JP6756785B2

JP6756785B2 - 人工心臓弁リーフレットにおける曲げ特性の幾何学的制御

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Publication number: JP6756785B2
Application number: JP2018156551A
Authority: JP
Inventors: シー．ブラッチマンウィリアム; エル．ハートマンコーディー
Original assignee: WL Gore and Associates Inc
Current assignee: WL Gore and Associates Inc
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2018-08-23
Publication date: 2020-09-16
Anticipated expiration: 2033-11-05
Also published as: EP2934386A1; EP3241526A1; EP3241526B1; US20210205074A1; US12133795B2; US10966820B2; US20250032245A1; WO2014099150A1; CA2891825C; ES2640637T3; AU2019210640A1; AU2019210640B2; EP2934386B1; CN104884000B; KR102138396B1; ES2700372T3; JP2018198964A; KR20150097756A; JP6392778B2; CA2891825A1

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１２年１２月１９日に出願された米国特許仮出願第６１／７３９，７２１号明細書に対する優先権を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に援用される。

本発明は、概して人工弁に関し、より具体的には合成可撓性リーフレットタイプの人工弁の装置、システム、及び方法に関する。

天然弁の機能と性能の模倣を試みた生体弁が開発されている。可撓性リーフレットはウシ心膜等の生物組織から作製される。幾つかの弁設計では、リーフリットを支持する比較的強固なフレームに生物組織を縫い込み、植え込み時に寸法安定性を提供する。生体弁は、短期的には血行動態上及び生体力学上の優れた性能を提供できるが、故障モードの中でも特に石灰化と弁尖断裂が起こりやすく、再手術と交換が必要になる。

生物組織に代わる材料として、特にポリウレタン等の合成材料を用いることにより、より耐久性の高い可撓性リーフレット人工弁（本明細書では「合成リーフレット弁」（ＳＬＶ）と称する）を提供する試みがなされてきた。しかしながら、合成リーフレット弁は、特に準最適設計であることと耐久性合成材料の欠如が原因で早期故障を起こすことから、有効な弁置換オプションとなっていない。

リーフレットは流体圧力の影響下で移動する。稼働中、リーフレットは、上流流体圧力が下流流体圧力を超えると開き、下流流体圧力が上流流体圧力を超えると閉じる。弁を閉じる下流流体圧力の影響下では、リーフレットの自由縁同士が接合して、下流血液が弁を通って逆流するのを防止する。

リーフレットの開閉という反復負荷の下では、弁の耐久性は、リーフレットとフレームの間の負荷分散に部分的に依存する。さらに、リーフレットが閉位置にある時はリーフレットに実質的負荷がかかる。リーフレットの機械的故障は、例えば、可撓性リーフレットが比較的強固なフレームで支持される位置である取り付けエッジ位置で発生し得る。リーフレット開閉という反復負荷がかかる結果、リーフレット材料に部分的に依存して、疲労、クリープ、その他のメカニズムにより材料故障が発生する。取り付けエッジ位置の機械的故障は、特に合成リーフレットで発生することが多い。

弁のリーフレットの耐久性は、開閉サイクル中のリーフレットの曲げ特性の関数でもある。小半径の屈曲、ひだ、及び交差ひだがあると、リーフレットに高応力領域が発生し得る。このような高応力領域が発生すれば、反復負荷の下で穴と断裂が形成され得る。

生体弁を送達するには、外科手技又は経カテーテル手技を使用できる。外科手術用の弁は、直視下心臓外科手技を用いて患者の体内に植え込まれる。経カテーテル用の弁は、アクセスと送達のため様々な直径にする必要があるが、対照的に、外科用の弁は、固定の直径を有するように製造されるのが一般的である。外科用の弁は通常、天然の組織開口部に縫合できるようにするため、弁の周囲に縫合カフが提供される。

合成心臓弁のリーフレットの好ましい形状については、これまでに多数説明されているが、それぞれ異なる形状である。説明されている三次元形状は、球形、円筒形から、球と交差する円錐台、「ａｌｐｈａｒａｂｏｌａ」まで様々である。

好ましいと表現されることが最も多い形状は、天然のヒト大動脈弁をモデルにしたものである。自然界は天然組織が心臓弁を形成する上で最適な形状を決定するが、我々は、合成材料にはこれが当てはまらないことを発見した。したがって、本開示で指定される設計は、天然弁の複製に基づく形状と比較して、合成材料を最小の応力条件下に置くことを意図している。このことは、リーフレット材料の折れ曲がりを減らすことで部分的に達成される。

記載されている実施形態は、心臓弁置換等の弁置換のための装置、システム、及び方法に関するものである。より具体的には、記載されている実施形態は、リーフレットがそれぞれ特定の幾何学的形状を有するゾーンに分かれた、可撓性リーフレット弁装置に関するものである。

一実施形態によれば、人工弁は複数のリーフレットを備え、各リーフレットは２つの側部領域と、当該２つの側部領域の間にある中央領域とを画定し、中央領域は、側部領域とは異なる形状を有する。

一実施形態によれば、人工弁は、リーフレットフレームとフィルムとを備える。リーフレットフレームは概ね管状の形状を有する。リーフレットフレームは複数のリーフレット窓を画定し、その各々は、２つのリーフレット窓側部と、リーフレット窓基部と、リーフレット窓上部とを含む。フィルムは、リーフレットフレームに連結され、リーフレット窓の各々から広がる少なくとも１つのリーフレットを画定し、各リーフレット取り付けゾーンは、２つのリーフレット側部と、リーフレット基部と、リーフレット基部の反対側にある自由縁とを有する実質的に二等辺四辺形の形状を有し、２つのリーフレット側部はリーフレット基部から分岐しており、リーフレット基部は実質的に平らである。リーフレット基部は窓基部と連結し、２つのリーフレット側部の各々は２つの窓側部の一方と連結する。

一実施形態によれば、人工弁は複数のリーフレットを備える。各リーフレットは、中央領域と、中央領域の両側にある２つの側部領域とを含む。中央領域は、中央領域両側の二辺と、リーフレット基部と、リーフレット自由縁とで画定される実質的に二等辺三角形の形状で画定され、中央領域両側の二辺は、リーフレット基部から集まり、側部領域の各々は、実質的に三角形の形状を有し、中央領域両側の辺の一方と、リーフレット側部の一方と、リーフレット自由縁とで画定される。

一実施形態によれば、人工心臓弁を形成する方法は、複数のリーフレット窓を画定する概ね管形状のリーフレットフレームを提供することと（リーフレット窓の各々は、２つのリーフレット窓側部と、リーフレット窓基部と、リーフレット窓上部とを含む）、フィルムを提供することと、リーフレットフレームの周りにフィルムを巻き、複数層のフィルムを、リーフレット窓の各々から広がる少なくとも１つのリーフレットを画定する別のフィルム層に接触させることと（各リーフレットは、２つのリーフレット側部と、リーフレット基部と、リーフレット基部の反対側にある自由縁とを有する実質的に二等辺四辺形の形状を有し、２つのリーフレット側部はリーフレット基部から分岐しており、リーフレット基部は実質的に平らであり、リーフレット基部は窓基部と連結し、２つのリーフレット側部の各々は２つの窓側部の一方と連結して、概ね環状の支持構造を提供する）、フィルムの層を互いに接着させ、且つリーフレットフレームに接着させることと、を含む。

添付の図面は、本開示の理解を深めることができるように本明細書に含められ、本明細書に援用されて本明細書の一部を成し、本明細書に記載の実施形態を図解し、本開示で論じる原理を本明細書と共に説明するものである。

図１Ａは、弁の一実施形態の側面図である。図１Ｂは、図１Ａの弁の実施形態の斜視図である。図２は、図１Ａの弁の実施形態を平らな向きに広げた図である。図３Ａは、図１Ａの弁の実施形態の開放構成時の軸線方向図即ち上面図である。図３Ｂは、図１Ａの弁の実施形態の閉鎖構成時の軸線方向図即ち上面図である。図４Ａは、解剖学的組織内にある経カテーテル送達システムの一実施形態の側面図である。図４Ｂは、解剖学的組織内にある外科用弁の一実施形態の側面図である。図５は、リーフレットフレームの一実施形態を平らな向きに広げて示した図である。図６は、一実施形態に従って、組立てマンドレルの表面に配置されたリーフレットフレームの側面図である。図７Ａは、一実施形態に従って、切断マンドレルの表面に配置されたリーフレットフレームの側面図である。図７Ｂは、図７Ａの切断マンドレル表面に配置されたリーフレットフレームの斜視図である。

当業者であれば、意図された機能を果たすように構成された任意の数の方法及び装置により、本開示の種々の態様が実現可能であることを容易に認識するであろう。言い換えれば、他の方法及び装置を本明細書に援用して、意図された機能を果たすことができる。なお、本明細書で参照する添付の図面は、必ずしも縮尺通りに作成されたものではなく、本開示の種々の態様を図解するために誇張されている場合があることにも留意すべきであり、この点で、これらの図面を限定的なものと解釈すべきではない。

本明細書に記載の実施形態は、種々の原理及び見解との関連で説明される場合があるが、記載されている実施形態は理論に拘束されるものではない。例えば、本明細書では、人工弁に関連して、より具体的には人工心臓弁に関連して実施形態が記載されている。しかしながら、本開示の範囲内にある実施形態を、任意の弁又は類似構造若しくは類似機能の機構に適用することができる。さらに、本開示の範囲内にある実施形態を、心臓病以外の用途に適用することもできる。

本明細書において人工弁の文脈で使用する「リーフレット」という語は、一方向弁の構成部品を意味し、リーフレットは、圧力差の影響下で開位置と閉位置の間を移動するように動作できる。開位置にある時、リーフレットは、弁を通じた血液の流れを可能にする。閉位置にある時、リーフレットは、弁を通じた血液の流れを実質的に遮断する。複数のリーフレットを備える実施形態では、各リーフレットは、少なくとも１つの隣接リーフレットと協調して血液の逆流を阻止する。血液の圧力差は例えば心室や心房の収縮により発生し、このような圧力差は通常、リーフレットの閉鎖時にリーフレットの片側に流体圧力が蓄積することにより生じる。弁の流入側の圧力が弁の流出側圧力より高くなると、リーフレットが開き、開いたリーフレットを通って血液が流れる。弁を流れた血流が近くのチャンバ又は血管に流入すると、流入側の圧力が流出側の圧力と等しくなる。弁の流出側の圧力が弁の流入側血圧より高くなると、リーフレットが閉位置に戻り、弁を通じた血液の逆流を概ね阻止する。

本明細書で使用する「膜」という語は、延伸フルオロポリマー等（ただしこれに限定されない）の単一組成物を含むシート状材料を指す。

本明細書で使用する「複合材料」という語は、膜（例えば延伸フルオロポリマーが挙げられるが、これに限定されない）とエラストマー（例えばフルオロエラストマーが挙げられるが、これに限定されない）の組み合わせを指す。このエラストマーは、膜の多孔質構造内に吸収されていてよく、膜の片側又は両側にコーティングされていてもよく、或いは膜へのコーティングと吸収が組み合わされたものでもよい。

本明細書で使用する「積層物」という語は、膜、複合材料、又は他の材料（例えばエラストマー）、及びこれらの組み合わせから成る複数の層を指す。

本明細書で使用する「フィルム」という語は、膜、複合材料、又は積層物のうちの１つ以上を総称的に指す。

本明細書で使用する「生体適合性材料」という語は、フィルム又は生体材料（例えばウシ心膜が挙げられるがこれに限定されない）を総称的に指す。

「リーフレット窓」という語は、リーフレットフレームにより画定され、リーフレットの付け根となる空間と定義される。リーフレットは、リーフレットフレーム要素から伸びてよく、或いはリーフレットフレーム要素の近傍に、リーフレットフレーム要素から間隔を空けて配置されてもよい。

「天然弁開口部」及び「組織開口部」という語は、人工弁の配置先としてよい解剖学的構造を指す。このような解剖学的構造の例として、心臓弁が外科的に除去済みであるか又は未除去の場所が挙げられるが、これに限定されない。人工弁の配置先としてよい他の解剖学的構造の例として、静脈、動脈、管、及びシャントが挙げられると理解される（ただしこれらに限定されない）。本明細書では天然弁を人工弁と置換することに言及しているが、弁開口部又は植え込み部位とは、特定目的で弁の設置先としてよい合成導管又は生体導管内の任意の場所も指し、したがって、本明細書に記載の実施形態の範囲は弁置換に限定されないものと理解、認識される。

本明細書で使用する「連結する」という語は、直接的か間接的かを問わず、且つ持続的か一時的かを問わずに、接合、連結、接続、取り付け、接着、貼付、又は結合することを意味する。

本明細書に記載の実施形態は、心臓弁置換等（ただしこれに限定されない）の外科的配置及び経カテーテル的配置に適した人工弁の装置、システム、及び方法を含む。この弁は一方向弁として動作可能であり、流体圧力差に応じてリーフレットが開くと、弁が画定する弁開口部への流れが可能になり、リーフレットが閉じると、弁開口部が遮断され流れが阻止される。

本明細書に記載の実施形態は、制御されたリーフレット開放に関連する。弁リーフレットの耐久性は、開閉サイクル中にリーフレットが示す曲げ特性により概ね制御される。小半径の曲げ、ひだ、特に交差ひだがあると、リーフレットに高応力領域が発生し得る。このような高応力領域が発生すれば、反復負荷の下で穴と断裂が形成され得る。

薄く弾性の高い合成リーフレットでは、曲がるとセロファン様になる傾向があることから、制御された曲げが特に重要である。リーフレットの曲げ特性が制御されていない場合、ひだが形成されるだけでなく、ひだが交差する結果、曲げに抵抗する大きな三次元構造が形成されて、リーフレットの開閉動作が低速になる。これを回避するには、リーフレットの各部分の開放順序を制御しなければならない。

開放特性の大部分を制御する基本的物理特性として、ゾーン曲率半径、ゾーン面積という２つの特性が認知されている。平面状のゾーンは円筒より早く動き、円筒は、半径が小さいほど動きが遅く、球形ゾーンと比べれば円筒の方が早く動き、平面状のゾーンでは、面積が大きい方が早く動く、といった特性である。

後述する通り、幾つかの実施形態では、リーフレットは平らな基部を備え、この基部からリーフレット自由縁に向かってリーフレットが曲がり、ひだとバタツキは最小にされる。幾つかの実施形態では、リーフレットは平らな基部を備え、これにより特に、曲線的な基部と比べて、比較的短い弁を１つ以上提供し、血液の滞留を実質的に阻止し、基部での洗浄を促進する。

弁
図１Ａは、一実施形態による弁１００の側面図である。図１Ｂは図１Ａの弁１００の斜視図である。図２は、図１Ａの弁１００を長手方向に切断して広げ、概して管形状の弁１００の要素をより明瞭に示す側面図である。図３Ａ、３Ｂは、それぞれ開放構成時と閉鎖構成時の図１Ａの弁１００の軸線方向図である。図１Ａ、１Ｂ、３Ｂでは、特徴物を見やすくするためにリーフレット１４０が少し開いた状態を図示しているが、弁１００が完全に閉じた状態では、下流の流体圧力の影響下でリーフレット１４０の自由縁１４２同士が接合し、その結果、弁が閉じて、下流の血液が弁を介して逆流するのを阻止するものと理解される。

リーフレットフレーム
図１Ａ〜図２を参照すると、リーフレットフレーム１３０は概ね管状の部材である。リーフレットフレーム１３０は、リーフレットフレーム第１端１２１ａと、リーフレットフレーム第１端１２１ａの反対側にあるーフレットフレーム第２端１２１ｂとを有する。図３Ａに示すように、リーフレットフレーム１３０は、リーフレットフレーム外面１２６ａと、リーフレットフレーム外面１２６ａとは反対側のリーフレットフレーム内面１２６ｂとを備える。リーフレットフレーム１３０は、当技術分野でステントとして知られる構造物を備えてよい。ステントとは、経カテーテルにより経皮的に解剖学的組織に送達するのに適した小さな直径を有し、且つ解剖学的組織内での展開時に大きな直径に拡張することのできる、管状の部材である。種々の設計及び材料特性を有するステントが当技術分野において周知である。

ステントの開骨格は、幾何学的形状、及び／又は直線状、蛇行した一続きの正弦曲線等、繰り返し性を有するかを問わず、任意の数の形状構成を画定することができる。リーフレットフレーム１３０には、カットチューブ等、特定目的に適した任意の要素が含まれてよい。リーフレットフレーム１３０は、エッチング、切断、レーザー切断、又は打ち抜き加工によりチューブ又はシート材を形成してから、実質的に円柱状の構造物を形成してよい。別の方法として、ワイヤ、屈曲可能な細長片、又はその連続物等の細長い材料を曲げるか撚り合わせて、実質的に円柱状の構造物を形成して、円柱壁部が開骨格を備えるようにしてもよい。

リーフレットフレーム１３０に、金属製又はポリマー製の任意の生体適合性材料を含めてよい。リーフレットフレーム１３０に含めてよい材料として、ニチノール、コバルト−ニッケル合金、ステンレススチール、ポリプロピレン、アセチルホモポリマー、アセチルコポリマー、ｅＰＴＦＥ、その他の合金若しくはポリマー、又は本明細書に記載の通りに機能する上で充分な物理特性と機械特性を有する他の生体適合性材料が挙げられるが、これらに限定されない。

実施形態に従い、リーフレットフレーム１３０は、弁１００の経カテーテル配置を表す図４Ａに示す通り、植え込み部位と確実に係合して、弁１００を植え込み部位にしっかりと係留するように構成することができる。一実施形態によれば、リーフレットフレーム１３０は、組織開口部１５０との充分な並置関係を維持して所定位置を保てるように、弾性反跳の小さい、充分な剛性を有するフレームを含んでよい。別の一実施形態では、リーフレットフレーム１３０は、組織開口部１５０より大きな直径に拡張して、弁１００が組織開口部１５０内へと拡張した時に確実に収容されるように構成することができる。別の一実施形態では、リーフレットフレーム１３０は、組織開口部１５０等の植え込み部位と係合して弁１００を植え込み部位に固定するように構成された、１つ以上のアンカー（図示せず）を備えてよい。

弁１００を植え込み部位に連結するための他の要素又は手段も想定されるものと理解される。他の手段の例として、例えば機械的手段及び接着手段を用いて、弁１００を合成導管又は生体導管に連結することができるが、これらに限定されない。

後述するように、外科的移植に適した弁１００は、直径が固定されていてもよく、圧縮と再拡張を行うように作用する必要がないことから、ジグザグ構成を有しても有していなくてもよい。

図２を参照すると、リーフレットフレームは、間隔を空けて配置され実質的に二等辺三角形を画定する複数のフレーム要素を含み、これらのフレーム要素は、二等辺四辺形の形状を画定するリーフレット窓１３７を画定する基部要素１３８により相互に接続される。リーフレット窓の各側部１３３は、三角形の一辺と、隣接する三角形の一辺とで画定され、リーフレット窓の各基部１３４は、基部要素１３８で画定される。

再び図１Ａと図２を参照すると、リーフレットフレーム第１端１２１ａは、さらに、実質的に二等辺三角形を画定するリーフレットフレーム要素の尖部から伸びている柱１３６を備える。柱１３６は、隣接し合うリーフレット自由縁１４２同士の接着領域１４６を大きく又は広くするように、リーフレット自由縁１４２に影響を及ぼすことができる。

図５は、別の一実施形態のリーフレットフレーム１３０ａを平らな向きに広げて示した図である。リーフレットフレーム１３０は図２の実施形態と実質的に同じであるが、柱１３６がない点が異なる。

一実施形態によれば、図２及び図５が示すように、フレーム１３０は、二次元の二等辺四辺形を管形状のフレーム１３０に巻き付けることにより少なくとも部分的に決定される形状を有するフレームを備え、この二等辺四辺形は、基部１３４と、基部１３４から分岐から分岐する２つの辺１３３とを有し、隣り合う二等辺四辺形からの辺１３３が、フレーム第１端１２１ａで交わる。リーフレット１４０は点線で表示され、リーフレット窓１３７内のどの場所にリーフレット１４３が配置されるかを表し、リーフレット窓１３７は、リーフレット窓側部１３３とリーフレット窓基部１３４とで画定される。

縫合カフ
外科的移植に適した弁１００の実施形態によれば、弁１００は、図４Ｂが示すように、一実施形態のリーフレットフレーム外面の周囲にある縫合カフ１７０をさらに備える。縫合カフ１７０は、植え込み部位に連結するための縫合糸を受け取る構造を提供するように作用できる。縫合カフ１７０は、任意の適切な材料（例えばダブルベロアポリエステルが挙げられるが、これに限定されない）を含んでよい。リーフレットフレーム１３０の外側の縁部分の周りに縫合カフ１７０を配置してよい。縫合カフは当技術分野において公知である。

フィルム
フィルム１６０は、生体適合性の概して任意のシート状材料であり、実施形態に従ってリーフレット１４０をリーフレットフレーム１３０に連結するように構成される。「フィルム」という語は、特定目的に適した１つ以上の生体適合性材料の総称として使用されるものと理解される。リーフレット１４０もフィルム１６０で構成される。

一実施形態によれば、生体適合性材料であるフィルム１６０は、生物に由来せず、特定目的に対して充分な可撓性と強度を有する材料（例えば生体適合性ポリマー）である。一実施形態では、フィルム１６０は、「複合材料」と称される、エラストマーと組み合わされた生体適合性ポリマーを含む。

一実施形態では、フィルム１６０は、少なくとも部分的にリーフレットフレーム１３０とリーフレットフレーム１３０とを覆うように、概ね管状の材料で形成されてよい。フィルム１６０は、膜、複合材料、又は積層物のうちの１つ以上を含んでよい。様々な種類のフィルム１６０を以下に詳述する。

リーフレット
図１Ａと図２を参照すると、各リーフレット窓１３７にフィルム１６０等の生体適合性材料が提供され、フィルム１６０は、リーフレット窓側部１３３の一部分と連結して、リーフレット１４０を画定する。一実施形態によれば、各リーフレット１４０は、リーフレット自由縁１４２とリーフレット基部１４３とを画定する。後述するように、複数の実施形態のリーフレット基部構成を提供できることが想定される。一実施形態によれば、フィルム１６０は、リーフレット窓側部１３３の一部分とリーフレット窓基部１３４に連結し、この場合、リーフレット１４０はリーフレット窓側部１３３の当該部分とリーフレット窓基部１３４で画定される。

リーフレット１４０の形状は、リーフレット窓１３７の形状とリーフレット自由縁１４２により、部分的に画定される。図３Ａに示す通り、リーフレット１４０が完全な開位置にある時、弁１００は、実質的に円形の弁開口部１０２を呈する。リーフレット１４０が開位置にある時は、流体が弁開口部１０２を通って流れることができる。

リーフレット１４０が開位置と閉位置の間で開閉を繰り返す時、リーフレット１４０は概ね、リーフレット基部１４３の周辺と、リーフレット窓側部１３３のリーフレットとの連結部分の周辺が曲がる。弁１００が閉じている時、図３Ｂに示す通り、各リーフレット自由縁１４２の概ね半分が、隣接リーフレット１４０のリーフレット自由縁１４２の半分の隣接部分と当接する。図３Ｂに示す実施形態の３つのリーフレット１４０は、三重点１４８で交わる。リーフレット１４０が閉位置にある時、弁開口部１０２が閉鎖して流体の流れを停止する。

図３Ｂを参照すると、一実施形態によれば、各リーフレット１４０は、中央領域１８２と、中央領域１８２の両側にある２つの側部領域１８４とを含む。中央領域１８２は実質的に二等辺三角形の形状で画定され、この二等辺三角形は、中央領域両側の二辺１８３と、リーフレット基部１４３と、自由縁１４２とで画定される。中央領域両側の二辺１８３は、リーフレット基部１４３から伸びて自由縁１４２の位置に集まる。側部領域１８４の各々は、実質的に三角形の形状を有し、中央領域両側の辺１８３の一方と、リーフレット側部１４１の一方と、自由縁１４２とで画定される。

一実施形態によれば、弁１００が閉位置にあり圧力負荷がない時、２つの側部領域１８４の各々と中央領域１８２は、実質的に平面状である。

リーフレット１４０は、例えば心室や心房の収縮により血液の圧力差が発生した時（この圧力差は通常、弁１００の閉鎖時に片側に流体圧力が蓄積することにより生じる）作動するように構成することができる。弁１００の流入側の圧力が弁１００の流出側圧力より高くなると、リーフレット１４０が開き、開いたリーフレットを通って血液が流れる。弁１００を通った血液が近くのチャンバ又は血管に流れると、圧力が等しくなる。弁１００の流出側圧力が弁１００の流入側血圧より高くなると、リーフレット１４０が元の閉位置に戻り、弁１００の流入側を通じた血液の逆流を概ね防止する。

実施形態に従い、リーフレットフレーム１３０は、特定目的に適した任意の数のリーフレット窓１３７を備えてよく、ゆえに任意の数のリーフレット１４０を備えてよいものと理解される。リーフレットフレーム１３０は、１つ、２つ、３つ、又はそれ以上の数のリーフレット窓１３７を備え、これらに対応する数のリーフレット１４０を備えることが想定される。

リーフレットフィルム
リーフレット１４０を構成する生体適合性材料は、充分な柔軟性と可撓性を有する、生体適合性の任意の生物組織材料又は合成材料（例えば生体適合性ポリマー）を含んでよい。一実施形態では、リーフレット１４０は、「複合材料」と称される、エラストマーと組み合わされた生体適合性ポリマーを含む。一実施形態による材料は、フィブリル配列内に複数の空間を含む延伸フルオロポリマー膜と、エラストマー材料とを含む複合材料を含む。本開示の範囲を逸脱することなく、複数の種類のフルオロポリマー膜と、複数の種類のエラストマー材料とを組み合わせて積層物を形成できることを理解すべきである。また、本開示の範囲を逸脱することなく、エラストマー材料に複数のエラストマーを含めてよく、複数の種類の非エラストマー成分（例えば無機充填剤、治療剤、放射線不透過性マーカー、又は同種のもの）を含めてよいことも理解すべきである。

一実施形態によれば、複合材料は、例えばＢａｃｉｎｏに対する米国特許第７，３０６，７２９号明細書に概要が記載されている多孔質ｅＰＴＦＥ膜で作られた、延伸フルオロポリマー材料を含む。

上記延伸フルオロポリマー材料の形成に使われる延伸可能フルオロポリマーには、ＰＴＦＥホモポリマーが含まれていてよい。別の実施形態では、ＰＴＦＥ、延伸可能な修飾ＰＴＦＥ、及び／又はＰＴＦＥの延伸コポリマーのブレンドを使用してよい。適切なフルオロポリマー材料の非限定的な例は、例えば、Ｂｒａｎｃａに対する米国特許第５，７０８，０４４号明細書、Ｂａｉｌｌｉｅに対する米国特許第６，５４１，５８９号明細書、Ｓａｂｏｌらに対する米国特許第７，５３１，６１１号明細書、Ｆｏｒｄに対する米国特許出願第１１／９０６，８７７号明細書、及びＸｕらに対する米国特許出願第１２／４１０，０５０号明細書に記載されている。

延伸フルオロポリマー膜には、所望のリーフレット性能を達成するための任意の適切な微細構造が含まれていてよい。一実施形態によれば、延伸フルオロポリマーは、例えばＧｏｒｅに対する米国特許第３，９５３，５６６号明細書に記載されているような、フィブリルで相互接続されたノードからなる微細構造を含む。ノードからフィブリルが放射状に複数方向に伸びており、膜は概して均質な構造を有する。この微細構造を有する膜は、直交する２方向のマトリクス引張り強度の比が典型的に２未満を示し、場合によっては１．５未満を示すことができる。

別の一実施形態では、延伸フルオロポリマーは、Ｂａｃｉｎｏに対する米国特許第７，３０６，７２９号明細書に概要が教示されているように、実質的にフィブリルのみからなる微細構造を有する。実質的にフィブリルのみを有する延伸フルオロポリマー膜は、２０ｍ²／ｇ超、或いは２５ｍ²／ｇ超もの大きな表面積を有することができ、幾つかの実施形態では、上記延伸フルオロポリマー膜は、直交する２方向のマトリクス引張り強度の積が少なくとも１．５×１０⁵ＭＰａ²、及び／又は直交する２方向のマトリクス引張り強度の比が４未満、場合によっては１．５未満を有する、高度にバランスの取れた強度の材料を提供できる。

所望のリーフレット性能を達成するため、延伸フルオロポリマー膜を調整して任意の適切な厚さ及び質量にすることができる。例えば、非限定的な例では、リーフレット１４０は、約０．１μｍ厚さの延伸フルオロポリマー膜を含む。また、延伸フルオロポリマー膜は、約１．１５ｇ／ｍ²の単位面積当たり質量を有し得る。本発明の一実施形態による膜は、長手方向と横断方向のマトリクス引張り強度として、それぞれ約４１１ＭＰａ、３１５ＭＰａを有し得る。

所望されるリーフレット特性を強化するため、追加の物質を膜の細孔、膜の物質内、又は膜の層間に組み込んでよい。所望のリーフレット性能を達成するため、本明細書に記載の複合材料を調整して任意の適切な厚さ及び質量にしてよい。実施形態による複合材料は、フルオロポリマー膜を含んでよく、厚さが約１．９μｍ、単位面積当たり質量が約４．１ｇ／ｍ²であってよい。

エラストマーと組み合わされて複合材料を形成する延伸フルオロポリマーは、本開示の各種要素に対して、高サイクルの屈曲性インプラント用途（心臓弁リーフレット等）で必要とされる性能特性を種々の方法で提供する。例えばエラストマーを添加すると、ｅＰＴＦＥのみの材料に見られる硬化が解消又は低減され、リーフレットの疲労特性を改善することができる。加えて、結果的に性能低下を招くおそれのある永続的なひずみ変形（しわ、ひだ等）が材料に生じる可能性を低減することもできる。一実施形態では、延伸フルオロポリマー膜の多孔質構造内にある細孔容積又は空間の実質的に全部を、エラストマーが占有する。別の一実施形態では、少なくとも１つのフルオロポリマー層の実質的に全部の細孔にエラストマーが存在する。エラストマーが細孔容積を埋め、或いはエラストマーが実質的に全部の細孔に存在することにより、異物が不要に複合材料に組み込まれ得る空間が減少する。異物とは、例えば、血液との接触により膜に引き込まれる可能性のあるカルシウムである。例えば心臓弁リーフレットで使われる複合材料にカルシウムが取り込まれると、開閉サイクルの間に機械的損傷が発生する可能性があり、その結果、リーフレットに穴が形成され血行動態が悪化することになる。

一実施形態では、ｅＰＴＦＥと組み合わされるエラストマーは、例えばＣｈａｎｇらに対する米国特許第７，４６２，６７５号明細書に記載されているような、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）とパーフルオロメチルビニルエーテル（ＰＭＶＥ）の熱可塑性コポリマーである。上述の通り、エラストマーは、延伸フルオロポリマー膜内の間隙又は細孔の実質的に全部を占有して複合材料を形成するように、延伸フルオロポリマー膜と組み合わされる。延伸フルオロポリマー膜の細孔に上記のようにエラストマーを充填するには、様々な方法を使用できる。一実施形態では、延伸フルオロポリマー膜の細孔に充填する方法は、溶媒にエラストマーを溶解させるステップと、溶媒を蒸発させて充填物を残すステップとを含み、この溶媒は、延伸フルオロポリマー膜の細孔の一部分又は全部に流入させるのに適した粘度及び表面張力を有する溶液を作成するのに適した溶媒である。

一実施形態では、複合材料は、２層のｅＰＴＦＥ外層と、その間に設けられた１層のフルオロエラストマー内層の計３層を含む。この他のフルオロエラストマーも適切であり得、これらはＣｈａｎｇらに対する米国特許出願公開第２００４／００２４４４８号明細書に記載されている。

別の一実施形態では、延伸フルオロポリマー膜の細孔に充填する方法は、分散物を介して充填物を送達して、延伸フルオロポリマー膜の細孔の一部分又は全部に充填するステップを含む。

別の一実施形態では、延伸フルオロポリマー膜の細孔に充填する方法は、エラストマーが延伸フルオロポリマー膜の細孔に流入できる熱条件及び／又は圧力条件下において、多孔質延伸フルオロポリマー膜をシート状エラストマーと接触させるステップを含む。

別の一実施形態では、延伸フルオロポリマー膜の細孔に充填する方法は、最初に細孔にエラストマーのプレポリマーを充填してから、エラストマーを少なくとも部分的に硬化させることにより、延伸フルオロポリマー膜の細孔の中でエラストマーを重合させるステップを含む。

エラストマーが最小重量パーセントに達した後、フルオロポリマー材料又はｅＰＴＦＥで作られたリーフレットの性能は、エラストマーの割合が増加するほど概ね向上し、結果としてサイクル寿命が有意に増加した。一実施形態では、ｅＰＴＦＥと組み合わされるエラストマーは、例えばＣｈａｎｇに対する米国特許第７，４６２，６７５号明細書及び当業者に知られている他の文献に記載されているような、テトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルの熱可塑性コポリマーである。リーフレットとして使用するのに適切であり得る他の生体適合性ポリマーの例として、ウレタン類、シリコーン類（有機ポリシロキサン類）、ケイ素−ウレタンのコポリマー、スチレン／イソブチレンのコポリマー、ポリイソブチレン、ポリエチレン−ｃｏ−ポリ（酢酸ビニル）、ポリエステルコポリマー、ナイロンコポリマー、フッ化炭化水素ポリマー及びコポリマー、これらの各々の混合物が挙げられるが、これらに限定されない。

他の留意事項
一実施形態によれば、植え込み時に左心室の索枝を覆わないことにより、大動脈弁置換術で遭遇し得るような心臓刺激伝導系との干渉を防止するように弁１００を構成できる。例えば、弁１００の長さを約２５ｍｍ未満又は約１８ｍｍ未満にしてよい。また、弁１００のアスペクト比（弁１００の長さと拡張時の機能的直径との間の関係を表す比率）を１未満にしてよい。しかしながら、弁１００は任意の長さで構成してよく、より一般的には所望の寸法で構成してよい。

経カテーテル送達に適した弁１００の一実施形態によれば、弁１００は、より小さい直径の折り畳み構成へと圧縮し、且つ拡張構成へと拡張できるので、折り畳み構成時の弁１００をカテーテルを介して送達でき、図４Ａに示すように、展開時に組織開口部１５０の中で拡張できる。リーフレットフレーム１３０は、折り畳み構成から拡張構成に移行する時に、外周の均一性を復元するように作用できる。

弁１００は生物活性剤をさらに含んでよい。弁１００を植え込んだ後に薬剤が制御放出されるように、フィルム１６０の一部又は全体に生物活性薬剤をコーティングしてよい。生物活性薬剤の例として、血管拡張薬、抗凝固薬、抗血小板薬、抗血栓薬（ヘパリン等）が挙げられるが、これらに限定されない。他の生物活性薬剤の例として、ビンカアルカロイド（即ちビンブラスチン、ビンクリスチン、及びビノレルビン）、パクリタキセル、エピジポドフィロトキシン（即ちエトポシド、テニポシド）、抗生物質（ダクチノマイシン（アクチノマイシンＤ）ダウノルビシン、ドキソルビシン、イダルビシン）、アントラサイクリン、ミトキサントロン、ブレオマイシン、プリカマイシン（ミトラマイシン）、及びマイトマイシン、酵素（Ｌ−アスパラギンを全身的に代謝し、独自のアスパラギンを合成する能力を持たない細胞を取り除くＬ−アスパラギナーゼ）等の天然産物を含む抗増殖／有糸分裂阻害剤；Ｇ（ＧＰ）ＩＩｂ／ＩＩＩａ阻害剤、ビトロネクチン受容体アンタゴニスト等の抗血小板薬；ナイトロジェンマスタード（メクロレタミン、シクロホスファミド及び類似体、メルファラン、クロラムブシル）、エチレンイミン及びメチルメラミン（ヘキサメチルメラミン、チオテパ）、スルホン酸アルキル−ブスルファン、ニトロソ尿素（カルムスチン（ＢＣＮＵ）及び類似体、ストレプトゾシン）、トラゼン−ダカルバジニン（trazenes-dacarbazinine）（ＤＴＩＣ）等の抗増殖／抗有糸分裂アルキル化剤；葉酸類似体（メトトレキサート）、ピリミジン類似体（フルオロウラシル、フロクスウリジン、及びシタラビン）、プリン類似体及び関連阻害剤（メルカプトプリン、チオグアニン、ペントスタチン、及び２−クロロデオキシアデノシン｛クラドリビン｝）等の抗増殖／抗有糸分裂代謝拮抗薬；白金配位錯体（シスプラチン、カルボプラチン）、プロカルバジン、ヒドロキシ尿素、ミトタン、アミノグルテチミド；ホルモン（即ちエストロゲン）；抗凝固薬（ヘパリン、合成ヘパリン塩類、及び他のトロンビン阻害剤）；血栓溶解薬（組織プラスミノゲン活性化因子、ストレプトキナーゼ、ウロキナーゼ等）、アスピリン、ジピリダモール、チクロピジン、クロピドグレル、アブシキマブ；抗遊走薬（antimigratory）；抗分泌薬（ブレベルジン）；抗炎症薬、例えば副腎皮質ステロイド（コルチソル、コルチゾン、フルドロコルチゾン、プレドニゾン、プレドニゾロン、６α−メチルプレドニゾロン、トリアムシノロン、ベタメタゾン、デキサメタゾン）、非ステロイド系薬（サリチル酸誘導体、即ちアスピリン；パラアミノフェノール誘導体、即ちアセトミノフェン；インドール及びインデン酢酸（インドメタシン、スリンダク、及びエトドラク）、ヘテロアリール酢酸（トルメチン、ジクロフェナク、及びケトロラク）、アリールプロピオン酸（イブプロフェン及び誘導体）、アントラニル酸（メフェナム酸、メクロフェナム酸）、エノール酸（ピロキシカム、テノキシカム、フェニルブタゾン、及びオキシフェンタトラゾン）、ナブメトン、金化合物（オーラノフィン、オーロチオグルコース、金チオリンゴ酸ナトリウム）；免疫抑制剤（シクロスポリン、タクロリムス（ＦＫ−５０６）、シロリムス（ラパマイシン）、アザチオプリン、ミコフェノール酸モフェチル）；血管形成剤、血管内皮増殖因子（ＶＥＧＦ）、線維芽細胞増殖因子（ＦＧＦ）；アンジオテンシン受容体遮断薬；一酸化窒素供与体；アンチセンスオリジオヌクレオチド、及びその組み合わせ；細胞周期阻害剤、ｍＴＯＲ阻害剤、増殖因子受容体シグナル伝達キナーゼ阻害剤；レチノイド（retenoids）；サイクリン／ＣＤＫ阻害剤；ＨＭＧコエンザイムレダクターゼ阻害剤（スタチン）；プロテアーゼ阻害剤等の薬剤が挙げられるが、これらに限定されない。

経カテーテル送達システム
図４Ａを参照すると、一実施形態では、弁送達システム５００は、上述のような折り畳み構成と拡張構成を有する弁１００と、細長い可撓性カテーテル４８０（例えばバルーンカテーテル）とを備え、カテーテルを介して弁１００を展開するように構成される。カテーテル４８０は、弁１００を拡張させ、且つ／又は必要に応じて弁１００を微調整して確実に配置させるためのバルーンを備えてよい。脈管構造を通じて送達するために、弁１００をカテーテル４８０の遠位部分に取り付けてよい。折り畳み構成時の弁をカテーテル４８０上に保持する目的で、弁送達システムは、経カテーテル弁１００にぴったりとフィットする取り外し可能シース（図示せず）をさらに備えてよい。

送達方法には、弁を折り畳み構成へと半径方向に圧縮して、遠位端と近位端を有する細長い可撓性カテーテルの遠位端に設置するステップと、経大腿経路又は経心尖経路を介して弁を組織開口部（例えば天然大動脈弁口）に送達するステップと、弁を拡張させながら組織開口部に挿入するステップとが含まれ得る。バルーンを膨張させることにより弁を拡張させてよい。

送達方法には、弁を折り畳み構成へと半径方向に圧縮して、遠位端と近位端を有する細長い可撓性カテーテルの遠位部分に設置するステップが含まれ得る。弁の開口部とカテーテルの管腔を通過する係留具に拘束具を接続してよく、この拘束具を弁の柱の周りに装着する。次に、送達経路を介して弁を天然弁開口部（例えば天然大動脈弁開口部）に送達し、天然開口部に挿入しながら拡張させる。送達経路には、経大腿経路又は経心尖経路が含まれ得る。バルーンを膨張させることにより弁を拡張させてよい。

外科的実施形態
上記実施形態の弁１００を、経カテーテル手法を用いる代わりに外科的に植え込んでもよいと理解される。外科的に植え込まれる弁１００の実施形態は、上記実施形態と実質的に同じであり得るが、一実施形態によれば、図４Ｂに示す通り、リーフレットフレーム外面１２６ａに隣接して縫合カフが追加される。縫合カフは、当技術分野において周知であり、弁１００を植え込み部位（例えば組織開口部）に連結するための縫合糸を受け取る構造を提供するように作用できる。縫合カフは、任意の適切な材料（例えばダブルベロアポリエステルが挙げられるが、これに限定されない）を含んでよい。縫合カフは、リーフレットフレーム１３０の基部の周囲に配置してもよく、リーフレットフレームが従属する弁の周囲に配置してもよい。

製作方法
本明細書に記載の実施形態は、本明細書に記載の実施形態の弁１００を製作する方法にも関連する。円筒形のマンドレル７１０を使用して各種実施形態を製作できる。図６を参照すると、マンドレル７１０は、表面にリーフレットフレーム１３０を受け入れるように作用できる構造形態を含む。弁１００の製作方法の一実施形態は、マンドレル７１０の周囲に第１フィルム層１６０（例えば、本明細書に記載の複合材料）を管形状に形成するステップと、図６に示すように第１フィルム層１６０にリーフレットフレーム１３０をかぶせるステップと、リーフレットフレーム１３０の上に第２フィルム層１６０を形成するステップと、組立体を熱で固定するステップと、図７Ａ、７Ｂに示すように切断マンドレル７１２の上に組立体を受け入れるステップと、リーフレット窓１３７内のリーフレット窓上部を横切ってフィルム１６０を切断するステップとを含む。

好ましい実施形態において、下記の工程に従って、複合材料（延伸フルオロポリマー膜とエラストマー材料とを有し、半剛性で折り畳み不能の金属フレームに連結される複合材料）で形成されたポリマーリーフレットと、さらに歪み緩和物（strain relief）とを有する心臓弁を製作した。

焼入れ処理された、ある一定長さのＭＰ３５Ｎコバルトクロム管をレーザー加工して、直径２６．０ｍｍ、壁厚０．６ｍｍの形状のリーフレットフレーム１３０を作成した。リーフレットフレームを電解研磨すると、各表面から０．０１２７ｍｍの材料が除去され、丸くなった縁が残った。リーフレットフレームに粗面化処理を行って、リーフレットフレームに対するリーフレットの接着性を高めた。リーフレットフレームをアセトン超音波浴に約５分浸して洗浄した。次に、一般に当業者に知られている機器（例えば、カリフォルニア州コロナのＰＶＡＴｅＰＬａＡｍｅｒｉｃａ社のＰｌａｓｍａＰｅｎ）及び方法を使用して、金属製フレーム全体をプラズマ処理した。この処理は、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）接着剤の湿潤を向上させるのにも役立った。

次に、リーフレットフレームにＦＥＰ粉末（ダイキンアメリカ社、ニューヨーク州オレンジバーグ）を施した。より具体的には、ＦＥＰ粉末を密閉ブレンド装置（例えば標準の料理用ミキサー）内で撹拌して、空気を含んだ「雲」を形成し、この「雲」の中にリーフレットフレームを浮かせた。リーフレットフレームの表面全体に均一な粉末層が付着するまで、リーフレットフレームをＦＥＰ粉末の「雲」にさらした。次に、３２０℃に設定された強制空気オーブン内でリーフレットフレームを約３分静置することにより、熱処理を施した。その結果、粉末が溶けて、薄い被膜の形でリーフレットフレーム全体に付着した。リーフレットフレームをオーブンから取り出し、静置してほぼ室温になるまで冷ました。

歪み緩和物を以下の方法でリーフレットフレームに取り付けた。壁厚の薄い（１２２μｍ）焼結済みの１５ｍｍ径ｅＰＴＦＥ管を、先細のマンドレルにかぶせて半径方向に引き伸ばすことにより２４．５ｍｍの通気性金属マンドレルの表面に配置した。一続きのＦＥＰコーティングを有する実質的に無孔のｅＰＴＦＥ膜２層を、ＦＥＰ側をマンドレルに向けた状態でマンドレルの外周に巻き付けた。上記のように巻き付けたマンドレルを、３２０℃に設定された対流式オーブンに入れて２０分間加熱した。ｅＰＴＦＥと実質的に無孔のｅＰＴＦＥ膜とを併せて内部剥離ライナーとして機能させ、メスの刃で穴あけしてマンドレルの通気孔間に圧力が伝わるようにした。この剥離ライナーは、後工程で全て除去される。

壁厚が厚く（９９０μ）部分的に焼結された、長さ５ｃｍ、内径２２ｍｍのｅＰＴＦＥ管（密度＝０．３ｇ／ｃｍ³）を、剥離ライナーと共に２４．５ｍｍの通気性金属マンドレルの表面に配置した。より直径の大きいマンドレルを収容できるように、ｅＰＴＦＥ管を先細のマンドレルで引き伸ばすことにより、ｅＰＴＦＥ管の内径を大きくした。

溶融押し出しと引き伸ばしを用いて、タイプ１のＦＥＰ薄膜（４μｍ）（ＡＳＴＭＤ３３６８）を形成した。５ｃｍ長さの上記ｅＰＴＦＥ管に１層のＦＥＰを巻き付けた。

ＦＥＰ粉末が付着したリーフレットフレームを、通気性金属マンドレル上の、全長５ｃｍのｅＰＴＦＥ管とＦＥＰフィルムの概ね中央位置に配置した。

リーフレットフレーム及び５ｃｍ長さのｅＰＴＦＥ管に１層のＦＥＰを巻き付けた。

長さ５ｃｍ、厚さ９９０μｍ、内径２２ｍｍの第２のｅＰＴＦＥ管を、先細のマンドレルで半径方向に引き延ばして、より大きな直径の構築物を収容できるようにして、２４．５ｍｍの通気性金属マンドレルに層状に形成された組立体の上に配置した。

実質的に無孔のｅＰＴＦＥ膜を上記構築物より直径の大きい円筒状に構成し、組立体にかぶせて、いわゆる犠牲管を形成した。焼結ｅＰＴＦＥ繊維（例えばＧｏｒｅ（登録商標）Ｒａｓｔｅｘ（登録商標）ＳｅｗｉｎｇＴｈｒｅａｄ、部品番号Ｓ０２４Ｔ２、デラウェア州ニューアーク）を用いて犠牲管の両端を密閉し、マンドレルを保護した。

マンドレルの内側は真空を維持しながら、上記犠牲管の外側に１００ｐｓｉの空気圧を加えることのできる対流式オーブン（設定温度３９０℃）の中で、組立体（マンドレルを含む）を加熱した。マンドレルの温度（マンドレルの内径に直接接する熱電対で測定した温度）が約３６０℃に達するまで、組立体を４０分間加熱した。オーブンから組立体を取り出し、圧力１００ｐｓｉと真空条件を維持したまま静置してほぼ室温まで冷ました。

次に、犠牲管を取り外した。組立体を外しやすくするため、マンドレルの内径に約３０ｐｓｉの圧力を加えた。内部の剥離ライナーを反転させ軸線方向に引き離すことにより、組立体の内径から内部剥離ライナーを剥がした。

ポリマー材料をメスで切り整えてからリーフレット窓とリーフレットフレーム底部から除去し、約０．５〜１．０ｍｍの材料が張り出した状態にした。

次にリーフレット材料を準備した。ｅＰＴＦＥ膜は、米国特許第７，３０６，７２９号明細書で概説されている教示内容に従って製造されたものである。このｅＰＴＦＥ膜は、単位面積当たり質量０．４５２ｇ／ｍ²、厚さ約５０８ｎｍ、マトリクス引張り強度は長手方向が７０５ＭＰａ、横断方向が３８５ＭＰａであった。この膜にフルオロエラストマーを吸収させた。このコポリマーは、約６５〜７０重量パーセントのパーフルオロメチルビニルエーテルと、それと相補的な約３５〜３０重量パーセントのテトラフルオロエチレンから本質的になる。

フルオロエラストマーを２．５％濃度のＮｏｖｅｃＨＦＥ７５００（３Ｍ、ミネソタ州セントポール）に溶かした。（ポリプロピレン剥離フィルムで支えられた）ｅＰＴＦＥ膜に溶液をマイヤーバーで塗布し、１４５℃に設定された対流式オーブンに入れて３０秒間乾燥させた。２回のコーティング工程後の最終のｅＰＴＦＥ／フルオロエラストマー即ち複合材料は、単位面積当たり質量が１．７５ｇ／ｍ²、フルオロポリマー２９．３重量％、ドーム破裂強度（dome burst strength）が約８．６ＫＰａ、厚さが０．８１μｍであった。

最終のリーフレットは、２８．２２重量％のフルオロポリマーで構成され、厚さは５０．３μｍであった。個々のリーフレットは２６層の複合材料を有し、厚さ／層数の比率は１．９３μｍであった。

得られた弁は、複数層のフルオロポリマー層を有する複合材料で形成されたリーフレットを備え、この複数層のフルオロポリマー層は複数の孔を有し、これらのフルオロポリマー層の実質的に全部の孔にエラストマーが存在していた。各リーフレットは、図３Ｂに例示する閉位置（弁を通って流体が流れるのを実質的に阻止する位置）と、図３Ａに例示する開位置（弁を通って流体が流れるのを可能にする位置）との間を移動可能であった。

リアルタイムのパルスデュプリケータを用いて、弁を横切る典型的な解剖学的圧力と流れを測定することにより、弁リーフレットの性能の特性を評価した。下記の工程で流れ性能の特性を評価した。

弁組立体をシリコーン製の環状リング（支持構造物）に嵌め込み、引き続きリアルタイムパルスデュプリケータで評価できるようにした。嵌め込みは、パルスデュプリケータの製造者（ＶｉＶｉｔｒｏＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社、カナダ国ブリティッシュコロンビア州ビクトリア）の推奨事項に従って行った。

嵌め込んだ弁組立体を、リアルタイム左心流パルスデュプリケータシステムの中に配置した。この流体流パルスデュプリケータシステムはＶＳＩＶｉｖｉｔｒｏＳｙｓｔｅｍｓ社（カナダ国ブリティッシュコロンビア州ビクトリア）から提供され、以下の構成部品を備えていた。スーパーポンプサーボパワー増幅器、部品番号ＳＰＡ３８９１；スーパーポンプヘッド、部品番号ＳＰＨ５８９１Ｂ、シリンダ面積３８．３２０ｃｍ²；弁ステーション／固定具；波形発生器ＴｒｉＰａｃｋ、部品番号ＴＰ２００１；センサインタフェース、部品番号ＶＢ２００４；センサ増幅部品、部品番号ＡＭ９９９１；矩形波電磁流量計（カロライナメディカルエレクトロニクス社、米国ノースカロライナ州イーストベンド）。

一般に、流体流パルスデュプリケータシステムでは、固定変位量のピストンポンプを用いて試験中に弁を通過する所望の流体流量を発生させる。

この心臓流体流パルスデュプリケータシステムを調整して、所望の流量（５Ｌ／分）、平均圧（１５ｍｍＨｇ）、擬似脈拍（７０ｂｐｍ）を生成するようにした。試験対象の弁を、約５〜２０分間反復動作させた。

右心室圧、肺動脈圧、流量、ポンプピストン位置を含む、試験期間中の圧力データと流量データを測定し回収した。弁の特性評価に用いたパラメータは、有効開口部面積と逆流率である。有効開口部面積（ＥＯＡ：effective orifice area）は次式により計算できる。
ＥＯＡ（ｃｍ²）＝Ｑ_rms／（５１．６＊（ΔΡ）^1/2）
（式中、Ｑ_rmsは収縮期／拡張期流量（ｃｍ³／ｓ）の二乗平均平方根、ΔΡは収縮期／拡張期平均血圧低下（ｍｍＨｇ）である。）

弁の流体力学的性能を表す別の測定値として、逆流率（弁を通って逆流した流体又は血液の量を一回拍出量で割った値）を使用した。

加速摩耗試験の前に流体力学的性能を測定した。流体力学的性能値は、ＥＯＡ＝２．４ｃｍ²、逆流率＝１１．９４％であった。

上記実施形態の精神又は範囲から逸脱することなく上記実施形態を様々に修正及び変形できることは、当業者には明らかであろう。このように、添付の請求項及びその均等物の範囲に入ることを条件として、上記実施形態は、上記実施形態の修正物及び変形物に及ぶことが意図されている。

Claims

複数のリーフレットを備える人工弁であって、各リーフレットは、中央領域と該中央領域の反対側にある２つの側部領域とを含み、前記中央領域は、２つの中央領域側部、リーフレット基部、及びリーフレット自由縁によって画定される略二等辺三角形の形状により画定され、前記２つの中央領域側部は、前記リーフレット基部から集まり、そして、前記２つの側部領域の各々は略三角形の形状を有し、かつ各々は中央領域側部の１つ、リーフレット側部の１つ及びリーフレット自由縁により画定され、前記リーフレット基部は直線状である、人工弁。
前記人工弁が非加圧条件下で閉位置にある時、前記２つの側部領域の各々と前記中央領域とが略平面状である、請求項１に記載の人工弁。
前記弁がリーフレット窓を有するフレームを含み、前記リーフレット窓の各々がリーフレット窓側部及びリーフレット窓基部により画定されており、そして、前記複数のリーフレットの各々が前記リーフレット窓内に位置する、請求項１又は２に記載の人工弁。
前記フレームが、基部要素により相互接続された略二等辺三角形を画定し、かつ二等辺四辺形の形状を有するリーフレット窓を画定する、間隔を空けて配置された複数のフレーム要素を含む、請求項３に記載の人工弁。
各リーフレットが、リーフレットフレーム要素から伸びているか、あるいはリーフレットフレーム要素に隣接しかつリーフレットフレーム要素から間隔を空けて配置されている、請求項３又は４に記載の人工弁。
各リーフレットは生体適合性材料で提供されたフィルムにより画定され、前記フィルムが前記リーフレット窓側部の部分に結合する、請求項３〜５のいずれか１項に記載の人工弁。
前記リーフレットフレームがカットチューブを含むか、前記リーフレットフレームがエッチング、レーザー切断、又は打ち抜き加工によりシート材を形成してから、円柱状の構造物を形成するか、あるいは、前記リーフレットフレームが曲げるか撚り合わせた細長い材料から形成され、略柱状の構造を形成する、請求項３〜６のいずれか１項に記載の人工弁。
前記リーフレットフレームが、植え込み部位と係合して弁を植え込み部位に固定するように構成された、１又は複数のアンカーを含む、請求項３〜７のいずれか１項に記載の人工弁。
前記リーフレットフレームが金属又は生体適合性ポリマー材料を含む、請求項３〜８のいずれか１項に記載の人工弁。
前記リーフレットの各々が生体適合性ポリマーを含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の人工弁。
前記リーフレットの各々がエラストマーと組み合わされた生体適合性ポリマーから形成された複合材料を含む、請求項１０に記載の人工弁。
前記複合材料が、延伸フルオロポリマー膜、例えば多孔質ｅＰＴＦＥを含む、請求項１１に記載の人工弁。
前記エラストマーがテトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルのコポリマーである、請求項１２に記載の人工弁。
前記エラストマーが前記ｅＰＴＦＥ膜の実質的にすべての孔に存在する、請求項１１又は１２に記載の人工弁。
前記弁が人工心臓弁である、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の人工弁。