这一非临时专利申请要求享有美国临时专利申请序列号62/267,200的申请日，该临时专利申请提交于2015年12月14日，名称为“用于经导管的瓣膜的装载和植入的装置和方法(devicesandmethodsfortranscathetervalveloadingandimplantation)，其以参照的方式结合于此。”
背景
本发明公开涉及用于经导管的带支架假体心脏瓣膜的装载和植入的递送装置和方法。
人类心脏包括四个心脏瓣膜，它们决定了血液流经心脏的路径：二尖瓣、三尖瓣、主动脉瓣和肺动脉瓣。二尖瓣和三尖瓣是位于心房与心室之间的房室瓣，而主动脉瓣和肺动脉瓣则是位于离开心脏的动脉中的半月瓣。理想地，心脏瓣膜的各天然瓣叶在瓣膜处于打开位置中时彼此远离地运动，且在瓣膜处于关闭位置中时相接触或“合紧”。瓣膜可能产生的问题包括：狭窄，此时瓣膜没有适当地打开；和/或机能不全或反流，此时瓣膜没有适当地关闭。狭窄和机能不全可能在同一个瓣膜中同时发生。瓣膜功能障碍的影响不同，且反流或回流通常对病人具有相对严重的生理后果。
可采用各种不同类型的心脏瓣膜手术来对病变的或者以其它方式有缺陷的心脏瓣膜进行修复或置换。一种通常的技术涉及在全身麻醉下进行的开放式心脏手术，在该手术期间，心脏停止且血流由心肺旁路机来控制。
更近期地，已开发出了侵入性最小化的方案以便基于导管而在博动心脏上植入瓣膜假体，意图避免使用传统的胸骨切开术和心肺分流术的需求。总体来说，可扩张假体瓣膜被压缩在导管周围或导管之中，插入到患者的诸如股动脉之类的体内腔体中，并被递送到心脏中的所期望的位置处。
用于基于导管的或经导管的手术的心脏瓣膜假体通常包括可扩张的多级框架或支架，其支承具有多个瓣叶的瓣膜结构。该框架可在经皮经腔递送过程中呈收缩的，并在于天然瓣膜处或天然瓣膜之中展开时扩张。借助于这些递送装置，带瓣膜的支架被压入到所期望的尺寸，并在套管内被保持在该压缩状态，以供经腔递送。将该套管从带瓣膜支架的收缩允许支架自扩张到较大的直径，固定在天然瓣膜位置处。更通常地说，一旦假体瓣膜定位在治疗部位处、例如在机能不全的天然瓣膜内，支架结构就可扩张以将假体瓣膜牢固地保持在位。在授予leonhardt等人的美国专利第5,957,949号中公开了带支架的假体瓣膜的一个示例，该文献的内容通过参考的方式全部纳入本文。
任何特定的经导管的假体心脏瓣膜的实际形状和构造在一定程度上取决于所要置换或修补的瓣膜(即，二尖瓣、三尖瓣、主动脉瓣或肺动脉瓣)。支架框必须时常提供并保持(例如提升的环箍强度以及对径向压缩力的抗性)相对较复杂的形状，以获得所期望的对相应天然解剖结构的固定。结合来说，这些设计特征会引起对递送的阻碍。例如，当被压缩并约束在递送装置的外护套囊体内时，自扩张支架框将在囊体上施加较大的径向力。这样，该囊体必须具有结实的结构，能够静态地抵抗所施加的力。然而，该囊体以及外护套的其它部分还必须有足够的柔性，以穿过通往天然瓣环部位的曲折路径。作为参考点，较佳的递送路径通常包括一个或多个明显的弯曲或转弯。在许多情形中，天然解剖结构造就出紧贴的摂或小半径的弧形弯曲，当囊体(或递送装置的其它部件)与该天然解剖构造无创地接触时，该天然解剖结构自然地会帮助迫使摂外护套(包括囊体)成为所需的形状。到主动脉瓣的逆行路径是一个例子，其中与天然解剖结构的接触有助于绕主动脉弓的显著弯曲来导向递送装置。
本发明公开解决了有关领域中的问题和限制。
概述
本发明公开涉及用于经导管的带支架假体心脏瓣膜(“假体瓣膜”)的装载和植入的多种递送装置和方法。此类递送装置可包括可选的外递送护套组件、内轴组件和柄部组件。递送装置提供装载递送状态，在该装载递送状态中，假体瓣膜被装载和压缩在内轴组件上。假体瓣膜上的压缩通过一个或多个缝线而为可调节的。该递送装置被构造成允许假体瓣膜自扩张并从内轴组件部分地释放。
本发明公开的某些方面涉及用于定位假体瓣膜的递送装置和方法，该假体瓣膜处于压缩状态以供递送且随后呈扩张状态以供在天然的主动脉心脏瓣膜处展开。此种递送装置被布置和构造成，多个缝线基本包围着该心脏瓣膜。每个缝线具有两端，其中一端牢固地固定于线材上，而第二端可释放地固定于释放销。线材和释放销都定位在递送装置的芯轴中。当沿着近侧方向远离假体瓣膜地拉动线材时，该缝线张紧，以将假体瓣膜置于压缩状态，以供递送通过患者的脉管系统。为了展开假体瓣膜，通过沿远侧方向移动线材来释放该张力。如所期望的，缝线可被重新张紧以压缩假体瓣膜，用于重新定位。在植入部位处，沿近侧方向拉释放销，以使缝线的第二端从释放销脱开。包括线材、释放销和缝线的递送装置接着被从患者抽出。
本发明公开的某些方面涉及替代性的方法和递送装置，其用于由缝线将假体瓣膜装载到导管递送装置上。在一种此类实施例中，缝线配合构件定位在导管中，且该缝线配合构件与至少一个缝线相配合。缝线配合构件随后在到管内向近侧收缩，由此向近侧拉动缝线，以压缩假体瓣膜。为了释放压缩并从缝线脱开，将缝线配合构件向远侧推动。缝线配合构件可采取多种适于与缝线相配合和脱开缝线的构造。
附图简介
图1是用于递送带支架的假体心脏瓣膜的递送装置的立体图。
图2a是图1所示递送装置的局部示意图，该递送装置具有定位在内轴组件之上的带支架的假体心脏瓣膜，该带支架的假体心脏瓣膜被显示为处于扩张状态。
图2b是图2a所示递送装置的示意图，该递送装置具有定位在内轴组件之上的带支架的假体心脏瓣膜，多个缝线将该带支架的假体心脏瓣膜压缩到压缩状态。
图3是带支架的假体心脏瓣膜的正视图，其可用于本文所公开的递送装置。
图4是替代的带支架的假体心脏瓣膜框架结构的立体图。
图5a是一种递送装置的局部示意图，该递送装置用于在缝线组件固定到递送装置的芯轴之前对带支架的假体心脏瓣膜的递送(出于方便显示，仅示出了带支架的假体心脏瓣膜的支架框)。
图5b是图5a所示缝线组件局部示意图，该缝线组件部分地定位在芯轴的腔体之内。
图5c是图5a-5b所示递送装置的局部示意图，其示出了三个缝线是如何固定到线材以及释放销的，线材和释放销都被插入在芯轴的腔体内。
图6是示例性缝线致动构件，该缝线致动构件在围绕图4所示带支架的假体心脏瓣膜定位的缝线中形成张紧(为清楚起见，指示出支架框)。
图7a是与图6中的相类似的缝线致动构件的立体图，该缝线致动构件定位在导管中，用于加载至少一个缝线(未示出)。
图7b是图7a所示缝线致动构件的局部立体图，该缝线致动机构定位在导管中，以张紧该至少一个缝线。
图7c是图7a-7b所示缝线致动构件的局部剖切图，该缝线致动构件被定位成释放该至少一个缝线。
图7d是图7a-7c所示缝线致动构件的局部剖切图，该缝线致动构件与该缝线配合，以压缩支架框。
图7e是图7a-7d所示缝线致动构件的局部侧视图。
图8a-8b是替代性缝线致动构件的局部侧视图，该缝线致动构件具有钩子。
详述
现参考附图描述本发明公开的具体实施例，其中，相似的附图标记指示相同的或功能类似的元件。术语“远侧”和“近侧”在以下的说明中是有关于相对于治疗临床医生的位置或方向而使用的。“远侧”或“向远侧”是远离临床医生的位置或沿远离临床医生的方向。“近侧”或“向近侧”是接近临床医生的位置或沿接近临床医生的方向。如在本文中参照带支架的假体心脏瓣膜所使用的，术语“远侧”和“流出”被理解为表示血流方向的下游，而术语“近侧”或“流入”被理解为表示血流方向的上游。尽管已参照优选实施例描述了本发明公开，但本领域技术人员应当认识到，可在不脱离本发明的精神和范围内对形式和细节方面进行各种改变。
如在以下所描述的，本发明公开的各方面涉及如下的递送装置，该递送装置在递送到目标部位的过程中使用一个或多个缝线来将带支架的假体心脏瓣膜(“假体瓣膜”)保持在压缩状态。本发明公开与缝线相关的特征可用于多种不同的递送装置构型。作为背景资料，在图1－2b中示出了本发明公开所使用的递送装置1的一种非限制性例子的基本部件。递送装置1被布置成和构造成用于将假体瓣膜2经皮递送至患者的有缺陷的心脏瓣膜。递送装置1包括可选的外递送护套组件3、内轴组件4、和柄部组件5。提供有一个或多个缝线7a-7c(示意性地示出)，并且在某些实施例中缝线可被认为是递送装置1的一部分或者在其它实施例中被认为是假体瓣膜2的一部分。递送装置1提供有装载递送状态，在该装载递送状态中，假体瓣膜2被装载在内轴组件4上，并且由缝线7a-7c压缩地保持在芯轴6上。如图2a-2b中示意性地示出的，可由一个或多个缝线7a-c来调节在假体瓣膜2上的压缩。一旦被装载和压缩的假体瓣膜2定位到目标部位时，缝线7a-7c中的张力就减小或松弛，以允许假体瓣膜2自扩张而使假体瓣膜2从内轴组件4部分地释放，且最终完全地展开。在所示的实施例中，可选的递送护套组件3(在提供有的情况下)包括囊体8，该囊体8选择性地被置于假体瓣膜2上，其有助于将假体瓣膜2约束在装载或压缩状态，并可由柄部组件5缩回，以使假体瓣膜2暴露出来。本发明公开关注于用于采用递送装置的假体瓣膜装载和植入的多种装置和方法，该递送装置比如是递送装置1。此类递送装置利用缝线，以用于可调节地压缩和释放假体瓣膜上的压缩，以供装载假体瓣膜或重新调节部分展开的假体瓣膜的位置。
如在此所提及的，用于本发明公开的各种装置和方法的假体心瓣膜可呈现大范围内的不同构造，比如具有组织小叶的生物假体心瓣膜或具有聚合物、金属或组织工程设计的小叶的合成心瓣膜，并可为置换人体心脏的任何瓣膜而专门构造。本发明公开的该假体瓣膜可例如为自扩张的。一般来说，本发明公开的假体瓣膜包括支架或支架框，该支架或支架框具有保持瓣膜结构(组织或合成物)的内腔体，而支架框则具有常规的扩张状态或布置，并坍缩到压缩状态或布置，用于装载在递送装置之内。例如，支架或支架框是支承结构，这些支承结构包括相对于彼此而布置的多个支撑件或线材部，以向假体瓣膜提供所期望的可压缩性和强度。支撑件或线材部被布置成，使得它们能够从压缩或坍缩状态自过渡或受迫而变为常规的径向扩张状态。支撑件或线材部可由诸如镍钛合金(例如，镍钛诺tm)之类的形状记忆材料所形成。此外，支架框可从单件材料激光切割而成，或者可由多个分散的部件组装而成。
图3中示出了一种简化的非限制性例子的假体瓣膜100。作为参考点，假体瓣膜100在图3的视图中被显示为处于常规的或扩张状态。假体瓣膜100包括支架或支架框102以及瓣膜结构104。支架框102可呈上述形式的任一种，并通常构造成可从压缩状态自扩张到常规的扩张状态。
假体瓣膜100的瓣膜结构104可采取多种形式，并且可例如形成自一种或多种生物兼容合成材料、合成聚合体、自体移植组织、同种移植组织、异种已知组织、或者一种或多种其它合适的材料。在某些实施例中，瓣膜结构104可形成自例如牛、猪、马、羊的和/或其它合适的动物的组织。在某些实施例中，瓣膜结构104可形成自例如心脏瓣膜组织、心包和/或其它合适的组织。在某些实施例中，瓣膜结构104可包括或形成有一个或多个瓣叶106。例如，瓣膜结构104可呈以下形式：三叶牛心包瓣膜、二叶瓣或其它合适的瓣膜。
在某些假体瓣膜构造中，例如在图3的构造中，瓣膜结构104可包括两片或三片瓣叶，这些瓣叶在扩大的侧端区域中紧固在一起，以形成连合接头，而未附连的边缘形成瓣膜结构104的合紧边缘。瓣叶106可紧固于裙部，而该裙部则附连于支架框102。假体瓣膜100包括流出部108，该流出部对应于假体瓣膜100的第一或流出端110(将流体迫出)。假体瓣膜100的相对一端可限定有流入部112，该流入部112与假体瓣膜100的第二或流入端114相对应(接纳流体)。如图所示，支架框102可具有栅格状或单元格状结构，并且可选地形成或设置有柱杆116和孔眼118(或其它形状，只标出了选定的一些)，该柱杆116对应于瓣膜结构104的连合部，该孔眼118在流出端110和流入端114处。如果设置有的话，该柱杆116围绕支架框102等间距地隔开(在图3中只能清楚地看到一个柱杆116)。
在图4中示出了一个替代性的支架框102’。该支架框102’被显示为处于扩展状态，并具有近端103a’和远端103b’以及围绕支架框102’等间距地隔开的多个孔眼118’(只标出选定的一些)。应当理解的是，支架框102’可用于图3的瓣膜结构104。应当理解的是，图3的瓣膜结构104可用于图4的支架框102’。
图5a-5c示出了递送装置200的所选择的部分，用于可释放地将假体瓣膜固定到递送装置200的内轴组件202，该内轴组件202可替代内轴组件4(只显示出递送装置200的一部分，还参见图1和相关的公开；此外，出于清楚起见，只显示出假体瓣膜的支架框102’)。如图5a中总地示出的，递送装置200可包括子组件210，该子组件210包括一个近侧缝线212、一个中间缝线216、一个远侧缝线220、线材230和释放销240。缝线212、216、220都为大致相同长度的，从而它们将支架框102’均匀地压缩成图5a所示的状态。在示例性实施例中，缝线212、216、220可穿引通过孔眼118’或通过支架框102’，以保持相应的缝线212、216、220的侧向位置。每个缝线212、216、220包括第一和第二端214a-b、218a-b、220a-b。每个缝线212、216、220的第一端214a、218a、220a牢固地固定于压缩力，例如通过将缝线212、216、220粘附于线材230或者通过捆扎。如果缝线212、216、220被捆扎于线材230，所期望的是包括在线材230上的一个或多个位置稳定器232，以基本保持相应的缝线212、216、220在线材230上的侧向位置。或者，可在线材230上形成有孔(未示出)，可穿过这些孔来捆扎缝线212、216、220。每个缝线212、216、220的第二端214b、218b、220b形成围绕释放销240定位的环部215、219、223。缝线212、216、220绕穿过支架框102’或者以其它方式围绕支架框102'设置，并且被张紧以将假体瓣膜压缩到装载压缩状态，从而它可经患者的脉管系统被递送到有缺陷的心脏瓣膜处。
一旦制备好子组件210，如图5a中示意性地示出的，就可将线材230和释放销240穿过狭槽204插入内轴组件202，该狭槽204提供进入内轴组件202的内部腔体206的通路，如图5b中所示。线材230的近端234和释放销240的近端242连接于柄部(未示出)或其它致动装置，比如图1所示的柄部组件5，其构造成致动它们在内轴组件202的内部腔体206内的运动。
为了张紧缝线212、216、220并压缩支架框102’，线材230沿近侧方向收缩。为了允许被压缩的支架框102’扩张，线材230向远侧运动，以逐渐地释放缝线212、216、220中的张紧，由此允许支架框102’相应地自扩张到其自然状态。为了将缝线212、216、220从支架框102’释放，沿近侧方向拉动释放销240，使得相应的环部215、219、223从释放销240脱开。接着，通过线材230向近侧的收缩，将缝线212、216、220拉下支架框102’。
图6总地示出一个递送装置300的所选择的部件以及用于加载假体瓣膜的方法(出于简单的目的，仅示出假体瓣膜的支架框102’)。。支架框102’承载至少一个缝线(例如一个近侧缝线302、一个中间缝线303和一个远侧缝线304)，该缝线附连于递送装置300，用于装载支架框102’，并将支架框102’递送到有缺陷的心脏。在这一实施例中，递送装置300控制被置于缝线302-304的张紧，其形成连续的环部或带部，该环部或带部保持于展开之后的支架框102’。缝线302-304各自形成环部，该环部的直径等于或略大于处于其常规的扩张状态的假体瓣膜的直径。递送装置300类似于图1所示的那个，并包括导管或内轴组件306，该导管或内轴组件可用于替换内轴组件4。导管306具有第一腔体308、第二腔体310和多个通入端口312，该通入端口312流体地连通于第一腔体308。缝线致动构件320可滑动地置于该第一腔体308中。缝线致动构件320包括多个配合部322，每个配合部322包括至少一个椭圆形齿324。或者，可在缝线致动构件320的整个长度上包括该多个齿。所设置的齿324越多，则在假体瓣膜装载过程中捕获住缝线302-304的机会越大。
在操作中，缝线302-304可穿过孔眼118’或围绕支架框102’而固定。支架框102’穿引过导管306，并被定位成每个缝线302-304的一段位于通入端口312的相应的其中之一中。以此方式，使得缝线302-304与相应的通入端口312中的对应的一个齿324相配合。一旦缝线302-304与缝线致动构件320相配合，缝线致动构件320就可向近侧收缩到导管306的第一腔体308之内，以在缝线302-304中、且由此在支架框102’上设置张紧力，以将支架框102’从扩张状态压缩到装载压缩状态，从而供经过患者脉管系统的递送。一旦被递送到适当的部位，缝线致动构件320就向远侧运动，从而释放缝线302-304中的张紧力，允许支架框102’自扩张。一旦使得缝线302-304的被捕获的线段与相应的通入端口312对准，缝线302-304就从相应的齿324脱开，以使假体瓣膜从递送装置300脱开。缝线致动构件320的运动可由柄部组件(未示出)来控制，比如图1中的柄部组件5。在这一实施例中缝线致动构件320的最大高度几乎与第一腔体308的高度相等，以在缝线302-304与齿324相配合时防止缝线302-304意外脱开。虽然在图6中是三个缝线302-304围绕支架框102’固定，要理解的是，缝线302-304的数量和放置可变化。
在图7a-7e中示意性地示出了递送装置400的所选定的部件，该递送装置400使用内轴组件或导管306以及替代性的缝线致动构件420。缝线致动构件420由连续线材形式的材料制成，并且包括多个基本正弦形的配合部422，该配合部422在平直部424之间。在所示的实施例中，缝线致动构件420包括三个配合部422，用于与三个对应的缝线302-304相配合，该缝线302-304如上所述由支架框102’所承载。或者，可在缝线致动构件420的整个长度上包括该多个配合部422。每个配合部422包括v形部426，该v形部426通向基本正弦形部428，该正弦形部428被布置和构造成将一个缝线302-304保持在向近侧倾斜的u形保持元件或齿430之中。在基本正弦形部428之后的是斜面部432，该斜面部432通向之后的平直部424。
在装载假体瓣膜的过程中，缝线302-304和配合部422与导管306中的通入端口312基本对准，使得缝线302-304可插入到相应的通入端口312中，并且配合在一个配合部422的一个u形保持元件430之中。一旦缝线302-304被配合，缝线致动构件420就相对于导管306向近侧收缩，如图7c和7d大致地示出的，以将张紧力置于缝线302-304中，并接着压缩支架框102’。一旦假体瓣膜处于目标部位并准备好展开，就向远侧推缝线致动构件420，以使得缝线302-304中的张紧力被释放。当缝线致动构件420从图7d所示的收缩位置向远侧运动到图7c所示的位置时，从缝线302-304压缩的支架框102’逐渐地释放，由此缓慢地允许支架框102’扩张。当每个缝线通过相应的通入端口312时，缝线302-304从缝线致动构件420松开。在这一实施例中，即使是在从患者抽出导管306和缝线致动构件420之后，缝线302-304仍保持于支架框102’。缝线致动构件420的运动可由柄部组件(未示出)来控制，比如图1中的柄部组件5。虽然在本实施例中是三个缝线302-304围绕支架框102’固定，要理解的是，缝线302-304的数量和放置可变化。
在图8a-8b中示出了又一替代性递送装置500的所选择的部件。该递送装置500采用缝线致动装置520，缝线致动装置520包括具有至少一个钩子534轴524。如上述实施例中的齿或u形保持元件，钩子534以类似的方式操作，以配合和脱开至少一个缝线302。缝线致动装置520能可选地包括多个间隔开的钩子，用于配合多个缝线。如之前的实施例那样，缝线致动构件520的运动可由柄部组件(未示出)来控制，比如图1中的柄部组件5。此外，缝线致动装置520可定位在导管或内轴组件之内，或者与导管或内轴组件并排定位，如关于之前的实施例所公开的。
尽管已参照优选实施例描述了本发明公开，但本领域技术人员应当认识到，可在不脱离本发明的精神和范围内对形式和细节方面进行各种改变。