[发明专利]心脏泵

说明书

技术领域

本发明涉及适合植入到人类心脏或血管系统内的微型泵。

背景技术

心力衰竭是主要全球健康问题，其每年导致成千上万的死亡。直到最近，医疗上治疗晚期心力衰竭的唯一方式是心脏的移植或全人工心脏的植入。不幸地，捐赠的心脏只能满足需求中的极微小部分，并且由于与全人工心脏相关的技术困难，全人工心脏尚有待于获得广泛的接受。

心室辅助装置（VADs）在过去十年主要作为移植装置的桥梁已经获得了不断增加的接受。该装置被长期植入并在患病的心脏一侧工作以便促进其输出并让在等待移植的同时保持病人活着和/或赋予更高的生活质量。

这些装置的使用已经显示在许多病例中，一旦装置被植入，心力衰竭将不再进一步发展而且病人重新获得较好的生活质量。在病例中一些没有可用的心脏移植的病人安装了心室辅助装置而无重大并发症的情况下存活了几年。

因此，心室辅助装置被认为是可行的替代心脏移植的选择，并给成千上万的对于其而言捐赠心脏是不可用的心力衰竭的病人提供了希望。

目前，阻止心室辅助装置作为常规基础进行安装的主要原因是安装该装置所需要的微创外科手术，以及装置本身的昂贵的费用。

就手术而言，为了安装心室辅助装置，典型的胸骨切开手术，全心肺分流，以及到达心脏，胸主动脉和腹腔的主要措施均是必需的。目前，除了对那些处于心力衰竭末期的人而言，这种手术的风险不能被证明是合理的。

就费用而言，目前的装置具有典型的复杂结构，并且由于其结构要求专门而昂贵的制造工艺。安装它们所需要的手术由于其是长时间而精细的手术所以同样是昂贵的。

如果长期植入心脏辅助装置或者等同的循环辅助装置在较小微创外科手术条件能够被完成，无疑地排除了到达腹腔的步骤，并且理想地排除了胸骨切开手术和全心肺分流的必要，而且该装置的费用能够被显著降低，那么针对治疗心力衰竭的心室辅助装置的使用能够变得更加广泛且常规化。

用于心室辅助装置的较少的微创植入手术的关键是使得装置尽可能地小以便其能够被彻底地植入在心包腔内，排除用于到达腹腔的任何手术的需要。此外，装置足够小以致能够经由胸廓切开术被植入，相对于完全的胸骨切开术将更加有利于适合这种途径的那些病例。

对于降低手术危险同样重要，因此这有利于使用现有的技术，在可能之处改进它们。很好的经过验证的植入目前的心室辅助装置的方法是直接将装置固定到左心室的心尖部，带有到达存在于心室内的装置的入口以及位于心脏外部的装置的出口。这消除了单独的流入套管的需要，降低潜在并发症。泵（叶轮，电动机，等等）的运行根据装置的设计可以大部分存在于心室内，跨越心室壁，或者大多部分存在于心室外面。

心室辅助装置设计的重要因素是穿过泵的血液通道必须是持续的而没容易形成血栓的流动停滞的区域。特别重要的是轴承是用不断的新鲜血液供给冲刷的，因为在这些区域的热量和几何约束使得它们可能容易形成血栓。

不重要的但是心室辅助装置的极有利的需求是其运行的有效性要尽可能高而且是通过电动机效率和泵效率结合来完成的。高效提供的好处例如延长电池寿命，更小的电线以及利用经由可植入的感应线圈的泵的经皮动力的可能性。

由于上述的考虑，存在开发适用于植入到人类心脏或血管系统内的微型心脏泵的需要。另外，这样的微型装置通过采用已知的低风险的外科手术来安装他们而获益。另外的需求是泵的轴承用血液良好的冲刷来降低在运行中形成血栓的机会。更有利的是泵将尽可能地有效率。更进一步的需求是泵足够小以便能够被完全植入心包腔而不需要到达腹腔的手术。

美国专利US5092879（加维科，Jarvik）公开了心室内人工心脏，其包括电动泵泵送身体的血液。加维科公开的泵包括可旋转连接到支撑轮毂的叶轮；供给支撑轮毂的血液流来冲刷在支撑轮毂上的血液来维持合适的血液流动。然而，供给支撑轮毂的血液源于血液流动通道的连接点，该血液流动通道导致血液流向分为两个流向而且利用复杂的双面叶轮和磁推轴承在朝向泵出口的相同方向来泵送两个流。

美国专利US5399074（京瓷，Kyocera）公开了体外循环泵，其中的一个实施例包括叶轮盖板后的通道来允许血液冲刷盖板后面并且返回至主血液通道。然后该通道没有促进血液流过轴承，将轴承保留在一个容易形成血栓（凝块）的血液停滞的区域。

概括地，适合于植入人类心脏的心室的心脏泵，公知的是包括包含血液入口、血液出口以及在入口和出口之间延伸的主要的血液流动通道的外罩；和设置在外罩内的旋转的泵构件，其用于导致血液沿主要的血液流动通道从入口流动到出口。