用于密封经皮瓣膜的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种改进的经皮瓣膜装置系统，该经皮瓣膜装置系统在瓣膜锚固件和脉管壁之间提供更有效的密封。具体而言，本发明涉及一种水凝胶密封件。所述系统还与经皮瓣膜装置的干燥存储相容，而不会牺牲密封件或瓣膜小叶的质量。例如，当以模块化瓣膜装置的方式使用时，该系统允许对支撑结构(锚固件)进行干燥存储，而瓣膜模块(包括瓣膜小叶)可以进行湿式存储以保存小叶的柔韧性。
【背景技术】
[0002]人体含有各种各样的天然瓣膜，诸如例如心脏瓣膜、食道和胃部瓣膜、肠道瓣膜、和位于淋巴系统内的瓣膜。天然瓣膜可能由于各种原因(例如疾病、年龄等等)而退化。故障瓣膜可能狭窄，在这种情况下，瓣膜小叶不会完全打开，或者故障瓣膜可能反流，在这种情况下，瓣膜小叶不会正确地关闭，或者故障瓣膜可能是狭窄和反流的组合，而结果都是不能维持身体流体以最小的压力损失沿着单个方向流动。
[0003]期望的是恢复瓣膜功能以重新获得瓣膜所相关的器官的正常功能。例如，心脏中的正常瓣膜功能确保了通过瓣膜以最小压力损失维持血液流动沿着单个方向，从而能够维持血液循环和压力。类似地，正常食道瓣膜功能确保酸性胃液分泌物不会刺激或永久损坏食道内层。瓣膜置换是一种常用解决手段，并且可以通过外科手术(涉及打开心脏和旁路循环)或以经皮方式植入瓣膜。相比于标准外科手术过程，人工瓣膜的经皮植入更安全、更便宜，并且患者恢复时间更短。
[0004]在本领域中已知许多预组装瓣膜装置，并且可以在商业上获得。预组装瓣膜装置是其中瓣膜小叶在输送之前就被附装到锚固件(即，将瓣膜锚固在植入部位的支撑结构或框架)的那些装置。例如，在美国专利N0.5，411，552和N0.6，893，460中描述了预组装的经皮人工瓣膜的非限制性实施例，这些非限制性实施例例如包括来自Medtronic/CoreValve公司(美国加利福尼亚欧文市)的CoreValve Revalving?系统、来自EdwardsLifesciences (美国加利福尼亚欧文市)的Edwards-Sapien或Cribier-Edward瓣膜、以及例如由AortTx (美国加利福尼亚帕洛阿尔托)、Sadra医疗公司(美国加利福尼亚坎贝尔)、Direct Flow Medical (美国加利福尼亚圣罗莎)和Sorin Group (意大利萨卢贾)正在开发的装置。这些装置需要相对较大直径的导管，这是因为将瓣膜小叶折叠在锚固件(经常是支架)内导致这些装置比较体积较大。较大直径导管倾向于比较小直径导管柔性更小，特别是在装载有体积大、不柔性的装置时，并且操纵这样装载的导管通过狭窄脉管特别是通过弯曲的脉管相当大地增加了对脉管壁造成损失的可能性。
[0005]更期望的是以使输送装置的直径最小化并因此使复杂性最小化并增加瓣膜置换过程安全性的方式设计的经皮瓣膜装置。还期望的是具有一种能够被放置在脉管中而不会对体腔壁造成进一步损伤的经皮人工瓣膜。多部件或者模块化人工瓣膜装置，即能够作为多个分离的未组装模块输送并在体内进行组装的人工瓣膜相比于预组装装置(在这种情况下，瓣膜构件被附装至锚固件并与锚固件折叠在一起)允许折叠到更小输送直径，由此允许使用具有更小直径的输送装置。例如，Richter等人的美国公开申请2010/0185275Al、Richter等人的美国公开申请2011/0172784A1和Richter等人的美国公开申请2013/0310917A1描述了这种期望的模块化经皮瓣膜装置，通过参考将这些申请全部结合在本文中。
[0006]需要瓣膜置换的患者的瓣膜植入部位处或瓣膜植入部位周围的天然解剖构造并不是均匀的，而是在尺寸和形状上发生变化。例如，在主动脉瓣膜置换的情况下，冠状动脉口相对于主动脉瓣膜的位置根据不同患者而不同。另外，与外科手术瓣膜置换(其中将天然瓣膜组织去除)不同，经皮人工瓣膜更经常是植入在天然瓣膜小叶上而不是将天然瓣膜移除。相比而言，当前可用的经皮人工瓣膜仅能以标准尺寸方式获得。尽管锚固件的形状适应已知的标准解剖构造，并且在开始手术之前对植入部位进行成像能够帮助预先选择将最适合于该部位的瓣膜装置，但是锚固件和脉管之间的间隙仍然是不可避免的。另外，在锚固件可以具有多少柔性方面存在限制，因为锚固件牢固地安置瓣膜以避免在瓣膜活动期间发生移位是至关重要的。在经皮瓣膜置换中是使用模块化经皮瓣膜还是使用预组装经皮瓣膜，情况都是这样。
[0007]这些因素在经皮瓣膜装置领域中产生了问题:确保锚固件和天然解剖构造之间的足够密封以限制瓣周漏(PVL)。具体而言，解剖构造变化、天然瓣膜小叶的残留物(特别是那些具有钙化的小叶)这些因素的组合使得通过锚固件和植入部位之间的紧密配合没有将该区域密封来避免PVL理想，这是因为锚固件和脉管壁之间存在间隙。
[0008]为了限制瓣周漏，经皮瓣膜装置已经设计有位于锚固构件上的织物裙部或覆盖物、附装至缝合套囊(cuff)的带有肋结构的柔性羽瓣或带有向外膨胀的指状部的覆盖有织物的裙部。这些设计对于使泄漏最小化来说都不理想。这些结构都不足以填充间隙，特别是那些由于天然瓣膜小叶(具有或不具有使裙部成角度的指状部)钙化引起的间隙，这是因为它们是由扁平的材料例如织物制成的，并且不会以填充间隙方式膨起来。在Salahieh等人的美国专利公报N0.2009/0054969中描述了一种限制经过经皮植入的瓣膜回流的方法。将柔顺囊布置在锚固件的外部周围，并且可以用水、泡沫、血液或水凝胶填充这些柔顺囊。这些囊具有开口，通过这些开口用合适的物质来填充这些囊。这些开口包括可以被回填的“鱼鳞状”狭槽或者可以被用来填充这些囊的细孔，或者这些囊可以向内腔打开并用患者的血液进行填充。显然，Salahieh的囊的填充是在瓣膜输送并植入之后进行的，这是因为血液需要脉管内腔接入，在输送之前利用水和泡沫进行填充将不可接受地增加用于输送的装置的体积/直径，并且位于放置好的具有开口的囊中的水凝胶在瓣膜小叶的存储期间将发生水合作用。已经开发了用于在经导管主动脉瓣膜植入(TAVI)中使用的水凝胶系统来避免在瓣膜装置的湿式存储期间过早发生水合作用。水凝胶被存储在双重囊中，该双重囊具有装有水凝胶但是能渗透水溶液的第一隔膜和不可渗透水溶液但是具有带线绳的可撕掉式窗口的第二隔膜，该第二隔膜包围第一隔膜。一旦将瓣膜植入，则可以在移除输送装置时拉动线绳，由此将窗口上的覆盖物移除并允许水性介质通过可渗透水的第一隔膜。这样的工作区制造起来比较复杂和昂贵。
[0009]因此，需要这样一种经皮瓣膜装置和系统，其包括用于将瓣膜密封以使泄漏最小化且制造部署简单的装置，并且与对瓣膜装置的存储要求相容。
【发明内容】
[0010]本发明涉及一种多部件或模块化的经皮瓣膜装置和系统，所述经皮瓣膜装置和系统具有密封所述瓣膜装置以限制瓣周漏(PVL)和/或瓣膜内漏的改进机构。本发明的装置包括瓣膜模块和支撑结构模块，所述瓣膜模块和支撑结构模块在从输送装置部署之后可以进行组合并且可在原地组合以形成组装好的工作构造经皮人工瓣膜。占据空间材料位于所述支撑结构的表面上以提供密封，从而使泄漏最小化或消除泄漏。所述占据空间材料被设计成在水性环境中膨胀预定量。该膨胀将填充所述支撑结构(所述占据空间材料附装至该支撑结构)和相对表面(诸如脉管壁或瓣膜模块)之间的任何间隙。
[0011]在一个实施方式中，占据空间材料被附装至所述锚固件的外表面。所述占据空间材料具有在存在水性或身体流体例如血液时膨胀或溶胀的特性。当位于所述锚固件的外表面上时，溶胀的占据空间材料在所述锚固件和天然解剖构造之间形成密封，从而限制PVL。
[0012]在另一个实施方式中，如可以适合于模块化经皮瓣膜装置一样，所述占据空间材料在所述支撑结构和所述瓣膜模块被组合时将与所述瓣膜模块相邻的位置处被附装至所述支撑结构(锚固件)的内表面。当位于所述支撑结构的所述内表面上时，溶胀的占据空间材料在所述支撑结构和所述瓣膜模块之间形成了密封，从而限制这些结构之间的泄漏。
[0013]在又一个实施方式中，如可以还适合于模块化经皮瓣膜装置一样，所述占据空间材料被附装至所述支撑结构的外表面并且在之后所述支撑结构和所述瓣膜模块被组合时将与所述瓣膜模块相邻的位置处附装至所述支撑结构的内表面。在该实施方式中，溶胀的占据空间材料在所述支撑结构和所述天然解剖构造之间形成了密封，并且在所述支撑结构和所述瓣膜模块之间形成了密封，从而限制PVL和所述支撑结构和所述瓣膜模块之间的泄漏。
[0014]本发明的优点在于，其利用了水性膨胀的诸如水凝胶之类的占据空间材料的效用来解决经皮瓣膜领域中的问题:PVL。本发明的另一个优点是在包括模块化经皮瓣膜的实施方式中其允许与瓣膜小叶分开地干燥存储所述锚固件(或支撑结构)，并且本发明可以应用于瓣膜构件具有不需要水性存储的小叶的预组装经皮瓣膜装置。
【具体实施方式】
[0015]本发明提供了一种人工经皮瓣膜装置和系统，该人工经皮瓣膜装置和系统具有用于在植入位置进行瓣膜密封以例如限制PVL的改进机构。该瓣膜装置包括:瓣膜构件，该瓣膜构件具有瓣膜小叶；锚固件，该锚固件用于将该瓣膜构件锚固在植入位置处；和占据空间材料，例如水凝胶，该占据空间材料位于该锚固件的表面上，例如位于该锚固件的外表面上。该占据空间材料具有在水性环境(例如，血液)中例如通过溶胀而膨胀的特性，这允许该占据空间材料填充例如锚固件和天然解剖构造(例如植入瓣膜装置的脉管壁)之间的空间，例如相邻的间隙。根据本发明，该装置可以被设计成使得该占据空间材料在