JP2020143028A - 灌流装置 - Google Patents

Abstract

【課題】酸素ガス等の気体成分を灌流液に付加可能であって、小型な灌流装置を提供する。【解決手段】この灌流装置１は、灌流液リザーバ４０、灌流液リザーバ４０の上方に配置される回収ユニット５０、臓器リアクター３０、供給配管７１，７３および還流配管７４を有する。灌流液リザーバ４０は、供給配管７１との連通を制御する流量調整弁４１と、気体供給口４２を有する。回収ユニット５０は、還流配管７４と接続する回収弁５１、大気開放弁５２、灌流液リザーバ４０との連通の開閉を切り替えるリザーバ還流弁５３、および気体を供給可能な加圧弁５４を備える。灌流液リザーバ４０へ気体を供給して加圧し、回収ユニット５０の各弁５１〜５４を動作させることによって臓器９へ灌流液を送液できる。したがって、灌流液の送液機構を別途設ける必要がないため、灌流装置１を小型化できる。【選択図】図１

Description

本発明は、臓器を灌流保存するための灌流装置に関する。

臓器移植などの各種の手術において、摘出された臓器を移植可能な状態で保存するため、種々の保存方法や灌流方法が開発されている。摘出した臓器を保存するためには、例えば、細胞の代謝を抑制するために臓器内血液を低温の臓器保存液に置き換えてから、低温の保存液に浸漬する単純冷却法が知られている。また、保存している臓器内の老廃物の除去を目的として、臓器内血管網に灌流液を灌流させる灌流保存法が知られている。

移植用の臓器は、ドナーから摘出された後、レシピエントへの手術を行う場所まで運搬する必要がある。灌流を行いながら臓器を運搬するための装置については、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の灌流装置では、ｐＨや溶存酸素量等のセンシングおよび調整を行うために、複雑な制御系を構築している。

特表２０１７−５１８３０１号公報

レシピエントへの臓器の移植手術において、臓器に灌流液の灌流を継続したままレシピエントへ臓器を移植することにより、臓器の阻血時間を短縮し、移植手術の成功率を向上することができる。このような場合に、灌流液に酸素等の気体成分を溶存させることにより、臓器の保存状態が良くなる。特に、臓器を体温に近い温度に保温する場合には、臓器内で代謝が行われるために、酸素ガス等の成分が付加されていることが好ましい。

しかしながら、特許文献１に記載の灌流装置を用いると、臓器の環境を厳密に制御できる一方で、装置が大型化する。このような大型の装置は、ドナーへの移植手術を行う際に、術野の周辺に配置することが困難である。したがって、臓器の運搬後、運搬に用いた灌流装置による灌流を継続したまま、移植手術を行うことが困難である。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、酸素ガス等の気体成分を灌流液に付加可能であって、小型な灌流装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、臓器に灌流液を灌流する灌流装置であって、内部に前記灌流液を貯留する灌流液リザーバと、前記灌流液リザーバの上方に配置された１つまたは複数の回収ユニットと、前記臓器を収容する臓器リアクターと、前記灌流液リザーバから前記臓器へと前記灌流液を供給する供給配管と、前記臓器から前記回収ユニットへと前記灌流液を還流する還流配管と、を有し、前記灌流液リザーバは、前記灌流液リザーバの下部と前記供給配管との連通を制御する流量調整弁と、前記灌流液リザーバの外部から気体を供給可能な気体供給口と、を備え、前記回収ユニットは、前記回収ユニットと前記還流配管との連通の開閉を切り替える回収弁と、外気との連通の開閉を切り替える大気開放弁と、前記回収ユニットの底部と前記灌流液リザーバとの連通の開閉を切り替えるリザーバ還流弁と、前記回収ユニットの外部から気体を供給可能な加圧弁と、を備える。

本願の第２発明は、第１発明の灌流装置であって、前記流量調整弁、前記回収弁、前記大気開放弁、前記リザーバ還流弁、および前記加圧弁を制御する制御部をさらに有し、前記制御部は、前記灌流液リザーバ内を大気圧よりも加圧した状態で、前記流量調整弁を少なくとも一部開放しつつ、前記回収弁および前記大気開放弁を開放するとともに、前記リザーバ還流弁および前記加圧弁を閉鎖する灌流液回収工程と、前記回収弁および前記大気開放弁を閉鎖するととともに、前記リザーバ還流弁および前記加圧弁を開放する灌流液還流工程と、を実行可能である。

本願の第３発明は、第１発明または第２発明の灌流装置であって、前記回収ユニットを２つ有する。

本願の第４発明は、第１発明ないし第３発明のいずれかの灌流装置であって、前記加圧弁は、前記回収ユニットの上部の気体層と、前記灌流液リザーバの上部の気体層との連通の開閉を行う。

本願の第５発明は、第１発明ないし第４発明のいずれかの灌流装置であって、前記灌流液と熱交換する蓄熱材と、前記灌流液リザーバ、前記回収ユニット、前記臓器リアクターおよび前記蓄熱材を収容する断熱性の外装部材と、をさらに有する。

本願の第１発明から第５発明によれば、灌流液リザーバへ気体を供給して加圧し、回収ユニットの各弁を動作させることによって臓器へ灌流液を送液するとともに、臓器から灌流液を還流させることができる。すなわち、灌流液への気体成分の付加に用いられる気体を用いて、灌流液を送液できる。したがって、灌流液の送液機構を別途設ける必要がないため、灌流装置を小型化できる。

特に、本願の第３発明によれば、臓器からの灌流液の回収を連続して行うことができる。

特に、本願の第５発明によれば、臓器に供給される灌流液の温度を効率よく調整できる。

第１実施形態に係る灌流装置の構成を示した概略図である。 第１実施形態に係る灌流装置の斜視図である。 第１実施形態に係る灌流装置の分解斜視図である。 第１実施形態に係る灌流装置の断面図である。 移植手術の様子を示した概略図である。 第１実施形態に係る回収ユニットの灌流処理における各部の動作を示したフローチャートである。 第１実施形態に係る灌流装置の灌流処理における各部の動作を示したフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本願において「ドナー」および「レシピエント」は、ヒトであってもよいし、非ヒト動物であってもよい。すなわち、本願において、「肝臓」を含む「臓器」は、ヒトの臓器であってもよいし、非ヒト動物の臓器であってもよい。また、非ヒト動物は、マウスおよびラットを含む齧歯類、ブタ、ヤギおよびヒツジを含む有蹄類、チンパンジーを含む非ヒト霊長類、その他の非ヒトほ乳動物であってもよいし、ほ乳動物以外の動物であってもよい。

＜１．第１実施形態＞
＜１−１．灌流装置の構成＞
本発明の第１実施形態に係る灌流装置１について、図１〜図４を参照しつつ説明する。図１は、灌流装置１の構成を示した概略図である。図２は、灌流装置１の斜視図である。図３は、灌流装置１の分解斜視図である。図４は、灌流装置１の断面図である。なお、図２〜図４において、後述する第１供給配管７１、第２供給配管７３および還流配管７４の図示が省略されている。

この灌流装置１は、ドナーから摘出した肝臓等の臓器９を、レシピエントへ移植するまでの間、体外で一時的に保存するための装置である。灌流装置１は、臓器９を収容するとともに、当該臓器９に灌流液を供給して灌流を行うための装置である。図１に示すように、灌流装置１は、ケーシング２０、臓器リアクター３０、灌流液リザーバ４０、第１回収ユニット５０、第２回収ユニット６０、配管系７０、蓄熱材８０、および制御部１０を有する。

ケーシング２０は、臓器リアクター３０、灌流液リザーバ４０、第１回収ユニット５０、第２回収ユニット６０、配管系７０および蓄熱材８０を内部に収容する筐体である。ケーシング２０は、図２〜図４に示すように、箱状の筐体である。ケーシング２０は、有底筒状の本体部２１と、本体部２１の上方の開口を覆う蓋部２２とを有する。

ケーシング２０は、例えば、発砲スチロール等の断熱部材で形成される。このような断熱性の外装部材であるケーシング２０の内部に、灌流液リザーバ４０と、灌流液と熱交換する蓄熱材８０とが収容される。これにより、臓器９に供給される灌流液の温度をより効率よく調整できる。

臓器リアクター３０の内部には、臓器９を浸漬するための保存液と、臓器９とが収容される。臓器リアクター３０内に収容される保存液は、臓器９の内部に灌流される灌流液と同じ液体であってもよいし、ＥＴＫ液、ＨＴＫ液、ＵＷ液、生理食塩水、ラクテック等のその他の液体であってもよい。また、本実施形態の臓器リアクター３０は、無蓋のカップ状であるが、臓器リアクター３０は蓋によって密閉されていてもよい。

灌流液リザーバ４０は、内部に灌流液を貯留する貯留部である。本実施形態の灌流液リザーバ４０は、密閉性および耐圧性のある箱状の容器である。本実施形態の灌流液には、例えば、ラクテックや培地に赤血球を付加したものが用いられる。灌流液には、ｐＨ緩衝能力を持った灌流液が用いられることが好ましい。なお、灌流液には、その他の種類の灌流液が用いられてもよいし、赤血球が付加されていなくてもよい。

灌流液リザーバ４０の内部には、灌流液と気体とが貯留される。これにより、図１に示すように、灌流液リザーバ４０の内部は、下部の灌流液層と、上部の気体層との２層に分かれている。灌流液リザーバ４０は、流量調整弁４１と、気体供給口４２と、圧力計４３とを備える。

流量調整弁４１は、灌流液リザーバ４０の下部と配管系７０の後述する第１供給配管７１との連通を制御するとともに、その連通開度を調整可能である。具体的には、流量調整弁４１は、灌流液リザーバ４０の下部の灌流液層と第１供給配管７１とを連通する。このため、流量調整弁４１が開放されると、灌流液リザーバ４０内に貯留された灌流液が第１供給配管７１へと供給される。

気体供給口４２は、灌流液リザーバ４０の外部から灌流液リザーバ４０内へと気体を供給可能な接続口である。気体供給口４２には、逆止弁または開閉弁である気体供給弁４２１が備えられている。気体供給口４２には、気体を供給する気体供給機構４４が接続される。

本実施形態で用いられる気体供給機構４４は、コンプレッサ４４１、第１レギュレータ４４２および第２レギュレータ４４３を含む。気体供給機構４４は、その他の構成であってもよい。この気体供給機構４４が供給する気体は、酸素を含む酸素ガスである。このため、灌流液リザーバ４０内において気体層の圧力を高めることにより、灌流液層と気体層との界面を介して灌流液に酸素が付加（溶解）される。なお、気体供給機構４４が供給する気体は、酸素以外の気体成分を含んでもよい。

コンプレッサ４４１は、圧縮された酸素ガスを供給するガス供給源である。コンプレッサ４４１から供給される酸素ガスには、例えば、９０％±５％の酸素が含まれる。灌流装置１の搬送中には、コンプレッサ４４１として、例えば、圧縮された酸素ガスが収容されたガズボンベが用いられる。また、移植手術中には、コンプレッサ４４１として、例えば、手術室に設けられたユーティリティが用いられる。なお、コンプレッサ４４１には、その他の構成が用いられてもよい。

第１レギュレータ４４２は、コンプレッサ４４１から供給された酸素ガスの圧力を２００ｋＰａ以下に低下させる。第２レギュレータ４４３は、第１レギュレータ４４２から出力された酸素ガスの圧力を１ｋＰａ単位に制御可能である。このように２種類のレギュレータ４４２，４４３を用いて２段階で圧力調整を行うことにより、灌流液リザーバ４０に対してより精度の高い出力を行うことができる。なお、レギュレータは１つであってもよい。

圧力計４３は、灌流液リザーバ４０の上部における気圧を計測する。すなわち、圧力計４３は、灌流液リザーバ４０の上部の気体層の圧力を計測する。

灌流液リザーバ４０には、密閉性および耐圧性を備えたものであれば、袋状のソフトバッグが用いられてもよい。その場合、灌流液リザーバ４０の各部と灌流液層と気体層との位置関係が安定する必要がある。このため、灌流液リザーバ４０自体が、姿勢を十分に安定できる素材および形状であるか、灌流液リザーバ４０を支持する機構を別途有していることが好ましい。

第１回収ユニット５０および第２回収ユニット６０は、それぞれ、内部に灌流液を貯留可能な貯留容器である。本実施形態の第１回収ユニット５０および第２回収ユニット６０は、それぞれ、密閉性および耐圧性のある箱状の容器である。第１回収ユニット５０および第２回収ユニット６０は、灌流液リザーバ４０の上方に配置される。

第１回収ユニット５０は、第１回収弁５１と、第１大気開放弁５２と、第１リザーバ還流弁５３と、第１加圧弁５４とを備える。

第１回収弁５１は、第１回収ユニット５０の上部と、配管系７０の後述する還流配管７４との連通の開閉を切り替える。第１回収弁５１が開放されると、臓器９から排出された灌流液が、還流配管７４を介して第１回収ユニット５０へと回収される。第１回収弁５１が閉鎖されると、還流配管７４から第１回収ユニット５０への灌流液の流入が停止される。

第１大気開放弁５２は、第１回収ユニット５０の上部と外気との連通の開閉を切り替える。第１大気開放弁５２の第１回収ユニット５０と反対側には、ケーシング２０の外部と連通する第１大気開放配管５２１が備えられている。第１大気開放弁５２が開放されると、第１回収ユニット５０内の圧力が外気と同じ圧力となる。第１大気開放弁５２が閉鎖されると、第１回収ユニット５０と外気との連通が遮断される。

第１リザーバ還流弁５３は、第１回収ユニット５０の底部と灌流液リザーバ４０との連通の開閉を切り替える。第１リザーバ還流弁５３が開放されると、第１回収ユニット５０内に貯留された灌流液が灌流液リザーバ４０へと還流される。第１リザーバ還流弁５３が閉鎖されると、第１回収ユニット５０と灌流液リザーバ４０との連通が遮断される。

第１加圧弁５４は、第１回収ユニット５０の外部から第１回収ユニット５０内へと気体を供給可能な気体供給弁である。第１加圧弁５４は、第１回収ユニット５０の上部と、灌流液リザーバ４０の上部の気体層との連通の開閉を切り替える。灌流液リザーバ４０内の圧力が第１回収ユニット５０内の圧力よりも高い状態で第１加圧弁５４が開放されると、灌流液リザーバ４０内の気体が第１回収ユニット５０へと供給され、第１回収ユニット５０内の圧力が上昇する。第１加圧弁５４が閉鎖されると、第１回収ユニット５０と灌流液リザーバ４０との連通が遮断される。

第１加圧弁５４は、必ずしも灌流液リザーバ４０と連通していなくてもよい。第１加圧弁５４は、例えば、気体供給機構４４のような気体供給機構と接続され、当該気体供給機構から供給される気体によって第１回収ユニット５０内の圧力を上昇させてもよい。

第１回収弁５１、第１大気開放弁５２、第１リザーバ還流弁５３および第１加圧弁５４のそれぞれの動作に伴う灌流液および気体の動きについては、後述する。

第２回収ユニット６０は、第２回収弁６１と、第２大気開放弁６２と、第２大気開放配管６２１と、第２リザーバ還流弁６３と、第２加圧弁６４とを備える。第２回収ユニット６０の構成は、第１回収ユニット５０の構成と同等である。したがって、第２回収弁６１、第２大気開放弁６２、第２大気開放配管６２１、第２リザーバ還流弁６３および第２加圧弁６４は、第１回収ユニット５０の第１回収弁５１、第１大気開放弁５２、第１大気開放配管５２１、第１リザーバ還流弁５３および第１加圧弁５４と同等である。

配管系７０は、第１供給配管７１、熱交換部７２、第２供給配管７３、および還流配管７４を有する。

第１供給配管７１、熱交換部７２および第２供給配管７３は、灌流液リザーバ４０から臓器９へと灌流液を供給する供給配管である。

第１供給配管７１は、灌流液リザーバ４０と熱交換部７２とを連通する。具体的には、第１供給配管７１の上流側の端部は、灌流液リザーバ４０の下部に設けられた流量調整弁４１に接続される。第１供給配管７１の下流側の端部は、熱交換部７２に接続される。流量調整弁４１が閉鎖されると、灌流液リザーバ４０から配管系７０への灌流液の供給が停止する。流量調整弁４１が開放されると、流量調整弁４１の開度に応じた流量の灌流液が、灌流液リザーバ４０から第１供給配管７１へと流入する。これにより、第１供給配管７１、熱交換部７２、第２供給配管７３を介して臓器９へと灌流液が供給される。

熱交換部７２は、内部を流れる液体の熱交換を行うための部位である。熱交換部７２は、灌流液リザーバ４０の下側、かつ、蓄熱材８０の上側に配置される。熱交換部７２は、蓄熱材８０と隣接し、接触している。これにより、熱交換部７２において、熱交換部７２内を流れる灌流液と蓄熱材８０との熱交換が行われる。

本実施形態の熱交換部７２は、図４に示すように、ナイロンシート７２１にシリコンチューブ７２２を接着させたものである。シリコンチューブ７２２の内部には、第１供給配管７１から流入した灌流液が流れる。なお、図３中においては、ナイロンシート７２１の図示が省略されている。シリコンチューブ７２２の上流側の端部は、第１供給配管７１の下流側の端部と接続される。シリコンチューブ７２２の下流側の端部は、第２供給配管７３の上流側の端部と接続される。これにより、灌流液リザーバ４０から第１供給配管７１へと供給された灌流液が熱交換部７２において蓄熱材８０との熱交換をした後に第２供給配管７３へと供給される。

シリコンチューブ７２２は、上下方向に重ならないように、かつ、水平方向に密集するように配置される。シリコンチューブ７２２は、例えば、図３に示すように、つづら折り状に配置される。なお、図３では、シリコンチューブ７２２の折り返し前後の部位が互いに間隔を空けて配置されているが、実際には図４に示すようになるべく密集して配置されることが好ましい。シリコンチューブ７２２をできるだけ密集して配置することにより、蓄熱材８０と接触するシリコンチューブ７２２の長さをできるだけ長くしている。このようにすれば、シリコンチューブ７２２の内部を流れる灌流液と蓄熱材８０との間の熱交換効率が向上する。

第２供給配管７３は、熱交換部７２と臓器９の灌流液流入用血管とを連通する。第２供給配管７３の上流側の端部は、熱交換部７２のシリコンチューブ７２２の下流側の端部と接続する。第２供給配管７３の下流側の端部は、臓器９の灌流液流入用血管に接続される。

還流配管７４は、臓器９から回収ユニット５０，６０へと灌流液を還流するための配管である。還流配管７４の上流側の端部は、臓器９の灌流液流出用血管に接続される。還流配管７４の下流側の端部は、第１分岐配管７４１と第２分岐配管７４２とに分岐する。第１分岐配管７４１の下流側の端部は、第１回収ユニット５０の第１回収弁５１と接続される。第２分岐配管７４２の下流側の端部は、第２回収ユニット６０の第２回収弁６１と接続される。

蓄熱材８０は、熱交換部７２の下側に隣接して配置される。蓄熱材８０には、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム等の高吸水性樹脂に水分を含まれたものが用いられる。蓄熱材８０の外装は、箱状のものであってもよいし、袋状のソフトバッグであってもよい。本実施形態では、臓器９に供給される灌流液を、例えば３５℃に近い温度に加熱するために、蓄熱材８０を外気温よりも高い温度とする。このため、蓄熱材８０から上方へ流れる暖気が熱交換部７２および灌流液リザーバ４０へと向かう。したがって、熱交換部７２だけでなく、灌流液リザーバ４０内においても、蓄熱材８０によって灌流液が加熱および保温される。

なお、本実施形態では熱交換部７２が蓄熱材８０と灌流液リザーバ４０との間に配置されたが、本発明はこれに限られない。蓄熱材８０が灌流液リザーバ４０の下側かつ熱交換部７２の上側に配置されてもよい。このようにすれば、熱交換部７２と灌流液リザーバ４０との両方が蓄熱材８０に直接接触することができる。すなわち、灌流液リザーバ４０において、より効率良く灌流液が加熱および保温される。

また、本実施形態では、臓器９に供給される灌流液の温度を外気温よりも高い温度としたが、本発明はこれに限られない。例えば、臓器９に供給される灌流液を約４℃とするために、予め冷却された蓄熱材８０が用いられてもよい。

制御部１０は、灌流装置１の各部を制御する。制御部１０は、図１中に概念的に示したように、ＣＰＵ等の演算処理部１１、ＲＡＭ等のメモリ１２、およびハードディスクドライブ等の記憶部１３を有するコンピュータにより構成される。また、制御部１０は、流量調整弁４１、気体供給弁４２１、圧力計４３、第１回収弁５１、第１大気開放弁５２、第１リザーバ還流弁５３、第１加圧弁５４、第２回収弁６１、第２大気開放弁６２、第２リザーバ還流弁６３、および第２加圧弁６４と、それぞれ電気的に接続されている。

制御部１０は、記憶部１３に記憶されたコンピュータプログラムやデータを、メモリ１２に一時的に読み出し、当該コンピュータプログラムおよびデータに基づいて、演算処理部１１が演算処理がおこなうことにより、灌流装置１の各部の動作を制御する。これにより、灌流装置１における灌流処理が実行される。

この灌流装置１では、後述するように、灌流液リザーバ４０へ気体を供給して加圧し、第１回収ユニット５０の各弁５１〜５４および第２回収ユニット６０の各弁６１〜６４を動作させることによって、臓器９へ灌流液を送液するとともに、臓器９から灌流液を回収させることができる。すなわち、灌流液への気体成分の付加に用いられる気体を用いて、灌流液を送液できる。したがって、ポンプ等の灌流液の送液機構を別途設ける必要がないため、灌流装置１を小型化できる。具体的には、例えば、灌流装置１の水平方向の大きさを縦約２００ｍｍ、横約３００ｍｍとし、灌流装置１の上下方向の高さを約３００ｍｍとすることができる。これにより、臓器９の運搬が容易となるとともに、臓器９の移植手術中に、術野の近傍に灌流装置１を配置することができる。

図５は、臓器９をレシピエントへ移植する移植手術の様子を示した概略図である。図５には、医師や看護師等のスタッフ９１が、レシピエント９２の体内に臓器９を移植する様子が示されている。図５において、臓器９は、灌流装置１と接続され、灌流装置１から第２供給配管７３を介して灌流液が供給されている。

図５に示すように、灌流装置１が小型であることにより、手術中に、術野の近傍に灌流装置１を配置できる。したがって、灌流装置１による灌流を継続したまま、臓器９をレシピエントへ移植する移植手術を行うことができる。その結果、臓器９の阻血時間を短縮し、臓器９の保存状態を向上することにより、移植手術の成功率を向上することができる。

＜１−２．灌流処理における灌流液の流れ＞
次に、灌流装置１における灌流処理における灌流液の流れについて、図６および図７を参照しつつ説明する。図６は、灌流処理における回収ユニット５０，６０の各部の動作を示したフローチャートである。図７は、灌流処理における灌流装置１の各部の動作を示したフローチャートである。

まず、灌流処理における回収ユニット５０，６０の１つである第１回収ユニット５０の各部の動作の流れについて、図６を参照しつつ説明する。

灌流処理が開始されると、まず、制御部１０は、気体供給弁４２１を開放し、気体供給機構４４から灌流液リザーバ４０内へ気体を供給して灌流液リザーバ４０内の気圧を大気圧よりも大きな所定の圧力に加圧した状態とする。そして、制御部１０は、流量調整弁４１、第１回収弁５１および第１大気開放弁５２を開放するとともに、第１リザーバ還流弁５３および第１加圧弁５４を閉鎖状態とする（ステップＳ１０１、灌流液回収工程）。これにより、加圧された灌流液リザーバ４０と大気開放された第１回収ユニット５０とが、第１供給配管７１、熱交換部７２、第２供給配管７３、臓器９、および還流配管７４を介して連通する。その結果、灌流液リザーバ４０と第１回収ユニット５０との気圧差により、灌流液リザーバ４０内の灌流液が、第１供給配管７１、熱交換部７２、第２供給配管７３、臓器９、および還流配管７４を介して第１回収ユニット５０へと流れる。

第１回収ユニット５０内に灌流液がある程度貯留されると、制御部１０は、第１回収弁５１および第１大気開放弁５２を閉鎖し、第１回収ユニット５０への灌流液の回収を停止する（ステップＳ１０２、回収停止工程）。

なお、本実施形態では、灌流装置１が複数の回収ユニット５０，６０を有しているため、第１回収ユニット５０への灌流液の回収を停止しているステップＳ１０２〜ステップＳ１０４において、第２回収ユニット６０へ灌流液を回収できる。第２回収ユニット６０を含めた灌流処理の流れについては後述する。一方、灌流装置１が第２回収ユニット６０を有しておらず、第１回収ユニット５０のみを有している場合、第１回収ユニット５０への灌流液の回収を停止しているステップＳ１０２〜ステップＳ１０４において、流量調整弁４１を閉鎖して、灌流液リザーバ４０から臓器９への灌流液の供給を停止することが好ましい。これにより、臓器９内の圧力が適正な範囲を超えて上昇するのが抑制される。

続いて、制御部１０は、第１回収弁５１および第１大気開放弁５２の閉鎖状態を維持するとともに、第１リザーバ還流弁５３および第１加圧弁５４を開放する（ステップＳ１０３、灌流液還流工程）。これにより、灌流液リザーバ４０内と第１回収ユニット５０内との圧力が近づき、第１回収ユニット５０内に貯留された灌流液が灌流液リザーバ４０内へと重力によって流入する。

その後、制御部１０は、第１回収弁５１の閉鎖状態を維持したまま、第１リザーバ還流弁５３および第１加圧弁５４を閉鎖するとともに、第１大気開放弁５２を開放する（ステップＳ１０４、還流停止工程）。これにより、第１回収ユニット５０から灌流液リザーバ４０への灌流液の還流を停止するとともに、第１回収ユニット５０内の圧力を大気圧まで低下させる。

そして、制御部１０は、第１リザーバ還流弁５３および第１加圧弁５４を閉鎖状態としたまま、第１回収弁５１および第１大気開放弁５２を開放し、ステップＳ１０１の灌流液回収工程に戻る。上述のように灌流装置１が第２回収ユニット６０を有していない場合、制御部１０は、第１回収弁５１および第１大気開放弁５２の開放と同時に、閉鎖していた流量調整弁４１を開放する。

このように、灌流液リザーバ４０へ気体を供給して加圧し、第１回収ユニット５０の各弁５１〜５４を動作させることによって、臓器９へ灌流液を送液するとともに、臓器９から灌流液を還流させることができる。すなわち、灌流液への気体成分の付加に用いられる気体を用いて、灌流液を送液できる。したがって、灌流液の送液機構を別途設ける必要がないため、灌流装置１を小型化できる。

続いて、灌流装置１全体における灌流処理の流れについて、図７を参照しつつ説明する。

灌流処理を開始する際には、制御部１０は、まず、全ての弁４１，４２１，５１，５２，５３，５４，６１，６２，６３，６４が閉鎖された状態から、気体供給弁４２１を開放する。これにより、気体供給機構４４から灌流液リザーバ４０内へ気体を供給して、灌流液リザーバ４０内の気体を大気圧よりも大きな所定の圧力に加圧した状態とする（ステップＳ２０１）。なお、制御部１０は、灌流処理の以後の全ての工程において、圧力計４３で計測される灌流液リザーバ４０内の圧力が、当該所定の圧力となるように気体供給弁４２１を制御する。

灌流液リザーバ４０内の圧力が所定の圧力となったら、制御部１０は、流量調整弁４１、第１回収弁５１および第１大気開放弁５２を開放するとともに、第１リザーバ還流弁５３、第１加圧弁５４、第２回収弁６１、第２リザーバ還流弁６３および第２加圧弁６４を閉鎖状態のままとする（ステップＳ２０２）。第２大気開放弁６２については、開放していても閉鎖していてもよい。

ステップＳ２０２では、加圧された灌流液リザーバ４０と大気開放された第１回収ユニット５０とが、第１供給配管７１、熱交換部７２、第２供給配管７３、臓器９、および還流配管７４を介して連通する。その結果、灌流液リザーバ４０と第１回収ユニット５０との気圧差により、灌流液リザーバ４０内の灌流液が、第１供給配管７１、熱交換部７２、第２供給配管７３、臓器９、および還流配管７４を介して第１回収ユニット５０へと流れる。

所定の期間が過ぎて第１回収ユニット５０内に灌流液がある程度貯留されると、制御部１０は、第１回収弁５１および第１大気開放弁５２を閉鎖し、第１回収ユニット５０への灌流液の回収を停止する。また、制御部１０は、同時に、第２回収弁６１および第２大気開放弁６２を開放するとともに、第２リザーバ還流弁６３および第２加圧弁６４を閉鎖状態のままとする（ステップＳ２０３）。

ステップＳ２０３では、加圧された灌流液リザーバ４０と大気開放された第２回収ユニット６０とが、第１供給配管７１、熱交換部７２、第２供給配管７３、臓器９、および還流配管７４を介して連通する。その結果、灌流液リザーバ４０と第２回収ユニット６０との気圧差により、灌流液リザーバ４０内の灌流液が、第１供給配管７１、熱交換部７２、第２供給配管７３、臓器９、および還流配管７４を介して第２回収ユニット６０へと流れる。

続いて、制御部１０は、第１回収弁５１および第１大気開放弁５２の閉鎖状態を維持するとともに、第１リザーバ還流弁５３および第１加圧弁５４を開放する（ステップＳ２０４）。これにより、第１回収ユニット５０内が、灌流液リザーバ４０内に近い圧力に加圧され、第１回収ユニット５０内に貯留された灌流液が灌流液リザーバ４０内へと重力によって流入する。

所定の期間が過ぎて第１回収ユニット５０内の灌流液が灌流液リザーバ４０へと還流した後、制御部１０は、第１回収弁５１の閉鎖状態を維持したまま、第１リザーバ還流弁５３および第１加圧弁５４を閉鎖するとともに、第１大気開放弁５２を開放する（ステップＳ２０５）。これにより、第１回収ユニット５０から灌流液リザーバ４０への灌流液の還流を停止するとともに、第１回収ユニット５０内の圧力を大気圧まで低下させる。なお、ステップＳ２０４〜Ｓ２０５の間、第２回収ユニット６０への灌流液の回収は継続されている。

その後、制御部１０は、第２回収弁６１および第２大気開放弁６２を閉鎖し、第２回収ユニット６０への灌流液の回収を停止する。また、制御部１０は、同時に、第１リザーバ還流弁５３および第１加圧弁５４を閉鎖状態としたまま、第１回収弁５１および第１大気開放弁５２を開放する（ステップＳ２０６）。これにより、第１回収ユニット５０への灌流液の回収が開始される。

続いて、制御部１０は、第２回収弁６１および第２大気開放弁６２の閉鎖状態を維持するとともに、第２リザーバ還流弁６３および第２加圧弁６４を開放する（ステップＳ２０７）。これにより、第２回収ユニット６０内が、灌流液リザーバ４０内に近い圧力に加圧され、第２回収ユニット６０内に貯留された灌流液が灌流液リザーバ４０内へと重力によって流入する。

所定の期間が過ぎて第２回収ユニット６０内の灌流液が灌流液リザーバ４０へと還流した後、制御部１０は、第２回収弁６１の閉鎖状態を維持したまま、第２リザーバ還流弁６３および第２加圧弁６４を閉鎖するとともに、第２大気開放弁６２を開放する（ステップＳ２０８）。これにより、第２回収ユニット６０から灌流液リザーバ４０への灌流液の還流を停止するとともに、第２回収ユニット６０内の圧力を大気圧まで低下させる。なお、ステップＳ２０７〜Ｓ２０８の間、第１回収ユニット５０への灌流液の回収は継続されている。

その後、制御部１０は、ステップＳ２０３へと戻る。その後は、ステップＳ２０３〜Ｓ２０８を繰り返す。

各回収ユニット５０，６０から灌流液リザーバ４０へと灌流液を還流する際に、還流中の回収ユニット５０，６０へは臓器９から灌流液を回収することができない。このため、回収ユニットが１つの場合、臓器９への灌流液の供給および臓器９からの灌流液の回収を一時的に停止する必要が生じる。本実施形態では、灌流装置１が２つの回収ユニット５０，６０を有していることにより、上述のステップＳ２０１〜Ｓ２０８のように、臓器９への灌流液の供給および臓器９からの灌流液の回収を連続して行うことができる。

＜２．変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。

上記の実施形態に係る灌流装置１は、供給配管７１，７３および還流配管７４をそれぞれ１つずつ有する。しかしながら、本発明はこれに限られない。本発明の灌流装置において、供給配管７１，７３および還流配管７４の数はそれぞれ、１つでもよいし、複数であってもよい。

また、上記の実施形態では、配管７３，７４が直接臓器９の血管と接続された。すなわち、配管７３，７４の端部がカニューレの役割を果たした。しかしながら、本発明はこれに限られない。これらの配管７３，７４の先端に別部材のカニューレが接続され、当該カニューレが血管と接続されてもよい。

また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

１ 灌流装置
９ 臓器
１０ 制御部
２０ ケーシング
３０ 臓器リアクター
４０ 灌流液リザーバ
４１ 流量調整弁
４２ 気体供給口
４３ 圧力計
４４ 気体供給機構
５０ 第１回収ユニット
５１ 第１回収弁
５２ 第１大気開放弁
５３ 第１リザーバ還流弁
５４ 第１加圧弁
６０ 第２回収ユニット
６１ 第２回収弁
６２ 第２大気開放弁
６３ 第２リザーバ還流弁
６４ 第２加圧弁
７０ 配管系
７１ 第１供給配管
７２ 熱交換部
７３ 第２供給配管
７４ 還流配管
８０ 蓄熱材

Claims (5)

1. 臓器に灌流液を灌流する灌流装置であって、
   内部に前記灌流液を貯留する灌流液リザーバと、
   前記灌流液リザーバの上方に配置された１つまたは複数の回収ユニットと、
   前記臓器を収容する臓器リアクターと、
   前記灌流液リザーバから前記臓器へと前記灌流液を供給する供給配管と、
   前記臓器から前記回収ユニットへと前記灌流液を還流する還流配管と、
   を有し、
   前記灌流液リザーバは、
   前記灌流液リザーバの下部と前記供給配管との連通を制御する流量調整弁と、
   前記灌流液リザーバの外部から気体を供給可能な気体供給口と、
   を備え、
   前記回収ユニットは、
   前記回収ユニットと前記還流配管との連通の開閉を切り替える回収弁と、
   外気との連通の開閉を切り替える大気開放弁と、
   前記回収ユニットの底部と前記灌流液リザーバとの連通の開閉を切り替えるリザーバ還流弁と、
   前記回収ユニットの外部から気体を供給可能な加圧弁と、
   を備える、灌流装置。
2. 請求項１に記載の灌流装置であって、
   前記流量調整弁、前記回収弁、前記大気開放弁、前記リザーバ還流弁、および前記加圧弁を制御する制御部
   をさらに有し、
   前記制御部は、
   前記灌流液リザーバ内を大気圧よりも加圧した状態で、前記流量調整弁を少なくとも一部開放しつつ、前記回収弁および前記大気開放弁を開放するとともに、前記リザーバ還流弁および前記加圧弁を閉鎖する灌流液回収工程と、
   前記回収弁および前記大気開放弁を閉鎖するととともに、前記リザーバ還流弁および前記加圧弁を開放する灌流液還流工程と、
   を実行可能である、灌流装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の灌流装置であって、
   前記回収ユニットを２つ有する、灌流装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の灌流装置であって、
   前記加圧弁は、前記回収ユニットの上部の気体層と、前記灌流液リザーバの上部の気体層との連通の開閉を行う、灌流装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の灌流装置であって、
   前記灌流液と熱交換する蓄熱材と、
   前記灌流液リザーバ、前記回収ユニット、前記臓器リアクターおよび前記蓄熱材を収容する断熱性の外装部材と、
   をさらに有する、灌流装置。

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