当前用于先天性心脏病的儿童人工心脏瓣膜的尺寸是固定的，需要在童年时期反复进行心脏直视手术，以用较大的瓣膜置换心脏瓣膜。但是，波士顿儿童医院创建的一项令人惊讶的新设计可以使儿童在成年之前保持同样的人工瓣膜，也可以使患有心脏瓣膜缺陷的成年人受益。2月19日在线发布的《科学转化医学》中介绍了这种新设备。

台式研究，计算机模拟和在大型动物模型中的广泛测试表明，新的人工瓣膜设计适用于各种尺寸，并且通过微创球囊导管手术扩张时，瓣膜保留了其功能。

波士顿儿童医院心血管外科主席，该论文的高级作者佩德罗·J·德尔·尼多说：“我们希望将该新设备迅速投入临床测试。”“如果我们的临床前结果在人体测试中得到坚持，这可能会改变这一领域。”

少即是多：两瓣小叶与三瓣

全世界有330,000名儿童天生患有心脏瓣膜缺陷，还有数百万其他儿童患有风湿性心脏病，需要及早更换瓣膜。当前的人工心脏瓣膜的直径是固定的，因此通常需要每隔几年更换一次;在2岁之前接受首次置换的孩子在成年之前需要进行多达五次高风险的心脏直视手术。

市售的人工心脏瓣膜具有三个瓣叶，微小的瓣，可为血液提供单向入口或出口，以保持血液向正确方向流动。新设计的灵感来自位于腿深静脉的人体静脉瓣膜。与我们心脏的天然流出瓣膜不同，我们的静脉瓣膜只有两张小叶，其几何形状经过优化，即使在静脉直径扩大以容纳更多的血液通过时也能保持闭合和单向流动。

布莱根妇女医院的外科住院医师索菲·霍弗伯斯(Sophie C. Hofferberth)医学博士说：“静脉携带着我们大约70%的血液量。”他是波士顿儿童医院del Nido实验室的负责人。“静脉的尺寸可能会根据人体位置而发生巨大变化，但是瓣膜必须保持功能正常。我们模仿了人体静脉瓣膜的几何外形，设计了一种程控尺寸的双叶瓣膜，该瓣膜瓣膜适应于生长而不会失去单向流量控制。”

在台式和大型动物模型的多轮测试中，具有仿生两叶设计的瓣膜原型能够扩展以适应心脏内的生长和结构不对称。在各种压力和流量范围内，阀门在各种尺寸范围内都能保持完全正常的功能。

研究人员说，由于该瓣膜设计成可扩张而无需框架和小叶伸展或扩大，因此它可与一系列现成的材料兼容。研究表明，使用微创球囊导管方法，该设备可以在成长的动物模型中的多个时间点有效扩展。