具有隔膜孔闭合末端组件的经导管瓣膜递送系统
本发明专利申请是国际申请号为PCT/US2017/035304，国际申请日为2017年5月31日，进入中国国家阶段的申请号为201780030112.3，名称为“具有隔膜孔闭合末端组件的经导管瓣膜递送系统”的发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本非临时专利申请要求于2016年6月2日提交的名称为“具有隔膜孔闭合末端组件的经导管瓣膜递送系统”的美国临时专利申请序列号62/344,869的申请日的权益，该临时专利申请的全部教示内容以参见的方式纳入本文。
背景
本公开涉及用于递送诸如假体二尖瓣之类的带支架假体心脏瓣膜的递送系统。更具体地，本发明涉及经导管心脏瓣膜递送系统，这些系统具有可部署的末端组件，例如用于闭合心脏隔膜孔或穿孔。
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闭合。狭窄和机能不全可能在同一个瓣膜中伴随发生。瓣膜功能障碍的影响不同，且反流或回流通常对患者造成相对严重的生理后果。
病变的或者以其它方式有缺陷的心脏瓣膜可使用各种不同类型的心脏瓣膜手术来修复或置换。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，已开发出侵入性最小化的方法以便基于导管而在博动的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。总体而言，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收缩，并在于天然瓣膜处或天然瓣膜内部署时扩张。对于带支架的假体心脏瓣膜的设计的其中一种类型，支架框架形成为自扩张的。带瓣膜的支架褶缩(crimped)到期望的尺寸，并在套管中保持在该压缩状态、或者通过其它方式用于经腔递送。将该套管从带瓣膜的支架缩回(或者进行其它释放操作)允许支架自扩张到较大的直径，固定在天然瓣膜位置处。更通常而言，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，则支架框接着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，该文献的内容以参见的方式全部纳入本文。瓣膜支架的另一种类型可以是最初地以扩张的或未受压缩的状态来提供，然后被褶缩或压缩在导管的球囊部分周围。该球囊随后膨胀，以使假体心脏瓣膜扩张并部署。
任何特定的经导管的假体心脏瓣膜的实际形状和构造至少在一定程度上取决于所要置换或修补的瓣膜(例如，二尖瓣、三尖瓣、主动脉瓣或肺动脉瓣)。支架框架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，从而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。
其它诸如尺寸和/或长度之类的基于解剖的约束可以放置在经导管递送系统上。例如，当经由某些进路(approach)技术进入某些瓣膜时，由于解剖空间的限制可能难以部署常规压缩和递送的假体心脏瓣膜(例如，当经由经中隔(trans-septal)进路而进入二尖瓣时，在左心房中可能只存在有限的空间用于定位和操纵递送系统以实现假体瓣膜的部署)。使用更大的带支架的假体瓣膜设计会更难以解决这些解剖限制。
假体心脏瓣膜的经中隔递送的另一个显著的递送阻碍是中隔壁。为了提供使假体心脏瓣膜和递送装置通过中隔壁的通道，在中隔壁上形成孔。在某些情况下，这个孔可能比医师认为可以安全地留在中隔壁中的孔更大，而在这些情况下，需要在手术结束时闭合孔。
本发明公开内容解决了有关领域中的问题和限制。
概述
本公开的方面涉及一种递送装置，该递送装置构造成将带支架的假体心脏瓣膜递送并部署到有缺陷的诸如二尖瓣之类的天然心脏瓣膜处。递送装置可包括递送套管组件、支承轴组件和末端组件。递送装置构造成提供装载状态，在装载状态下中带支架的假体心脏瓣膜在支承轴组件上被压缩并保持在递送套管组件的囊状件(capsule)内。末端组件构造成提供递送状态，在递送状态下末端组件被压紧以供递送通过患者的脉管和中隔壁，并且还提供扩张的部署状态以用于闭塞中隔壁中的孔，在带支架的假体心脏瓣膜的递送期间通过该孔插入递送装置。在将带支架的假体心脏瓣膜植入有缺陷的瓣膜之后，将末端组件定位在孔附近并从支承轴组件释放。一旦就位，末端组件就可以从递送状态过渡到部署状态。在部署状态下，末端组件的至少一端的直径扩大，以使直径大于隔膜穿孔或孔的直径。闭塞孔以将末端组件保持在位，每个臂可包括一个或多个附连于孔并从孔延伸的倒钩。倒钩构造成在过渡到部署状态之后接合孔近侧的组织。一旦固定到位，当将递送装置的其它部件从患者体内取出时，就使末端组件从支承轴组件上脱离并留在中隔壁内。
本公开的方面还涉及治疗有缺陷的心脏瓣膜(例如，二尖瓣)的方法，包括在使用相同的递送装置部署带支架的假体心脏瓣膜之后，在移除递送装置之前用递送装置闭合中隔壁中的孔。一种示例性方法通常包括在患者心脏的中隔壁中形成孔、引导递送装置的远侧区域穿过孔、从递送装置部署带支架的假体心脏瓣膜以将带支架的假体心脏瓣膜植入有缺陷的心脏瓣膜、以及将递送装置的末端组件植入中隔壁的孔中以闭塞孔。在末端组件近侧的递送装置的其余部件从末端组件脱开并从患者体内取出，留下植入中隔壁中的末端组件。本文公开的各种递送装置和方法减少了手术时间和复杂性。
附图简介
图1是可用于本文公开的装置和方法的示例性带支架的假体心脏瓣膜的侧视图。
图2是用于递送图1所示的带支架的假体心脏瓣膜的示例性递送装置的局部分解立体图。
图3是图2所示的组装的递送装置的俯视图。
图4是图2-3所示的递送装置的示意图，递送装置通过中隔壁将带支架的假体心脏瓣膜(不可见)递送到有缺陷的天然二尖瓣(以剖视图显示)。
图5是图2-3所示的递送装置的一个示例性末端组件的侧剖视图；其中，末端组件以组装的第一递送状态示出。
图6是图5所示的末端组件的臂组件的立体图。
图7是部分组装的图5所示的末端组件的立体剖视图。
图8是在组装的、第二递送状态下的图5和7所示的末端组件的立体剖视图。
图9是邻近中隔壁的孔的图5所示的末端组件的侧剖视图；其中，臂组件朝向中隔壁向近侧拉动，以将末端组件定位在部分部署状态。
图10是图5所示的末端组件的侧剖视图，其中臂组件已被进一步向近侧拉动，以在部署状态下接合中隔壁。
详述
现参考附图描述本申请的具体实施例，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”和“向近侧”是靠近临床医生的位置或沿朝向临床医生的方向。如在本文中参照植入的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。
如在此所提及的，用于各种系统和/或作为各种系统的一部分的支架经导管假体心瓣膜(以下称“假体瓣膜”)或在此讨论的方法可呈现各种不同的构造，诸如具有组织瓣叶的生物假体心瓣膜或具有聚合物、金属或组织工程化的瓣叶的合成心脏瓣膜，并可为置换人体心脏的四个瓣膜中的任何一个而专门构造。可用于本公开的系统、装置和方法的假体瓣膜通常可用于置换天然心脏瓣膜(例如，二尖瓣)或置换失效的生物假体。
一般而言，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以供装载在递送装置之内。支架框被常规地构造为在被从递送装置中释放时自展开或自扩张。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段，以向假体瓣膜提供所期望的可压缩性和强度。支撑件或线材部段被布置成，使得它们能够从压缩或坍缩状态自过渡而变为常规的径向扩张状态。支撑件或线材部段可由诸如镍钛合金(例如，镍钛诺TM)之类的形状记忆材料所形成。支架框可由单件材料激光切割而成，或可由分离的多个部件组装而成。
考虑到上述内容，在图1中示出用于本发明的系统、装置和方法的假体瓣膜10的一个简化的非限制性示例。假体瓣膜10包括支架或支架框12和定位在支架框12内的瓣膜结构(未示出)。作为参考点，假体瓣膜10在图1的视图中示出为处于常规的或扩张状态。支架框12可以在递送期间从图1的常规或扩张状态受迫和约束到压缩状态，并且在移除约束力时会自扩张到图1的自然状态。
瓣膜结构(未示出)可呈现多种形式，且例如可由一种或多种可生物相容的合成材料、合成聚合物、自体移植组织、同种移植组织、异种移植组织、或一种或多种其它合适的材料形成。在某些实施例中，瓣膜结构可形成自例如牛、猪、马、羊的和/或其它合适的动物的组织。在一些实施例中，瓣膜结构可例如由心脏瓣膜组织、心包和/或其它合适的组织形成。在一些实施例中，瓣膜结构可包括或形成一个或多个瓣叶。例如，瓣膜结构可以呈以下形式：三叶牛心包瓣膜、二叶瓣膜或其它合适的瓣膜。在一些结构中，瓣膜结构可包括两个或三个瓣叶，它们在扩大的侧端区域处紧固在一起以形成连合接头，其中未附连的边缘形成瓣膜结构的合紧边缘。瓣叶可紧固于裙部，而该裙部则附连于支架框12。连合点的上端可以命名为假体瓣膜10的流入部分14，并且相对的端部则可以命名为假体瓣膜10的流出部分16。如图1所反映的，冠部18和/或孔眼20(或其它形状)可选地能够形成在流入部分14和流出部分16中的一个或两者处。此外，支架框12还能够可选地包括或承载诸如支承臂22之类的附加的结构部件。
用于经皮递送假体瓣膜10的递送装置40的一个实施例以简化形式示出于图2-3中。递送装置40包括递送套管组件42、支承轴或支承轴组件44、手柄组件48、和可释放地连接于支承轴组件44的末端组件50。下面提供关于递送装置40的各种组件的细节。然而，一般而言，递送装置40与诸如图1所示的假体瓣膜10之类的带支架的假体心脏瓣膜结合以形成用于治疗患者的有缺陷的心脏瓣膜的系统。递送装置40提供一种装载或递送状态，其中假体瓣膜10装载到支承轴组件44上，并压缩地保持在递送套管组件42的囊状件52内。支承轴组件44可包括保持组件或瓣膜保持件46，该保持组件或瓣膜保持件构造成选择性地接纳设置有假体瓣膜10的支架框12的对应特征20(例如，桨状部、柱或孔眼)。递送套管组件42可被操纵成经由手柄组件48的操作从假体瓣膜10上向近侧取出囊状件52，从而允许假体瓣膜10自扩张并从支承轴组件44部分地释放。当囊状件52向近侧缩回超出瓣膜保持件54时，假体瓣膜10可从递送装置40完全释放或部署。
在一些实施例中，递送套管组件42限定近端70和远端72，并包括囊状件52和外套管60。递送套管组件42可类似于导管而限定通过囊状件52和外套管60的至少一部分从远端72延伸的内腔66(总地标记)。囊状件52从外套管60向远侧延伸，并在一些实施例中具有(与外套管60的硬度相比)更硬的构造，该构造呈现足够的径向或周向刚度以明显抵抗假体瓣膜10压缩在囊状件52内时的预期扩张力。例如，外套管60可以是嵌有金属编织物的聚合物管，而囊状件52包括可选择地嵌入聚合物覆盖物的激光切割的金属管。替代地，囊状件52和外套管60可具有更均匀的或者甚至均质的构造(例如，连续聚合物管)。无论如何，囊状件52构造成：当假体瓣膜10装载在囊状件52内时，该囊状件52压缩地将假体瓣膜10保持于预定的直径，并且外套管60用于使囊状件52与手柄组件48连接。外套管60和囊状件52构造成有足够的柔性以穿过患者的脉管，又具有足够的纵向刚度以实现囊状件52的期望的轴向运动。换言之，外套管60的近侧缩回直接传递到囊状件52，并引起囊状件52对应的近侧缩回。在其它实施例中，外套管60进一步构造成将转动力或运动传递到囊状件52上。
支承轴或支承轴组件44可具有适合支承递送套管组件42的各种结构，包括相对于囊状件52间接支撑支承轴组件44(和设置在其上的假体瓣膜10)。在一些实施例中，支承轴组件44包括中间轴或管80和近侧轴或管82。中间管80可选地由柔性聚合物材料构成(例如，PEEK)，并且尺寸设计成可滑动地容纳在递送套管组件42内。在一些实施例中，中间管80是柔性聚合物管(例如，PEEK)，中间管80的直径略小于近侧管82的直径。近侧管82可具有诸如金属海波管之类的更刚性的构造，近侧管82构造成与手柄组件48牢固地组装。也可设想其它构造。例如，在其它实施例中，中间管和近侧管80、82一体地形成为单个均质管或轴。
支承轴组件44还包括连接于末端组件50的远侧支承轴或远侧区域88。远侧支承轴88的尺寸设计成可滑动地容纳在递送套管组件42的内腔66内。远侧支承轴88可以是嵌有金属编织物的柔性聚合物管。其它结构也是可接受的，只要远侧支承轴88呈现出足够的结构完整性以支承装载的压缩假体瓣膜10即可。支承轴组件44可限定连续内腔(未示出)，该内腔的尺寸设计成可滑动地接纳诸如引导线(未示出)之类的辅助部件。
手柄组件48通常包括壳体84和一个或多个致动机构86(总地标记)。壳体84保持致动机构86，而手柄组件48构造成便于递送套管组件42相对于其它部件(例如，支承轴组件44)进行滑动。壳体84可具有适于使用者方便操纵的任何形状或尺寸。
在图2-3中反映且如本文描述的部件42、44、48的部件的各种特征可用不同的结构和/或机构来修改或置换。因此，本发明决不限于如本文所示和所述的递送套管组件42、支承轴组件44或手柄组件48。通常有助于经由可伸缩的外套管或囊状件在支承轴组件上对带支架的假体心脏瓣膜的压缩装载的任何结构都是可接受的。或者，如果假体瓣膜10可以其它方式扩张(例如，球囊可扩张的)，则可以从递送装置40省去递送套管组件42。此外，递送装置40能够可选地包括诸如冲洗端口组件56、重新捕获套管(未示出)等的附加部件或特征。该递送装置40还能够可选地包括其它部件(未示出)，以辅助或有助于或控制假体瓣膜10和末端组件50的完全部署。
现在还参照图4，图4示意性地反映了递送装置40在装载布置中的使用、即将带支架的假体心脏瓣膜10(隐藏在囊状件52下方)递送到二尖瓣MV以修复有缺陷的二尖瓣MV。可以看到，二尖瓣MV将左心房LA和左心室LV分开。递送装置40如图所示在经由经皮进入点(例如，塞丁格技术)引入脉管之后，并且已经通过脉管追踪并进入左心房LA的状态。例如，经皮进入点可以在股静脉中形成。此后，引导线(未示出)前进通过循环系统，最终到达心脏。引导线被引导到右心房RA中、穿过右心房RA并在心房中隔壁W中借助于经中隔针或预先存在的孔来刺穿或以其它方式形成孔H，从而进入左心房LA。一旦引导线定位，管腔内入口和心房隔膜孔H就扩大，以允许引导导管(未示出)和/或递送装置40的远端64进入左心房LA。在假体瓣膜10的递送期间，臂102被坍缩以纵向布置并且大致平行于支承轴组件44，以减小末端组件50的最大外径D1。如图4中总地所示，在递送状态下最小化末端组件50的最大外径D1对于经中隔递送是很重要的，因为末端组件50需要穿过中隔壁W以递送假体瓣膜10。
考虑到示例性过程和部件42、44、48的实施例的上述总体解释，末端组件50的一个实施例的部分在图5中示出。图5总地示出了处于组装的、坍缩的第一递送状态的末端组件50。末端组件50包括壳体90，该壳体90具有向远侧逐渐锥削的外表面92。壳体90还包括近端94a和远端94b、空腔96以及可选的密封件(例如，O形环)114。至少一个导轨116在空腔96内，导轨116从壳体90的远端94b延伸并终止于近端94a附近。每个导轨116具有端部118，该端部118在壳体90的近端94a处通常为T形的或直径扩大的，以保持臂组件98和壳体90之间的连接，如下面将进一步讨论的。
如图6中最佳所示，臂组件98包括环100，该环100具有至少一个凹部120、围绕环100间隔开并从环100径向延伸的多个臂102、以及在臂102之间延伸的裙部106。在一些实施例中，例如图示的实施例，每个臂102具有开口108，裙部106通过开口108被编织和支承。每个相应的导轨116的每个端部118定位在环100的相应凹部120内，并且通常将环100保持在导轨116上，因为端部118的尺寸设计成防止环100经过凹部120的远侧移动。导轨116构造成与臂102交界并防止臂组件98从远侧支承轴88旋转和脱离。臂102可枢转地连接于具有记忆设定形状的环100，使得臂102自动地从图5和8中的坍缩递送状态过渡到部分部署状态(图9)，并且一旦使臂102坍缩的约束力被移除，臂102就接着过渡到部署或扩张状态(图10)。
图7示出了部分组装的末端组件50。构造递送装置40的一种方式是在远侧支承轴88上提供多个螺纹68，这些螺纹68对应于环100内的第一螺纹孔110。远侧轴螺纹68被拧入第一螺纹孔110中以将臂组件98锚定到远侧支承轴88。然后将臂组件98在壳体90内向远侧(如图7所示)推到壳体90中的第二螺纹孔112，第二螺纹孔112与环100的第一螺纹孔110同轴对准。以这种方式，如图8中总地所示，远侧支承轴88可以在递送状态下与环100和壳体90同时螺纹地连接(例如，大约20％的远侧轴螺纹68可以与环100的第一螺纹孔110连接，并且同时大约80％的远侧轴螺纹68可以与壳体90的第二螺纹孔112接合)。如图5所示，为了部署末端组件50，远侧支承轴88进一步沿远侧方向远离环100拧转，使得远侧轴螺纹68的整体(即100％)与第二螺纹孔112接合。该动作释放了臂组件98，使得拉线或类似物(未示出)可以将臂组件98向近侧拉到图9-10的位置，同时远侧支承轴88保持了壳体90的位置。一旦末端组件50完全部署并与中隔壁W接合，远侧支承轴88就通过末端组件50向近侧拧转，以从远侧支承轴88释放末端组件50。当递送装置40的其余部件从患者体内取出时，末端组件50保持植入在中隔壁W中。
为了使末端组件50接合并保持在中隔壁W附近，一个或多个臂102包括倒钩104。在递送状态下，每个倒钩104设置在壳体84的腔96内并且在部署状态下，每个倒钩104定位在腔96的外部以接合中隔壁W或靠近将被闭塞的孔H的其它组织。在一些实施例中，一个或多个倒钩104是尖的或锥形的。在所示的实施例中，臂组件98具有六个臂102，但本公开并不限于特定数量的臂102。
还可以设想的是，末端组件50可以其它方式可释放地连接于远侧支承轴88。例如，末端组件50可释放地连接于远侧支承轴88，其中连接构件(未示出)的断开力大于将臂102部署并将倒钩104拉入组织或中隔壁W所需的力。一旦倒钩104与组织接合以闭塞孔，就可以将力与连接构件联合以将末端组件50与递送装置40的其余部分脱开。或者可以设想，一根或多根缝线(未示出)可用于选择性地将末端组件50与远侧支承轴88连接和脱开。例如，缝线可被切割以将末端组件50从递送装置40的其余部分释放。
如图9总地所示，一旦假体瓣膜10部署在目标部位处(例如，二尖瓣MV处)，则递送装置40就缩回以将末端组件50同时定位在递送状态下、在左心房LA中、邻近孔H。如果递送装置40包括递送套管组件42，则递送套管组件42通过手柄组件48等略微缩回，以将递送装置40定位在瓣膜部署布置中。在装载布置和瓣膜部署布置中，末端组件50处于递送状态。然后，支承轴组件44通过手柄组件48等前进，并且拉线(未示出)被致动以将环100拉出空腔96。一旦从空腔96的范围内释放，臂102和裙部106就自回复并远离环100的中心轴线A枢转，以向外扩张成部分部署状态。如图10总地所示，拉线经由手柄组件48等进一步向近侧拉动，使得臂102上的倒钩104接合开口附近的中隔壁W，以将末端组件50植入中隔壁W中。然后，支承轴组件44(包括远侧支承轴88)可从螺纹末端68缩回并进入螺纹环100用于进行最终缩回，以确认倒钩104完全就位。在该部署状态下，臂102横向地布置，并且在部署状态下的末端组件50的最大外径D2大于中隔壁W中的孔H的直径D3，使得末端组件50能够闭塞孔H。然后，支承轴组件44与环100脱离，以经由例如上述的方法将远侧支承轴88与末端组件50完全脱开。
本递送装置、系统和方法提供相对于之前的设计显著的改进。通过提供具有可用于在假体心脏瓣膜部署之后闭合任何隔膜孔的末端组件的递送装置，减少了手术时间和复杂性。
尽管已参照较佳实施例描述了本申请，但本领域技术人员将会认识到，可在不脱离本申请的精神和范围的情况下对形式和细节方面进行各种改变。例如，虽然本公开的装置和系统已描述为可用于递送带支架的假体心脏瓣膜，但是可以采用许多其它可植入装置。
