特許7248726経皮的心臓弁置換のための複数の支持アームを有する心臓弁プロテーゼ及び方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-03-20
(45)【発行日】2023-03-29
(54)【発明の名称】経皮的心臓弁置換のための複数の支持アームを有する心臓弁プロテーゼ及び方法
(51)【国際特許分類】
A61F 2/24 20060101AFI20230322BHJP
【ＦＩ】
A61F2/24
【請求項の数】
13
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2021037282
(22)【出願日】2021-03-09
(62)【分割の表示】P 2018539292の分割
【原出願日】2017-01-30
(65)【公開番号】P2021090836
(43)【公開日】2021-06-17
【審査請求日】2021-03-18
(31)【優先権主張番号】15/012,533
(32)【優先日】2016-02-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】507020152
【氏名又は名称】メドトロニック，インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100088694
【弁理士】
【氏名又は名称】弟子丸 健
(72)【発明者】
【氏名】クイル ジェイソン
(72)【発明者】
【氏名】サヴェージ パドレイグ
(72)【発明者】
【氏名】ドワーク ジョシュア
(72)【発明者】
【氏名】ガルデ クシティジャ
(72)【発明者】
【氏名】アルバーグ サラ
(72)【発明者】
【氏名】コヴァルスキー イゴール
【審査官】岡▲さき▼ 潤
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２５７４６７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０１９－５０６９３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３５１９０４（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｆ ２／２４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧縮送達構成と、心臓内の展開のための拡張展開構成とを有する、弁プロテーゼであって、フレームを有し、このフレームは、内部に人工弁構成部品を保持するための管状部分であって、第１の端部及び第２の端部を有する、管状部分を備えており、この管状部分は、半径方向に圧縮されることが可能である格子を提供するように幾何学的に配置された複数のストラットを備えており、
前記フレームは、前記弁プロテーゼが前記拡張構成にあるときに、前記管状部分の前記第１の端部から半径方向に延在する流入部分を備えており、
前記フレームは、第１の長さを有する、前記管状部分の前記第２の端部から延在する主支持アームを備えており、この主支持アームが、第１の取設点及び第２の取設点で前記管状部分の前記第２の端部に連結された第１のアームセグメントを備えており、この第１のアームセグメントが、前記第１の取設点と前記第２の取設点との間に第１のループを画定し、この第１のループの先端と前記第１及び第２の取設点との間に前記第１の長さが画定されており、
前記フレームは、前記管状部分の前記第２の端部から延在する補助支持アームの第１の組を備えており、前記補助支持アームの第１の組の各々が、第２の長さを有すると共に、第３の取設点及び第４の取設点で前記管状部分の前記第２の端部に連結された第２のアームセグメントを備えており、この第２のアームセグメントが、前記第３の取設点と前記第４の取設点との間に第２のループを画定し、この第２のループの先端と前記第３及び第４の取設点との間に前記第２の長さが画定されており、
前記フレームは、前記管状部分の前記第２の端部から延在する補助支持アームの第２の組を備えており、前記補助支持アームの第２の組の各々が、第５の取設点及び第６の取設点で前記管状部分の前記第２の端部に連結された第３のアームセグメントを備えており、この第３のアームセグメントが、前記第５の取設点と前記第６の取設点との間に前記第３のループを画定し、前記補助支持アームの第２の組の各々が、前記第２の長さ未満である第３の長さを有し、前記第３のループの先端と前記第５及び第６の取設点との間に前記第３の長さが画定されており、
前記主支持アームの前記第１の長さが、前記補助支持アームの第１及び第２の組の前記補助支持アームのそれぞれの前記第２及び第３の長さよりも長く、
前記第１～第６の取設点のそれぞれは、互いに異なることを特徴とする、弁プロテーゼ。
【請求項2】
前記主支持アーム、前記補助支持アームの第１の組、及び前記補助支持アームの第２の組が、前記フレームの前記管状部分の前記第２の端部の円周の周囲で離間している、請求項１に記載の弁プロテーゼ。
【請求項3】
前記補助支持アームの第２の組のうちの少なくとも１つが、前記主支持アームと正反対になるように位置付けられている、請求項２に記載の弁プロテーゼ。
【請求項4】
前記補助支持アームの第１の組のうちの１つが、前記主支持アームの各側に円周方向に位置付けられている、請求項３に記載の弁プロテーゼ。
【請求項5】
前記拡張構成において、前記主支持アーム、前記補助支持アームの第１の組、及び前記補助支持アームの第２の組が、前記フレームの前記管状部分の前記第１の端部に向かって屈曲する、請求項１に記載の弁プロテーゼ。
【請求項6】
前記拡張構成において、前記補助支持アームの第１及び第２の組の前記補助支持アームの各端部分が、前記フレームの前記管状部分に対して実質的に同じ長手方向の位置又は高さで配置される、請求項５に記載の弁プロテーゼ。
【請求項7】
前記拡張構成において、前記補助支持アームの第１及び第２の組の前記補助支持アームの各端部分が、それらの間に前記心臓の組織を挟むように前記流入部分と接触する、請求項６に記載の弁プロテーゼ。
【請求項8】
前記拡張構成において、第１の角度が、前記主支持アームと前記フレームの前記管状部分との間に画定され、
第２の角度が、前記補助支持アームの第１の組の各補助支持アームと前記フレームの前記管状部分との間に画定され、
第３の角度が、前記補助支持アームの第２の組の各補助支持アームと前記フレームの前記管状部分との間に画定され、
前記第１、第２、及び第３の角度が等しくない、請求項５に記載の弁プロテーゼ。
【請求項9】
前記第１の角度が前記第２の角度よりも大きく、前記第２の角度が前記第３の角度よりも大きい、請求項８に記載の弁プロテーゼ。
【請求項10】
前記フレームの前記管状部分内に固定された人工弁と、前記管状部分、前記流入部分、及び少なくとも前記主支持アームの端部分、並びに前記補助支持アームの第１及び第２の組の前記補助支持アームの各々の端部分の部分のうちの１つ以上を被覆するために、前記フレームに固定された密封材料と、を更に備える、請求項１に記載の弁プロテーゼ。
【請求項11】
前記弁プロテーゼが前記拡張構成にあるときに、前記補助支持アームの第１及び第２の組の前記補助支持アームの各々の湾曲部分間で被覆及び延在するために、前記フレームの前記第２の端部の外周の一部分の周囲に配置された、緩衝ストリップを更に備える、請求項１０に記載の弁プロテーゼ。
【請求項12】
前記主支持アームの前記第１のアームセグメントは、内側アームセグメントであり、前記主支持アームは、さらに、前記管状部分のダイヤモンド形状の幾何学的形状によって画定されたストラットの間の第７の取設部及び第８の取設部に連結された外側アームセグメントを備えており、この外側アームセグメントは、前記第７の取設部と前記第８の取設部との間で第４のループを画定しており、前記外側アームセグメントの前記第４のループは、前記内側アームセグメントの前記第１のループの形状に概ね従う、請求項１に記載の弁プロテーゼ。
【請求項13】
前記外側アームセグメントの前記第４のループは、前記内側アームセグメントの前記第１のループに接続されている、請求項１２に記載の弁プロテーゼ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、概して、心臓弁プロテーゼ及び関連方法に関する。具体的には、いくつかの実施形態は、僧帽弁などの天然心臓弁の経皮置換のための複数の支持アームを有する経カテーテル心臓弁装置に関する。
【背景技術】
【0002】
人間の心臓は、心周期中に身体を通って血液循環を提供する４つの室のある筋肉性器官である。４つの主要な室としては、肺循環を供給する右心房及び右心室、並びに肺から受け取った酸素化血液を身体の他の部位に供給する左心房及び左心室が挙げられる。心臓を通って確実に一方向に血液が流れるようにするために、心房と心室との接合部間に房室弁（三尖弁及び僧帽弁）が存在し、半月弁（肺動脈弁及び大動脈弁）が、肺及び他の身体の他の部位に繋がる心室の出口を管理する。これらの弁は、心室の収縮及び弛緩によって引き起こされる血圧の変化に応答して開閉する弁尖を含む。弁尖は互いに離れて移動して開き、血液を弁の下流に流すことができ、接合して閉鎖し、上流様式でバックフロー又は逆流を防止する。
【0003】
損傷又は欠陥によって引き起こされるものなどの心臓弁に関連する疾患としては、狭窄及び弁の不全又は逆流を挙げることができる。例えば、弁狭窄は、弁の狭小及び硬化を引き起こし、下流の心室への血流が適切な流量で生じることを妨げる場合があり、心臓がより激しく働いて、罹患弁を通る血液の圧送を引き起こす場合がある。弁が完全に閉まらないときに弁閉鎖不全又は逆流が生じ、血液が逆行して流れることになり、これにより心臓の効率の低下を引き起こす。先天性、加齢性、薬物誘発性、又は場合によっては感染症によって引き起こされる可能性のある罹患又は損傷した弁は、弾力性及び効率を失い、拡大し、肥厚した心臓となり得る。心臓弁疾患のいくつかの症状としては、衰弱、息切れ、めまい、失神、動悸、貧血及び浮腫、並びに血栓を挙げることができ、これらは、脳卒中又は肺塞栓症の可能性を高め得る。症状は、多くの場合、衰弱させ、かつ／又は生命を脅かすのに十分なほど深刻な場合がある。
【0004】
人工心臓弁が、罹患及び／又は損傷した心臓弁の修復及び置換に向けて開発されている。このような弁は、カテーテルベースのシステムを通して罹患した心臓弁の部位に経皮的に送達され、展開され得る。このような人工心臓弁は、人工弁が送達カテーテルのシース構成部品内に収容され、患者の血管系を通って前進することができるように、薄型又は圧縮／収縮配置の状態にある間に送達され得る。いったん治療部位に位置付けられると、人工弁は、拡張されて、罹患心臓弁領域において組織と係合し、例えば人工弁を所定の位置に維持することができる。これらの人工弁は、心臓弁の修復及び／又は置換を行うための低侵襲方法となるが、埋め込まれた人工弁と周辺組織との間の漏れ（弁傍漏れ）を防止し、かつ心周期中に起こり得る人工弁の動き及び／又は移動を防止するための人工弁を提供するにあたっての課題は、依然として存在している。例えば、僧帽弁は、人工弁の離脱、又は腱索及び残りの弁尖が存在し、弁の衝突に至ることによる不適切な配置など、多数の問題を呈する。更なる課題としては、天然解剖学的構造によって付与された歪み力に供されたとき及び心周期中に生じ得る様々な構成部品の早期破損に抵抗する人工弁を提供することを挙げることができる。僧帽弁の治療に関連する更なる解剖学的課題としては、輪の腎臓の形状に適合するような人工弁を提供することが挙げられる。更に、輪は、弁の外壁に沿ってのみ筋肉を有し、僧帽弁と大動脈弁とを分離する薄い血管壁のみを有する。この解剖学的筋肉の分布は、左心室収縮で経験する高圧と共に、僧帽弁プロテーゼにとって問題となり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本明細書の実施形態は、複数の支持アームを有する心臓弁プロテーゼ及びその経皮埋め込み方法に関する。心臓弁プロテーゼは、圧縮送達構成と、天然心臓弁又は先に埋め込まれた人工心臓弁内の展開のための拡張展開構成とを有する。弁プロテーゼは、内部に人工弁構成部品を保持するための管状部分を有するフレームを含み、管状部分は、第１の端部と、第２の端部とを有する。フレームの流入部分は、弁プロテーゼが拡張構成にあるときに、管状又は円錐状部分の第１の端部から半径方向に延在する。フレームの主支持アームは、管状部分の第２の端部から延在し、第１の長さを有する。フレームの補助支持アームの第１の組はまた、管状部分の第２の端部から延在し、補助支持アームの第１の組の各々は、第２の長さを有する。フレームの補助支持アームの第２の組はまた、管状部分の第２の端部から延在し、補助支持アームの第２の組の各々は、第２の長さ未満である第３の長さを有する。本明細書の実施形態では、主支持アームの第１の長さは、補助支持アームの第１及び第２の組における補助支持アームのそれぞれ第２の及び第３の長さよりも長い。
【0006】
別の実施形態では、心臓弁プロテーゼは、圧縮送達構成と、心臓内の展開のための拡張展開構成とを有する。弁プロテーゼは、第１の端部と、第２の端部とを有する弁支持体を画定し、弁プロテーゼが拡張構成にあるときに、弁支持体の第１の端部から半径方向に延在する流入部分を画定する、フレームを有する。フレームは更に、弁支持体の第２の端部から延在する主支持アーム、弁支持体の第２の端部から延在する複数の長い補助支持アーム、及び弁支持体の第２の端部から延在する複数の短い補助支持アームを画定し、かつ／又は含み、主支持アームは、複数の長い補助支持アーム及び短い補助支持アームよりも長い。本明細書の実施形態では、弁プロテーゼが拡張構成にあるときに、主支持アーム、複数の長い補助支持アーム、及び複数の短い補助支持アームは、弁支持体の第１の端部に向かって屈曲し、複数の長い補助支持アームの各々及び複数の短い補助支持アームの各々は、実質的に同じ展開高さを有する。
【0007】
本発明の更なる態様は、治療部位への送達のための圧縮構成と、心臓内の展開のための拡張構成とを有する、弁プロテーゼを展開する方法に関する。一実施形態では、方法は、心臓の左心房への経心房アクセスを提供することと、経心房アクセスを介して、内部に圧縮構成で弁プロテーゼを有する送達カテーテルの遠位部分を、左心房内へと前進させることとを含むことができる。弁プロテーゼは、主支持アームと、複数の補助支持アームとを有するフレームを含むことができる。方法はまた、主支持アーム及び複数の補助支持アームの各々が、送達カテーテルの遠位部分から延在するにつれて屈曲展開状態をとるように、弁プロテーゼの主支持アーム及び複数の補助支持アームを左心房内で展開することを含むことができる。方法は、屈曲展開状態の主支持アーム及び複数の補助支持アームが弁輪を通して心臓の左心室内へと押されるまで、送達カテーテルの遠位部分を心臓の天然僧帽弁の弁輪に向かって前進させることを更に含むことができる。方法はまた、主支持アーム及び複数の補助支持アームの各々が天然僧帽弁の前尖、後尖及び／又は天然輪の少なくとも一部分と係合するまで、送達カテーテルを近位に後退させるか、又は引くことと、天然僧帽弁を置換するために、弁プロテーゼの残りの部分を送達カテーテルから展開することとを更に含むことができる。
【0008】
本発明の前述及び他の特徴及び態様は、以下の実施形態の説明及び添付の図面に例解されるように、よりよく理解することができる。添付の図面は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を形成し、本発明の原理を例解する役割を更に果たす。図面内の構成部品は、必ずしも原寸に比例していない。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】天然弁構造体を有する哺乳類の心臓の概略断面図である。
【図2A】解剖学的構造及び天然僧帽弁を示す哺乳類の心臓の左心室の概略断面図である。
【図2B】弁尖が十分に接合せず、かつ本発明による人工心臓弁の様々な実施形態との置換に好適である、逸脱僧帽弁を有する心臓の左心室の概略断面図である。
【図3A】周囲の心臓構造から隔離された僧帽弁の上面概略図であり、弁輪及び天然弁尖を示す。
【図3B】僧帽弁、大動脈僧帽弁線維性連続、及び周囲の心臓構造から隔離された大動脈弁の上面図の概略図であり、天然僧帽弁尖の領域を示す。
【図4A】本発明の一実施形態による、展開又は拡張された構成（例えば、展開状態）での心臓弁プロテーゼの側面図である。
【図6】本発明の一実施形態による、天然僧帽弁に埋め込まれた心臓弁プロテーゼの部分側面図を示す心臓の切り欠き図を例示する。
【図8A】本発明の更なる実施形態による、弁支持体の長手方向軸に対して様々な角度における、弁支持体に連結され、かつそこから延在する主支持アーム（図８Ａ）及び様々な補助支持アーム（図８Ｂ及び８Ｃ）を有する心臓弁プロテーゼの拡大部分側面である。
【図8B】本発明の更なる実施形態による、弁支持体の長手方向軸に対して様々な角度における、弁支持体に連結され、かつそこから延在する主支持アーム（図８Ａ）及び様々な補助支持アーム（図８Ｂ及び８Ｃ）を有する心臓弁プロテーゼの拡大部分側面である。
【図8C】本発明の更なる実施形態による、弁支持体の長手方向軸に対して様々な角度における、弁支持体に連結され、かつそこから延在する主支持アーム（図８Ａ）及び様々な補助支持アーム（図８Ｂ及び８Ｃ）を有する心臓弁プロテーゼの拡大部分側面である。
【図10A】本発明の別の実施形態による、順行性又は経中隔的アプローチを使用して心臓弁プロテーゼを埋め込む方法のステップを例示する心臓の断面図である。
【図10B】本発明の別の実施形態による、順行性又は経中隔的アプローチを使用して心臓弁プロテーゼを埋め込む方法のステップを例示する心臓の断面図である。
【図10C】本発明の別の実施形態による、順行性又は経中隔的アプローチを使用して心臓弁プロテーゼを埋め込む方法のステップを例示する心臓の断面図である。
【図10D】本発明の別の実施形態による、順行性又は経中隔的アプローチを使用して心臓弁プロテーゼを埋め込む方法のステップを例示する心臓の断面図である。
【図11】本発明の実施形態による、患者の心臓弁を修復又は置換するための方法を例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の特定の実施形態が、図面を参照して本明細書に記載され、同様の参照番号は、同一又は機能的に類似の要素を示す。用語「遠位」及び「近位」は、治療医師に対して又は人工心臓弁装置に関する位置又は配向に関して、以下の説明で使用される。例えば、「遠位」又は「遠位に」は、送達手技に言及するとき、又は血管系に関連して、臨床医から離れているか、又は臨床医から離れる方向に離れた位置である。同様に、「近位」及び「近位に」は臨床医に近い、又は臨床医に向かう方向である。人工心臓弁装置に関して、用語「近位」及び「遠位」は、血流の方向に対する装置の部分の位置の場所を指すことができる。例えば、「近位」は、上流位置又は血液流入位置を指し、「遠位」は、下流位置又は血液流出位置を指すことができる。
【0011】
以下の詳細な説明は、本質的に単なる例示であり、本発明又は本発明の用途及び使用を限定することを意図するものではない。本明細書の実施形態の説明は、心臓弁、特に僧帽弁の治療の文脈にあるが、本発明は、有用であると考えられる任意の他の身体通路においても使用され得る。更に、先行技術分野、背景、簡単な要約、又は以下の詳細な説明に提示された明示又は暗示された理論に拘束されることを意図するものではない。
【0012】
本明細書に記載の本発明の実施形態は、多くの方法で組み合わせて、僧帽弁又は三尖弁などの心臓弁を含む身体の多くの弁のうちの１つ以上を治療することができる。本発明の実施形態は、多くの既知の外科手術及び手技と治療上組み合わせることができ、例えば、そのような実施形態は、経中隔的又は経心房アプローチ及びそれらの組み合わせなどの順行性アプローチを用いて、僧帽弁などの心臓弁にアクセスする既知の方法と組み合わせることができる。
【0013】
図１は、４つの心室（右心房ＲＡ、右心室ＲＶ、左心房ＬＡ、左心室ＬＶ）及び天然弁構造体（三尖弁ＴＶ、僧帽弁ＭＶ、肺動脈弁ＰＶ、大動脈弁ＡＶ）を描写する哺乳類の心臓１０の概略断面図である。図２Ａは、解剖学的構造及び天然僧帽弁ＭＶを示す哺乳類の心臓１０の左心室ＬＶの概略断面図である。図１及び図２Ａを併せて参照すると、心臓１０は、肺静脈を介して肺から酸素化血液を受け取る左心房ＬＡを含む。左心房ＬＡは、心室拡張期中に、酸素化血液を、僧帽弁ＭＶを通して、左心室ＬＶに圧送する。左心室ＬＶは収縮期に収縮し、血液は大動脈弁ＡＶを通って大動脈及び身体の残り部分に外向きに流れる。
【0014】
健常な心臓では、僧帽弁ＭＶの弁尖ＬＦは自由縁で均一に合わさるか、又は「接合」して閉じて、左心室ＬＶの収縮の間に血液の逆流を防止する（図２Ａ）。図２Ａを参照すると、弁尖ＬＦは、弁尖組織ＬＦ並びに心臓壁の隣接している筋組織の両方とは異なる、弁輪ＡＮと呼ばれる結合組織の緻密な線維輪を介して、周囲の心臓構造を取設する。一般に、弁輪ＡＮにおける結合組織は、弁尖組織より繊維性、頑丈及び強力である。僧帽弁尖ＬＦの可撓性弁尖組織は、乳頭筋ＰＭに接続されており、これは、脊髄腱ＣＴと呼ばれる分岐腱を介して、左心室ＬＶの下部壁及び心室中隔ＩＶＳから上方に延在している。弁尖ＬＦが十分に接合しない又は合わさらない逸脱僧帽弁ＭＶを有する心臓１０では、図２Ｂに示すように、左心房ＬＡから左心室ＬＶへの漏れが生じる。腱索ＣＴの破裂、乳頭筋ＰＭの障害（例えば、虚血性心疾患による）、並びに心臓及び／又は僧帽弁輪ＡＮの肥大（例えば、心筋症）を含むいくつかの構造的欠陥は、僧帽弁尖ＬＦの逸脱を引き起こし、逆流を生じさせる可能性がある。
【0015】
図３は、周囲の心臓構造から隔離されている僧帽弁ＭＶの上面図であり、弁尖ＡＬ、ＰＬ及び弁輪ＡＮの形状及び相対的サイズを更に例示している。図３Ｂは、僧帽弁ＭＶ、大動脈僧帽弁線維性連続、及び周囲の心臓構造から隔離された大動脈弁ＡＶの上面図の概略図であり、天然僧帽弁尖ＡＬ、ＰＬの領域を示す。図３Ａ及び図３Ｂを併せて参照すると、僧帽弁ＭＶは、閉鎖時に接合線Ｃ（図３Ｂ）において後尖ＰＬのそれぞれのセグメント又は波形部Ｐ１、Ｐ２、及びＰ３と接触し、それらに対向する、セグメント又は波形部Ａ１、Ａ２及びＡ３を有する前尖ＡＬを含む。図３Ａ及び図３Ｂは共に、僧帽弁の尖ＡＬ、ＰＬの形状及び相対的サイズを更に例示する。示されるように、僧帽弁ＭＶは一般に、「Ｄ」字又は腎臓のような形状を有し、接合線Ｃは、湾曲しているか又はＣ字形状であり、それにより、比較的大きい前尖ＡＬ及び実質的により小さい後尖ＰＬを画定する。両方の弁尖は一般に、上側又は心房側から三日月形状に見え、前尖ＡＬは、そのＰ２セグメントにおける後尖よりも、そのＡ２セグメントにおいて弁の中央が実質的により広い（例えば、図３ＢのセグメントＡ２及びＰ２を比較すると）。図３Ａ及び図３Ｂに例示されるように、接合線Ｃの対向端部において、弁尖は、前外側交連ＡＣ及び後内側交連ＰＣとそれぞれ呼ばれる角部で結合する。前尖ＡＬ及び後尖ＰＬが接触しない場合（図３Ａ）、弁尖ＡＬとＰＬとの間の、又は弁尖間の角部における交連ＡＣ、ＰＣにおける逆流が生じる可能性がある。
【0016】
図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、僧帽弁輪ＡＮは、前方部及び後方部からなる線維輪である。大動脈僧帽弁線維性連続（図３Ｂ）は、前方僧帽弁輪ＡＮを大動脈弁輪と接続する（左及び非冠動脈弁葉又は洞のレベルにおいて）、線維構造である。僧帽弁輪ＡＮの後方部は、心臓の他の構造によって補強されず、むしろ不連続である（それを膨張し易くする）。弁尖ＡＬ、ＰＬ、及び弁輪ＡＮは、様々な強度、強靭性、線維性及び柔軟性を有する異なる種類の心臓組織からなる。更に、僧帽弁ＭＶはまた、各弁尖を弁輪ＡＮに相互接続する組織領域を含んでもよい（図３Ａ中、破線で示される）。
【0017】
当業者は、患者の寸法及び生理機能が患者間で異なり得ること、並びに一部の患者が異なる生理機能を含み得るが、本明細書に記載の教示が、僧帽弁の様々な条件、寸法及び形状を有する多くの患者による使用に適合され得ることを認識するであろう。例えば、実施形態に関連する研究は、患者が、明確に画定された山及び谷部分を有する、又は有さない弁輪にわたった長い寸法及び弁輪にわたった短い寸法を有し得ること、並びに本明細書に記載の方法及び装置がそれに応じて構成され得ることを示唆する。
【0018】
本発明による人工心臓弁装置及び関連方法の実施形態を、図４Ａ～図１１を参照して本項に記載する。本明細書に、かつ図４Ａ～図１１を参照して記載される実施形態の特定の要素、部分構造、使用、利点及び／又は他の態様が、本発明の追加の実施形態に従って、互いに好適に置き換えられるか、置換されるか、又は他の方法で構成され得ることが理解されるであろう。
【0019】
患者の心臓内の人工心臓弁の経皮送達及び埋め込みに好適なシステム、装置及び方法が本明細書に提供され、人工心臓弁は、経カテーテル弁プロテーゼと称されてもよい。いくつかの実施形態では、人工（artificial）又は人工（prosthetic）心臓弁の低侵襲性埋め込みによる弁疾患の治療のための方法及び装置が提示される。例えば、本明細書に記載された実施形態による人工心臓弁装置は、患者において（図２Ａに例解する逸脱僧帽弁を患う患者において、など）、罹患若しくは損傷した天然僧帽弁又は先に埋め込まれた人工僧帽弁を置換するために埋め込むことができる。更なる実施形態では、本装置は、他の罹患若しくは損傷した心臓弁、又は先に埋め込まれた人工心臓弁（三尖弁、肺動脈弁、及び心臓大動脈弁など）の埋め込み及び置換に好適である。本発明の実施形態による経カテーテル弁プロテーゼは、血管系内の送達カテーテルを介した送達のための圧縮構成と、心臓内の展開のための拡張構成とを有する。
【0020】
図４Ａは、本発明の一実施形態による、半径方向拡張構成（例えば、展開状態）の心臓弁プロテーゼ又は人工心臓弁装置１００の側面図である。図４Ｂは、本発明の一実施形態による、拡張構成での図４Ａの心臓弁プロテーゼ１００のフレーム又はステント様支持構造体１１０の斜視図である。図４Ｃ及び図４Ｄは、本発明の一実施形態による、拡張構成での図４Ａの心臓弁プロテーゼ１００の頂部又は上部側面図及び底部又は下部側面図のそれぞれである。図４Ａ～図４Ｄを併せて参照すると、心臓弁プロテーゼ１００は、内部に人工弁構成部品１３０（図４Ｃ及び４Ｄ）を保持、維持、及び／又は固定するための内腔１２１を画定する、管状部分又は構造的弁支持体１２０を含む、フレーム又はステント様支持構造体１１０を有する。弁支持体１２０は、弁支持体１２０の長手方向軸ＬA（図４Ａ）に対して、上流又は第１の端部１２５と、下流又は第２の端部１２７とを有する略円筒形状であってもよい。フレーム１１０は、弁支持体１２０から半径方向に外向きに、かつ弁支持体１２０の下流端部１２７から略上流方向に延在する（例えば、僧帽弁の天然尖の後方に到達するために、かつ／又は左心室内の弁輪下領域内の心臓組織と係合するために）、複数の支持アームを更に含む。具体的に、複数の支持アームは、主支持アーム１４２と、心周期中に心臓弁プロテーゼ１００に及ぼされる力と関連する負荷を分配する様式で、かつプロテーゼ１００の移動を防止する様式で、弁尖及び／又は弁輪心臓組織と係合するように構成された、可変特徴（例えば、長さ、幅、弁支持体１２０からの反射角、形状など）を有する、複数又は多重の補助支持アーム１４４を含むことができる。このように、複数の支持アームは、プロテーゼ１００と天然組織との間の弁傍漏れを防止し利点、並びに天然組織の損傷を防止する利点を提供する。
【0021】
支持アームのうちの少なくとも１つは、弁支持体１２０の外周から延在するようにサイズ決めされ、かつ位置付けられた主支持アーム１４２であり、このため、主支持アーム１４２は、左心室流出路（ＬＶＯＴ、図１）を実質的に遮ることなく、僧帽弁ＭＶの前尖ＡＬの中央セグメントＡ２（図３Ｂ）と係合するように構成及び配向される。図４Ａ～図４Ｄに示されるように、心臓弁プロテーゼ１００は、心臓弁プロテーゼ１００の弁支持体１２０の円周の周囲で複数の補助支持アーム１４４を更に組み込み、いくつかの実施形態では、プロテーゼ１００は、組又は群での複数の補助支持アーム１４４、例えば、前尖及び後尖のそれぞれと係合するための第１及び第２の組又は群を含んでもよい。加えて、補助支持アーム１４４は、図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｄに示されるように、主支持アーム１４２及び／又は他の補助支持アーム１４４を含む他の構成部品から独立して、弁支持体１２０から延在してもよい。
【0022】
図４Ｄに示されるように、心臓弁プロテーゼ１００の補助支持アーム１４４は、前尖ＡＬ（図３Ｂ）と整列するように構成されるために、主支持アーム１４２の両側に、かつ心臓弁プロテーゼ１００の前側に分配された、補助支持アームの第１の組１４６（個々に１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃ、及び１４６ｄと称される）を含む。心臓弁プロテーゼ１００の補助支持アーム１４４は、後尖ＰＬ（図３Ｂ）と整合するように構成されるために、心臓弁プロテーゼ１００の周囲又はその後側に分配された、補助支持アームの第２の組１４８（個々に１４８ａ、１４８ｂ、及び１４８ｃと称される）を更に含む。補助支持アームの第１及び第２の組１４６、１４８は、人工弁構成部品１３０が収縮期中に閉鎖したときに、心臓弁プロテーゼ１００が弁輪ＡＮによって支持されるように、少なくとも部分的に弁輪下組織と係合するように構成されている。本明細書の実施形態によれば、補助支持アーム１４６ａ～１４６ｄの各々は、長い又はより長い補助支持アームと称されてもよく、補助支持アーム１４８ａ～１４８ｃの各々は、短い又はより短い補助支持アームと称されてもよく、「長い」又は「より長い」及び「短い」又は「より短い」は、補助支持アーム１４８ａ～１４８ｃの長さに対する補助支持アーム１４６ａ～１４６ｄの長さを指す。また、補助支持アーム１４４又は複数の補助支持アーム１４４という用語のいずれかが本明細書で（又は図面内で）使用される場合、その用語が、補助支持アームの第１及び第２の組１４６及び１４８のうちの一方又は両方の補助支持アーム又は複数の補助支持アームを指すことを目的とすることが理解されるべきである。
【0023】
図５は、本発明の一実施形態による、左心室ＬＶから見た心臓１０における天然僧帽弁ＭＶの底部又は下部図を示し、かつ天然僧帽弁ＭＶに埋め込まれた図４Ａ～図４Ｄの心臓弁プロテーゼ１００を示す、概略図である。この図に示されるように、主支持アーム１４２は、大動脈僧帽弁線維性連続並びに左及び非冠動脈弁葉（図３Ｂ）に近接したＡ２セグメントにおいて、前尖ＡＬを受容及び捕捉するように配向される。プロテーゼが埋め込まれたときに、補助支持アーム１４４は、前尖ＡＬ及び／又は後尖ＰＬ（図示せず）の周囲に、かつ僧帽弁ＭＶの腱索ＣＴの間に延在する。図５において最良に見られるように、プロテーゼ１００の前方に配向された側の主支持アーム１４２が、天然前尖ＡＬの中央付近の腱索ＣＴ内の間隙を通って延在するように構成され得る一方で、補助支持アーム１４４は、それぞれ弁尖ＡＬ、ＰＬの後方の腱索ＣＴを通って弁輪に延在するようにサイズ決めされる。
【0024】
いくつかの実施形態では、また、図４Ａ及び図４Ｂの半径方向拡張構成で示されるように、フレーム１１０は、弁支持体１２０の上流端部１２５を少なくとも部分的に包囲し、そこから延在する、半径方向に延在するセグメント１５０などの流入部分１５０を更に含む。半径方向に延在するセグメント１５０は、心臓弁プロテーゼ１００を拡張構成に展開させたときに半径方向に拡張するように構成されている、複数の自己拡張型ストラット１５２を含むことができる。いくつかの配置では、半径方向に延在するセグメント１５０は、天然僧帽弁腔内に埋め込む場合、弁輪上又は弁輪上方で組織と係合し得る。本実施形態では、半径方向に延在するセグメント１５０は、天然弁領域内の所望の位置（例えば、天然の弁尖と僧帽弁の弁輪との間）で弁支持体１２０を保持し得る。図４Ａ、図４Ｃ、及び図４Ｄを参照すると、半径方向に延在するセグメント１５０、弁支持体１２０、及び／又は複数の支持アーム１４２、１４４の１つ以上の部分は、埋め込まれた心臓弁プロテーゼ１００と天然心臓組織との間の血液の漏れ（例えば、弁傍漏れ）を防止するための密封材料１６０を含むことができる。例えば、密封材料１６０は、半径方向に延在するセグメント１５０の上部表面若しくは上流表面１５４又は下部表面若しくは下流表面１５５（図４Ａ）の周囲に、かつ／又は弁支持体１２０の内壁若しくは内部表面１２２又は外壁若しくは外部表面１２３の周囲に延在することができる（図４Ｃに示す）。
【0025】
図４Ｃを参照すると、半径方向に延在するセグメント１５０及び弁支持体１２０は、略円形の断面形状を有するように示されており、半径方向に延在するセグメント１５０は、弁支持体１２０の断面寸法Ｄ2よりも大きい断面寸法Ｄ1を有する。いくつかの実施形態では、半径方向に延在するセグメント１５０、弁支持体１２０、又はその両方は、他の断面形状を有し得、Ｄ形状又は腎臓の形状の僧帽弁に適合するようになる。例えば、半径方向に延在するセグメント１５０及び／又は弁支持体１２０は、僧帽弁に適合するために、又は別の弁の形状に対応するために不規則な、非円筒形の、又は楕円の形状構成に拡張し得る。更に、天然弁（例えば、僧帽弁、大動脈弁）は、独自にサイズ決めされ得、かつ／又は患者間で変化する他の独自の解剖学的形状及び特徴部を有することができ、こうした弁の置換又は修復のためのプロテーゼ１００は、こうした天然弁のサイズ、幾何学的形状、及び他の解剖学的特徴部に適合するために好適であり得る。例えば、半径方向に延在するセグメント１５０は、天然心臓弁領域内で拡張することができ、同時に、可撓性であり、これにより半径方向に延在するセグメント１５０によって係合されている領域に一致させ得る。一実施形態では、半径方向に延在するセグメント１５０は、天然弁輪の輪郭に調和するように製造加工中に予め設定されたサドル形状を有してもよい。
【0026】
図４Ａ～図４Ｃは、弁支持体１２０の第１の端部１２５において外壁１２３から外向きに延在する複数のストラット１５２を有する、半径方向に延在するセグメント１５０を示す。一実施形態では、ストラット１５２は、弁支持体１２０の円周の周りに比較的均一に配置され、個々のストラット１５２は、クラウン１５６において隣接するストラット１５２に接合させる。一実施形態では、クラウン１５６は、展開中及び全心周期にわたって心臓組織への損傷を防止する非外傷的先端１５７を有する。好適な半径方向に延在するセグメント１５０の例は、参照により全体が本明細書に組み込まれる米国特許公開第２０１５／０１１９９８２号に記載されている。
【0027】
図４Ｃ及び図４Ｄを参照すると、人工弁構成部品１３０は、弁支持体１２０の内壁１２２に連結されて、心臓弁プロテーゼ１００を通る血流を支配してもよい。例えば、人工弁構成部品１３０は、接合して、心臓弁プロテーゼ１００を通る下流方向へ（例えば、第１の又は上流端部１２５から第２の又は下流端部１２７へ）の血流を可能にし、かつ上流又は逆行方向へ（例えば、第２の端部１２７から第１の端部１２５へ）の血流を阻止するように構成されている、複数の弁尖１３２（個々に１３２ａ～ｃとして示される）を含んでもよい。人工弁構成部品１３０が三尖弁の配置を有するように示されている場合、人工弁構成部品１３０が、接合して人工弁構成部品１３０を閉鎖する、２つの弁尖１３２（図示していない二尖弁の配置）又は４つ以上の弁尖１３２を有することができると理解される。一実施形態では、弁尖１３２は、ウシ心膜又は他の天然材料（例えば、ヒト又は動物の心臓弁、大動脈根、大動脈壁、大動脈弁尖、心膜パッチなどの心膜組織、バイパス移植片、血管、腸粘膜下組織、臍帯組織などから得られる）から形成されてもよく、これらは、弁支持体１２０の内壁１２２に取り付けられる。別の実施形態では、弁尖１３２として使用するために好適な合成材料としては、ＤＡＣＲＯＮ（登録商標）ポリエステル（Ｉｎｖｉｓｔａ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ Ｓ．Ａ．Ｒ．Ｌ．（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥ）から市販）、他の布材料、ナイロンブレンド、ポリマー材料、及び真空蒸着ニチノール製造材料が挙げられる。更に別の実施形態では、弁尖１３２は、Ｒｏｙａｌ ＤＳＭ（Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ）から商品名ＤＹＮＥＥＭＡで市販されている超高分子量ポリエチレン材料で製造されてもよい。特定の弁尖材料では、弁尖の片面又は両面を、過成長を防止又は最小限に抑える材料で被覆することが望ましい場合がある。弁尖材料に耐久性があり、また、弁尖材料が伸張、変形、又は疲労を受けないことが更に望ましい場合もある。
【0028】
図６は、本発明の実施形態による、天然僧帽弁ＭＶに埋め込まれた心臓弁プロテーゼ１００の部分側面図を示す心臓１０の切り欠き図を例示する。プロテーゼ１００は、単に例示目的で、主支持アーム１４２と、１つの正反対の補助支持アーム１４８ｂとのみを有するように図６に示されている。一般に、埋め込まれたときに、弁支持体１２０の上流端部１２５は、第１の心室、例えば、僧帽弁ＭＶ置換のための左心房ＬＡ、大動脈弁置換のための左心室などからの血液流入を受容するように配向され、下流端部１２７は、第２の心室又は構造、例えば、僧帽弁ＭＶ置換のための左心室ＬＶ、大動脈弁置換のための大動脈への血液流出を放出するように配向される。
【0029】
図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｄ、図５、及び図６を併せて参照すると、複数の支持アーム１４２、１４４は、弁支持体１２０の下流端部１２７から延在し、弁支持体１２０の外壁１２３の円周の周囲に離間されている（図４Ｄ）。図４Ｄに示されるように、支持アーム１４２、１４４は、展開時に僧帽弁の前尖及び後尖と概ね整列するように構成される位置で、一緒により近くに、かつ／又は更に離れてグループ化され、弁支持体１２０から延在し得る。例えば、主支持アーム１４２は、前尖ＡＬの中央セグメント又は波形部Ａ２（図３Ｂ及び図５）と概ね整列するように構成されている。補助支持アームの第１の組１４６は、主支持アーム１４２の側面に位置し、このため、それらは、交連に近接したＡ１及びＡ３セグメントにおいて前尖ＡＬと相互作用する。例えば、補助支持アームの第１の組１４６の補助支持アーム１４６ａ及び１４６ｂが、前外側交連ＡＣ付近で前尖の後方に到達する（例えば、心室側又は外向き表面と相互作用する）ように構成されている一方で、補助支持アームの第１の組１４６の残りの補助支持アーム１４６ｃ及び１４６ｄは、後内側交連ＰＣ付近で前尖の後方に到達する（例えば、心室側又は外向き表面と相互作用する）ように構成されている。同様に、図４Ｄに示されるように、補助支持アームの第２の組１４８ａ、１４８ｂ、１４８ｃは、弁支持体１２０の外壁１２３の円周の残りの部分の周囲に配置され、このため、それらは、Ｐ１、Ｐ２、及びＰ３セグメントのそれぞれにおいて後尖ＰＬと相互作用する。この例では、補助支持アームの第２の組１４８の補助支持アーム１４８ｂは、主支持アーム１４２と正反対にある。しかしながら、他の配置では、補助支持アームの第２の組１４８の別の補助支持アーム（例えば、１４８ａ又は１４８ｃ）は、主支持アーム１４２と正反対になるように配向されてもよく、かつ／又は後尖ＰＬのＰ２セグメントと相互作用するように構成されてもよい。一般に、図示されていない配置を含むが、複数の支持アームは、円周の周囲に概ね均一に離間されること、不均一に離間されること、グループ化されること、不規則に離間されることなどが可能である。
【0030】
図４Ｄに示される実施形態は、１つの主支持アーム１４２及び７つの補助支持アーム１４４を含む、弁支持体１２０の円周の周囲に離間されている８つの支持アームを有する。７つの補助支持アーム１４４のうち４つは、前尖の後方部分に、かつ／又は前外側交連及び後内側交連ＡＣ、ＰＣ付近に延在するように構成された補助支持アームの第１の組１４６の中にある。加えて、補助支持アーム１４４のうち３つは、後尖の後方部分に延在するように構成された補助支持アームの第２の組１４８の中にある。代替的な配置では、プロテーゼ１００は、８つを超える若しくは８つ未満の支持アーム、並びに／又は主支持アーム１４２及び補助支持アーム１４４の他の組み合わせ、例えば、制限ではなく例示目的で、２つの主支持アーム、２～６つの補助支持アーム、７つを超える補助支持アーム、９つの補助支持アームなどを含むことができる。
【0031】
図４Ａ、図４Ｂ、及び図６を併せて参照すると、複数の支持アームの各々は、下流又は第２の端部１２７において又はその付近で、弁支持体１２０から延在してもよく、弁支持体１２０の外壁１２３に沿って、又はそれと平行に上流又は第１の端部分１２５に概ね向かって延在していると説明することができる。別の言い方をすれば、プロテーゼが拡張又は展開構成で埋め込まれたときに、複数の支持アームの各々は、弁支持体１２０から離れて広がって天然交連と係合すると考えられ得る。プロテーゼが拡張又は展開状態であるときに、図４Ａに示されるように、複数の支持アームは、弁支持体１２０の高さＨ1に対して可変の高さまで上流方向に、長手方向に延在するように構成されてもよい。図４Ａに示される実施形態では、展開又は拡張された主支持アーム１４２の高さ又は展開高さＨ2は、展開又は拡張された複数の補助支持アーム１４４の高さ又は展開高さＨ3未満である。他の配置では、高さＨ2及び高さＨ3は、実質的に同じであってもよい。以下により詳細に記載される本明細書の実施形態では、補助支持アーム１４４のみを参照する場合、しわ、真っ直ぐ、又は送達構成の補助支持アームの第１及び第２の組１４６及び１４８に対する高さは異なるが、いったん展開構成になると、それらの高さは同じになるように構成される。本明細書の実施形態では、より長いアーム（アーム１４６ａ～１４６ｄ）がより広い角度で並べられ、したがって、一実施形態において弁筐体とほぼ平行に展開し得るより短いアーム（アーム１４８ａ～１４８ｃ）と比較して、展開時により低い全高を有するため、展開高さは実質的に同じである。いったん展開されると同じ高さを有する全ての補助アーム（より長い及びより短い補助アーム）を有する目的は、各々が次いで、より平面的であるか又はあまり平面的ではない弁輪の心室側と接触することである。本明細書の実施形態では、弁支持体１２０の第２の端部１２７に対する高さＨ2、Ｈ3が測定される。主支持アーム１４２によって達成される高さＨ2（例えば、補助支持アーム１４４の高さＨ3以下であろうとなかろうと）は、主支持アーム１４２が大動脈弁ＡＶ（図３Ｂ及び図６）の弁尖に衝突することを阻止するように構成されている。僧帽弁ＭＶの中前方部分、弁輪ＡＮに沿った心臓組織を防止することによって、主支持アーム１４２は、ＬＶＯＴを左心室ＬＶ内から実質的に閉塞することなく、前尖組織を捕捉することができる（図６）。
【0032】
一般に、補助支持アームの第１及び第２の組の１４６及び１４８は、弁支持体１２０の第２の端部１２７に対して実質的又は本質的に展開高さＨ3まで延在するように構成され、各補助支持アームは、円形、湾曲、又は別様に非外傷的先端又は端部分１４５で終端する。一実施形態では、展開高さＨ3は、弁支持体１２０の長手方向軸ＬAに対して実質的に同じ長手方向位置に、補助支持アームの第１及び第２の組１４６、１４８の補助支持アームの各端部分１４５を配置するか又は位置付ける。端部分１４５は、本明細書に更に記載されるように、弁輪下組織における又はその付近の組織と非外傷的に係合して、浸透、組織侵食による組織損傷を阻止し、かつ／又は心室収縮期中の上流方向の心臓弁プロテーゼ１００の動きに抵抗するように構成されている。図４Ａ及び図４Ｂに示される実施形態では、補助支持アームの第１及び第２の組１４６、１４８の高さＨ3はまた、補助支持アームが、弁輪下表面の線維性結合組織と係合するためにそれぞれの弁尖ＡＬ、ＰＬの周囲及び後方に、かつ／又は左心室ＬＶの壁と関連する筋組織に近接して延在することを可能にするように構成されている（例えば、図６の補助支持アーム１４８ｂを参照されたい）。補助支持アームの第１及び第２の組１４６、１４８の展開高さＨ3は、拡張状態にあるときに、それぞれの端部分１４５が半径方向に延在するセグメント１５０と接触して、かつそれに対して（例えば、それと反対に）作用することを可能にするのに十分である。天然僧帽弁ＭＶ内で使用するために位置付けられたときに、心臓弁プロテーゼ１００は、半径方向に延在するセグメント１５０と補助支持アーム１４４の端部分１４５との間で弁輪組織を捕捉し、続いて挟む様式で展開されるように構成されている（図６）。別の実施形態では、拡張状態にあるときに、半径方向に延在するセグメント１５０のストラットの頂点又は複数の頂点１５３（例えば、下部表面）は、間隙（図示せず）によって補助支持アーム１４４の端部分１４５から長手方向に分離され得る。埋め込まれたときに、間隙は、内部に弁輪組織を受容するようにサイズ決めされ得る。
【0033】
一実施形態では、流入部分１５０のストラット１５２の頂点又は複数の頂点１５３は、埋め込まれたときにそれらの間の接触した弁輪の組織に作用する圧縮力Ｆｃ1及びＦC2（図４Ａ）を提供する様式で、それぞれの補助支持アーム１４４のそれぞれの上流に配向された端部分１４５に対向する。したがって、圧縮力Ｆｃ1及びＦｃ2は、互いに対して整列及び／又は対向して、半径方向に延在するセグメント１５０と補助支持アーム１４４（補助支持アームの第１及び第２の組１４６、１４８）との間に弁輪組織が捕捉されるようにし得る（図６）。いくつかの例では、プロテーゼ１００が完全に拡張（例えば、付勢解除）され、間隙が提供されないときに、それぞれの頂点１５３及び対応する又は対向する端部分１４５は、接触するか（例えば、ストラット１５２が補助支持アーム１４４の端部分１４５と円周方向及び半径方向に整列して、圧縮力Ｆｃ1及びＦｃ2が直接対向して、それらの間に弁輪ＡＮを効果的に挟むようにしたときに）、又は別様に重なり合う（例えば、ストラット１５２が図４Ａ及び図４Ｂに示されるように端部分１４５からずれているときに）。そのような実施形態では、弁輪組織は、補助支持アーム１４４（例えば、下流方向に）及び／又は半径方向に延在するセグメント１５０の１つ以上のストラット１５２（例えば、上流方向に）のうちの１つ以上に付勢をかけるか、又はそれらを偏向させる様式で、補助支持アーム１４４の端部分１４５と半径方向に延在するセグメント１５０の下部表面との間で捕捉され得る。間隙を提供する配置において、又は間隙が提供されない本明細書の配置において、円周の周囲に配置された複数の支持アーム１４２、１４４の間の負荷分配は、経時的な心臓弁プロテーゼ１００の移動を阻止すること、天然弁尖組織及び／若しくは腱索ＣＴに対する負荷を最小限に抑えること（例えば、経時的な伸張及び／若しくは変形による損傷を防止するために）、並びに／又は天然僧帽弁ＭＶの弁輪組織に対してプロテーゼ１００の円周の周囲にガスケット状の密封効果を提供することが可能である。それに応じて、端部分１４５が、天然弁輪表面のより広い領域にわたって負荷を分配させるために天然弁輪に沿って離間されるように、補助支持アーム１４４は、円周方向に広げられる。
【0034】
本明細書に記載のいくつかの実施形態では、初期の圧縮構成（例えば、図示していない送達状態）と展開構成（図４Ａ～図６）との間で変形又は自己拡張するために、フレーム１１０は、展開又は拡張構成に戻るための機械的記憶を有する、ニッケルチタン合金（例えば、ニチノール）などの弾性又は形状記憶材料から形成されている。一実施形態では、フレーム１１０は、プロテーゼ１００の流入部分の半径方向に延在するセグメント１５０、弁支持体１２０、及び複数の支持アーム１４２、１４４を画定している一体構造であってよく、このように説明されるフレーム１１０は、ステンレス鋼、ニッケルチタン合金若しくはニチノールなどの擬似弾性金属、又はニッケル、コバルト、クロム、若しくは他の金属の卑金属を有し得る、いわゆる超合金から作製されてもよい。いくつかの実施形態では、かつ図７に示されるように、フレーム１１０は、例えば、レーザ切断された、開窓ニチノール又は他の金属管から一体構造として形成され得る。機械的記憶は、熱処理によってフレーム１１０を形成している構造体に対して付与され、例えば、ステンレス鋼においてばねのある調質度を達成するか、又は、ニチノールなど感受性の高い金属合金に形状記憶を設定することができる。フレーム１１０はまた、ポリマー、又は金属、ポリマー、若しくは他の材料の組み合わせを含み得る。一実施形態では、弁支持体１２０は、バルーン拡張可能な管状金属ステントであってもよく、フレーム１１０の半径方向に延在するセグメント１５０及び支持アーム１４２、１４４は、上述のように自己拡張するような材料から、及び方法によって形成されてもよい。
【0035】
図７は、本発明の一実施形態による、図４Ａの心臓弁プロテーゼ１００のフレーム１１０の切断パターンを示す。図７に示されるように、フレーム１１０は、弁支持体１２０と、弁支持体１２０の第１の端部１２５から概ね延在している半径方向に延在するセグメント１５０と、弁支持体１２０の第２の端部１２７から延在している複数の支持アーム１４２、１４４とを含む、一体切断構造を含むことができる。他の実施形態では、フレーム１１０は、別途製造された構成部品を含むことができ、これらの構成部品は、互いに連結、連接、溶接、又は他の方法で互いに機械的に取設され、フレーム１１０を形成している。
【0036】
図４Ｂ及び図７を参照すると、フレーム１１０は、標的天然弁部位への送達のために半径方向に圧縮されることが可能であり（例えば、図示していない送達状態）、かつ標的天然弁部位（図５及び図６）における展開及び埋め込みのために半径方向に拡張することが可能である（例えば、図４Ａ及び図４Ｂに示される半径方向に拡張された構成に）格子を提供するように幾何学的に配置された、複数のリブ及び／又はストラット（例えば、ストラット１２８、１５２）を有する、可撓性金属フレーム又は支持構造であってもよい。図４Ａ及び図４Ｂに示される弁支持体１２０を参照すると、リブ及びストラット１２８は、内部に収容された人工弁構成部品１３０の完全性を維持するために、十分な弾性及び強度を提供しながら、膨張又は屈曲及び収縮することができる複数の幾何学的パターンで配置され得る。例えば、ストラット１２８は、長手方向軸ＬＡの周りに周方向パターンで配置することができ、周方向パターンとしては、一連のダイヤモンド、ジグザグ、正弦波、又は他の幾何学的形状が挙げられる。
【0037】
半径方向に延在するセグメント１５０は、弁支持体１２０の上流部分１２４に連結され得るか、又はそこから延在し得る（例えば、弁支持体１２０のダイヤモンド形状の幾何学的形状によって画定されたストラット１２８の間の取設点１２９ａにおいて）。同様に、複数の支持アーム１４２、１４４は、弁支持体１２０の下流部分１２６に連結され得るか、又はそこから延在し得る（例えば、図４Ｂ及び７の弁支持体１２０の隣接ストラット１２８の間の一番端のピーク又はクラウン上の取設点１２９ｂにおいて）。主支持アーム１４２及び／又は補助支持アーム１４４、並びに半径方向に延在するセグメント１５０のうちの１つ以上を弁支持体１２０に連結するための他の配置及び取設点が企図される。特定の実施形態では、図４Ｂ及び図７に示されるように、補助支持アーム１４８ｂなどの各補助支持アーム１４４は、第１の取設点１２９ｂ1及び第２の取設点１２９ｂ2において弁支持体１２０に連結されるフレーム１１０のアームセグメント４１０を含むことができ、アームセグメント４１０は、それらの間にループを画定する。一実施形態では、アームセグメント４１０は、フレーム１１０と一体であってもよく、このため、アームセグメント４１０は、１つ以上のストラット１２８と共通のシート又は管から切断又は形成される。別の実施形態では、アームセグメント４１０及び弁支持体１２０は、当該技術分野で既知の様々な方法、例えば、はんだ付け、溶接、接着、リベット、若しくは他の締結具、機械的インターロック、又はこれらの任意の組み合わせによって連結され得る。
【0038】
同様に、主支持アーム１４２は、主支持アーム１４２と弁支持体１２０の外壁１２３との間で弁尖組織と係合し、それを捕捉するために、主支持アーム１４２に更なる弾力性を一緒に提供するように構成された、内側及び外側アームセグメント４２０、４２１を含むことができる（図４Ｂ及び図７）。図４Ｂ及び図７に示されるように、内側アームセグメント４２０は、補助支持アーム１４４のアームセグメント４１０と同様の様式で、第１及び第２の取設点１２９ｂ1、１２９ｂ2において弁支持体１２０の一番端のピーク又はクラウンに連結され、それにより、それらの間にループを形成することができる。外側アームセグメント４２１は、弁支持部１２０のダイヤモンド形状の幾何学的形状によって画定されたストラット１２８の間の取設点１２９ｃ1及び１２９ｃ2に連結され得、内側アームセグメント４２０の形状に概ね従うループをそれらの間に形成することができる。いくつかの実施形態では、内側及び外側アームセグメント４２０、４２１は、内側及び外側アームセグメント４２０、４２１の長さに沿った任意の点において、例えば、先端部分１４３（図４Ｂ及び図７に示されるような）において接続（例えば、互いに接着、溶接、又は別の方法で取設）されてもよい。
【0039】
図４Ｂに示されるように、取設点１２９ｃ1及び１２９ｃ2は、取設点１２９ｂ1及び１２９ｂ2よりも更に離れて設定され、それにより、少なくとも補助支持アーム１４４の底部部分４１２よりも広い全体的な底部部分４４２を、主支持アーム１４２に与える。補助支持アーム１４４の底部部分４１２及び上部部分４１４の両方が、展開中に腱索ＣＴの間に嵌合し、かつ／又はそれと最小限に相互作用するように構成された最大幅Ｗ1を有する。図４Ｂにおいて最良に見られるように、補助支持アーム１４４の各々１つの最大幅Ｗ1は、主支持アーム１４２の底部部分４４２の幅Ｗ2又は上部部分４２４の幅Ｗ3よりも小さい。したがって、主支持アーム１４２は、弁尖捕捉アームとして機能するように構成され、前尖ＡＬのより大きいＡ２セグメント又は波形部を捕捉及び保持するようにサイズ決め及び配分され、一方で、補助支持アーム１４４は、前尖及び後尖ＡＬ、ＰＬの後方に到達して、弁輪下領域内の緻密な結合組織と接触及び係合すると同時に、展開中に腱索ＣＴと最小限に相互作用するように構成されている。
【0040】
図７を再び参照すると、複数の支持アーム１４２、１４４には、可変長が提供される。例えば、主支持アーム１４２には、第１の長さＬ1が提供され、補助支持アームの第１の組１４６ａ～ｄには、第１の長さＬ1よりも小さい第２の長さＬ2が提供され、補助支持アームの第２の組１４８ａ～ｃには、第１及び第２の長さＬ1、Ｌ2の両方よりも小さい第３の長さＬ3が提供される。代替的な配置では、支持アームの群１４２、１４６、１４８には、他の支持アームの長さよりも大きい又は小さい長さが提供され得る。可変長Ｌ1、Ｌ2、及びＬ3は、それぞれの支持アーム１４２、１４６、１４８が天然僧帽弁における展開時に意図する標的心臓組織と相互作用するために延在しなければならない全体的な距離（例えば、所望の高さＨ2及びＨ3）に適応するように提供され得る。更に、長さＬ1、Ｌ2、及びＬ3は、互いに対して変化し、標的組織の解剖学的構造に基づき選択され得る。
【0041】
図８Ａ～図８Ｃは、本発明の更なる実施形態による、弁支持体８２０の長手方向軸ＬAに対して様々な反射角における、弁支持体８２０に連結され、かつそこから延在する主支持アーム８４２（図８Ａ）及び様々な補助支持アーム８４６、８４８（図８Ｂ及び図８Ｃ）を有する、別の実施形態による心臓弁プロテーゼのためのフレーム８１０の拡大部分側面である。図８Ａに示されるように、主支持アーム８４２は、湾曲領域８１２によって弁支持体１２０から半径方向にずれ、湾曲した非外傷的主アーム先端又は端部分８１４で終端する、アーム本体８１０を含む。アーム本体８１０は、アーム本体長さＬ4を有し、主支持アーム８４２を弁支持体８２０から半径方向に外向きに、かつ上流方向に延在させる湾曲領域８１２と一体である。第１の反射角ＡR1又はテーパ角は、弁支持体８２０の外壁８２３とアーム本体８１０との間に形成される。アーム本体８１０が外向きの前尖組織と十分に係合することができるように、主支持アーム８４２が位置付け可能であるように、第１の反射角ＡR1が選択され、主アーム先端８１４は、天然前尖ＡＬの後方で大動脈弁尖又は心室壁と相互作用しない。一実施形態では、第１の反射角ＡR1は、約－１０°～約４５°であってもよく、０度は、主支持アーム８４２の垂直配置を表し、負の角度は、弁支持体８２０に向かう方向にあり、正の角度は、弁支持体８２０から離れる方向にある。他の実施形態では、第１の反射角ＡR1は、主支持アーム８４２の先端８１４が、弁支持体８２０と接触する角度からであってもよく、又は逆に、長手方向軸ＬAに対して９０°ほど大きくてもよい。
【0042】
図８Ａを参照すると、アーム本体８１０は、主支持アーム８４２の近位端に位置する湾曲領域８１２から延在する。湾曲領域８１２は、主支持アーム８４２のアーム本体８１０を、それらの間に前尖組織を収容するのに十分な距離で、弁支持体８２０の外壁８２３から半径方向に外向きに延在させるために選択又は最適化され得る、延在長Ｌ5を有することができる。主支持アーム１４２に関して図７に同様に示されるように、アーム本体８１０の長さＬ4及び湾曲領域８１２の長さＬ5は合わせて、主支持アーム８４２の全長又は切断長Ｌ1を構成する。図示されるように、弁支持体８２０は、中央長手方向軸ＬAに沿って配向され、主支持アーム８４２もまた、反射角ＡR1によって長手方向軸ＬAに対して外向きに広がっていると説明することができる。主支持アーム８４２が（直線状ではなく）湾曲領域８１２からアーム先端８１４へと外向きに概ね湾曲している実施形態では、反射角ＡR1は、アーム本体８１０の長さＬ4に沿って連続的に変化することができる（例えば、図４Ａを参照されたい）。図８Ａに示される実施形態では、反射角ＡR1は、アーム本体８１０の長さＬ4に沿って一貫している。
【0043】
図８Ａに示される拡張状態では、主支持アーム８４２は、湾曲領域８１２から主支持アーム１４２の最遠位点へと延在する主アーム高さＨ2を有し、その最遠位点は、弁支持体８２０の長手方向軸ＬAに平行な軸に沿ったアーム先端８１４（図８Ａに示される）であってもよい。上述のように、プロテーゼが天然僧帽弁に対して所望の長手方向位置にあるとき（例えば、補助支持アームが弁輪下組織と係合しているとき、及び半径方向に延在するセグメントが弁輪上組織と係合しているときなど）、アーム先端８１４が弁輪下の解剖学的構造中の所望の位置と係合するように、拡張状態の主支持アーム８４２の主アーム高さＨ2が選択又は最適化され得る。拡張状態では、主アーム高さＨ2は、主支持アーム８４２の切断長Ｌ1、アーム本体８１０の長さＬ4、及び第１の反射角ＡR1の関数であり、主アーム高さＨ2が弁支持体８２０の全高Ｈ1よりも十分に小さくなるように、かつ前尖ＡＬのＡ２セグメントの後方の弁輪下組織の望ましくない疑問を防止するために選択され得る。
【0044】
図８Ｂ及び図８Ｃは、別の実施形態による、第１及び第２の補助支持アーム８４６、８４８を示す。図８Ｂは、弁支持体８２０に連結され、かつ／又はそこから延在する、補助支持アームの第１の組からの補助支持アーム８４６を示す、心臓弁プロテーゼの部分側面図である。補助支持アーム８４６は、湾曲領域８２２によって弁支持体８２０からずれ、補助支持アーム先端又は端部分８２４で終端する、補助支持アーム本体８２５を含んでもよい。アーム本体８２５は、アーム本体長さＬ6を有し、第１の補助支持アーム８４６を弁支持体８２０から半径方向に外向きに、かつ上流方向に延在させる湾曲領域８２２と一体である。第２の反射角ＡR2は、弁支持体８２０の外壁８２３と補助支持アーム本体８２５との間に形成される。図示されるように、補助支持アームの第１の組８４６はまた、反射角ＡR2によって弁支持体８２０の長手方向軸ＬAに対して外向きに広がっていると説明することができる。この実施形態では、拡張状態で、補助支持アーム８４８の第１の組８４６のアーム先端８２４が、Ａ１又はＡ３セグメントにおいて（例えば、前外側交連及び後内側交連ＡＣ、ＰＣに近接して）、天然前尖ＡＬの後方の少なくとも弁輪下組織又は心室壁と係合するように位置付け可能であるように、第２の反射角ＡR2及び補助支持アーム本体長さＬ6の両方が選択される。
【0045】
弁支持体８２０に連結され、かつ／又はそこから延在する、補助支持アームの第２の組の補助支持アーム８４８を示す心臓弁プロテーゼの部分側面図が、図８Ｃに示される。補助支持アーム８４６と同様に、補助支持アームの８４８は、湾曲領域８３２によって弁支持体１２０からずれ、補助支持アーム先端又は端部分８３４で終端する、補助支持アーム本体８３０を含む。補助支持アーム本体８３０は、アーム本体長さＬ7を有し、補助支持アーム８４８を弁支持体８２０から半径方向に外向きに、かつ上流方向に延在させる湾曲領域８３２と一体である。第３の反射角ＡR3は、弁支持体８２０の外壁８２３と補助支持アーム本体８３０との間に形成される。図示されるように、補助支持アームの第２の組８４８はまた、反射角ＡR3によって弁支持体８２０の長手方向軸ＬAに対して外向きに広がっていると説明することができる。この実施形態では、拡張状態で、補助支持アームの第２の組のアーム先端８３４が、Ｐ１、Ｐ２、又はＰ３セグメントにおいて、天然後尖ＰＬの後方の少なくとも弁輪下組織又は心室壁と係合するように位置付け可能であるように、第３の反射角ＡR3及び補助支持アーム本体長さＬ7の両方が選択される。
【0046】
図８Ｂ及び図８Ｃを併せて参照すると、拡張状態で、補助支持アームの第１の組８４６の各々及び補助支持アームの第２の組８４８の各々は、弁支持体８２０の長手方向軸ＬA（図８Ｂ及び図８Ｃに示される）と平行の軸に沿って、湾曲領域８２２、８３２のそれぞれからその最遠位点（例えば、アーム先端８２４、８３４のそれぞれ）まで測定されるように、実質的又は本質的に同じ又同等の補助支持アーム高さＨ3を有する。図４Ａに関して上述したように、プロテーゼが展開されたときに、第１及び第２の補助支持アーム先端８２４、８３４の各々が、弁輪ＡＮの上に展開された半径方向に延在するセグメント１５０と反対の圧縮力を提供して、それらの間に弁輪組織を挟む様式で、弁輪ＡＮと係合するように、補助アーム高さＨ3が選択又は最適化され得る。
【0047】
図８Ｂに示される補助支持アームの第１の組８４６の各々の補助支持アーム高さＨ3は、補助支持アーム１４６に関して図７に同様に示されるように、補助支持アームの第１の組８４６の全長又は切断長Ｌ2、アーム本体８２０の長さＬ6、及び第２の反射角ＡR2の関数であり、展開高さＨ3が弁支持体８２０の全体的な展開高さＨ1（図８Ｂ）よりも小さくなるように選択され得る。同様に、図８Ｃに示される補助支持アームの第２の組８４８の各々の補助支持アーム高さＨ3は、補助支持アーム１４８に関して図７に同様に示されるように、補助支持アームの第２の組８４８の全長又は切断長Ｌ3、アーム本体８３０の長さＬ7、及び第３の反射角ＡR3の関数である。図８Ｂ及び図８Ｃを併せて参照すると、補助支持アームの第１の組８４６が、補助支持アームの第２の組８４８の全長又は切断長Ｌ3よりも大きい全長又は切断長Ｌ2を有し、補助支持アームの第２の組８４８のアーム本体長さＬ7よりも大きいアーム本体長さＬ6を有する一方で、補助支持アームの第１の組８４６の第２の反射角ＡR2が、補助支持アームの第２の組８４８の第３の反射角ＡR3よりも大きいため、補助支持アームの第１及び第２の組８４６、８４８の両方が、拡張又は自然状態で同じ展開高さＨ3を有する。本明細書の実施形態では、第２の反射角ＡR2及び第３の反射角ＡR3は、約０°～約４５°であってもよく、０度は、それぞれの補助支持アームの垂直配置を表し、正の角度は、弁支持体８２０から離れる方向にある。他の実施形態では、第２の反射角ＡR2及び第３の反射角ＡR3は、それぞれの補助支持アーム８４６、８４８の先端８２４、８３４が、弁支持体８２０に触れるような角度であってもよく、又は逆に、長手方向軸ＬAに対して９０°ほど大きくてもよい。上述の実施形態の各々では、より長い補助支持アーム８４６の第２反射角ＡR2は、より短い補助支持アーム８４８の第３の反射角ＡR3よりも大きい。他の反射角が企図され、当業者は、補助支持アーム１４４、１４６、１４８、８４６、８４８が、補助支持アームの特定の組内にあるか、又は別々に構成されているかにかかわらず、そのようなアームが独立して可変反射角を有することができることを認識するであろう。
【0048】
プロテーゼの拡張又は展開状態において、図８Ａ～図８Ｃを参照すると、支持アームの８４２、８４６、８４８のそれぞれの端部分又は先端８１４、８２４、８３４は、それらのそれぞれのアーム長さＬ4、Ｌ6、Ｌ7、及び反斜角ＡR1、ＡR2、ＡR3により、弁支持体８２０に対して異なる半径方向位置を有する。特に、主支持アーム８４２の端部分８１４は、弁支持体８２０の外壁８２３からの半径方向距離Ｒ1であり、補助支持アームの第１の組８４６の各端部分８２４は実質的又は本質的に、弁支持体８２０外壁８２３からの半径方向距離Ｒ2であり、補助支持アームの第２１の組８４８の各端部分８３４は実質的又は本質的に、弁支持体８２０外壁８２３からの半径方向距離Ｒ3である。本明細書に従った実施形態では、半径方向距離Ｒ1、Ｒ2、及びＲ3は、本明細書に記載されるように、支持アーム８４２、８４６、８４８の各々が、展開時に天然心臓の解剖学的構造の所望のそれぞれの部分と相互作用するように選択され得る。本明細書に従った実施形態では、半径方向距離Ｒ1は、半径方向距離Ｒ2、Ｒ3の各々よりも大きくてもよい。本明細書に従った実施形態では、半径方向距離Ｒ2は、半径方向距離Ｒ3よりも大きくてもよい。
【0049】
図３Ｂ、図４Ｄ、及び図８Ａ～図８Ｃを併せて参照すると、心臓弁プロテーゼ１００は、僧帽弁輪ＡＮのＤ字形状の輪郭の周囲で一貫して弁輪下係合を提供するために、可変特徴（例えば、長さ、アーム本体長さ、及び反射角）を有する複数の支持アームを有して構成されている。例えば、更に延在する（例えば、より長い）補助支持アームの第１の組１４６、８４６は、前外側交連ＡＣから後内側交連ＰＣに及ぶＤ字形状の輪郭の主軸にわたって弁輪係合を提供する。同様に、補助支持アームの第２の組１４８、８４８はより短く、後尖ＰＬの後方で、かつ弁支持体１２０、８２０により近位の位置で弁輪下組織と接触し（例えば、より小さい反斜角を有する）、それにより、弁輪ＡＮのＤ字形状の輪郭の外側湾曲部分の周囲に耐荷重分配を提供する（例えば、図３Ｂ及び図４Ｄを参照されたい）。有利に、第１及び第２の補助支持アーム１４６、１４８、８４６、８４８は、Ｄ字形状の弁輪ＡＮの周囲により均一分配された耐荷重性を提供する一方で、展開中及び展開後の腱索ＣＴの最小限の相互作用又は妨害を可能にする。
【0050】
図４Ａ～図６を併せて参照すると、プロテーゼ１００のいくつかの特徴は、半径方向に拡張された構成で埋め込まれたときに、プロテーゼ１００の動きに対する抵抗を提供し、組織の内部成長を促進し、弁傍漏れを最小限に抑えるか若しくは防止し、かつ／又は天然組織侵食を最小限に抑える。例えば、半径方向に延在するセグメント１５０は、僧帽弁の上方の心房空間内で拡張し、心房空間内の心臓組織と係合するように位置付けられ得る。特に、セグメント１５０が半径方向に延在する弓状又はＳ字形状ストラット１５２の少なくとも下部表面又は頂点１５３は、例えば、弁傍漏れに対する密封を提供するために、かつ天然弁輪に対するプロテーゼ１００の下流への移動を阻止するために、弁輪上組織と接触するための組織係合領域を提供することができる（図４Ａ）。
【0051】
いくつかの実施形態では、各々が立ち上がりそれぞれのクラウン１５６において隣接又は近接するストラット１５２の近接する上向き配向部分１５８と結合する、ストラット１５２の上向き配向部分１５８は、天然弁輪に対するプロテーゼ１００の下流の動きを更に阻止し、かつ心周期中の天然弁内でのプロテーゼ１００の揺動又は左右への回転を阻止し、それにより、弁傍漏れを阻止し、天然弁輪内の人工弁構成部品１３０を確実に整列させ得る、更なる組織接触ゾーンを提供することができる（図４Ａ及び図６）。他の実施形態では、半径方向に延在するセグメント１５０は、フランジ、鍔、リング、指状突出部又は心房空間への他の突出部であってもよく、これにより、弁輪上領域で又はその上方で組織を少なくとも一部分係合させるようにする。
【0052】
図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｄ、図５、並びに図６を併せて参照すると、支持アーム１４２、１４４は、心室空間内の天然弁尖（存在する場合）及び／又は僧帽弁ＭＶの弁輪下領域の両方と係合するように構成されている。一実施形態では、少なくとも主支持アーム１４２は、前尖ＡＬの外面（例えば、心室に面する側）と係合するように構成されており、これにより、弁尖が主支持アーム１４２と弁支持体１２０の外壁１２３との間に捕捉されるようになる。そのような一実施形態では、主支持アーム１４２は、弁支持体１２０の外壁１２３に向かって付勢され得、これにより、圧縮力は、主支持アーム１４２と弁支持体１２０の外壁１２３との間で弁尖を狭持、把持、圧着、又は別様に拘束する様式で、前尖ＡＬを外壁１２３に対して押し付けるようになる（図６）。天然弁の弁輪ＡＮに対するプロテーゼ１００の上流移動を更に阻止するために、補助支持アームの第１及び第２の組１４６、１４８は、非外傷的先端部分１４５を介して弁輪下領域（例えば、前尖及び後尖ＡＬ、ＰＬのそれぞれの後方）と係合するように構成されている。
【0053】
いくつかの実施形態では、プロテーゼ１００の一部分、つまり、半径方向に延在するセグメント１５０及び弁支持体１２０の上流、下流、及び／若しくは内部表面、並びに／又は複数の支持アームの各々の上流及び／若しくは下流表面は、密封材料１６０によって完全に又は少なくとも部分的に被覆され得る（図４Ａ）。図４Ａに示される実施形態では、密封材料１６０は、半径方向に延在するセグメント１５０の少なくとも下流表面１５５の周囲、弁支持体１２０の内壁１２２の周囲、及び複数の支持アームの各々の少なくとも一部分の周囲に延在する。
【0054】
図４Ｄにおいて最良に示される別の実施形態では、密封材料１６０又は他の材料（発泡体、柔らかい布地、ベロアなど）のテント状の緩衝ストリップ１６０ａは、補助支持アーム１４６ａ～ｄ、１４８ａ～ｃの湾曲領域４２２、４３２（例えば、図８Ｂ及び図８Ｃの補助支持アーム８４６、８４８の湾曲領域８２２、８３２を参照されたい）にわたって、かつそれらの間に延在してもよく、それにより、複数の補助支持アームに及ぶテント状の構造を提供する。複数の補助支持アーム１４６ａ～ｄ、１４８ａ～ｃの湾曲領域４２２、４３２にわたって、かつそれらの間に及ぶテント状の緩衝ストリップ１６０ａは、腱索ＣＴの損傷を防止し、かつ／又は腱索ＣＴが補助支持アーム及び弁支持体１２０の金属部分と相互作用することを防止し得る。図４Ｄに示されるように、緩衝ストリップ１６０ａは、複数の補助支持アーム１４６ａ～ｄ、１４８ａ～ｃの湾曲領域４２２、４３２の上流表面にわたって延在する。
【0055】
密封材料１６０は、弁傍漏れを防止することができ、加えて埋め込み後の組織内殖のための媒体をもたらすことができ、天然心臓弁領域内の所望の展開場所においてプロテーゼ１００の生体力学的保持を更に提供することができる。いくつかの実施形態では、密封材料１６０、緩衝ストリップ１６０ａ、又はその一部分は、ポリエステル、ＤＡＣＲＯＮ（登録商標）ポリエステルなどの低多孔性の織布、又はポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene、ＰＴＦＥ）であってもよく、これらは、フレーム１１０に取設されたときに一方向流体通路を形成する。一実施形態では、密封材料１６０、緩衝ストリップ１６０ａ、又はその一部分は、ポリエステル又はＰＴＦＥニットなど、より緩みのあるニット又は織布であってもよく、これらは、組織の内部成長のための媒体及び織布が曲面に適合するように伸張する能力を提供することが望ましい場合に利用され得る。別の実施形態では、一方の側に組織の内部成長のための媒体、他方の側に滑らかな表面を提供することが望ましい場合などに、ポリエステルベロア織布は、密封材料１６０、緩衝ストリップ１６０ａ、又はその一部分の少なくとも一部分のために代替として使用され得る。これら及び他の適切な心臓血管織布は、例えば、Ｂａｒｄ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｖａｓｃｕｌａｒ、Ｉｎｃ．（Ｔｅｍｐｅ，ＡＺ）から市販されている。別の実施形態では、密封材料１６０又はその一部は、心膜又は他の膜組織などの天然移植材料であってもよい。
人工心臓弁装置の送達及び埋め込みのための選択されたシステム及び方法
人工心臓弁装置の送達及び埋め込みのための選択されたシステム及び方法
【0056】
いくつかの好適な送達及び展開方法が本明細書及び更に以下で考察される。しかしながら、当業者は、プロテーゼ１００を標的天然弁領域に送達するのに好適な複数の方法（例えば、順行性アプローチ又は逆行性アプローチを使用した経皮、経カテーテル送達）を認識するであろう。加えて、当業者は、プロテーゼ１００を送達のための圧縮構成から図４Ａに示される拡張構成に展開するのに好適な複数の方法を認識するであろう。
【0057】
図９は、圧縮された送達構成（例えば、薄型又は半径方向に圧縮された状態）で示され、かつ本発明の一実施形態による、図４Ａ～図４Ｄの心臓弁プロテーゼ１００の拡大断面図である。動作中、心臓弁プロテーゼ１００は、半径方向に圧縮された構成で、かつ送達カテーテル（図示せず）内にある間に、僧帽弁ＭＶの付近などの心臓１０の所望の天然弁領域まで血管内送達され得る。図９に示されるように、プロテーゼ１００は、半径方向に圧縮された状態での送達カテーテルシース９０１内での送達のために構成され得る。より具体的には、半径方向に圧縮された状態において、標的天然心臓弁への経皮送達のために、半径方向に延在するセグメント１５０が、弁支持体１２０の流入端部１２５から実質的に真っ直ぐな状態で長手方向に延在するように伸長され得るか、折り畳まれ得るか、又は別様に配置され得る一方で、複数の支持アーム１４２、１４４は、弁支持体１２０の流出端部１２７から実質的に真っ直ぐな状態で長手方向に延在するように伸長され得るか、折り畳まれ得るか、又は別様に配置され得る。図９を参照すると、複数の支持アーム１４２、１４８は、その湾曲領域（例えば、８１２、８２２、８２４（図８Ａ～図８Ｃ））が長手方向軸線ＬAにと略直線及び略平行になるように、弁支持体１２０の第２の端部１２７から、かつそれを越えて延在することができる。シース９０１によって提供される半径方向の拘束が解除されると、半径方向に延在するセグメント１５０がその半径方向に拡張した構成（図４Ａ及び４Ｂ）に自己拡張することができる一方で、複数の支持アーム１４２、１４４は、送達カテーテルシース９０１がそれぞれを被覆している状態から引き出されると、それらの湾曲状態（図４Ａ及び４Ｂ）に戻ることができる。更に、埋め込み後に心臓弁プロテーゼ１００の再配置、除去、及び／又は置換を必要とする場合には、半径方向に延在するセグメント１５０及び弁支持体１２０は、カテーテル装置又は他の横方向に保持するシースを使用して、半径方向に拡張された構成（例えば、展開状態）（図４Ａ）から移行して、半径方向に後退した構成（図９）に戻ることができる。
【0058】
僧帽弁又は他の房室弁へのアクセスは、患者の血管系を通して経皮様式で達成することができる。特定の実施形態では、僧帽弁へのアプローチは順行性であり、心房中隔を横切ることによる左心房への進入を介して達成され得る。代替の配置において、僧帽弁へのアプローチは、左心室が大動脈弁を通って又は経心尖穿刺を介して進入される場合に逆行性であってもよい。いったん経皮的アクセスが達成されると、介入性ツール及び支持カテーテル（複数可）は、血管内で心臓まで進めてもよく、様々な様式で標的心臓弁に隣接して位置付けられ得る。例えば、心臓弁プロテーゼ１００は、経中隔的アプローチ（図１０Ａ～図１０Ｄに示される）を介して、天然弁の修復又は置換のために天然僧帽弁領域に送達されてもよい。天然僧帽弁への別の好適な経路は、左心室にアクセスするための心室中隔を通した穿刺を介して、右心房から作製されてもよい。本明細書に記載の心臓弁プロテーゼ１００と共に使用するために適合され得る好適な経心房及び／又は経中隔埋め込み手技は、米国出願公開第２０１１／０２０８２９７号（Ｔｕｖａｌ ｅｔ ａｌ．）、及び米国出願公開第２０１２／００３５７２２号（Ｔｕｖａｌ ｅｔ ａｌ．）に開示されており、これらの両方は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
【0059】
当該技術分野において既知のように、ガイドワイヤ（図示せず）は、あらゆる技術を使用して、例えば、下大静脈又は上大静脈（図１）を通って、心房中隔（図示せず）内に開けられた貫通穴を通って右心房ＲＡ内へと、かつ左心房ＬＡ（図１）内へと、血管内を前進してもよい。ガイドカテーテルは、ガイドワイヤに沿って、かつ右心房ＲＡ内へと、心房中隔内の貫通穴を通って、かつ左心房ＬＡ内へと前進してもよい。ガイドカテーテルは、それが送達カテーテル（図示せず）を僧帽弁ＭＶに方向付けるように、ガイドカテーテルを形状決定又は操作するための、予め形成された又は操作可能な遠位端を有してもよい。
【0060】
あるいは、僧帽弁はまた、例えば、左心房ＬＡ内の切開部を通して直接など、経心房アプローチを介してアクセスされてもよい。心臓へのアクセスは、肋骨を除去することなく胸部の肋間切開部を通して得られ得、ガイドカテーテルは、財布紐縫合糸で密封された心房切開部を通して左心房ＬＡ内に配置されてもよい。次いで、送達カテーテルがガイドカテーテルを通って僧帽弁に前進してもよい。あるいは、送達カテーテルは、ガイドカテーテルを使用することなく、心房切開部を通して直接配置されてもよい。
【0061】
図１０Ａ～図１０Ｄは、本発明の別の実施形態による、人工心臓弁装置１００を送達及び展開するための経中隔的又は順行性アプローチを示す、心臓の概略断面側面図である。図１０Ａ～図１０Ｄを併せて参照すると、送達カテーテル１０１２の遠位端１０１０は、僧帽弁ＭＶに略近接して左心房内へと前進してもよい。任意に、かつ図１０Ａに示されるように、送達カテーテル１０１２がその上方にわたって摺動可能に前進し得るガイドワイヤ（図示せず）が使用されてもよい。半径方向に圧縮された送達構成（図９）でプロテーゼ１００を収容する送達カテーテル１０１２の送達シース１０１４は、複数の支持アーム１４２、１４４が半径方向に外側に出現及び延在し、上流方向に向かって後方に反射することを可能にする、遠位ノーズコーン１０１６に対して少なくとも部分的に後退する（図１０Ａ）。この展開段階において、図９に示される真っ直ぐな状態から図４Ａ、図４Ｂに示される拡張又は弛緩状態への複数の支持アーム１４２、１４４の外向き－上流の動きは、支持アーム１４２、１４４の形状記憶付勢によって促進され、複数の支持アームのうちの１つ以上のそのような動きは、それぞれの支持アームにおける屈曲が生じる場所に応じて、同時又は連続的に生じ得る。
【0062】
臨床医の標的天然弁領域におけるプロテーゼ１００の位置決め及び操作を補助するために、画像誘導、例えば、心腔内心エコー法（intracardiac echocardiography、ＩＣＥ）、蛍光透視法、コンピュータ断層撮影法（computed tomography、ＣＴ）、血管内超音波（intravascular ultrasound、ＩＶＵＳ）、光干渉断層撮影法（optical coherence tomography、ＯＣＴ）、若しくは別の好適な誘導方式、又はそれらの組み合わせが使用されてもよい。例えば、いったん複数の支持アーム１４２、１４４が左心房ＬＡ内で展開され、プロテーゼ１００の実質的に残りの部分が依然として、送達シース１０１４内で送達構成で圧縮されていると、主支持アーム１４２が前尖と整列し、補助支持アームの第１の組１４６が交連において又はそれに近接して前尖ＡＬと整列し、補助支持アームの第２の組１４８が僧帽弁ＭＶの後尖ＰＬと整列するように、プロテーゼ１００を左心房ＬＡ内に配向するために、そのような画像誘導技術が使用され得る。いくつかの実施形態では、画像誘導コンポーネント（例えば、ＩＶＵＳ、ＯＣＴ）は、送達カテーテル１０１２の遠位部分、ガイドカテーテル、又は両方と連結されて、標的心臓弁領域に近接した範囲の三次元画像を提供して、心臓弁領域内のプロテーゼ１００の位置決め、配向、及び／又は展開を促進することができる。
【0063】
いったん複数の支持アーム１４２、１４４が左心房内で展開及びに配向されると、図１０Ｂに示されるように、複数の支持アーム１４２、１４４が天然前尖ＡＬと後尖ＰＬとの間で僧帽弁の弁輪ＡＮを通して押されるまで、送達カテーテル１０１２は再び、僧帽弁の弁輪ＡＮに向かって前進してもよい。この送達ステップにおいて、支持アームが送達カテーテル１０１２に向かって圧縮又は屈曲してもよい一方で、送達カテーテルは、それぞれの支持アームの元の形状設定位置に戻る（例えば、その所望の反射角に戻る）前に、僧帽弁の弁輪ＡＮを通って前進する。いったん送達カテーテル１０１２が弁輪ＡＮを通して、かつ左心室ＬＶ内へと、その非外傷的端部分１４３、１４５を左心室ＬＶ内に置くための好適な距離、複数の支持アーム１４２、１４４を前進させると、送達カテーテル１０１２は、主支持アーム１４２が前尖ＡＬを捕捉し、補助支持アーム１４４の端部分１４５が弁輪下組織と接触及び係合するように、逆行方向に近位に動き得るか、又は後退し得る。
【0064】
図１０Ｃを参照すると、送達シース１０１４は、更に近位に後退し、弁支持体１２０が弁尖ＡＬ、ＰＬを外向きに押して、僧帽弁の弁輪ＡＮの真下及び弁支持体１２０と複数の支持アーム１４２、１４４との間で折り畳めるように、プロテーゼ１００が拡張することを可能にする。送達シース１０１４は完全に除去され、半径方向に延在するセグメント１５０は、左心房ＬＡ内で拡張される（図１０Ｄ）。図１０Ｃ及び図１０Ｄに示される送達ステップ中、送達システムは、補助支持アーム１４４が連続して弁輪下組織との係合を維持するように、後退張力を維持することができる。送達シース１０１４が除去され、プロテーゼ１００が拡張された後、送達システムは依然としてテザー（図示せず）を介してプロテーゼ１００に接続され得、これにより、操作者は、プロテーゼ１００が拡張構成に向かって拡張するにつれて、その配置を更に制御することができるようになる。いったんプロテーゼ１００が標的部位に位置付けられると、テザー（図示せず）は、近位方向に後退して、展開構成のプロテーゼ１００を送達カテーテル１０１２から分離し得る。次いで、図６に示されるように、送達カテーテル１０１２は除去され得、プロテーゼは展開される。あるいは、プロテーゼ１００は、テザーを介して送達システムに接続されなくてもよく、これにより、プロテーゼ１００は展開し、送達システムから完全に解放されるようになる。
【0065】
図１１は、図４Ａ～図１０Ｄを参照して上述される、かつ本発明の一実施形態による、心臓弁プロテーゼ１００を用いて患者の心臓弁を修復又は置換するための方法１１００を例示するブロック図である。図１１を参照すると（かつ図４Ａ～図１０Ｄを更に参照すると）、方法１１００は、心臓の左心房への経心房アクセスを提供することを含むことができる（ブロック１１０２）。方法１１００はまた、内部に圧縮構成の心臓弁プロテーゼ１００を有する送達カテーテル１０１２の遠位部分を、経心房アクセスを介して左心房ＬＡ内へと前進させることも含むことができる（ブロック１１０４）。プロテーゼ１００は、主支持アーム１４２と複数の補助支持アーム１４４とを有するフレーム１１０を含む。方法１１００はまた、左心房ＬＡ内で、プロテーゼ１００の主支持アーム１４２及び複数の補助支持アーム１４４を展開することも含むことができる（ブロック１１０６）。主支持アーム１４２及び複数の補助支持アーム１４４の各々は、このステップ中、送達カテーテル１０１２の遠位部分から延在するにつれて、屈曲し、かつ上流に延在する展開状態をとる。
【0066】
ブロック１１０８において、方法１１００は、屈曲及び上流に延在する展開状態の主支持アーム１４２及び複数の補助支持アーム１４４が弁輪を通して心臓の左心室内へと押されるまで、送達カテーテル１０１２の遠位部分を心臓の天然僧帽弁ＭＶの弁輪ＡＮに向かって前進させることを更に含むことができる。方法１１００は、ブロック１１１０において、主支持アーム１４２及び複数の補助支持アーム１４４の各々が天然僧帽弁ＭＶの前尖及び後尖ＡＬ、ＰＬの少なくとも一部分と係合し、複数の補助支持アームの先端が僧帽弁輪付近で左心室の心内膜面と係合するまで、送達カテーテルを近位に後退させることを続ける。したがって、本明細書に従った弁プロテーゼの一次固定機構は、補助支持アーム先端と弁輪の筋肉部分との間に生じ、これにより、本明細書の僧帽弁プロテーゼは、既知の人工僧帽弁設計と対比して、固定のための弁尖の捕捉への依存ははるかに少ない。方法１１００は、送達カテーテル１０１２からプロテーゼ１００の残りの部分を展開して、天然僧帽弁ＭＶを修復又は置換することを更に含む（ブロック１１１２）。
【0067】
追加の実施形態
上述の、かつ図４Ａ～図１０Ｄに例示される心臓弁プロテーゼ及び送達システム構成部品の特徴は、本発明に従って構成された追加の実施形態を形成するように修正され得る。例えば、単一の主支持アーム又は弁尖捕捉アームのみを示す、上述の、かつ図４Ａ～図８Ｃに例示される心臓弁プロテーゼはまた、例えば、後尖組織を捕捉するために、かつ／又は埋め込み後のプロテーゼの移動に更に抵抗するために、弁支持体から延在する追加の弁尖捕捉アームを含むことができる。患者の心臓弁を修復又は置換するための心臓弁プロテーゼの送達及び展開のための上述の様々な方法ステップはまた、本発明の追加の実施形態を形成するように置き換えることができる。例えば、上述の方法ステップは所与の順序で提示されるが、代替の実施形態は異なる順序でステップを実施してもよい。本明細書に記載の様々な実施形態はまた、更なる実施形態を提供するために組み合わされてもよい。
上述の、かつ図４Ａ～図１０Ｄに例示される心臓弁プロテーゼ及び送達システム構成部品の特徴は、本発明に従って構成された追加の実施形態を形成するように修正され得る。例えば、単一の主支持アーム又は弁尖捕捉アームのみを示す、上述の、かつ図４Ａ～図８Ｃに例示される心臓弁プロテーゼはまた、例えば、後尖組織を捕捉するために、かつ／又は埋め込み後のプロテーゼの移動に更に抵抗するために、弁支持体から延在する追加の弁尖捕捉アームを含むことができる。患者の心臓弁を修復又は置換するための心臓弁プロテーゼの送達及び展開のための上述の様々な方法ステップはまた、本発明の追加の実施形態を形成するように置き換えることができる。例えば、上述の方法ステップは所与の順序で提示されるが、代替の実施形態は異なる順序でステップを実施してもよい。本明細書に記載の様々な実施形態はまた、更なる実施形態を提供するために組み合わされてもよい。
【0068】
様々な実施形態を上述したが、これらは本発明を限定するものではなく、例解及び例示として提示されたものであることを理解されたい。当業者には、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形式及び詳細の様々な変更が可能であることは明らかであろう。したがって、本発明の広さ及び範囲は、上述の実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲及びそれらの同等物に従ってのみ定義されるべきである。本明細書で論じられた各実施形態の各特徴部及び本明細書で引用された各参考文献は、他の実施形態の特徴部と組み合わせて使用し得ることも理解されたい。本明細書で論じる全ての特許及び刊行物は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図11】