JP4790182B2 - 輸送する間、ドナー器官を機械的に灌流する装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、器官を受け入れる器官の収容部と、装置の液体室内に保持された灌流液を器官の収容部に対し且つ該収容部を通じて移動させる推進手段と、器官の収容部に給気する酸素付与手段とを備え、ドナー器官を輸送する段階の間、器官の機械的な灌流を行う装置に関する。かかる装置は、例えば、腎臓又は肝臓を輸送するのに有用である。
【０００２】
ドナー器官を輸送する段階の間、器官の機械的な灌流は、移殖のため器官の質を向上させる。氷の棚上に低温にて保存する既知の方法と比べて、この保存方法は、直接的移殖体の機能を向上させること、術後の透析の軽減及び入院期間の短縮に関して重要な利点を有する。器官の機械的な灌流は最適でない器官を移殖することを可能にするから、移殖に適したドナー器官の数が顕著に増大することになる。器官の機械的な灌流は、移殖する前に、器官の質及び有用性を決定することを可能にする。
【０００３】
器官の既知の灌流装置において、灌流液は、電池作動のポンプにより推進され且つ冷却要素及び熱交換器により冷却される。瓶に入れた圧縮空気又は酸素の助けを得て酸素付与が行われる。寸法、重量、大きい初期コスト及びメンテナンスコスト並びに操作の器用さが必要とされるため、既知の装置の使用は依然として制限されている。僅かな専門機関のみがこの既知の灌流装置を使用することができる。
【０００４】
本発明の目的は、より高い移殖の成功率を実現し且つ使用可能なドナー器官の数を増加させることを可能にする簡単で且つ経済的な灌流装置を提供することである。
【０００５】
この目的のため、本発明による装置は、推進手段が圧縮空気により駆動されるポンプとして具体化される一方、圧縮空気は同時に、器官の収容部に給気することを特徴とする。このように、この装置において、灌流液への酸素付与のために必要とされる圧縮空気がポンプを駆動するために使用され、これにより、電動ポンプ及び電池に経済性を実現する。この灌流装置は、簡単であり、全ての病院にてドナー器官を灌流することを可能にし、これにより提供される器官の質を向上させる。このようにして、最適でない器官を移殖用として多量に供給することを可能にすることが可能である。
【０００６】
このように、装置の適当な実施の形態は、ポンプが液体室内に可動に取り付けられた膜を備え、その膜が、一側部における液体室内に保持された灌流液と、反対側部における圧縮空気とを分離し、その膜が、膜と直接的に連通する圧縮空気の圧力に少なくとも依存する位置となることを特徴とする。このようにして、膜の簡単な動きは、液体室内に存在する灌流液を液体室と連通する器官の収容部内に押し込む一方、膜の逆方向への動きは、灌流液を液体室内に吸引して戻すことを可能にする。
【０００７】
このことは、ポンプが液体室内の膜と連通した弁を備え、該弁は、膜の位置に従って、圧縮空気を膜に輸送することを許容し又は遮断する。このように、膜の位置に依存する、弁の位置に対応して、圧縮空気は単に、灌流液を液体室から且つ液体室内に押し出す駆動力を提供する。
【０００８】
その他を次のように配置することが好ましい、すなわち、液体室の容積が灌流液を受け入れることに関し最小になる第一の端部位置に膜が達し且つ達すると直ちに、弁が膜への圧縮空気の輸送を遮断し、また、その後、液体室の容積が最小容積よりも大きい、第二の端部位置に膜が達すると直ちに、弁が圧縮空気を膜まで輸送することを許容するように配置する。
【０００９】
本発明の別の面において、装置は、次のこと、すなわち膜が第二の位置から第一の位置まで移動するとき、圧縮空気が灌流液に還流することを許容する通気口が弁に設けられることを特徴とする。このように、主として、灌流液を輸送するためポンプを励起する働きをする圧縮空気は、簡単な方法にて、器官の収容部に給気するのに必要な酸素にて灌流液に酸素付与するためにも使用される。
【００１０】
このことが効果的に実現される適当で且つ極めて簡単な実施の形態は、液体室が器官の収容部の下方に配置され、ポンプが液体室と連通しており、弁の通気口が灌流液のレベルの下方に通じることを特徴とする。
【００１１】
本発明の別の面において、装置は、次のこと、すなわち器官の収容部には、ドナー器官に対する予め形成された水分透過性の相対的に柔らかい支持体が設けられることを特徴とする。このようにして、輸送すべきドナー器官は支持され、このため、移動及び損傷、例えば、器官への傷付けを防止することができる。上述したように、本発明による装置は、腎臓及び肝臓のような多岐に亙る器官を輸送するために使用できる。装置が肝臓の輸送を目的とするとき、液体室は、肝臓動脈及び肝臓の門脈にそれぞれ供給する第一の入口導管及び第二の入口導管と通じる入口管を介して器官の収容部と連通していることが望ましい。門脈（ｐｏｒｔａｌ ｖｅｉｎ）に供給する作用を果たす第二の入口導管は、好ましくは該入口導管が実質的に連続的な灌流液の流れを門脈に輸送するように具体化する必要がある。
【００１２】
第一の実施の形態において、このことは、使用中、弾性壁が導管内の圧力によって膨張するように、弾性壁を有する第二の入口導管により簡単に実現される。このことは、灌流液の流れの脈動作用を緩和する。灌流液の流れに付与される本発明の装置の脈動動作は、実際に、心臓の拍動を模擬するという有利な点がある。
【００１３】
第二の代替的な実施の形態において、第二の入口導管と連通する膨張容器を提供することができる。その双方の実施の形態に対し、入口管付近にて第二の入口導管内に設けるべき逆止め弁を提供することが望ましい。このことは、第二の入口導管からの液体が第一の入口導管に流れて戻るのを防止する。
【００１４】
２つの入口導管の少なくとも１つには、２つの入口導管内にて灌流液の流れを比例的に調節することを許容する可調節型絞り部を設けることが更に望ましい。 本発明はまた、その前文に記載した型式の装置にて使用するのに適したポンプにて具体化される。本発明によれば、該ポンプは、圧縮空気に対する入口管及び出口管を備え、その双方の管が可動の膜により少なくとも部分的に画成される空間に接続し、また、一側部における入口管と空間との間、また、反対側部における出口管と空間との間に相互に排他的な接続部を提供する弁手段を備えることを特徴としている。弁手段が入口管と空間との間の連通又は出口管と空間との間の連通の何れかを許容することから、ポンプは圧縮空気の入って来る推進力及び出ていく推進力とに効果的な差を持たせる。
【００１５】
次に、弁手段は膜と接続し、膜の位置を弁手段の位置によって決定することができるようにすることが好ましい。
このようにして、ポンプの便宜で且つ極めて効果的な実施の形態は、弁手段が互いに対向状態に配置された２つの部分を備え、その第一の部分には入口管に接続された流出液ノズルが設けられ、第二の部分には出口管に接続された排出端部が設けられ、その２つの部分の間の可動の弁部分の相互の位置が流出液ノズル及び排出端部とを非同期的に閉じることができるようにした形態である。
【００１６】
好ましくは、第一の部分の流出液ノズルが開いている間、第二の部分の排出端部が閉じられる弁部分の好ましい位置を実現する加圧手段が存在するようにする。
【００１７】
加圧手段として、例えば、ばね構造を使用することが可能である。しかし、好ましくは、第一の部分及び第二の部分並びに（又は）弁部分は相互に引き付ける磁性材料で出来たものとする。このことは、摩擦の発生を可能な限り防止し、ポンプを作動させるために極めて僅かなエネルギがあれば済むようにするという利点がある。
【００１８】
このように、ポンプの１つの望ましい実施の形態は、継手要素（ｃａｔｃｈ ｏｒｇａｎ）が膜と接続され、所定の変位距離を上廻ったとき、弁部分が第一の部分に接触し、排出端部が開いている間、流出液ノズルを閉じる位置に継手要素が達する迄、継手要素が弁部分を第二の部分から解放するような仕方にて制限された距離を亙って摺動する継手を介して継手要素が弁部分と接続されることを特徴としている。
【００１９】
次に、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。
図面にて同様の部品は同一の参照番号で示してある。
先ず、図１を参照すると、参照番号１は、ドナー器官を輸送する段階の間、器官を機械的に灌流する装置を示す。この装置は、ドナー器官を受け入れる器官の収容部２と、器官の収容部２まで且つ該器官の収容部を通じて灌流液７を移動させる推進手段３、４、５とを備えている。更に、器官の収容部２に給気するため酸素付与手段３、４が設けられる。推進手段３、４、５が圧縮空気シリンダ３からの圧縮空気により駆動されるポンプとして具体化されている。以下に説明するように、圧縮空気シリンダ３からの圧縮空気は器官の収容部２に給気するという更なる作用を果たす。ポンプ４、５は、液体室７内に可動に取り付けられた膜５を備えて具体化され、該膜５は、一側部における液体室８の内部に保持された灌流液７と、反対側部における、参照番号９で示した空間内の圧縮空気とを分離することを可能にする。膜は、空間９内の圧縮空気の少なくとも圧力に依存する位置となる、すなわち、圧縮空気は膜５と直接、連通している。ポンプ４、５は液体室８内に取り付けられた膜５と連通すると共に、膜５の位置に従って圧縮空気シリンダ３から膜５への圧縮空気３の輸送を許容し又は遮断する弁４を更に備えている。図１には、膜５と弁４との間の継手６が概略図的に図示されている。灌流液７を受け入れるため液体室８の容積が最小となる第一の端部位置に膜５が達すると直ちに、弁４は、膜５への圧縮空気の輸送を遮断する。次に、液体室８の容積が上述した最小容積よりも大きい第二の端部位置に膜５が達すると直ちに、弁４は、膜５への圧縮空気の輸送を許容する。このようにし、膜５は往復運動動作を受け、これにより、灌流液７は液体室８から器官の収容部２に対する入口管１８内に押し出される一方、器官の収容部２から還流する灌流液が出口管１０を介して液体室８に入るのを許容する。この目的のため、弁４には、膜が第二の位置から第一の位置まで、すなわち、Ｂで示した方向に移動するとき、圧縮空気の還流分が空間９から灌流液７に逃げるのを容易にする通気口が設けられている。図１には、液体室８は器官の収容部２の下方に配置され、ポンプ４、５が液体室８と器官の収容部２との間に配置され、使用中、弁４の通気口１１が灌流液７の位置の下方にて通じることが更に示してある。
【００２０】
輸送すべき器官の支持体１９は図面に極く概略図で示してある。本発明の特別な面において、上記支持体１９は、器官に対する変位抵抗型（ｓｈｉｆｔ−ｒｅｓｉｓｔａｎｔ）支持体が提供され、これにより、器官の損傷が防止されるように、予め形成した、水分透過性の比較的柔軟な材料で出来ているものであることが好ましい。
【００２１】
図１に概略図的に図示した装置は、肝臓及び腎臓並びにその他の器官を輸送するのに特に適している。特に、肝臓を輸送するとき、器官の収容部２を有する液体室８は、肝臓動脈に供給し得るように第一の入口導管１８′内に開放する入口管１８と、肝臓の門脈に供給する第二の入口導管１８″とを介して連通することが望ましい。門脈は脈動する流れではなくて連続的な灌流液の流れを受け入れる必要があるから、第二の入口導管１８″には弾性壁を設け、使用中、上記壁が導管内の脈動圧力の作用の下膨張し、これにより脈動を緩和するようにすることができる。このことは、破線で概略図的に図示されている。膨張容器を第二の入口導管１８″に接続することも可能である。このことは図示されていないが、当該技術分野の当業者に完全に明確である。第二の入口導管１８″には、入口管１８付近にて、逆止め弁２１を設け、第二の入口導管１８″からの液体が第一の入口導管１８′内に流れるのを防止するようにすることが好ましい。最後に、図面には、第一の入口導管１８′内において、第一の入口導管１８′及び第二の入口導管１８″内の液体の流れを比例的に調節し得るように可調節型絞り部２０が設けられていることが示してある。
【００２２】
次に、図２及び図３を参照しつつ、本発明によるポンプ４、５についてより詳細に説明する。該ポンプ４、５は、上述したような装置にて使用するのに特に適している。ポンプ４、５において、弁部分４及び膜５を識別することができる（図２参照）。圧縮空気に対する入口管１２及び出口管１３が更に設けられており、その双方は、可動の膜５により少なくとも部分的に画成された空間であるポンプ４、５の内部空間と連通している。弁手段４は一側部における入口管１２と該空間との間、反対側部において出口管１３と該空間との間に相互に排他的な接続部を提供する。弁手段４は、図３に関して以下に説明する仕方にて膜５と更に物理的に接続されている。
【００２３】
図３には、本発明によるポンプ４、５の部分である幾つかの部分が極く概略図的に図示されている。ポンプ４、５の部分が位置することのできる連続的な位置はそれぞれ番号１乃至５で示してある。最初に、番号１で示した位置を参照すると、弁手段４が互いに対向するように配置された２つの部分４′、４″を備えており、その第一の部分４′には入口管１２に接続された流出液ノズル１４が設けられ、その第二の部分４″には出口管１５に接続された排出端部１６が設けられており、２つの部分４′、４″の間には流出液ノズル１４及び排出端部１６を非同期的に閉じることのできる可動弁部分４″′が介在されている。番号１で示した位置は、入口導管１２及び流出液ノズル１４を介して圧縮空気が膜５に達することができる方法を示し、該膜は、その後、番号２、３で示した位置にて図示するように膨張する。弁手段４′、４″には、弁部分４″′の好ましい位置を提供する加圧手段が更に設けられており、この場合、第二の部分４″の排出端部１６は閉じられ、第一の部分４′の流出液ノズル１４は開いている。この目的のため、第一の部分４′及び第二の部分４″並びに（又は）弁部分４″′は相互に引き付ける磁性材料で出来ていることが好ましい。このように、番号１で示した位置において、圧縮空気が逃げるのが防止される。膜５の膨張により膜は該膜に接続された継手要素６を捕捉する。所定の変位距離を上廻ったとき、弁部分４″′が第一の部分４′に接触し、排出端部１６が開いている間、流出液ノズル１４を閉じる、番号３で示した位置に継手要素が達する迄、継手要素６が弁部分４″′を第二の部分４″から解放するような仕方にて制限された距離を亙って摺動する継手１７を介して上記の継手要素が弁部分４″′と接続される。この状況において、膜５は更に膨張することができず、排出管１３との連通を可能にする排出端部１６を介して膜５により画成された空間から圧縮空気が逃げるという逆の状態が生ずる。膜５の弾性すなわちばね構造のため、継手要素６は、弁部分４″′が第一の部分４′が持ち上げられ且つ第二の部分４″の方向に移動する位置まで動く。番号５で示した位置において、弁部分４″′が第二の部分４″に戻り、これにより排出管１３との連通を可能にする排出端部１６を閉じる一方、第一の部分４´の流出液ノズル１４が開いている最初の状況に達する。この状況から、番号１で示した位置から分かれ、説明したようにサイクルは繰り返される。本発明によるポンプの周期は圧縮空気の圧力を調節することで調節することができる。この手段により圧送量も調節される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による装置の概略図である。
【図２】 本発明によるポンプの斜視図である。
【図３】 本発明によるポンプを構成する多数の部品の５つの連続位置を示す図である。

Claims (13)

1. 器官を受け入れる器官の収容部（２）と、装置の液体室（８）内に保持された灌流液（７）を器官の収容部（２）まで且つ該器官の収容部（２）を通じて移動させる推進手段（３、４、５）と、器官の収容部（２）に給気する酸素付与手段（３、４）とを備える、ドナー器官を輸送する段階の間、器官を機械的に灌流する装置（１）において、
   推進手段（３、４、５）が、圧縮空気により駆動されるポンプ（４、５）として具体化される一方、圧縮空気が同時に器官の収容部（２）に給気する機能を果たし、
   ポンプ（４、５）が、液体室（８）内に可動に取り付けられた膜（５）を備え、膜が一方側における液体室（８）内に保持された灌流液（７）と、他方側における圧縮空気とを分離させ、膜（５）が、膜（５）と直接、連通する圧縮空気の少なくとも圧力に依存する位置をとり、
   ポンプ（４、５）が、液体室（８）内で膜（５）と連通する弁（４）を備え、該弁が、膜（５）の位置に従って、膜（５）への圧縮空気の輸送を許容し又は遮断し、
   弁（４）には、圧縮空気が灌流液（７）に還流するのを許容し得るよう通気口（１１）が設けられ、
   ポンプ（４、５）が、圧縮空気に対する入口管（１２）及び出口管（１３）を備え、該入口管及び出口管の双方が、可動膜（５）により少なくとも部分的に画成された空間に接続し、一方側における入口管（１２）と空間との間、他方側における出口管（１３）と空間との間の接続を相互に排除する弁手段（４）を備え、
   弁手段（４）が、互いに対向するように配置された２つの部分（４′、４″）を備え、その第一の部分（４′）には入口管（１２）に接続された流出液ノズル（１４）が設けられ、第二の部分（４″）には出口管（１３）に接続された排出端部（１６）が設けられ、流出液ノズル（１４）及び排出端部（１６）を非同期的に閉じることのできる可動の弁部分（４″′）が２つの部分（４′、４″）の間に介在されることを特徴とする、装置。
2. 請求項１に記載の装置において、液体室（８）の容積が灌流液（７）を受け入れることに関し最小である第一の位置に膜（５）が達すると直ちに、弁（４）が膜（５）への圧縮空気の輸送を遮断し、その後、液体室（８）の容積が最小容積よりも大きくなる位置である第二の位置に膜（５）が達すると直ちに、弁（４）が膜（５）への圧縮空気の輸送を許容することを特徴とする、装置。
3. 請求項１又は２に記載の装置において、液体室（８）が、器官の収容部（２）の下方に配置され、ポンプ（４、５）が液体室（８）と連通しており、弁（４）の通気口（１１）が灌流液の位置の下方に通じることを特徴とする、装置。
4. 請求項１乃至３のうちのいずれか１つに記載の装置において、器官の収容部（２）には、ドナー器官に対する予め形成した、水分透過性の比較的柔軟な支持体（１９）が設けられることを特徴とする、装置。
5. 肝臓を輸送するための請求項１乃至４のうちのいずれか１つに記載の装置において、液体室（８）が、それぞれ肝臓の動脈及び肝臓の門脈に供給する作用を果たす第一の入口導管（１８′）及び第二の入口導管（１８″）内にて通じる入口管（１８）を介して器官の収容部（２）と連通することを特徴とする、装置。
6. 請求項５に記載の装置において、第二の入口導管（１８″）が弾性壁を有し、使用中、該壁が導管内の圧力によって膨張することを特徴とする、装置。
7. 請求項５に記載の装置において、膨張容器が第二の入口導管（１８″）と接続されることを特徴とする、装置。
8. 請求項５乃至７のうちのいずれか１つに記載の装置において、入口管（１８）付近にて第二の入口導管（１８″）内に逆止め弁（２１）が設けられることを特徴とする、装置。
9. 請求項５乃至８のうちのいずれか１つに記載の装置において、２つの入口導管（１８′、１８″）の少なくとも一方に可調節型絞り部（２０）が設けられることを特徴とする、装置。
10. 請求項１乃至９のうちのいずれか１つに記載の装置において、弁手段（４）が膜（５）と接続されることを特徴とする、装置。
11. 請求項１乃至１０のうちのいずれか１つに記載の装置において、第一の部分（４′）の流出液ノズル（１４）が開いている間、第二の部分（４″）の排出端部（１６）が閉じられる位置たる弁部分（４″′）の好ましい位置に位置決めする加圧手段が存在することを特徴とする、装置。
12. 請求項１１に記載の装置において、第一の部分（４′）、及び第二の部分（４″）並びに（又は）弁部分（４″′）が相互に引き合う磁性材料にて出来ていることを特徴とする、装置。
13. 請求項１乃至１２のうちのいずれか１つに記載の装置において、継手要素（６）が膜（５）と接続され、所定の変位距離を上廻ったとき、弁部分（４″′）が第一の部分（４′）に接触し、排出端部（１６）が開いている間、流出液ノズル（１４）を閉じる位置に継手要素が達する迄、継手要素（６）が弁部分（４″′）を第二の部分（４″）から解放するような仕方にて所定の距離に亙って摺動する継手（１７）を介して継手要素（６）が弁部分（４″′）と接続されることを特徴とする、装置。

Images