一种宽入口大流量人工心脏瓣膜的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及用于对因先天或后天原因损环心脏瓣膜进行置换的心瓣膜假体装置，提供一种宽入口大流量人工心脏瓣膜，通过增加入口面积来克服现有缺陷。本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的：一种人工心脏瓣膜，包括瓣片、瓣环；其特征在于：所述瓣环的入流口截面面积大于出流口截面面积。新型瓣膜在结构上与普通瓣膜不同处在于：新型瓣膜在瓣环的血液流入面为流线型的喇叭口，增加了入口面积，在相同条件下与普通瓣膜相比出流的流量更大，从而改善了瓣膜的血流动力学性能。
【专利说明】一种宽入口大流量人工心脏瓣膜
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及可植入装置。更具体地说，本实用新型涉及用于对因先天或后天原因损环心脏瓣膜进行置换的心瓣膜假体装置。
【背景技术】
[0002]人工心脏瓣膜从1960年开始首次应用于临床，经过几十年的发展，随着人工机械心脏瓣膜结构日益优化，以及材料学等相关学科先进技术的应用，人工心脏瓣膜的性能得到了很大的提高，致栓率大为下降，临床上已经取得了很好的效果。当前应用广泛的瓣膜中，由于生物瓣易钙化和破损造成的使用寿命较短，机械瓣膜占全世界整个市场的70%左右，而在发展中国家几乎是100%，在我国人工机械心瓣也是占90%以上。
[0003]但正如人工心脏瓣膜国际标准IS05840-2005中所说，“迄今为止尚未有理想的人工心脏瓣膜”。根据近年大量的临床随访结果，目前临床应用最广的第四代瓣膜——双叶型人工机械瓣膜虽然血流动力学性能优良，与瓣膜有关的并发症发生率低，但机械瓣膜固有的缺陷依旧存在，表现在其血流动力学性能仍不理想，达不到满意的流量，且时有发生血栓的病例。
[0004]如何使人工机械瓣膜的缺陷指标降低到更小甚至是消除，仍是目前人工机械心脏瓣膜研发的重点
实用新型内容
[0005]针对以上不足，本实用新型提供一种宽入口大流量人工心脏瓣膜，通过增加入口面积来克服现有缺陷。
[0006]本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的:
[0007]一种人工心脏瓣膜，包括瓣片、瓣环；其特征在于:所述瓣环的入流口截面面积大于出流口截面面积。
[0008]另外，瓣环在截面面积突变处加以圆滑，形成流线型流体通道。
[0009]进一步地，瓣环入流口侧具有一个弧形帽沿。帽沿高度确定为组织环直径的8%?15% ;帽沿向外翻边0.6?3mm ;帽沿翻边弧度为Rl?R6。
[0010]新型瓣膜在结构上与普通瓣膜不同处在于:新型瓣膜在瓣环的血液流入面为流线型的喇叭口，增加了入口面积，在相同条件下与普通瓣膜相比出流的流量更大，从而改善了瓣膜的血流动力学性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1新型瓣膜与普通瓣膜比较；
[0012]图2瓣膜剖视图(瓣叶开放状态)；
[0013]图3瓣膜剖视图(瓣叶关闭状态)；
[0014]图4管道流体示意图；[0015]图5瓣环尺寸图；
【具体实施方式】
[0016]当前对人工机械心脏瓣膜的研制主要在两个方面进行:一是材料科学方面，要不断探索耐久而无致血栓作用的新材料。二是结构设计方面，要进一步改进血液流场及流体力学性能。
[0017]本实用新型是针对结构设计的改进。
[0018]1、人工机械心脏瓣膜的设计要求
[0019]人工机械心脏瓣膜设计的要求应具有:(I)良好的机械特性，表现在瓣膜的耐久性好，瓣膜声响低，气穴腐蚀阀值高，以及与血液相近的瓣叶比重。(2)良好的血流动力学特性，表现在跨瓣压差小，返流量低，能量损耗低，心内占有率低以及理想的有效开口面积。
(3)良好的组织相容性，表现在低致栓性，低溶血性。
[0020]2、本实用新型结构的流体力学基础
[0021]以人体中正常二尖瓣的血流动力学为例，二尖瓣是介于左心房与左心室之间的瓣膜，心室舒张时，二尖瓣开启，血液从心房通过二尖瓣流入心室。
[0022]血液在管道中流动有两种流动形态，一种为流速较慢时，血液流动层次分明，没有横向的混杂，称为层流流动；另一种为流速较快时，血液流动杂乱无章，相互混杂，称为湍流流动。实验表明，血 液流过正常二尖瓣的流动为稳定的层流。
[0023]单位时间内流过二尖瓣的血液容积称为流量，流量Q等于血液流过二尖瓣的速度V与二尖瓣入口处截面积A的乘积，即Q=V*A。
[0024]根据流体的连续性定理中对于流体流速与截面关系描述，当流体连续不断而稳定地流过一个粗细不等的管路，由于管中任何一部分的流体都不能中断或挤压起来，因此在同一时间内，流进任意截面的流体质量和从另一截面流出的流体质量应该相等。用公式表示为:A1V1=A2V2=常数,式中:A表示管路截面积；V表示流速。
[0025]伯努力方程即由此得出，其内容是:理想流体稳定流动时，在同一流线上任一点的总水头相等。总水头等于速度水头、水头、压力水头之和。用公式表示为:
[0026]v2/2g+h+p / Pg=常量。
[0027]式中V2 / 2g叫速度水头,V是流速(m / s),g是重力加速度(9.8m / s2) ;h叫水头，就是过流断面的高度(m) ；p / Pg叫压力水头，P是过流断面的静压强(Pa)，P是液体的密度(kg / m3)。
[0028]在实际应用中，流体在管道中流动时的能量损失不仅有沿测长度方向的沿程能量损失，而且还有出现在局部管段的局部能量损失。局部能量损失主要是由于通流截面、流动方向的急剧变化，引起速度场的迅速改变，增大流体间的摩擦、碰撞以及形成漩涡等原因造
成的，通常管道流动单位重量流体的局部能量损失表示为:
2
[0029]h.= ξ —
iIg
[0030]式中ξ为局部损失系数，是一个无量纲系数。局部损失系数除少数管件可用分析方法求得外，大部分管件都是由实验测定的。
[0031]如图4所示，流体从大直径的管道流往小直径的管道时，流线必须弯曲，流束必定收缩。当流体进入小直径管道后，由于流体有惯性，流体将继续收缩直至缩径的最小截面Ac，而后又逐渐扩大，甚至充满整个小直径截面。在缩径附近的流束与管壁之间有一充满小漩涡的低压区，在大直径截面与小直径截面连接的凸肩处，也常有漩涡形成。所有漩涡运动都要消耗能量；在流线弯曲、流体的加速和减速过程中，流体质点碰撞、速度分布变化等也都要造成能量损失。由于流体沿突然缩小管道的流动是先收缩后扩散，故它的能量损失也应由两部分组成。将该损失表示为
[0032]
【权利要求】
1.一种人工心脏瓣膜，包括瓣片、瓣环；其特征在于:所述瓣环的入流口截面面积大于出流口截面面积，瓣环在截面面积突变处加以圆滑，形成流线型流体通道，瓣环入流口侧具有一个弧形帽沿，帽沿高度确定为组织环直径的8%?15%，帽沿向外翻边0.6?3mm，帽沿翻边弧度为Rl?R6。
【文档编号】A61F2/24GK203677317SQ201320539002
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】李海平, 郑光明 申请人:北京思达医用装置有限公司