[实用新型]一种人工心脏瓣膜支架

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种人工心脏瓣膜支架。

背景技术

目前，对于患有重症心脏瓣膜病的患者，通过外科手术进行人工瓣膜替换是最终唯一有效的治疗方法。自从1965年，生物瓣首次植入人体以来，由于它较机械瓣具有优良的生物相容性和中心流道，在临床中得到广泛应用。经过四十多年的发展，生物瓣在流体力学性能、与机体相容性以及瓣功能的持久性方面都达到了可以接受的程度，但都还未达到人体天然心瓣的理想标准，因此研究生物瓣膜的应力分布情况及其影响因素具有十分重要的理论价值和现实意义。目前国际上技术水平较为先进、性能较为良好的生物瓣为美国Medtronic公司制造的Hancock瓣、美国Edwards公司制造的Carpentier-Edwards瓣等几种瓣型。我国生物瓣膜无论从瓣型设计还是加工方法及制作工艺与国外的产品都有一定的差距。

人工心脏瓣膜是由瓣叶、支架和缝合环三部分构成的，其中，支架的形状、瓣叶形状材质是决定人工心脏瓣膜是否具有近似自然瓣的流体力学性能的关键因素，现有技术中的人工心脏瓣膜之所以在流体力学性能、与瓣功能的(耐)持久性等方面未达到理想状态，与瓣叶形状、支架形状的不合理及加工技术落后有莫大的关系。

发明内容

针对上述现有技术，本实用新型将传统设计理论与现代设计方法相结合，对圆柱面、圆球面、旋转抛物面、椭球面四种不同型面的生物瓣膜进行了几何非线性分析，进行了比较，并以三维造型软件为工具，通过CAD/CAM技术设计出了一种与人体相容性更好的、性能更加的人工心脏瓣膜支架。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种人工心脏瓣膜支架，包括三段首位连接的互为120°的重复单元，重复单元是由曲线部分和连接在曲线部分两段的过渡部分构成的，所述曲线部分是方程为x²+y²+z²＝r²的球面与方程为(x-d)²+y²＝[d-(z+r)tanα]²的圆锥面所形成的交线，其中，x、y、z各代表曲线空间坐标的横坐标、竖坐标、纵坐标，r代表球面的半径，d代表圆锥轴线的位置参数，α代表圆锥倾角；所述过渡部分由一段直线和一段圆弧组成，圆弧与曲线部分通过直线拟合(即：直线的一端与曲线部分连接，与曲线相切，直线的另一端与圆弧连接，与圆弧相切)，圆弧圆心角为90°。

所述r为12.5mm，d为13.25mm，α为5°，圆弧半径为2.5mm，直线的长度为2.7mm。

所述重复单元是由镍钛合金制成的。

本实用新型对圆柱面、圆球面、旋转抛物面、椭球面四种不同型面瓣叶进行几何非线性分析，并以分析结果为依据，采用圆球面与圆锥面相交的交线为人工生物瓣膜支架的基本形状，其力学性能最佳。本实用新型为下一步瓣架的加工、瓣膜动物实验和临床应用打下了基础。

附图说明

图1为圆球面型瓣叶造型及投影图，其中，(a)为曲面相交造型效果图，(b)为曲面相交造型线条图，(c)为瓣叶投影图。

图2为圆柱面型瓣叶造型及投影图，其中，(a)为曲面相交造型效果图，(b)为曲面相交造型线条图，(c)为瓣叶投影图。

图3为旋转抛物面型瓣叶造型及投影图，其中，(a)为曲面相交造型效果图，(b)为曲面相交造型线条图，(c)为瓣叶投影图。

图4为椭球面型瓣叶造型及投影图，其中，(a)为曲面相交造型效果图，(b)为曲面相交造型线条图，(c)为瓣叶投影图。

图5为椭球型面瓣叶应力分布示意图，图中左下角的文字为：

ODB：tuoqiu.odb Abaqus/Standard 6.10-1Sat Sep 18 16:48:42GMT+08 00 2010

Step：Step-1

Increment 4：Step time＝1.000

Primary var：S.Mises

Deformed var：U Deformation Scale Factor:+1.000e+00。

图6为旋转抛物型面瓣叶应力分布示意图，图中左下角的文字为：

ODB：xuanzhuanpaowu.odb Abaqus/Standard 6.10-1Sat Sep 18 16:55:10GMT+08 00 2000

Step：Step-1

Increment 4：Step time＝1.000