实例。从中要理解到没有不必要的限制。本技术领域内的技术人员将会明白到，在所述的实施例中可作出许多变化，而不会脱离本发明的范围。因此，本发明范围应局限于这里所述的结构，且仅由权利要求书的语言和这些结构的等价物所描述的结构来限定。


一种经由皮肤植入而将外科无缝线的瓣膜(40)附连至支架框架(50)以递送至患者体内的合适部位中的装置和方法。