JP2022020909A

JP2022020909A - 臓器保存装置

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Publication number: JP2022020909A
Application number: JP2020124161A
Authority: JP
Inventors: 寛央笠松; Hiroo Kasamatsu; 周平吉本; Shuhei Yoshimoto
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd
Priority date: 2020-07-21
Filing date: 2020-07-21
Publication date: 2022-02-02
Anticipated expiration: 2040-07-21
Also published as: US20220022448A1; EP3942930A1; JP7527146B2; US11992006B2

Abstract

【課題】体外にて臓器に液体を灌流させつつ保存する際に、臓器に配管を容易に接続でき、かつ、臓器が保存される空間の密閉性を確保できる技術を提供する。【解決手段】この臓器保存装置１は、臓器収容器１０、臓器保持部、給液管４０、排液管５０、および気圧調整部６０を備える。臓器収容器１０は、内部に閉鎖された臓器収容空間１８を形成する。臓器保持部は、臓器収容空間１８にて臓器９を保持する。給液管４０は、保持された臓器９へ液体を供給する。排液管５０は、保持された臓器９から液体を排出する。気圧調整部６０は、臓器収容空間１８の気圧を調整する。また、臓器収容器１０は、臓器収容空間１８と外部空間とを連通させる第１接続部１４～第３接続部１６を有する。第１接続部１４には、給液管４０が着脱可能に接続される。第２接続部１５には、排液管５０が着脱可能に接続される。第３接続部１６には、吸引管６１が着脱可能に接続される。【選択図】図３

Description

本発明は、体外において臓器に液体を灌流させつつ臓器を保存する臓器保存装置に関する。

肝臓移植等の臓器の移植手術では、ドナーから臓器を摘出した後、当該臓器をレシピエントへ移植するまでの間、一時的に臓器を体外で保存する。このとき、臓器が虚血状態となることを防止するために、臓器内に保存液を灌流させる。臓器を体外で保存する従来のシステムについては、例えば、特許文献１に記載されている。

特表２０１７－５１８３０１号公報

臓器を保存する際には、滅菌性の確保や、周囲への保存液の飛散防止のために、臓器を密閉空間に収容することが好ましい。特に、臓器内における保存液の流れを向上させるために、臓器にかかる気圧を調整する場合には、臓器を密閉空間に収容することが必須となる。ただし、その場合、臓器を密閉空間に収容し、かつ、密閉空間と外部空間との間で、保存液を流すための配管を延ばす必要がある。

特許文献１の臓器管理システムでは、潅流中の肝臓は臓器チャンバ（１０４）に収容される。臓器チャンバ（１０４）は、ベース部材（２８０２）と、ベース部材（２８０２）にヒンジ部分（２８３２）を介して取り外し可能に結合される蓋（２８２０）とを有する。また、臓器チャンバ（１０４）は、カニューレが挿入される胆管等の脈管を導管接続するためのオリフィス（２８３０）（小穴）を有する。しかしながら、臓器の移植手術における限られた時間の中で、オリフィス（２８３０）を介して接続する作業を行うことは、非常に難しい。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、臓器の移植手術時に体外において臓器に液体を灌流させつつ臓器を保存する際に、臓器に各配管を容易に接続でき、かつ、臓器が保存される空間の密閉性を確保できる技術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、体外において臓器に液体を灌流させつつ前記臓器を保存する臓器保存装置であって、内部に閉鎖された臓器収容空間を形成可能な臓器収容器と、前記臓器収容空間において前記臓器を保持する臓器保持部と、前記臓器保持部に保持された前記臓器に対して液体を供給する給液管と、前記臓器保持部に保持された前記臓器から液体を排出する排液管と、前記臓器収容空間の気圧を調整する気圧調整部と、を有し、前記気圧調整部は、前記臓器収容器の外部に配置され、前記臓器収容空間から吸引管を介して気体を吸引する減圧機構を有し、前記臓器収容器は、前記臓器収容空間と前記臓器収容器の外部空間とを連通させ、かつ、前記給液管が着脱可能に接続される第１接続部と、前記臓器収容空間と前記外部空間とを連通させ、かつ、前記排液管が着脱可能に接続される第２接続部と、前記臓器収容空間と前記外部空間とを連通させ、かつ、前記吸引管が着脱可能に接続される第３接続部と、を有する。

本願の第２発明は、第１発明の臓器保存装置であって、前記臓器収容器は、上方へ開口する凹部を有し、前記凹部が前記臓器収容空間を形成する容器本体部と、前記開口を覆う容器カバー部と、を有し、前記第１接続部、前記第２接続部、前記第３接続部はそれぞれ、前記容器本体部または前記容器カバー部において設けられる。

本願の第３発明は、第２発明の臓器保存装置であって、前記臓器収容器は、前記開口の周囲に配置され、前記容器本体部の上面および前記容器カバー部の下面に接触するシール部をさらに有する。

本願の第４発明は、第２発明または第３発明の臓器保存装置であって、前記第１接続部は、前記容器本体部を貫通する第１貫通孔に固定される継手もしくは配管、または前記容器本体部における前記第１貫通孔の周縁部から筒状に突出する突起であり、前記給液管は、前記第１接続部のうち前記容器本体部の外部に位置する第１外側接続部に接続され、一端が前記臓器の動脈または静脈に接続される第１カテーテルの他端が、前記第１接続部のうち前記容器本体部の内部に位置する第１内側接続部に接続される。

本願の第５発明は、第２発明から第４発明までのいずれか１発明の臓器保存装置であって、前記第２接続部は、前記容器本体部を貫通する第２貫通孔に固定される継手もしくは配管、または前記容器本体部における前記第２貫通孔の周縁部から筒状に突出する突起であり、前記排液管は、前記第２接続部のうち前記容器本体部の外部に位置する第２外側接続部に接続され、一端が前記臓器の静脈に接続され、または一端が前記容器本体部の内部に設置される第２カテーテルの他端が、前記第２接続部のうち前記容器本体部の内部に位置する第２内側接続部に接続される。

本願の第６発明は、第２発明から第５発明までのいずれか１発明の臓器保存装置であって、前記第３接続部は、前記容器カバー部を貫通する第３貫通孔に固定される継手もしくは配管、または前記容器カバー部における前記第３貫通孔の周縁部から筒状に突出する突起であり、前記吸引管は、前記第３接続部のうち前記容器本体部の外部に位置する第３外側接続部に接続され、前記臓器収容空間は、前記第３接続部の内側空間に連続する。

本願の第７発明は、第３発明の臓器保存装置であって、前記容器カバー部は、水平かつ板状に拡がる板状部と、前記板状部の下面の外周部から下方へ筒状に突出する筒状部と、を有し、前記筒状部の下端部は、外側筒部と、前記外側筒部よりも内側に位置する内側筒部と、前記外側筒部と前記内側筒部との間において環状に拡がる環状面と、を有し、前記シール部は、前記容器本体部の上面と前記環状面とに接触して押圧変形される。

本願の第８発明は、第７発明の臓器保存装置であって、前記内側筒部は、前記容器本体部の上端部よりも内側かつ下側へ延びる。

本願の第９発明は、第７発明の臓器保存装置であって、前記内側筒部の下面は、前記容器本体部の上面に接触する。

本願の第１０発明は、第１発明から第９発明までのいずれか１発明の臓器保存装置であって、前記臓器保持部に保持される前記臓器よりも高い位置において、供給前の液体を保持する液体保持部をさらに備え、前記給液管の上流側の端部が、前記液体保持部に接続される。

本願の第１１発明は、第１発明から第９発明までのいずれか１発明の臓器保存装置であって、前記給液管に設けられた給液ポンプと、供給前の液体が貯留されたタンクと、をさらに備え、前記給液管の上流側の端部が、前記タンクに接続される。

本願の第１２発明は、第１発明から第１１発明までのいずれか１発明の臓器保存装置であって、前記排液管に設けられた排液ポンプをさらに備える。

本願の第１３発明は、第２発明から第９発明までのいずれか１発明の臓器保存装置であって、前記臓器収容空間の気圧を計測する気圧計をさらに有し、前記臓器収容器は、前記臓器収容空間と前記外部空間とを連通させ、かつ、前記容器カバー部を貫通する第４貫通孔に固定される継手もしくは配管、または前記容器カバー部における前記第４貫通孔の周縁部から筒状に突出する突起である第４接続部をさらに有し、前記気圧計は、前記第４接続部に接続される。

本願の第１発明～第１３発明によれば、臓器収容器に設けられ、臓器収容空間と臓器収容器の外部空間とを連通させる複数の接続部を介して、各管および各カテーテルを容易に接続できる。これにより、誤って保存液を飛散させることを抑制できる。また、臓器収容空間の密閉性を容易に確保できる。

臓器保存装置の構成を示した図である。図１における臓器収容器付近の拡大図である。各接続部の構成を模式的に示した図である。気圧調整部の構成を示したブロック図である。臓器保存装置による臓器の保存手順を示したフローチャートである。臓器を臓器収容空間に配置して、臓器に液体を灌流させつつ、当該空間の圧力を変化させた場合の、臓器内に流れる液体の流量変化を示すグラフである。臓器を臓器収容空間に配置して、臓器に液体を灌流させつつ、当該空間の圧力を変化させた場合の、臓器内の血管の圧力変化を示すグラフである。第１変形例に係る臓器保存装置の構成を示した図である。第２変形例に係る臓器保存装置の構成を示した図である。第３変形例に係る容器本体部および容器カバー部の構成を示した部分拡大図である。第４変形例に係る容器本体部および容器カバー部の構成を示した部分拡大図である。

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、「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．臓器保存装置の構成＞
図１は、一実施形態に係る臓器保存装置１の構成を示した図である。

この臓器保存装置１は、臓器の移植手術を行うときに、ドナーから摘出された臓器９を、レシピエントへ移植するまでの間、体外において一時的に保存するための装置である。臓器９の例としては、肝臓、腎臓、心臓、膵臓を挙げることができる。ただし、臓器保存装置１において保存される臓器９は、他の臓器であってもよいし、臓器の一部分であってもよい。臓器保存装置１は、臓器９内の血管に対して生理食塩水などの保存液を灌流させつつ、臓器９を保存する。

また、臓器９の移植手術を行うときに、臓器９の動脈および静脈に、それぞれカテーテルが接続される。以下では、臓器９の動脈に接続されるカテーテルを「第１カテーテル９１」と称する。また、臓器９の静脈に接続されるカテーテルを「第２カテーテル９２」と称する。保存液は、第１カテーテル９１を介して臓器９の動脈に流入され、臓器９内の毛細血管を流れた後、静脈から第２カテーテル９２を介して排出される。ただし、保存液が流入される「第１カテーテル９１」は、臓器９の静脈に接続されてもよい。例えば、詳細を後述するとおり、臓器９が肝臓である場合、「第１カテーテル９１」は、静脈系の門脈に接続されてもよい。また、保存液が排出される「第２カテーテル９２」は、必ずしも臓器９に接続されなくてもよい。例えば、後述する臓器収容器１０の内部において、臓器９の静脈からそのまま保存液を排出させて溜め、その溜められた箇所へ「第２カテーテル」の一端を設置し、「第２カテーテル」の他端から臓器収容器１０の外部空間へ排出してもよい。

図１に示すように、本実施形態の臓器保存装置１は、臓器収容器１０、臓器保持部２０、液体保持部３０、給液管４０、排液管５０、気圧調整部６０、気圧計６５、および制御部７０を備える。

図２は、図１における臓器収容器１０付近の拡大図である。図２に示すように、臓器収容器１０は、容器本体部１１、容器カバー部１２、シール部１３，第１接続部１４、第２接続部１５、第３接続部１６、および第４接続部１７を有する。

容器本体部１１は、上方へ開口する凹部を有するカップ状の部材である。容器本体部１１は、底面部１１１と側面部１１２とを有する。底面部１１１は、水平かつ板状に拡がる。側面部１１２は、底面部１１１の上面の外周部から上方へ筒状に突出する。また、側面部１１２の上端部付近には、内側突出部８１と外側突出部８２とが設けられている。内側突出部８１は、側面部１１２の上端部付近において、全周に亘って内側へ突出する。外側突出部８２は、側面部１１２の上端部付近の複数の箇所（本実施形態では、容器本体部１１の内部空間を挟んで互いに反対側の２箇所）において、外側へ突出する。

容器カバー部１２は、容器本体部１１の上部の開口を覆うカップ状の部材である。容器カバー部１２は、板状部１２１と筒状部１２２とを有する。板状部１２１は、水平かつ板状に拡がる。筒状部１２２は、板状部１２１の下面の外周部から下方へ筒状に突出する。また、筒状部１２２の下端部には、外側筒部８３と内側筒部８４とが設けられている。外側筒部８３は、筒状部１２２の外周部において筒状に延びる。内側筒部８４は、外側筒部８３よりも内側に間隙を隔てて位置し、筒状に延びる。これにより、板状部１２１の下面には、外側筒部８３と内側筒部８４との間において環状に拡がる環状面８５が形成されている。すなわち、外側筒部８３と、内側筒部８４と、環状面８５とによって、上方へ凹む溝部８０が形成されている。

容器本体部１１に容器カバー部１２を組み合わせる際には、容器本体部１１の上面に、弾性を有するシール部１３（パッキン）を配置する。シール部１３は、側面部１１２の上面、すなわち、容器本体部１１の開口の周囲の全周に亘って配置される。シール部１３には、例えば、ゴム等の樹脂製の材料が用いられる。そして、容器本体部１１の開口を覆うように容器カバー部１２を組み合わせると、側面部１１２の環状の上端部が容器カバー部１２の溝部８０に嵌まり、側面部１１２の上面と容器カバー部１２の環状面８５とが、シール部１３を介して互いに接触する。これにより、筐体である臓器収容器１０が構成される。そして、容器本体部１１の凹部形状によって、臓器収容器１０の内部に、閉鎖空間である臓器収容空間１８が形成される。

また、シール部１３は、側面部１１２の上面と容器カバー部１２の環状面８５とに接触して押圧変形される。これにより、臓器収容空間１８の密閉性を高めることができる。また、容器カバー部１２の内側筒部８４は、側面部１１２の上端部よりも内側かつ下側へ延び、内側突出部８１に接触する。これにより、臓器収容空間１８の密閉性をさらに高めることができる。

さらに、容器カバー部１２は、複数（本実施形態では、２つ）のフック１２３を有する。２つのフック１２３は、板状部１２１の外周部のうち、互いに反対側の２箇所に固定されている。容器本体部１１に容器カバー部１２が組み合わされた後、２つのフック１２３は、容器本体部１１に設けられた２つの外側突出部８２にそれぞれ係合する。これにより、容器本体部１１に対して容器カバー部１２が固定され、はずれが防止される。ただし、容器カバー部１２に設けられるフック１２３の数および容器本体部１１に設けられる外側突出部８２の数は、それぞれ３つ以上であってもよい。

図２に示すように、容器本体部１１には、第１貫通孔１０１および第２貫通孔１０２が設けられている。第１貫通孔１０１および第２貫通孔１０２はそれぞれ、容器本体部１１を水平方向に貫通する。また、容器カバー部１２には、第３貫通孔１０３および第４貫通孔１０４が設けられている。第３貫通孔１０３および第４貫通孔１０４はそれぞれ、容器カバー部１２を鉛直方向に貫通する。

第１貫通孔１０１には、第１接続部１４が隙間無く固定される。第２貫通孔１０２には、第２接続部１５が隙間無く固定される。第３貫通孔１０３には、第３接続部１６が隙間無く固定される。第４貫通孔１０４には、第４接続部１７が隙間無く固定される。第１接続部１４、第２接続部１５、第３接続部１６、および第４接続部１７にはそれぞれ、図示を省略した開閉レバーを有する継手が用いられる。そして、第１接続部１４、第２接続部１５、第３接続部１６、および第４接続部１７はそれぞれ、上記の開閉レバーの開放時において、臓器収容空間１８と臓器収容器１０の外部空間とを連通させる。ただし、第１接続部１４、第２接続部１５、第３接続部１６、および第４接続部１７が設けられる位置は、これに限定されない。第１接続部１４、第２接続部１５、第３接続部１６、および第４接続部１７はそれぞれ、容器本体部１１または容器カバー部１２において設けられればよい。また、第１接続部１４、第２接続部１５、第３接続部１６、または第４接続部１７には、開閉レバーを有さない継手が用いられてもよい。

図３は、第１接続部１４、第２接続部１５、第３接続部１６、および第４接続部１７の構成を模式的に示した図である。図３に示すように、第１接続部１４の一端は、容器本体部１１の内部に位置する。以下、第１接続部１４のうち容器本体部１１の内部に位置する部位を、第１内側接続部１４１と称する。また、第１接続部１４の他端は、容器本体部１１の外部に位置する。以下、第１接続部１４のうち容器本体部１１の外部に位置する部位を、第１外側接続部１４２と称する。

また、第２接続部１５の一端は、容器本体部１１の内部に位置する。以下、第２接続部１５のうち容器本体部１１の内部に位置する部位を、第２内側接続部１５１と称する。また、第２接続部１５の他端は、容器本体部１１の外部に位置する。以下、第２接続部１５のうち容器本体部１１の外部に位置する部位を、第２外側接続部１５２と称する。

また、第３接続部１６の一端は、容器本体部１１の内部に位置する。以下、第３接続部１６のうち容器本体部１１の内部に位置する部位を、第３内側接続部１６１と称する。また、第３接続部１６の他端は、容器本体部１１の外部に位置する。以下、第３接続部１６のうち容器本体部１１の外部に位置する部位を、第３外側接続部１６２と称する。

また、第４接続部１７の一端は、容器本体部１１の内部に位置する。以下、第４接続部１７のうち容器本体部１１の内部に位置する部位を、第４内側接続部１７１と称する。また、第４接続部１７の他端は、容器本体部１１の外部に位置する。以下、第４接続部１７のうち容器本体部１１の外部に位置する部位を、第４外側接続部１７２と称する。

臓器保持部２０は、臓器収容器１０内の臓器収容空間１８において、臓器９を保持する部位である。図２に示すように、臓器保持部２０は、柔軟に変形可能な保持シート２１を有する。保持シート２１の端部は、容器本体部１１の底面部１１１に固定された支持部材２２に接続される。これにより、保持シート２１が略水平に開かれた状態に維持される。
臓器９は、保持シート２１の上面に載置される。臓器９が載置されると、保持シート２１は、臓器９の表面形状に沿って変形する。これにより、臓器９の変形を抑制して、臓器９への負担を軽減しつつ、臓器９を保持することができる。

保持シート２１の材料には、生体適応性および滅菌保持性を有し、かつ、柔軟性を有する樹脂が用いられる。例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、エラストマー樹脂、シリコン、ゴム、ゲル材料、またはポリアミドを、保持シート２１の材料として用いることができる。

図１に示すように、臓器収容器１０の底部には、水または保存液が貯留される。これにより、臓器収容器１０内の臓器９が乾燥することが抑制される。特に、後述のように、臓器収容器１０内の臓器収容空間１８が減圧されると、臓器９から水分が気化しやすくなるが、臓器収容器１０の底部に水または保存液を貯留しておくことで、臓器９の乾燥を抑制することができる。なお、保持シート２１に水または保存液を含浸させることによって、臓器９の乾燥を抑制してもよい。また、臓器９の上部を、水または保存液を含浸させたシートで覆うことによって、臓器９の乾燥をより抑制してもよい。

液体保持部３０は、臓器９への供給前の保存液を保持するための部位である。本実施形態の液体保持部３０は、臓器保持部２０に保持される臓器９よりも高い位置に、保存液が貯留されたパウチバッグＢ（いわゆる点滴バッグ）と、パウチバッグＢを保持するバッグ保持部３１を有する。ただし、液体保持部３０は、パウチバッグＢに代えて、保存液が貯留されたボトルを保持するものであってもよい。また、液体保持部３０は、保存液を貯留可能なタンクであってもよい。

給液管４０は、液体保持部３０から、臓器保持部２０に保持された臓器９へ、保存液を供給するための管である。給液管４０の上流側の端部は、液体保持部３０に保持されたパウチバッグＢに接続される。給液管４０の下流側の端部は、容器本体部１１に固定された第１接続部１４の第１外側接続部１４２に着脱可能に接続される。また、第１接続部１４の第１内側接続部１４１には、一端が臓器９の動脈に接続された第１カテーテル９１の他端が、着脱可能に接続される。これにより、パウチバッグＢから、給液管４０、第１接続部１４、および第１カテーテル９１を介して臓器９へ流入する保存液の流路が形成される。

ここで、上記のとおり、第１接続部１４は、臓器９の移植手術の開始時点において既に、第１貫通孔１０１に隙間無く固定されている。このため、移植手術時には、第１接続部１４の両端に給液管４０および第１カテーテル９１を接続するだけで、臓器９への保存液の流入経路を容易に形成することができる。これにより、これらの接続作業を迅速に行うことができる。また、臓器収容空間１８の密閉性を維持しながら、給液管４０および第１カテーテル９１を接続することができるため、臓器収容空間１８の滅菌性もより担保できる。

なお、本実施形態では、給液管４０の経路上に給液ポンプが設けられていない。パウチバッグＢと臓器９との間の高低差によって、給液管４０内の保存液に、臓器９側へ向かう緩やかな圧力（重力）が加わる。これにより、パウチバッグＢから給液管４０を通って臓器９の動脈へ、保存液が流入する。このように、給液ポンプを省略することによって、保存液の流入による臓器９への圧力負担を軽減することができる。

排液管５０は、臓器保持部２０に保持された臓器９から、保存液を排出するための管である。排液管５０の下流側の端部は、排液タンク５１に接続される。排液管５０の上流側の端部は、容器本体部１１に固定された第２接続部１５の第２外側接続部１５２に着脱可能に接続される。また、第２接続部１５の第２内側接続部１５１には、一端が臓器９の静脈に接続された第２カテーテル９２の他端が、着脱可能に接続される。これにより、臓器９から、第２カテーテル９２、第２接続部１５、および排液管５０を介して排液タンク５１へ排出される保存液の流路が形成される。すなわち、臓器９の静脈から排出された保存液は、第２カテーテル９２、第２接続部１５、および排液管５０を通って、排液タンク５１へ回収される。なお、液体保持部３０が、保存液を貯留するタンクである場合には、排液タンク５１に回収された保存液を、液体保持部３０へ循環させて、再利用してもよい。

なお、上記のとおり、第２接続部１５は、臓器９の移植手術の開始時点において既に、第２貫通孔１０２に隙間無く固定されている。このため、移植手術時には、第２接続部１５の両端に排液管５０および第２カテーテル９２を接続するだけで、臓器９からの保存液の排出経路を容易に形成することができる。これにより、これらの接続作業を迅速に行うことができる。また、臓器収容空間１８の密閉性を維持しながら、排液管５０および第２カテーテル９２を接続することができるため、臓器収容空間１８の滅菌性もより担保できる。

気圧調整部６０は、臓器収容器１０の外部に配置され、臓器収容器１０内の臓器収容空間１８の気圧を調整する機構である。図４は、気圧調整部６０の構成を示したブロック図である。図４に示すように、本実施形態の気圧調整部６０は、吸引管６１、減圧ポンプ６２、レギュレータ６３、および電子制御バルブ６４を含む減圧機構を有する。

吸引管６１の上流側の端部は、容器カバー部１２に固定された第３接続部１６の第３外側接続部１６２に着脱可能に接続される。第３接続部１６の内側空間は、臓器収容空間１８に連続する。また、吸引管６１の下流側の端部は、減圧ポンプ６２に接続される。レギュレータ６３および電子制御バルブ６４は、吸引管６１の経路上に設けられる。これにより、減圧ポンプ６２を動作させると、臓器収容器１０内の臓器収容空間１８から吸引管６１を介して気体が吸引され、外部空間へ排出される。この結果、臓器収容器１０内の臓器収容空間１８の気圧が低下する。なお、レギュレータ６３は、減圧ポンプ６２により発生する負圧を、それよりも高い（ゲージ圧で表す場合、絶対値の小さい）一定の負圧に昇圧させる。電子制御バルブ６４は、臓器収容空間１８の気圧を精密に調整するためのバルブである。

ただし、気圧調整部６０の構成は、これに限定されない。気圧調整部６０は、臓器収容空間１８を大気圧に戻すために外気を取り込むパージバルブを有していてもよい。また、気圧調整部６０は、上記の減圧機構に加え、臓器収容空間１８へ気体を供給して加圧する加圧機構と、減圧機構と加圧機構とを切り替える切り替えバルブとを、さらに有していてもよい。

なお、上記のとおり、第３接続部１６は、臓器９の移植手術の開始時点において既に、第３貫通孔１０３に隙間無く固定されている。このため、移植手術時には、第３接続部１６の第３外側接続部１６２に吸引管６１を接続するだけで、臓器収容空間１８からの気体の吸引経路を容易に形成することができる。また、臓器収容空間１８の密閉性を維持しながら、吸引管６１を接続することができるため、臓器収容空間１８の滅菌性もより担保できる。

気圧計６５は、臓器収容器１０内の臓器収容空間１８の気圧を計測する。気圧計６５は、容器カバー部１２に固定された第４接続部１７の第４外側接続部１７２に着脱可能に接続される。第４接続部１７の内側空間は、臓器収容空間１８に連続する。気圧計６５による計測結果は、後述する制御部７０へ出力される。制御部７０は、気圧計６５の計測結果に基づいて、電子制御バルブ６４の開度を調節する。

なお、上記のとおり、第４接続部１７は、臓器９の移植手術の開始時点において既に、第４貫通孔１０４に隙間無く固定されている。このため、移植手術時には、第４接続部１７の第４外側接続部１７２に気圧計６５を接続するだけで、臓器収容空間１８の気圧を計測することができる。また、臓器収容空間１８の密閉性を維持しながら、気圧計６５を接続することができるため、臓器収容空間１８の滅菌性もより担保できる。

制御部７０は、気圧調整部６０を動作制御するための手段である。制御部７０は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサおよびＲＡＭ等のメモリを備えた電子回路基板またはコンピュータにより構成される。また、制御部７０は、上述した減圧ポンプ６２、レギュレータ６３、および電子制御バルブ６４と、それぞれ電気的に接続されている。制御部７０は、予め設定されたプログラムに基づいて、これらの各部を動作制御する。これにより、臓器収容空間１８の気圧が調整される。

＜２．臓器保存の手順＞
続いて、上記の臓器保存装置１を用いて臓器９を保存する手順について、説明する。図５は、臓器保存装置１による臓器９の保存手順を示したフローチャートである。なお、上記のとおり、第１接続部１４、第２接続部１５、第３接続部１６、および第４接続部１７は、臓器９の移植手術の開始時点において既に、貫通孔１０１～１０４に隙間無く固定されており、それぞれの開閉レバーは閉塞されている。

図５に示すように、まず、ドナーから臓器９を摘出する（ステップＳ１）。具体的には、まず、執刀者は、臓器９の動脈を切断して、動脈の切断部に、第１カテーテル９１の一端を接続する。また、執刀者は、臓器９の静脈を切断して、静脈の切断部に、第２カテーテル９２の一端を接続する。そして、ドナーの体内から、臓器９を取り出す。

次に、臓器収容器１０内に臓器９を収容する（ステップＳ２）。具体的には、まず、臓器収容器１０の容器カバー部１２を取り外すことによって、容器本体部１１の上部を開放する。そして、臓器保持部２０の保持シート２１の上面に、臓器９を載置する。そして、第１カテーテル９１の他端を第１接続部１４の第１内側接続部１４１に接続する。また、第２カテーテル９２の他端を第２接続部１５の第２内側接続部１５１に接続する。

その後、容器本体部１１の上部を容器カバー部１２により閉鎖し、フック１２３で固定する。これにより、臓器収容器１０内に、閉鎖された空間である臓器収容空間１８が形成される。そして、臓器収容空間１８に、臓器９が配置された状態となる。そして、給液管４０の下流側の端部を、第１接続部１４の第１外側接続部１４２に接続する。また、排液管５０の上流側の端部を、第２接続部１５の第２外側接続部１５２に接続する。また、吸引管６１の上流側の端部を、第３接続部１６の第３外側接続部１６２に接続する。また、気圧計６５を、第４接続部１７の第４外側接続部１７２に接続する。その後、例えば、第１接続部１４の開閉レバーおよび第２接続部１５の開閉レバーをそれぞれ開放し、給液管４０の図示を省略したクランプを解除することにより、臓器９内への保存液の流入を開始する。

続いて、第３接続部１６の開閉レバーおよび第４接続部１７の開閉レバーをそれぞれ開放し、臓器収容器１０内の臓器収容空間１８の気圧を調整する（ステップＳ３）。具体的には、制御部７０が、気圧計６５の計測結果に基づいて、気圧調整部６０を動作制御する。これにより、臓器収容空間１８からの気体の吸引および排出が行われる。その結果、臓器収容空間１８の気圧が低下する。なお、このとき、気圧調整部６０を断続的に動作させることによって、臓器収容空間１８の気圧を生体の呼吸の周期に合わせて、例えば、３～６秒で周期的に変化させてもよい。ただし、当該周期は、必ずしも生体の呼吸の周期に合わせなくてもよく、状況に応じて適切な値に設定すればよい。また、気圧調整部６０を連続的に動作させることによって、臓器収容空間１８の気圧を、大気圧よりも低い一定の負圧に維持してもよい。

臓器収容空間１８の気圧を負圧にすると、臓器９の膨張に伴い、臓器９内の血管の流路面積が大きくなる。したがって、臓器９内の血管の流路抵抗が小さくなる。これにより、給液管４０から臓器９内の血管へ、保存液が流入しやすくなる。そして、保存液の流入に伴う臓器９への圧力負担を低減できる。すなわち、臓器収容空間１８の気圧を負圧にすることで、保存液の圧力を高めることなく、臓器９内における保存液の流量を確保することができる。

レシピエントへの臓器９の移植の準備が整うと、臓器収容器１０から臓器９を取り出す（ステップＳ４）。具体的には、まず、気圧調整部６０による減圧を解除して、臓器収容空間１８の気圧を大気圧に戻す。また、臓器収容器１０の容器カバー部１２を取り外して、容器本体部１１の上部を開放する。そして、第１接続部１４から第１カテーテル９１を取り外し、第２接続部１５から第２カテーテル９２を取り外して、臓器保持部２０の保持シート２１の上面から、臓器９を取り出す。

その後、レシピエントへ臓器９を移植する（ステップＳ５）。具体的には、レシピエントの体腔内に臓器９を配置する。そして、執刀者は、臓器９の動脈から第１カテーテル９１を取り外して、臓器９の動脈と、レシピエントの動脈とを吻合する。また、執刀者は、臓器９の静脈から第２カテーテル９２を取り外して、臓器９の静脈と、レシピエントの静脈とを吻合する。

＜３．気圧調整に関する実験結果＞
図６は、臓器９の一例として肝臓を臓器収容空間１８に配置して、臓器９に液体を灌流させつつ、臓器収容空間１８の圧力を変化させた場合の、臓器９内に流れる液体の流量変化を示すグラフである。図７は、臓器９の一例として肝臓を臓器収容空間１８に配置して、臓器９に液体を灌流させつつ、臓器収容空間１８の圧力を変化させた場合の、臓器９内の血管の圧力変化を示すグラフである。

なお、生体内の肝臓においては、通常、血液は門脈と肝動脈とから供給される。門脈は太い静脈であり、腸や脾臓を循環した後の栄養分を多く含んだ静脈血を肝臓へ供給する。肝動脈は、大動脈から酸素を多く含んだ動脈血を肝臓へ供給する。これらの血液は、肝臓内で合流し、肝臓内の毛細血管を流れた後、肝上部下大静脈（ＳＨ－ＩＶＣ）または肝下部下大静脈（ＩＨ－ＩＶＣ）を介して心臓へ戻る。本実験では、生体の肝臓の肝動脈を含む動脈および門脈を含む静脈を切断して取り出し、門脈および肝動脈のそれぞれに、「第１カテーテル９１」を接続した。図６および図７において、ＰＶは、門脈における流量や圧力を計測した結果であり、ＨＡは、肝動脈における流量や圧力を計測した結果である。ただし、本実験以外の灌流処理時には、肝臓の門脈および肝動脈のいずれか一方に「第１カテーテル９１」が接続されていればよい。

図６および図７に示すように、臓器収容空間１８の圧力が低いほど、臓器９内に流れる液体の流量は上昇し、かつ、臓器９内の血管の圧力が低下することが分かる。したがって、液体の流入に伴う臓器９への圧力負担を低減しつつ、臓器９内における液体の流量を確保することができる。

＜４．変形例＞
以上、本発明の一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。

＜４－１．第１変形例＞
図８は、第１変形例に係る臓器保存装置１の構成を示した図である。図８の例では、液体保持部３０は、供給前の保存液を貯留するタンク３２である。給液管４０の上流側の端部は、タンク３２に接続されている。また、給液管４０の経路上には、給液ポンプ４１が設けられている。臓器９の保存時には、制御部７０からの指令により、給液ポンプ４１が動作する。これにより、臓器９内の血管に、保存液が送り込まれる。このように、給液ポンプ４１を用いる場合でも、気圧調整部６０で臓器収容空間１８の気圧を低下させれば、臓器９内の血管を流れる保存液の圧力を低下させることができる。したがって、保存液の流入に伴う臓器９への圧力負担を軽減できる。

＜４－２．第２変形例＞
図９は、第２変形例に係る臓器保存装置１の構成を示した図である。図９の例では、排液管５０の経路上に、排液ポンプ５２が設けられている。臓器９の保存時には、制御部７０からの指令により、排液ポンプ５２が動作する。これにより、臓器９内の血管に、保存液の流れが形成される。このように、排液ポンプ５２を用いる場合、排液ポンプ５２の吸引力で、臓器９内の血管が狭くなる場合がある。しかしながら、気圧調整部６０で臓器収容空間１８の気圧を低下させれば、臓器９内の血管を広げることができる。したがって、臓器９内における保存液の流量を確保することができる。

＜４－３．第３変形例＞
図１０は、第３変形例に係る容器本体部１１および容器カバー部１２の構成を示した部分拡大図である。図１０の例では、容器本体部１１の側面部１１２の上端部には、上記の実施形態のような内側突出部８１や外側突出部８２は設けられていない。ただし、側面部１１２の上端部には、内側部分と外側部分との間の中間部分において、上側突出部８６が設けられている。上側突出部８６は、筒状の側面部１１２の上端部において全周に亘って上側へ突出する。

容器カバー部１２は、上記の実施形態に開示された容器カバー部１２と同等の構成を有する。容器カバー部１２の板状部１２１の下面には、外側筒部８３と内側筒部８４との間において環状に拡がる環状面８５が形成されている。すなわち、外側筒部８３と、内側筒部８４と、環状面８５とによって、上方へ凹む溝部８０が形成されている。ただし、本変形例では、外側筒部８３の下端部と内側筒部８４の下端部とは、鉛直方向に略同一の位置にある。

容器本体部１１に容器カバー部１２を組み合わせる際には、容器本体部１１の上側突出部８６の上面に、シール部１３（パッキン）を配置する。シール部１３は、上側突出部８６の上面、すなわち、容器本体部１１の開口の周囲の全周に亘って配置される。容器本体部１１の開口を覆うように容器カバー部１２を組み合わせると、上側突出部８６が容器カバー部１２の溝部８０に嵌まり、上側突出部８６の上面と容器カバー部１２の環状面８５とが、シール部１３を介して互いに接触する。

また、シール部１３は、上側突出部８６の上面と容器カバー部１２の環状面８５とに接触して押圧変形される。これにより、臓器収容空間１８の密閉性を高めることができる。また、容器カバー部１２の内側筒部８４は、上側突出部８６の上端部よりも内側かつ下側へ延び、側面部１１２の上端部のうち上側突出部８６より内側に位置する部位の上面に接触する。また、容器カバー部１２の外側筒部８３は、上側突出部８６の上端部よりも外側かつ下側へ延び、側面部１１２の上端部のうち上側突出部８６より外側に位置する部位の上面に接触する。これにより、臓器収容空間１８の密閉性をさらに高めることができる。

＜４－４．第４変形例＞
図１１は、第４変形例に係る容器本体部１１および容器カバー部１２の構成を示した部分拡大図である。図１１の例では、容器本体部１１の側面部１１２の上端部には、上記の実施形態または第３変形例のような内側突出部８１、外側突出部８２、および上側突出部８６は設けられていない。本変形例の側面部１１２の上面は、鉛直方向に略水平となっている。容器カバー部１２は、上記の第３変形例に開示された容器カバー部１２と同等の構成を有する。

容器本体部１１に容器カバー部１２を組み合わせる際には、容器本体部１１の側面部１１２の上面に、シール部１３（パッキン）を配置する。シール部１３は、側面部１１２の上面、すなわち、容器本体部１１の開口の周囲の全周に亘って配置される。容器本体部１１の開口を覆うように容器カバー部１２を組み合わせると、シール部１３が容器カバー部１２の溝部８０に嵌まり、側面部１１２の上面と容器カバー部１２の環状面８５とが、シール部１３を介して互いに接触する。

また、シール部１３は、側面部１１２の上面と容器カバー部１２の環状面８５とに接触して押圧変形される。これにより、臓器収容空間１８の密閉性を高めることができる。また、容器カバー部１２の内側筒部８４と外側筒部８３は、側面部１１２の上面に接触する。これにより、臓器収容空間１８の密閉性をさらに高めることができる。

＜４－５．他の変形例＞
上記の実施形態では、第１接続部１４、第２接続部１５、第３接続部１６、および第４接続部１７として、管やカテーテルを繋ぐための継手が用いられていた。しかしながら、第１接続部１４、第２接続部１５、第３接続部１６、および第４接続部１７は、管やカテーテルを繋ぐことを可能にするものであれば、継手以外であってもよい。例えば、第１接続部１４、第２接続部１５、第３接続部１６、および第４接続部１７は、容器本体部１１または容器カバー部１２を貫通する貫通孔１０１～１０４に隙間無く固定される配管であってもよく、貫通孔１０１～１０４の周縁部から筒状に突出する突起であってもよい。

また、上記実施形態の臓器保存装置１は、１本の給液管４０および１本の第１カテーテル９１と、１本の排液管５０および１本の第２カテーテル９２とを備えていた。しかしながら、臓器保存装置１は、臓器９の動脈の数に応じて、複数の給液管４０および複数の第１カテーテル９１を備えていてもよい。また、臓器保存装置１は、臓器９の静脈の数に応じて、複数の排液管５０および複数の第２カテーテル９２を備えていてもよい。

また、臓器収容器を含む臓器保存装置の細部の構造については、本願の各図に示された構造と、完全に一致していなくてもよい。また、上記の実施形態および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臓器保存装置
９臓器
１０臓器収容器
１１容器本体部
１２容器カバー部
１３シール部
１４第１接続部
１５第２接続部
１６第３接続部
１７第４接続部
１８臓器収容空間
２０臓器保持部
３０液体保持部
４０給液管
４１給液ポンプ
５０排液管
５１排液タンク
５２排液ポンプ
６０気圧調整部
６１吸引管
６５気圧計
７０制御部
８０溝部
８３外側筒部
８４内側筒部
８５環状面
９１第１カテーテル
９２第２カテーテル
１０１第１貫通孔
１０２第２貫通孔
１０３第３貫通孔
１０４第４貫通孔
１１１底面部
１１２側面部
１２１板状部
１２２筒状部
１２３フック
１４１第１内側接続部
１４２第１外側接続部
１５１第２内側接続部
１５２第２外側接続部
１６１第３内側接続部
１６２第３外側接続部
１７１第４内側接続部
１７２第４外側接続部

Claims

体外において臓器に液体を灌流させつつ前記臓器を保存する臓器保存装置であって、
内部に閉鎖された臓器収容空間を形成可能な臓器収容器と、
前記臓器収容空間において前記臓器を保持する臓器保持部と、
前記臓器保持部に保持された前記臓器に対して液体を供給する給液管と、
前記臓器保持部に保持された前記臓器から液体を排出する排液管と、
前記臓器収容空間の気圧を調整する気圧調整部と、
を有し、
前記気圧調整部は、
前記臓器収容器の外部に配置され、前記臓器収容空間から吸引管を介して気体を吸引する減圧機構
を有し、
前記臓器収容器は、
前記臓器収容空間と前記臓器収容器の外部空間とを連通させ、かつ、前記給液管が着脱可能に接続される第１接続部と、
前記臓器収容空間と前記外部空間とを連通させ、かつ、前記排液管が着脱可能に接続される第２接続部と、
前記臓器収容空間と前記外部空間とを連通させ、かつ、前記吸引管が着脱可能に接続される第３接続部と、
を有する、臓器保存装置。
請求項１に記載の臓器保存装置であって、
前記臓器収容器は、
上方へ開口する凹部を有し、前記凹部が前記臓器収容空間を形成する容器本体部と、
前記開口を覆う容器カバー部と、
を有し、
前記第１接続部、前記第２接続部、前記第３接続部はそれぞれ、前記容器本体部または前記容器カバー部において設けられる、臓器保存装置。
請求項２に記載の臓器保存装置であって、
前記臓器収容器は、
前記開口の周囲に配置され、前記容器本体部の上面および前記容器カバー部の下面に接触するシール部
をさらに有する、臓器保存装置。
請求項２または請求項３に記載の臓器保存装置であって、
前記第１接続部は、前記容器本体部を貫通する第１貫通孔に固定される継手もしくは配管、または前記容器本体部における前記第１貫通孔の周縁部から筒状に突出する突起であり、
前記給液管は、前記第１接続部のうち前記容器本体部の外部に位置する第１外側接続部に接続され、
一端が前記臓器の動脈または静脈に接続される第１カテーテルの他端が、前記第１接続部のうち前記容器本体部の内部に位置する第１内側接続部に接続される、臓器保存装置。
請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の臓器保存装置であって、
前記第２接続部は、前記容器本体部を貫通する第２貫通孔に固定される継手もしくは配管、または前記容器本体部における前記第２貫通孔の周縁部から筒状に突出する突起であり、
前記排液管は、前記第２接続部のうち前記容器本体部の外部に位置する第２外側接続部に接続され、
一端が前記臓器の静脈に接続され、または一端が前記容器本体部の内部に設置される第２カテーテルの他端が、前記第２接続部のうち前記容器本体部の内部に位置する第２内側接続部に接続される、臓器保存装置。
請求項２から請求項５までのいずれか１項に記載の臓器保存装置であって、
前記第３接続部は、前記容器カバー部を貫通する第３貫通孔に固定される継手もしくは配管、または前記容器カバー部における前記第３貫通孔の周縁部から筒状に突出する突起であり、
前記吸引管は、前記第３接続部のうち前記容器本体部の外部に位置する第３外側接続部に接続され、
前記臓器収容空間は、前記第３接続部の内側空間に連続する、臓器保存装置。
請求項３に記載の臓器保存装置であって、
前記容器カバー部は、
水平かつ板状に拡がる板状部と、
前記板状部の下面の外周部から下方へ筒状に突出する筒状部と、
を有し、
前記筒状部の下端部は、
外側筒部と、
前記外側筒部よりも内側に位置する内側筒部と、
前記外側筒部と前記内側筒部との間において環状に拡がる環状面と、
を有し、
前記シール部は、前記容器本体部の上面と前記環状面とに接触して押圧変形される、臓器保存装置。
請求項７に記載の臓器保存装置であって、
前記内側筒部は、前記容器本体部の上端部よりも内側かつ下側へ延びる、臓器保存装置。
請求項７に記載の臓器保存装置であって、
前記内側筒部の下面は、前記容器本体部の上面に接触する、臓器保存装置。
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の臓器保存装置であって、
前記臓器保持部に保持される前記臓器よりも高い位置において、供給前の液体を保持する液体保持部
をさらに備え、
前記給液管の上流側の端部が、前記液体保持部に接続される、臓器保存装置。
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の臓器保存装置であって、
前記給液管に設けられた給液ポンプと、
供給前の液体が貯留されたタンクと、
をさらに備え、
前記給液管の上流側の端部が、前記タンクに接続される、臓器保存装置。
請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の臓器保存装置であって、
前記排液管に設けられた排液ポンプ
をさらに備える、臓器保存装置。
請求項２から請求項９までのいずれか１項に記載の臓器保存装置であって、
前記臓器収容空間の気圧を計測する気圧計
をさらに有し、
前記臓器収容器は、
前記臓器収容空間と前記外部空間とを連通させ、かつ、前記容器カバー部を貫通する第４貫通孔に固定される継手もしくは配管、または前記容器カバー部における前記第４貫通孔の周縁部から筒状に突出する突起である第４接続部
をさらに有し、
前記気圧計は、前記第４接続部に接続される、臓器保存装置。