Разработка клапаносодержащего протеза сердечного сосуда Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Скрипаченко К. К., Кошуро В. А., Шумилин А. И., Пичхидзе С. Я.

Саратовский Государственный технический университет имени Гагарина Ю. А., г. Саратов, РФ

РАЗРАБОТКА КЛАПАНОСОДЕРЖАЩЕГО ПРОТЕЗА СЕРДЕЧНОГО СОСУДА

Аннотация: Разработана конструкция протеза клапана сердца и технология его сборки.

Ключевые слова: протез клапана сердца, магнетронное распыление, фторполимеры.

Skripachenko K. K., Koshuro V. A., Shumilin A. I., Pichhidze S. Ya.

The Yuri Gagarin State Technical University of Saratov

DEVELOPMENT valved prosthetic heart VESSEL

Abstract: The design is developed heart valve and its method of assembly.

Key words: prosthetic heart valve, magnetron sputtering, fluoropolymers.

В настоящее время одним из эффективных методов лечения пороков сердца, причинами которых являются различные патологии клапанов сердца, является замена клапана на клапаносодержащий протез сосуда.

В ходе анализа разработок клапаносодержащих протезов сосудов выявлены существенные недостатки конструкций:

1. Крепление клапана и искусственного сосудистого протеза осуществляется врачом путем сшивания нитями, что позволяет судить о ненадежности крепления и его негерметичности;

2. Большая продолжительность операции увеличивает время воздействия анестезии и аппаратов искусственного кровообращения и дыхания [1-3];

3. Крепление стентов осуществляется за счет установки стента в сосуде в натяг, что существенно увеличивает нагрузку на сосуды [4];

4. Использование недолговечных материалов в конструкции протезов [3-6];

5. Использование дополнительных конструктивных элементов для крепления клапана в искусственном сосуде [5, 6];

6. Использование дополнительных лекарственных препаратов для обеспечения герметичности соединения искусственных клапана и сосуда [6].

Целью работы являлась разработка конструкции ПКС, совмещенного с сердечным сосудом, и технологии их соединения.

Предлагается новая конструкция клапаносодержащего протеза, рис. 1. Протез содержит два основных конструктивных элемента: искусственные клапан и трубку 5. Клапан имеет корпус 3 и три (две) створки 4 из пироуглерода, манжету 1 из ПТФЭ-волокон, кольцо (жгут) 2 из фторсодержащей резины. Стенки трубки 5 выполнены из пористого ПТФЭ.

Предлагаемый протез обеспечивает герметичность и надежное соединение основных конструктивных элементов за счет процесса сополимеризации манжеты 1 клапана, стенок трубки 5. Наличие гибкой манжеты 1, выполняющей роль демпфера, позволит уменьшить циклические напряжения, возникающие в структуре корпуса 3 ПКС. Манжета 1 также совулканизируется с кольцом (жгутом) 2 и плотно крепится на корпусе 3 ПКС.

Рисунок 1. Схема технического решения

Для повышении адгезионной прочности соединения манжеты 1 с трубкой 5 и кольцом (жгутом) 2 предлагается использовать технологию нанесения покрытия магнетронным напылением металла

(алюминия) на поверхность изделий из ФП [8]. В процессе термохимического воздействия поверхности ПТФЭ происходит её активация за счет образования фторидов алюминия и кратных химических связей. В последующей операции сополимеризация ПТФЭ с фторсодержащей резиной и ПТФЭ трубки крепление материалов осуществляется за счет термического воздействия и образования новых химических связей.

Выводы:

1. Соединение манжеты клапана и сосуда герметичное и надежное;

2. Использование предлагаемых биосовместимых материалов обеспечивает длительный срок службы протеза;

3. Конструкция створок не противодействует току крови.

Список литературы

1. Патент РФ № 2479288. Клапаносодержащий протез корня аорты. Россейкин Е. В., Базылев В. В., Евдокимов С. В. Заявка: 06.09.2011.

2. Патент РФ № 2474403. Клапаносодержащий протез корня аорты. Россейкин Е. В., Базылев В. В., Евдокимов С. В., Евдокимов А. С. Заявка: 06.09.2011.

3. Патент РФ № 2466695. Клапаносодержащий протез легочной артерии. Россейкин Е. В., Базылев В. В., Евдокимов С. В. Заявка: 22.07.2011.

4. Патент РФ № 2469681. Стент, снабженный клапаном сосуда. Бернард Жером, Йенни Рольф. Заявка: 06.03.2008.

5. Патент РФ № 2473321. Аортальный бескаркасный гибкий протез клапана сердца. Россейкин Е. В., Венедиктов А. А., Базылев В. В., Евдокимов А. С., Евдокимов С. В. Заявка: 22.07.2011.

6. Патент РФ № 2467723. Бескаркасный протез корня аорты. Россейкин Е. В., Венедиктов А. А., Базылев В. В., Евдокимов А. С., Евдокимов С. В. Заявка: 05.08.2011.

7. ГОСТ 6768-75. Резина и прорезиненная ткань. Метод определения прочности связи между слоями при расслоении. М.: ИПК изд-во стандартов. - 6 с.

8. Нудельман З. Н. Фторкаучуки: основы, переработка, применение / З. Н. Нудельман // М.: ПИФ-РИАС. 2006. -384 с.