DE2640246B2 - Herzklappenprothese - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Herzklappenprothese entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Herzklappenprothese ist aus der DE-OS 13 866 bekannt. Diese Druckschrift befaßt sich im wesentlichen mit der Ausbildung der Auflageflächen für das Ventilglied an den Stützteilen zum Erzielen einer während der Schließbewegung wandernden Schwenkachse für das Ventilglied. Bei der vorbekannten Herzklappenprothese ist das Ventilglied als rotationssymmetrischer scheibenartiger Körper ausgebildet, der mit Hilfe der Stützteile frei beweglich (Rotationsbewegung und Schwenkbewegung) am Ventilring gelagert ist. Das Ventilglied kann sich in jeder Schwenkstellung frei um seine Mittelachse drehen, und es kann sich unabhängig von seiner Drehstellung öffnen und schließen. Die Stützteile ermöglichen eine exzentrische Abstützung bzw. eine exzentrische Verschwenkbewegung des Ventilglieds infolge der Pumpbewegung des Herzens.

Die bekannte Herzklappenprothese war außerordentlich erfolgreich, sie zeigte ausgezeichnete Ergebnisse und wurde von der Ärzteschaft gut aufgenommen. Trotzdem besteht bei dieser bekannten Herzklappenprothese in einigen wenigen Fällen eine Neigung zur Thrombenbildung, die am ehesten in nur wenig oder schwach durchströmten Bereichen auftritt. Bei der bekannten Herzklappenprothese teilt das Ventilglied die öffnung des Ventilrings in zwei Strömungsbereiche ungleicher Größe, weil das Ventilglied exzentrisch gelagert ist. Wenn das Ventilglied in die voll geöffnete Stellung schwenkt, hat die der Blutströmung entgegengerichtete Kante des Ventilglieds die Tendenz, zu der größeren Durchflußöffnung einen größeren Teil der Blutströmung hinzuleiten, als es dem Flächenverhältnis zwischen der größeren und der kleineren Durchflußöffnung entsprechen würde. Infolgedessen können die Randbereich der kleineren Durchflußöffnung weniger

ίο gründliche durch das Blut gewaschen werden, so daß, wenn überhaupt, an dieser Stelle am ehesten Thrombenbildung auftreten kann.

Aus der DE-OS 23 42 102 ist ferner ein Strömungssteuerventil, vorzugsweise zur Verwendung als künstli-

ehe Herzklappe, bekannt, das ein Ventilglied aufweist, das an einem festen, sich quer durch die Durchflußöffnung erstreckenden Drehzapfen schwenkbar gelagert ist. Das Ventilglied ist also nicht frei drehbar gelagert. Außerdem hat das Ventilgied einen unsymmetrischen

Tragflügelquerschnitt, im Gegensatz zu dem bei der Erfindung erforderlichen rotationsymmetrischen Ventilglied, das sich um seine Mittelachse drehen können muß. Infolgedessen weist das aus dieser Druckschrift bekannte Strömungssteuerventil eine andere Funktion auf als die der Erfindung zugrunde liegende Herzklappenprothese.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einer HerzklappenDrothese der eingangs erläuterten Art eine gleichmäßigere Blutströmung durch beide Durchflußöffnungen des Ventilrings zu erreichen.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich durch die

Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1.

Das Ventilglied ist also konvex-konkav gewölbt,

wobei die konvexe Wölbung auf der distalen Seite und die konkave Wölbung auf der proximalen Seite des Ventilglieds liegt. In der geöffneten Stellung des Ventilgieds erstreckt sich somit der der Blutströmung entgegengerichtete Rand des Ventilglieds weitgehend parallel zu der Blutströmung, so daß er einen minimalen Fließwiderstand und einen Strömungsweg mit wesentlich größerem Strömungsquerschnitt und infolgedessen geringerer Turbulenz in der kleineren der beiden Durchflußöffnungen bietet. Die kleinere Durchflußöffnung erhält hierdurch einen Strömungszuwachs von bis zu 50% gegenüber der vorbekannten Herzklappenprothese, ohne daß dabei der Druckabfall über das Ventil insgesamt vergrößert wird und ohne daß dabei die zum öffnen und Schließen des Ventils benötigte Zeitdauer verlängert wird. Vielmehr wird wegen der infolge der konvex-konkaven Wölbung geringeren Masse des Ventilglieds gegenüber der vorbekannten Herzklappenprothese bei der Erfindung eine raschere Ventilbetätigung und damit ein geringerer Druckabfall über die Herzklappenprothese erreicht.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Die Ansprüche 2 und 3 geben vorteilhafte Krümmungsradien für die distale und die proximale Oberfläche des Ventilglieds an. Gemäß Anspruch 4 ist die distale Oberfläche so gewölbt, daß in der geöffneten Stellung in der Nähe ihres Außenrandes eine zur Mittelachse des Ventilglieds bzw. zur Strömungsrichtung etwa parallele Tangente gegeben ist, wodurch für die kleinere der beiden Durchflußöffnungen der größtmögliche Durch-

*⁵ satz erzielt und Turbulenzen und infolgedessen die Tendenz zur Thrombenbildung in diesem Bereich vermindert sind.

In der nachfolgenden Beschreibung sind Ausfüh·

rungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht im Schnitt eines Herzens, wobei die Herzklappenprothese an der Stelle der natürlichen Mitral- und Aortenherzklap)>en eingesetzt ist,

Fig.2 eine perspektivische Ansicht einer Herzklappenprothese von oben,

F i g. 3 eine Draufsicht auf die Herzklappenprothese der F i g. 2, wobei der Annähring weggelassen Lt, ι ο

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der F i g. 3,

F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 der F i g. 3,

F i g. 6 eine Schnittdarstellung ähnlich der der F i g. 4, jedoch bei geöffnetem Vantilglied,

F i g. 7 eine perspektivische Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform von oben.

Obwohl die Herzklappenprothese besonders geeignet zum Gebrauch als Aorten- oder Mitralklappe ist, wie Jies schematisch in Fig. 1 angedeutet ist, können die Herzklappenprothesen 10 und 10' in verschiedenen Größen als Ersatz für Aorten-, Mitral- oder dreizipfJige Klappen hergestellt werden. Die Aortenklappenprothese 10 ist in der Aorta 12 an der Stelle des natürlichen Klappenrings 14 zwischen Aorta 12 und der linken Herzkammer 16 festgemacht Die Mitralklappenprothese 10' ist in der linken Herzkammer 16 am Muskelgewebe 18 des natürlichen Klappenrings zwischen der linken Herzkammer und dem linken V irhof 20 festgemacht. Zur Erläuterung der Herzklappenprothese wird im folgenden in der Hauptsache die Verwendung als Aortenklappenprolhese beschrieben.

Gemäß F i g. 2,3 und 4 enthält die Aortenklappenprothese 10 einen aus Metall bestehenden Ventilring 22 mit einer inneren Wand, die eine Ventilöffnung 23 begrenzt, durch die das Blut strömt, was durch ein bewegliches Ventilglied 24 in Form einer scheibenförmigen Klappe gesteuert wird. Eine das Ventilglied 24 in der geöffneten Lage unterstützende Strebe 26 und eine das Ventilglied 24 in der geschlossenen Lage unterstützende Strebe 28 sind mit ihren Enden am Ventilring 22 durch Schweißen oder andere geeignete Mittel befestigt und dienen dazu, das Ventilglied 24 bei seiner Bewegung innerhalb des Ventilrings 22 zu unterstützen. Geeignete Mittel, z. B. ein Annähring 23a, sind um den Ventilring 22 herum vorgesehen, um die Möglichkeit zu geben, die Herzklappenprothese am Herz bzw. am Aortengewebe zu befestigen. Eine hierfür mögliche Anordnung ist in der genannten DE-OS 20 13 866 beschrieben.

Aus Fig. 4 ist ei sichtlich, daß das Ventilgierl 24 eine einerseits erhaben, andererseits vertieft gewölbte, einer Untertasse gleichende Gestalt hat, wobei ihre erhaben gewölbte Oberfläche 38 mit einer konzentrischen Vertiefung 44 versehen ist, die zur Folge hat, daß das Ventilglied 24 aus einem ringförmigen Abschnitt 36 und einem dünneren Mittelteil 37 besteht. Die nach außen gerichtete, erhaben gewölbte Oberfläche 38 des Ventilglieds 24 hat einen Krümmungsradius, der bei einer bevorzugten Ausbildung ungefähr gleich dem Durchmesser des Ventilglieds 24 ist. Die nach innen gerichtete, vertieft gewölbte Oberfläche 40 des Ventilglieds 24 hat einen Krümmungsradius, der bei einer bevorzugten Ausführungsform gewöhnlich das zwei- oder dreifache des Krümmungsradius der nach außen gerichteten, erhaben gewölbten Oberfläche 38 beträgt.

Der äußere Rand 42 des Ventilglieds 24 ist « abgerundet und liegt ·η der geschlossenen Lage nahe der die Ventilöffnung f!5 bildenden inneren Oberfläche des Ventilrings 22, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform zwischen dem Rand 42 und der inneren Fläche des Ventilsrings 22 ein geringer Abstand besteht. Bei einer bevorzugten Ausfühnjngsform beträgt die Dicke des Randes 42 an der Stelle, an der die Oberflächenkrümmung in die Randk"ümmung übergeht, mehr als die Dicke des dünneren Mittelteils 37 des Ventilglieds 24. Dieser Umstand läßt das leichte, niedrige Profil des Ventilglieds 24 erkennen. Der Ventilring 22 hat die Form eines Wulstvings, dessen innere Oberfläche sanft abgerundet ist, um Reibungsverluste in der Flüssigkeit auf einen geringsten Wert zu bringen. Das Ventilglied 24 ist ein wenig kleiner im Durchmesser als die Ventilöffnung 23, so daß es in seiner geschlossenen Lage, wie sie in F i g. 4 gezeigt ist, durch die Streben 26 und 28 unterstützt wird und einen reinigenden Rückfluß durch den verbleibenden Zwischenraum gestattet.

Die konzentrische Vertiefung 44 in der erhaben gewölbten Oberfläche 38 wird nach außen durch eine ringförmige, senkrechte Seitenwand 46 begrenzt. Die Seitenwand 46 geht in die erhaben gewölbte Oberfläche 38 in einer sanft gekrümmten Schulter 50 über und in den Boden 52 der Vertiefung 44 in einem Übergang 54 mit einem verhältnismäßig großen Krümmungsradius. Der dickere ringförmige Abschnitt 36 grenzt an den dünneren Mittelteil 37 an der Stelle der Seitenwand 46, die sich zwischen der gekrümmten Schulter 50 und dem Übergang 54 befindet.

Die das Ventilglied 24 in der geöffneten Lage unterstützende Strebe 26 enthält auseinanderlaufende Stababschnitte 58 und einen in Umfangsrichtung gekrümmten Haken oder Gelenkabschnitt 60, die durch Schultern 61 miteinander verbunden sind. Die Stababschnitte 58 sind am Ventilring 22 auf der nach außen gerichteten Seite der Ebene 59 der Ventilöffnung 23 angebracht, welche Ebene man ebenso als die Hauptebene des Ventilrings 22 bezeichnen könnte, da sowohl der Venturing 22 als auch die Ventilöffnung 23 im rechten Winkel zur Mittenachse 65 der Ventilöffnung 23 und des Ventilrings 22 stehen. Die Stababschnitte 58 erstrecken sich in die Ventilöffnung hinein und gleichzeitig stromabwärts unter einem Winke! b von etwas weniger als 30° mit der Ebene 59. Es ist zu beachten, daß sich die Stababschnitte 58 stromabwärts bis über den Rand 22a des Ventilrings 22 hinaus erstrecken. Die Schultern 61 kehren ihre Richtung um, so daß sie stromaufwärts gegen die Ebene 59 zulaufen und dabei eine sanfte Kurve zwischen den Stababschnitten 58 und dem Gelenkabschnitt 60 bilden. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel laufen die Stabschnitte 58 nach außen zum Ventilring 22 hin unter einem Winkel c von etwa 60° auseinander, wie in F i g. 3 gezeigt ist. Der Gelenkabschnitt 60 bildet einen Winkel dvon etwa über 30° mit den Stababschnitten 58, sowie einen Winkel e von etwa 60° mit der Ebene 59. Die das Ventilglied 24 in der geöffneten Lage unterstützende Strebe 26 hat einen genügend großen Durchmesser, so daß ihre Außenfläche etwa dem Krümmungsradius des Übergangs 54 entspricht. Der Krümmungsradius des Gelenkabschnitts 60 ist etwas geringer als der Krümmungsradius der Seitenwand 46 der Vertiefung 44, die den anderen Teil des asymmetrischen Gelenks, wie es in F i g. 3 gezeigt ist, bildet. Der Gelenkabschnitt 60 ist am Rand der Vertiefung 44 angeordnet und erstreckt sich in die Vertiefung hinein, um eine Auflagefläche zur Unterstützung des Ventilglieds 24 während der Öffnungsbewegungen zu ergeben. Wie aus F i g. 4 zu ersehen ist, in der das Ventilglied 24 in seiner

geschlossenen Lage dargestellt ist, befindet sich dessen Rand 42 ungefähr in der Ebene 59 der Ventilöffnung 23. Wegen der erhaben gewölbten Ausbildung des Ventilglieds 24 erstrecken sich die Stababschnitte 58 der das Ventilglied in der geöffneten Lage unterstützenden Strebe 26 stromabwärts vom Rand 22a des Ventilrings 22 mit niedrigem Profil. Der Gelenkabschnitt 60 der Strebe ragt in die Vertiefung 44 ungefähr in der Ebene des Randes 22a des Ventilrings 22.

Die das Ventilglied 24 in der geschlossenen Lage unterstützende Strebe 28 die in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt ist, hat eine symmetrische komplizierte Gestalt mit im wesentlichen geraden Endabschnitten 62, die durch Schweißung oder auf andere Weise an dem Ventilring 22 etwas stromaufwärts der Ebene 59 befestigt sind, d.h. unterhalb der Ebene 59 in der Darstellung der F i g. 4 und 5, und zwar in einer Lage, in der sie das Ventilglied 24 in seiner geschlossenen Lage unterstützen können. Die geraden Endabschnitte 62 erstrecken sich vom Ventilring 22 nach innen und würden in gerader Fortsetzung durch die Mittenachse 65 gehen. Der Winkel f, der durch die Fortsetzungen der Endabschnitte 62 gemäß F i g. 3 gebildet wird, beträgt etwa 150° beim bevorzugten Ausführungsbeispiel. Die Endabschnitte 62 setzen sich jedoch nicht geradlinig fort, sondern gehen allmählich in die Abschnitte 63 über, die eine Krümmung aufweisen. Wie aus F i g. 3 ersichtlich, befinden sich beide Endabschnitte 62 auf einer Seite einer Durchmesserlinie 67 in der Ebene 59 der Ventilöffnung 23, wobei die Endabschnitte 62 einen gleichen Abstand von der Durchmesserlinie 67 haben. Die gekrümmten Abschnitte 63 durchlaufen einen ziemlich scharfen Kreisbogen nach innen und quer über die Durchmesserlinie 67, so daß sie, wären sie so fortgesetzt, erneut den Ventilring 22 schneiden wurden. Die gekrümmten Abschnitte 63 gehen durch einen Bogen von etwas weniger als 90° und schließen dann an einen gekrümmten Mittelteil 64 über sanft gekrümmte Schultern 66 an. Wie aus der Fig.4 zu ersehen ist, steigen die gekrümmten Abschnitte 63 auch gegen die Ebene 59 der Ventilöffnung 23 an und überqueren sie mit einem großen Krümmungsradius, um sich der vertieft gewölbten Oberfläche 40 des Ventilglieds 24 an ihrem Scheitel 56 anzupassen. Die Schultern 66 führen eine Rückwärtskrümmung in einer auf die Ebene 59 zu- und nach deren Durchquerung von dieser oder von dem Ventilglied 24 in seiner gemäß Fig.4 geschlossenen Lage wegführenden Richtung aus. Die Schultern 66 schließen mit ihrer radial nach auswärts gerichteten Richtung bevorzugt einen Winkel g von etwa 20° mit der Mittenachse 65 der Herzklappenprothese ein, wie in Fig.4" zu sehen ist Der Mittelteil 64 der Strebe 28 verbindet deren Schultern 66 und krümmt sich ein wenig radial nach auswärts von der Mittenachse 65 auf einem ziemlich großen Krümmungsradius in einer Ebene annähernd parallel zur Ebene 59 der Ventilöffnung 23. Die verschiedenen Abschnitte der das Ventilglied in einer geschlossenen Lage unterstützenden Strebe 28, die dem Ventilglied 24 zugewandt sind, stellen eine stetige, sanft gekrümmte Auflagefläche dar, über die die vertieft gewölbte Oberfläche 40 des Ventilglieds 24 sich bewegen kann, wenn es geschlossen wird. Wie man aus Fig.4 ersehen kann, liegen die Auflageflächen der Schultern 66 deutlich unterhalb des Gelenkabschnitts 60 der anderen Strebe 26, so daß eine lose Unterstützung für das Ventilglied 24 bei seiner Schließbewegung besteht wobei dieser Unterstützung eine Art Schaukelunterstützung mit stabiler Hängelage des unterstützten Vcntilglieds 24 in seiner Schließlage ist.

Der Absland zwischen den Schullern 66 der Strebe 28 und dem Gelenkteil 60 der Strebe 26 ist kleiner als die Dicke des dicksten Teils des ringförmigen Abschnitts 36 ι zwischen den erhaben und vertieft gewölbten Oberflächen, so daß das Ventilglied 24 nicht aus der Herzklappenprothese herausrutschen kann. Die Sicherung des Ventilglieds 24 gegen Herausrutschen geschieht dadurch, daß das Ventilglied 24 durch die

m Streben 26 und 28 in Zusammenarbeit mit dem Ventilring 22 unterstützt und eingegrenzt ist.

Während des Betriebs der Aortenklappenprothese spricht das Ventilglied 24 auf die Blutdruckstöße an, die vom Herzen erzeugt werden. Das Ventilglied 24 wird hämodynamisch durch eine systolische Zusammenziehung der linken Herzkammer geöffnet, die das Blut gegen die vertieft gewölbte, nach innen gerichtete Oberfläche 40 des Ventilglieds 24 treibt. Das Ventilglied 24 bewegt sich unmittelbar von der es in der geschlossenen Lage unterstützenden unteren Strebe 28 weg und in Eingriff mit dem Gelenkabschnitt 60 der es in der geöffneten Lage unterstützenden Strebe 26, und zwar am Rand der Vertiefung 44. Die Berührungsoberfläche ist eine kurze kreisförmige Beruhigungslinie, eine asymmetrisch liegende Gelenkberührungsstelle. Da die Berührung zwischen dem Ventilglied 24 und der Strebe 26 exzentrisch in bezug auf die Mittenachse 65 ist, kippen die auf das Ventilglied 24 wirkenden Kräfte es um den Gelenkpunkt Die Öffnungsbewegung wird durch die vereinigte Wirkung des Gelenkabschnitts 60 der Strebe 26 und des Mittelteils 64 der Strebe 28, sowie des Ventilrings 22 lose gesteuert Der Bewegungsablauf während der öffnung ist wegen der losen Lagerung eine schwankende Kippbewegung. Dies ist deshalb vorteilhaft, weil das Ventilglied 24 dadurch auf Schwankungen des Flüssigkeitsstroms durch die Herzklappenprothese reagieren kann. Wie in F i g. 6 zu sehen ist, begrenzt der Mittelabschnitt 64 der Strebe 28 die Öffnungsbewegung des Ventilglieds 24. Im wesentlichen wird eine Linienberührung zwischen dem Mittelteil 64 der stromaufwärts gelegenen Strebe 28 und der vertieft gewölbten Oberfläche 40 des Ventilglieds 24 hergestellt Der Rand 42 des Ventilglieds 24 kann auch einen Abschnitt des Ventilrings 22 leicht berühren, wenn das Ventilglied 24 sich außermittig befindet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Abstand zwischen dem Gelenkabschnitt 60 der oberen Strebe 26 und dem Mittelteil 64 der unteren Strebe 28 ausreichend, um dem Ventilglied 24 eine öffnungsbewegung um den Winkel a zu erlauben, der in F i g. 6 mit etwa 60° zur Ebene 59 der Ventilöffnung 23 gezeigt ist Es wurde gefunden, daß der Druckabfall eine solche Funktion des Öffnungswinkels ist daß eine zufriedenstellende Arbeitsweise selbst dann erreicht wird, wenn das Ventilglied 24 auf einen öffnungswinkel von 50° beschränkt wird. Ein öffnungswinkel a im Bereich von 50—80° ist aus dieser Sicht ziemlich zufriedenstellend. Werte höher als 80° ergeben keine Verringerung des Druckabfalls mehr, jedenfalls nicht in nennenswertem Ausmaß, während die Ansprechzeit verlängert wird, weil das Ventilglied 24 einen längeren Wert zurücklegen muß.

Die Tatsache, daß der mittlere gekrümmte Gelenkabschnitt 60 der Strebe 26 in den Übergang 54 der Vertiefung 44 des Ventilglieds 24 paßt, erleichtert die Öffnungsbewegung, so daß verhältnismäßig geringe Drücke erforderlich sind, um das Ventilglied 24 zu öffnen. Das geringe Gewicht des Ventilglieds 24 und die

exzentrische Anbringung des mittleren Gelenkabschnitts 60 bewirken, daß der zur Einleitung der Öffnungsbewegung erforderliche Druckabfall in der Größenordnung von 2 — 5 mm Quecksilbersäule liegt.

In der geöffneten Lage des Ventilglieds 24 gemäß Fig. 6 bietet der stromaufwärts gelegene Rand der Klappe dem Blutstrom nur eine sehr geringe absperrende oder abdeckende Oberfläche. Eine Tangente 73 an die erhüben gewölbte Oberfläche 38 im Punkt 38a, in dem die erhaben gewölbte Oberfläche in die Krümmung des Rands 42 übergeht, liegt ungefähr parallel zur Mittenachse 65 der Herzklappenprothese, die zugleich die vorwiegende Strömungsrichtung des Blutes ist. Im praktischen Betrieb kann die Richtung der Tangente 73 sich um ein paar Grad gegenüber der Parallellage zum Blutstrom oder zur Mittenachse 65 verlagern, z. B. bis zu 5—8" nach jeder Richtung. Folglich wird der Bereich s der Ventilöffnung 23 zwischen dem stromaufwärts gelegenen Rand des Ventilglieds 24 und der gegenüberliegenden Seite des Ventilrings 22, an der auch die Strebe 26 befestigt ist, beträchtlich vergrößert im Vergleich zur Fläche der entsprechenden Öffnung der aus der DE-OS 20 13 866 bekannten Herzklappenprothesen. Der Anteil des Blutstroms durch diesen kleineren Bereich 5 der Ventiiöffnung 23, wie er durch die erhaben gewölbte Oberfläche 38 und den gegenüberliegenden Teil des Ventilrings begrenzt ist, bezogen auf den Gesamtstrom durch die Herzklappenprothese, wurde bedeutend erhöht, und zwar um bis zu 50% des relativen Anteils des Blutstroms durch die entsprechende Fläche. Der hauptsächliche Vorteil der neuen Anordnung besteht darin, daß der verstärkte Blutstrom in diesem Bereich die Möglichkeit für eine Thrombenbildung weiter vermindert, da eine zusätzliche reinigende Spülung in diesem Bereich ohne Zunahme des Druckabfalls über die Herzklappenprothese stattfindet.

Ein anderer Vorteil des einerseits erhaben, andererseits vertieft gewölbt ausgebildeten Ventilglieds besteht darin, daß sich das Ventilglied einen beträchtlichen Abstand stromabwärts des Ventilrings 22 bewegt, wenn es in der geöffneten Lage gemäß F i g. 6 ist, weil der Gelenkabschnitt 60 der das Ventilglied in der geöffneten Lage unterstützenden Strebe 26 beträchtlich stromabwärts der Ebene 59 der Ventilöffnung 23 liegt, und dies deswegen, weil die Form des Ventilglieds 24 den Übergang 54 in der Vertiefung 44 an diese Stelle gelangen läßt. Das ganze Ventilglied 24 wird auf diese Weise weiter stromabwärts im Ventilring 22 liegen, wenn es sich in der geöffneten Lage befindet. Die Bedeutung hiervon liegt darin, daß die Teile des Randes 42 des Ventilglieds 24, die sich am nächsten am Ventilring 22 befinden, normalerweise vom Ventilring einen größeren Abstand einhalten, als dies bei der bekannten Anordnung der Fall war. Dementsprechend kann Blut zwischen diesen Rändern des Ventilglieds 24 und dem Ventilring 22 durchfließen, was den Strömungswiderstand verringert, und, was weit wichtiger ist, die Wahrscheinlichkeit für Thrombenbildung an diesen beiden Stellen weiter verringert. Während ein Randabschnitt des Ventilglieds einen Abschnitt des Ventilrings 22 in der geöffneten Stellung berühren mag, kann das Ventilglied 24 eine schwankende Bewegung ausführen und in geringem Ausmaß von einer Seite zur anderen wandern, während es wiederholt geöffnet und geschlossen wird, was eine erhöhte Spülung durch Blut zwischen den Rändern des Ventilglieds 24 und dem Ventilring 22 zur Folge hat.

Beim Einsetzen der diastolischen Entspannung fällt der Druck in der linken Herzkammer auf Null und der Druck des Bluts in der Aorta wirkt in umgekehrter Richtung auf das Ventilglied 24 und veranlaßt dieses, stromaufwärts außer Berührung mit der Strebe 26 zu gleiten und dicht an der Oberfläche der stromaufwärts gelegenen Strebe 28 eine schwingende Bewegung zu beginnen. Der Rand 42 des Ventilglieds 24 berührt den Venturing 22 an zwei Punkten, wodurch das weitere seitliche Gleiten des Ventilrings 24 verhindert wird. Der anfängliche Berührungspunkt zwischen der vertieft gewölbten Oberfläche 40 des Ventilglieds 24 und der Strebe 28 liegt ziemlich außermittig, und der anfängliche Schließdruck ist über einen großen Teil des Ventilglieds 24 oberhalb der Ebene 59 der Ventilöffnung 23 verteilt. Wenn das Ventilglied 24 weiter zugeht, vermindert sich dagegen der Abstand zwischen der Berührungsstelle der Strebe 28 mit der Oberfläche 40 des Veniilglicds 24 und der Durchmesserlinie 67 gemäß F i g. 3, da das Ventilglied 24 nacheinander die Schultern 66, die gekrümmten Abschnitte 63 und die Endabschnitte 62 erfaßt. Unmittelbar vor dem völligen Schließen liegt die Berührungslinie etwa an der Durchmesserlinie 67 des Ventilglieds 24, so daß die dieses schließenden Kräfte, die auf die eine Hälfte der erhaben gewölbten Oberfläche 38 des Ventilglieds 24 in Schließrichtung wirken, durch ähnliche Kräfte auf der anderen Hälfte der erhaben gewölbten Oberfläche 38, die in Öffnungsrichtung wirken, ausgeglichen werden. Dieser Zustand ist der wandernden Berührungslinie zuzuschreiben, die entlang den Auflageflächen der das Ventilglied in der geschlossenen Lage haltenden Strebe 28 entlangwandert, wenn sich das Ventilglied 24 in einer wiegenden Bewegung schließt. Die Schließbeschleunigung des Ventilglieds wird auf diese Weise beträchtlich durch die Wanderung der Berührungslinie verringert. Die das Ventilglied 24 in der geöffneten Lage unterstützende Strebe 26 hält die Bewegung an, so daß es sich nicht über die geschlossene Stellung hinaus bewegen kann. Wenn sich das Ventilglied 24 öffnet und schließt, schwankt es in manchen Augenblicken und bewegt sich frei zwischen den Streben 26 und 28. Dabei dreht es sich in seiner eigenen Ebene, wodurch die Kräfte auf das Ventilglied 24 gleichmäßig verteilt werden und die Probleme der Thromben- und Eiweißablagerung verringert werden, die häufiger bei einer Anordnung mit feststehendem Gelenk auftreten. Dies wird dadurch erreicht, daß aufgrund einer solchen Drehung die Berührung zwischen dem Ventilglied 24 und den Streben 26 und 28 nicht immer an der gleichen Stelle des Ventilglieds 24 besteht so daß alle Oberflächenteile des Ventilglieds 24 immer wieder gründlich gespült werden. Dies hat den wichtigen Vorteil, daß die Abnützung gleichmäßig über das Ventilglied verteilt wird mit dem Ergebnis, daß die zu erwartende Lebensdauer verlängert ist.

Als Beispiel für eine mögliche Abwandlung ist in Fig.7 eine Ausführungsform gezeigt, wobei für die Bauteile und Merkmale, die sich bereits aus dem vorhergegangenen Beispiel ergeben, die gleichen Bezugszeichen verwendet wurden. Das Beispiel der Fig.7 unterscheidet sich von dem vorhergehend beschriebenen dadurch, daß eine etwas anders gestaltete Strebe 58a die Strebe 26 des vorhergehenden Beispiels ersetzt Die Spitze 60a der das Ventilglied 24 in der geöffneten Lage unterstützenden Strebe 58a ist in Form einer Halbkugel abgerundet deren Krümmungsradius gleich dem Radius des Drahtes ist aus dem dieser Bauteil hergestellt ist Mit Ausnahme des Berührungsbereichs arbeitet die Strebe 58a mit dem Ventilglied in der

vorher beschriebenen Weise zusammen, wobei aber nun der Berührungsbereich zu gewissen Zeiten wahrend der Öffnungsphasc etwas kleiner ist als der Berührungsbereich des vorhergehend beschriebenen Beispiels. Ein anderer kleiner Unterschied besteht darin, daß beim Beispiel der F i g. 7 nicht eine bis zur Mitte reichende Vertiefung 44, sondern eine kreisförmige Verliefung 44;; und ein erhabener Mittelteil 45 vorgesehen sind. Ganz offensichtlich stellt dies aber nur eine äquivalente Abwandlung der Bauform dar, wie sie vorher schon

10

beschrieben wurde, obgleich sich einige hämodynamische Vorteile beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ergeben könnten.

Der Annähring kann ein Polster aus Polytetrafluor-

ί äthylen sein, das mit einem Gewebe des gleichen Materials bedeckt ist. Der Ventilring und die Streben können aus einem korrosionsfestem Material, z. B. einer sehr harten Kobaltlegierung, und das Ventilglied 24 aus Graphit mit einer dünnen Haut aus aufgedampftem

ίο pyrolytischem Kohlenstoff bestehen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Herzklappenprothese bestehend aus einem eine Ventilöffnung bildenden Ventilring und einem in dem Ventilring frei beweglich gelagerten, rotationssymmetrischen, scheibenartigen Ventilglied, das eine ringförmige konzentrische Vertiefung an seiner distalen Oberfläche aufweist, und mit am Ventilring angeordneten Stützteilen, die an der distalen und an der proximalen Oberfläche des Ventilglieds angreifen, so daß eine exzentrische Verschwenkbewegung des Ventilglieds zwischen einer geschlossenen und einer offenen Stellung ermöglicht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (24) auf der distalen Seite eine konvex gewölbte Oberfläche (38) und auf der proximalen Seite eine konkav gewölbte Oberfläche (40) aufweist

2. Herzklappenprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der konvexen distalen Oberfläche (38) des Ventilglieds (24) etwa gleich dem Durchmesser des Ventilglieds (24) ist.

3. Herzklappenprothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der konkaven proximalen Oberfläche (40) des Ventilglieds (24) etwa zwei- bis dreimal so groß wie der Krümmungsradius der konvexen distalen Oberfläche (38) des Ventilglieds ist.

4. Herzklappenprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konvex-distale Oberfläche (38) des Ventilglieds (24) so gewölbt ist, daß in der voll geöffneten Stellung des Ventilglieds (24) eine Tangente (73) an die distale Oberfläche (38) in der Nähe des Außenrandes (42) des Ventilglieds (24) etwa parallel zu der Mittelachse (65) des Ventilrings (22) verläuft.