JP5743567B2 - Centrifugal blood pump - Google Patents
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本発明は、遠心血液ポンプに関する。 The present invention relates to a centrifugal blood pump.
心臓等の手術において、患者の血液循環を維持するために体外にて血液ポンプが使用される。例えば特許文献1に示す従来の遠心血液ポンプでは、上側111と下側115から構成された中空のケーシング110の中に、インペラ120が回転可能に軸支されている(図7〜図9)。インペラ120には磁石128が内蔵されており、ケーシング110の外部下側に配置した磁石内蔵の外部モータ(図示せず)により、回転させることができる。また、ケーシング110は、血液が流入する入口ポート112と、血液が流出する出口ポート113を備えている。
In operations such as the heart, blood pumps are used outside the body to maintain the patient's blood circulation. For example, in the conventional centrifugal blood pump shown in
特許文献1には、入口ポート112の設置位置及び設置方向について開示されている。ケーシング110に設けられる血液用の入口ポート112は、ケーシング110の上側111の一部を構成する円錐形部の頂部から偏った位置に設けられる(図8)。また、入口ポート112は、その中心軸112cが、ケーシング110の円錐形部の内表面111s及びインペラ120の側面120sにほぼ平行になるように、方向付けられている(図9)。これによって、入口ポート112から流入する血液の流れが、上側シャフト127、円錐形部の内面及びインペラの側面に衝突し溶血が生じるのを防止できるとされている。
また、特許文献2には、入口ポートがケーシングの頂部に垂直方向に設置された遠心血液ポンプが開示されている。この特許文献2では、入口ポートの開口位置に、インペラの回転軸の上端を軸支する上部軸受けが、3本の軸受け支柱により保持されている。入口ポートからの血流は、上部軸受けと3本の軸受け支柱との隙間から、ケーシング内に流入する。つまり、入口ポートから流入する血流は、上部軸受けの背面(インペラの回転軸を支える軸受け面の反対側にある)に当たる。 Patent Document 2 discloses a centrifugal blood pump in which an inlet port is installed in a vertical direction at the top of a casing. In Patent Document 2, an upper bearing that pivotally supports the upper end of the rotation shaft of the impeller is held by three bearing columns at the opening position of the inlet port. The blood flow from the inlet port flows into the casing through the gap between the upper bearing and the three bearing columns. That is, the blood flow flowing from the inlet port hits the back surface of the upper bearing (on the opposite side of the bearing surface that supports the rotation shaft of the impeller).
従来の遠心血液ポンプ100(図9)のインペラ120は、静止状態では、ケーシング110の下側に配置される外部モータ(図示せず)の磁石により、下向きの力を受けている。しかしながら、遠心血液ポンプ100を作動させて、インペラ120が回転し始めると、インペラ120の回転と遠心血液ポンプ100内を循環する血液との相互作用により、インペラ120は上向きの力を受ける。回転数が上昇すると、インペラ120の上側シャフト127が、ケーシング110に固定された上側軸受け部材117に強く当接するようになる。
The
通常、上側シャフト127と上側軸受け部材117との間(「上側摺動界面」と称する)は、遠心血液ポンプ100内の血液により潤滑されて、摩擦係数が低く抑えられている。しかしながら、インペラ120が高速回転して、上側シャフト127が上側軸受け部材117に強く当接すると、上側摺動界面に血液が浸入しにくくなり、摩擦係数が上昇する。その結果、上側摺動界面に摩擦熱が発生し、上側摺動界面の周囲(上側シャフト127の界面近傍の部分と、上側軸受け部材117の界面近傍の部分)の温度が、局所的に上昇する。
Usually, the space between the
血液は、体温より高い部材に接触すると、部材の表面に血栓を形成しやすい。そして、一旦血栓が形成されると、血栓を中心に血液が凝固して、血栓の寸法はどんどん大きくなる(これを「血栓の成長」と称する)。
上述のように、インペラ120が高速回転すると、上側摺動界面の周囲(上側シャフト127の界面近傍部分と、上側軸受け部材117の界面近傍部分)の温度が局所的に上昇しやすいため、血栓が発生しやすい。この血栓が、上側シャフト127の界面近傍部分の表面及び/又は上側軸受け部材117の界面近傍部分の表面で成長すると、上側摺動界面と遠心血液ポンプ100との間の血液の流通が阻害される。つまり、上側摺動界面は、血液による潤滑を受けることができなくなり、上側摺動界面の摩擦係数はさらに上昇し、摩擦熱がさらに発生する。最終的には、上側シャフト127及び/又は上側軸受け部材117が熱変形して、遠心血液ポンプ100が機能しなくなる。
When blood comes into contact with a member having a body temperature higher than that of the body temperature, it tends to form a thrombus on the surface of the member. Once the thrombus is formed, the blood clots around the thrombus, and the size of the thrombus increases (this is referred to as “thrombus growth”).
As described above, when the
よって、長期間(数時間〜数週間)にわたって、安定して動作する遠心血液ポンプを提供するためには、インペラの高速回転中における上側摺動界面の潤滑を維持する必要がある。しかしながら、特許文献1〜2には、この問題を解決するための構成は開示されていない。
Therefore, in order to provide a centrifugal blood pump that operates stably over a long period (several hours to several weeks), it is necessary to maintain lubrication of the upper sliding interface during high-speed rotation of the impeller. However,
そこで、本発明は、インペラの高速回転中における上側摺動界面への血液の潤滑を維持できる遠心血液ポンプを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a centrifugal blood pump that can maintain the lubrication of blood to the upper sliding interface during high-speed rotation of the impeller.
本発明の遠心血液ポンプは、血液が流入する入口ポートと前記血液が流出する出口ポートとを有するケーシングと、前記ケーシング内に収容されたインペラと、を含む遠心血液ポンプであって、前記インペラは、上側軸受け部材と、下側軸受け部材とによって、前記ケーシング内に回転可能に固定されており、前記入口ポートの中心軸が、前記インペラの回転軸に対して傾斜しており、前記上側軸受け部材の軸受け面が、前記入口ポートからの血流の流域内に配置されていることを特徴とする。 The centrifugal blood pump of the present invention is a centrifugal blood pump including a casing having an inlet port through which blood flows in and an outlet port through which the blood flows out, and an impeller housed in the casing, wherein the impeller is The upper bearing member and the lower bearing member are rotatably fixed in the casing, and the central axis of the inlet port is inclined with respect to the rotation axis of the impeller, and the upper bearing member The bearing surface is arranged in a blood flow basin from the inlet port.
本発明において「入口ポートからの血流の流域」の用語は、入口ポートから流入した時の流速及び方向を実質的に維持している血流が存在する範囲を指している。具体的には、この用語は、入口ポートから流入した後、遠心血液ポンプの構成部材に当たる前の血液が流れている範囲を指している。この流域を流れる血液の血流速度は速い。また、インペラの回転数が上昇すると、遠心血液ポンプにより循環される血流速度は上昇するため、この流域内での血流速度も上昇する。 In the present invention, the term “flow region of blood flow from the inlet port” refers to a range where there is a blood flow that substantially maintains the flow velocity and direction when flowing from the inlet port. Specifically, this term refers to the area in which blood is flowing after it flows from the inlet port but before it hits the components of the centrifugal blood pump. The blood flow velocity of blood flowing through this basin is fast. Further, when the rotation speed of the impeller is increased, the blood flow velocity circulated by the centrifugal blood pump is increased, so that the blood flow velocity in this basin is also increased.
本発明の遠心血液ポンプは、上側摺動界面を構成している「上側軸受け部材の軸受け面」が、血流の流域内に配置されていることにより、軸受け面の周囲に血液が滞留することがなく、血栓が生じにくい。さらに、軸受け面に対して血液を積極的に当てることにより、以下のような作用も得られる。 In the centrifugal blood pump of the present invention, the “bearing surface of the upper bearing member” constituting the upper sliding interface is disposed in the blood flow basin, so that blood stays around the bearing surface. There is no blood clot. Furthermore, the following effects can be obtained by positively applying blood to the bearing surface.
第1に、軸受け面に流速の早い血流が当たるので、血液が上側摺動界面に浸入しやすい。特に、インペラの回転数が上昇すると、血流速度が上昇して、上側摺動界面への血液の浸入が促される。よって、インペラの高速回転中における上側摺動界面への血液の潤滑を維持することができる。 First, since a blood flow having a high flow velocity hits the bearing surface, blood tends to enter the upper sliding interface. In particular, when the rotation speed of the impeller is increased, the blood flow velocity is increased, and blood infiltration into the upper sliding interface is promoted. Therefore, the lubrication of blood to the upper sliding interface during high-speed rotation of the impeller can be maintained.
第2に、軸受け面に、流入したばかりの血液(体温程度の温度に維持されている)が常に当たり続けているので、上側摺動界面で発生する摩擦熱を効率よく除去することができる。上側摺動界面周囲の局所的な温度上昇が抑制されるので、血栓の形成が抑制される。すなわち、「成長した血栓による上側摺動界面の潤滑への血液浸入の遮断」という問題を未然に抑制して、上側摺動界面の潤滑を維持することができる。 Secondly, since the blood that has just flowed in (which is maintained at a temperature of about body temperature) continues to hit the bearing surface, the frictional heat generated at the upper sliding interface can be efficiently removed. Since the local temperature rise around the upper sliding interface is suppressed, the formation of thrombus is suppressed. That is, the problem of “blocking of blood intrusion to the lubrication of the upper sliding interface by the grown thrombus” can be suppressed and the lubrication of the upper sliding interface can be maintained.
なお、軸受け面に対して垂直方向から血流を当てようとした場合、インペラの回転軸が邪魔になる。また、軸受け面に対して水平方向から血流を当てようとした場合、軸受け面は、上側シャフトを安定して軸支するために、通常は凹状曲面になっているため、凹状曲面に血流を十分に当てることができない。よって、軸受け面に血流を確実に当てるためには、軸受け面に対して斜め方向から血流を当てるのが望ましい。
本発明の遠心血液ポンプは、入口ポートの中心軸が、インペラの回転軸に対して傾斜しているので、上側軸受け部材の軸受け面に血流を斜め方向から当てることができる。
In addition, when it is going to apply a blood flow from the orthogonal | vertical direction with respect to a bearing surface, the rotating shaft of an impeller becomes obstructive. In addition, when blood flow is applied to the bearing surface from the horizontal direction, the bearing surface is normally a concave curved surface in order to stably support the upper shaft, so the blood flow is applied to the concave curved surface. Can not be enough. Therefore, in order to reliably apply the blood flow to the bearing surface, it is desirable to apply the blood flow from an oblique direction with respect to the bearing surface.
In the centrifugal blood pump of the present invention, since the central axis of the inlet port is inclined with respect to the rotation axis of the impeller, the blood flow can be applied to the bearing surface of the upper bearing member from an oblique direction.
本発明の遠心血液ポンプは、前記上側軸受け部材の軸受け面が前記入口ポートからの血流の流域内に配置されていること、及び前記入口ポートの中心軸が前記インペラの回転軸に対して傾斜していることにより、インペラの高速回転中における上側摺動界面への血液の潤滑を効率よく維持することができる。 In the centrifugal blood pump according to the present invention, the bearing surface of the upper bearing member is disposed in the blood flow region from the inlet port, and the central axis of the inlet port is inclined with respect to the rotation axis of the impeller. By doing so, it is possible to efficiently maintain the lubrication of blood to the upper sliding interface during the high speed rotation of the impeller.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及び、それらの用語を含む別の用語)を用いる。それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一の部分又は部材を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, terms indicating specific directions and positions (for example, “up”, “down”, “right”, “left” and other terms including those terms) are used as necessary. . The use of these terms is to facilitate understanding of the invention with reference to the drawings, and the technical scope of the present invention is not limited by the meaning of these terms. Moreover, the part of the same code | symbol which appears in several drawing shows the same part or member.
図1〜3に示す本実施形態に係る遠心血液ポンプ1は、中空のケーシング10と、ケーシング10の中に収容されたインペラ20とを含んでいる。ケーシング10は、ケーシング上部11とケーシング下部15とから構成されている。ケーシング10(ケーシング上部11)は、矢印Biの方向に血液が流入する入口ポート12と、矢印Bo方向に血液が流出する出口ポート13とを有している。
入口ポート12は、その中心軸12cがインペラ20の回転軸20rに対して角度θで傾斜した方向に形成されている。
A
The
インペラ20は、上側軸受け部材24と下側軸受け部材16とによって、ケーシング10に回転可能に固定(軸支)されている。詳しくは、ケーシング10とインペラ20との間には、上側軸受け部材24とそこに受容される上側シャフト14とから成る上側摺動部材34と、下側軸受け部材16とそこに受容される下側シャフト26とから成る下側摺動部材36とが形成されている。
The
本発明の遠心血液ポンプ1では、上側軸受け部材24の軸受け面24sが、入口ポート12からの血流の流域Brの内部に配置されている。本発明において「入口ポート12からの血流の流域Br」の用語は、入口ポート12から流入した後、遠心血液ポンプの構成部材に当たる前の血液が流れている範囲を指している(図4(a)参照)。よって、図4(a)のように、入口ポート12の開口部(ケーシング10の内部に開口している部分)の近傍に上側シャフト14が存在する場合には、血流の流域Brは、上側シャフト14により血流が遮られる領域Bxを含まない。
血流の流域Brを流れる血液は、入口ポート12から入った時の流速を維持するので、遠心血液ポンプ1の他の領域を流れる血液に比べると血流速度が速い。
In the
Since the blood flowing through the blood flow region Br maintains the flow velocity when entering from the
遠心血液ポンプ1では、上側軸受け部材24の軸受け面24sと、上側シャフト14の摺動面14sとから、上側摺動部材34の界面(上側摺動界面34s)が構成される。本発明では、軸受け面24sが、血流の流域Br内に配置されていることにより、軸受け面24sに流速の速い血流が当たり、血液が上側摺動界面34sに浸入しやすい。そのため、上側摺動界面34sを血液により潤滑することができる。
インペラ20の回転数が上昇すると、上側摺動界面34sが強く当接して、上側摺動界面34sに血液が浸入しにくくなる。その一方、インペラ20の回転数が上昇すると、血流の流域Br内の血流速度が上昇して、上側摺動界面34sへの血液の浸入が促進される。よって、本発明の遠心血液ポンプ1では、インペラ20の回転数が上昇した場合でも、上側摺動界面34sに、潤滑に必要となる量の血液の浸入を維持することができる。
In the
When the rotation speed of the
また、本発明では、軸受け面24sが、血流の流域Br内に配置されていることにより、摺動面14sに当たる血液が、上側摺動界面34sで発生する摩擦熱を除去することができる。そのため、上側摺動界面34sの周囲で(局所的な温度上昇に起因する)血栓が発生するのを抑制することができる。
なお、血液による熱除去によって、血液の温度が実質的に上昇することはない。これは、上側摺動界面34sが十分に潤滑されているので、上側摺動界面34sで発生する熱量が小さいこと、及び血流の流域Brに血液が滞留しないので、高速で流れる血液に熱量が分配されるためである。
Further, in the present invention, the bearing
Note that the temperature of blood does not substantially increase due to heat removal by blood. This is because the upper sliding
本発明の遠心血液ポンプ1は、上側摺動界面34sのうち軸受け面24sに流速の速い血液が当たるため、軸受け面24s周辺に血栓が発生しにくい。
In the
なお、本発明において「上側軸受け部材24の軸受け面24sが、入口ポート12からの血流の流域Brの内部に配置されている」とは、軸受け面24sの少なくとも一部が、血流の流域Brの内部に配置されていることを意味している。例えば、図3及び図4(a)のように、上側軸受け部材24の軸受け面24sの一部(入口ポート12の開口部に面している部分)が、血流の流域Brの内部に配置されていればよい。軸受け面24sの少なくとも一部が血流の流域Br内部に配置されていれば、上述したような上側摺動界面34sへの血液の浸入を促進する効果と、上側摺動界面34sから摩擦熱を除去する効果とが得られることは明らかである。よって、軸受け面24sの一部が、血流の流域Brの内部に配置されていれば、上側摺動界面34sの潤滑効果は得られるため、血栓発生は抑制される。
In the present invention, “the bearing
本発明の遠心血液ポンプ1では、入口ポート12の中心軸12cが、インペラ20の回転軸に対して傾斜している。図4(a)に示すように、血流の流域Brは、入口ポート12の開口部から、入口ポート12の中心軸12cに沿って、入口ポート12の直径相当の範囲を有している。そして、血流の流域Brでは、血流は中心軸12cの方向に流れる。上側摺動界面34sへの血流の浸入を促進するためには、上側軸受け部材24の軸受け面24s(図5に示すように、通常は、凹状曲面である)と、上側シャフト14の上側摺動34(図5に示すように、通常は、凸状曲面である)との界面(上側摺動界面34s)の隙間に向けて、血流を当てるのが望ましい。
In the
すなわち、本発明では、入口ポート12の中心軸12cをインペラ20の回転軸20rに対して傾斜させて、入口ポート12からの血流を上側摺動界面34sの隙間に流入させるのがよい。これにより、上側摺動界面34sへの血流の浸入を促進させる効果が向上する。
また、血流が上側摺動界面34sの隙間に流入させることができると、摩擦熱が発生する領域(上側軸受け部材24の軸受け面24sと、上側シャフト14の摺動面14sとが接触している領域)の近傍まで血流を効率よく流すことができる。よって、上側摺動界面34sからの摩擦熱の除去効率を向上させることもできる。
In other words, in the present invention, the
Further, if the blood flow can flow into the gap of the upper sliding
特に、入口ポート12の中心軸12cと、インペラ20の回転軸20rとのなす角度θが20°〜60°であると、入口ポート12からの血流が、上側摺動界面34sの隙間により流入しやすくなるので好ましい。
In particular, when the angle θ formed by the
上側軸受け部材24は、インペラ20に設けても、ケーシング10に設けてもよいが、特に、インペラ20に上側軸受け部材24を設け、ケーシング10に上側シャフト14を設けるのが好ましい(これは、従来の遠心血液ポンプ100(図9)と反対の関係である)。インペラ20に上側軸受け部材24を設けることにより、軸受け面24sが上向きになり、ケーシング上部11に形成した入口ポート12からの血流が当たりやすくなる。また、インペラ20に上側軸受け部材24を設けることにより、(従来の遠心血液ポンプ100(図9)に比べて)摺動面14sの位置を低くできる。
また、上側シャフト14のほうが上側軸受け部材24よりも直径が小さいので、上側シャフト14をケーシング10に配置すると、入り口ポート12の開口部を、上側シャフト14に近接して設けることができる。つまり、入り口ポート12の開口部を、軸受け面24sに近い位置に設置することが可能となる。
このように、インペラ20に上側軸受け部材24を設け、ケーシング10に上側シャフト14を設けることにより、軸受け面24sを血流の流域Br内に配置しやすくなる。
The
Further, since the diameter of the
Thus, by providing the
また、新生児及び小児用の遠心血液ポンプ1(例えば、血液充填量10ml〜35mlの小型の遠心血液ポンプ1)を製造する場合には、ポンプ全体の部品寸法の小型化が問題になる。特に、上側軸受け部材24と入口ポート12とを狭い範囲に近接して配置する必要がある。しかしながら、上側及び下側軸受け部材24、16と上側及び下側シャフト14、26とを共に小寸法に変更すると、軸受け面の接触圧力の増大を招いて、それらの部品の破損が懸念される。よって、部材の破損防止の観点から、新生児及び小児用の遠心血液ポンプ1であっても、従来の大人用の遠心血液ポンプ1と同じ寸法直径の上側及び下側軸受け部材24、16と上側及び下側シャフト14、26とを用いるのが望ましい。
Further, when manufacturing a
しかしながら、図9に示すような従来の遠心血液ポンプ100の場合、入口ポート112と上側軸受け部材117とが干渉するため、入口ポート112と上側軸受け部材117とを近接して配置することができない。よって、大人用遠心血液ポンプ100の上側及び下側軸受け部材117、116と上側及び下側シャフト127、126を用いては、小型の遠心血液ポンプは、製造することができなかった。
However, in the case of the conventional
本実施の形態の人工血液ポンプ10は、インペラ20に上側軸受け部材24を配置し、ケーシング10に上側シャフト14を配置することにより、上側軸受け部材24及び上側シャフト14の寸法を変更せずに、上側軸受け部材24と入口ポート12とを狭い範囲内で近接して配置することができる。よって、本実施の形態の遠心血液ポンプ1は、小型化に適している。また、新生児及び小児用の遠心血液ポンプのケーシング10に設ける上側シャフト14とインペラ20に設ける下側シャフト26は、一般的な大人用の遠心血液ポンプのものを共用できるので、複数種類の遠心血液ポンプにわたる部品の共通化も可能である。
In the
さらに、新生児及び小児用の遠心血液ポンプ1は、一般的な成人用の遠心血液ポンプ1よりも、高い回転数で使用される。例えば、成人用の遠心血液ポンプ1の回転数はおよそ4000回転/分であるのに対して、新生児及び小児用の遠心血液ポンプ1は、およそ6000回転/分である。上述したように、本発明の遠心血液ポンプ1は、高回転数での使用に適していることから、新生児及び小児用の遠心血液ポンプ1に好適である。
Further, the
図5のように、上側軸受け部材24の軸受け面24sと、上側シャフト14の摺動面14sとは、異なる曲率の曲面にすることができる。特に、遠心血液ポンプ1の寸法と、摺動面14sの耐摩耗性を考慮すると、軸受け面24sを曲率半径1mm〜6mmの凹状の球状面とし、摺動面14sを曲率半径1mm〜5mmの凸状の球状面とするのが好ましい。
As shown in FIG. 5, the bearing
図3に示すように、ケーシング10が下側軸受け部材16を備え、インペラ20が、下側軸受け部材16に軸支される下側シャフト26を備えているのが好ましい。図3からも分かるように、下側軸受け部材16であれば、厚さの薄いケーシング下部15に埋め込むことができる。遠心血液ポンプ1を駆動する場合には、遠心血液ポンプ1の下側に、外部モータを設置し、外部モータの磁石と、インペラ20の磁石28との間の磁力により、インペラ20を回転させる。本実施の形態のように、ケーシング下部15の厚さを薄くできると、外部モータの磁石とインペラ20の磁石28との距離を近づけることができるので、遠心血液ポンプ1の駆動エネルギーを小さくできる。
As shown in FIG. 3, it is preferable that the
図6のように、下側軸受け部材16の軸受け面16sと、下側シャフト26の摺動面26sとは、異なる曲率の曲面にすることができる。特に、遠心血液ポンプ1の寸法と、摺動面26sの耐摩耗性を考慮すると、軸受け面16sを曲率半径1mm〜6mmの凹状の球状面とし、摺動面26sを曲率半径1mm〜5mmの凸状の球状面とするのが好ましい。
As shown in FIG. 6, the bearing
以下に、各構成部材に好適な材料について詳述する。
(ケーシング10)
ケーシング10は、インペラ20及び流動する血液を視認できるように、透光性を有している材料で、且つ生体安全性の高い材料から形成される。また、感染防止等の観点から、遠心血液ポンプ1の全ての部品は、ディスポーザブル(使い捨て)である。よって、コストダウンが図りやすく、加工性(例えば射出成形が可能な材料)が良好で、廃棄に適した材料が好ましい。具体的には、例えばポリカーボネートなどのプラスチック材料が好適である。
Below, the material suitable for each structural member is explained in full detail.
(Casing 10)
The
(上側軸受け部材24、下側軸受け部材16)
上側軸受け部材24及び下側軸受け部材16は、上側シャフト14及び下側シャフト26を長時間にわたって軸支するものである。よって、上側軸受け部材24及び下側軸受け部材16には、生体安全性を有し、シャフト14、26との摩擦係数が比較的小さく、摩耗耐久性に優れた材料が適している。具体的には、例えば超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)、架橋化ポリエチレン及びポリエーテルエーテルケトンなどの高分子材料が好適である。
(
The
(上側シャフト14、下側シャフト26)
上側シャフト14及び下側シャフト26は、小直径の棒状部材でありながら、高速回転するインペラ20を軸支するものである。よって、上側シャフト14及び下側シャフト26は、生体安全性を有し、強度が高く、耐摩耗性に優れた材料が適している。具体的には、例えばアルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、正方晶安定化ジルコニアなどのセラミック材料や、生体適合性金属材料(チタン合金、CoCrMo合金、SUS316L、及びこれらを表面硬化処理したもの等)が好適である。
(
The
(インペラ20)
インペラ20は、外部モータで回転させるものである。小出力・小型の外部モータであっても高速回転させることのできるように、インペラ20に用いる材料は、軽量であるのが好ましい。好適な材料としては、例えばポリカーボネートなどのプラスチック材料が挙げられる。
(Impeller 20)
The
(磁石28)
インペラ20に内蔵される磁石28は、磁力によって、外部モータの回転エネルギーをインペラ20に伝達させるものである。インペラ20の回転制御を確実に行うために、磁石28には、磁力の強い磁石が用いられる。具体的には、例えばネオジム磁石などの希土類磁石が好適である。
(Magnet 28)
The
本発明の遠心血液ポンプ1は、上側摺動界面への血液の潤滑を維持できるので、潤滑不足に起因する遠心血液ポンプ1の異常が生じにくい。よって、長期間(数時間〜数週間)にわたって安定した機能を発揮することができる。
また、本発明の遠心血液ポンプ1は、高速回転しても血栓が発生しにくいので、新生児及び小児用の遠心血液ポンプ1に好適である。
Since the
In addition, the
1 遠心血液ポンプ
10 ケーシング
11 ケーシング上部
12 入口ポート
12c 入口ポートの中心軸
13 出口ポート
14 上側シャフト
14s 上側シャフトの摺動面
14r 上側シャフトの摺動面の半径
15 ケーシング下部
16 下側軸受け部材
16s 下側軸受け部材の軸受け面
16r 下側軸受け部材の軸受け面の半径
20 インペラ
20r インペラの回転軸
21 インペラの底面
24 上側軸受け部材
24s 上側軸受け部材の軸受け面
24r 上側軸受け部材の軸受け面の半径
26 下側シャフト
26s 下側シャフトの摺動面
26r 下側シャフトの摺動面の半径
28 磁石
34 上側摺動部材
34s 上側摺動界面
36 下側摺動部材
Bi 血液の流入方向
Bo 血液の流出方向
Br 入口ポートからの血流の流域
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ケーシング内に収容されたインペラと、を含む遠心血液ポンプであって、
前記インペラは、上側軸受け部材と、下側軸受け部材とによって、前記ケーシング内に回転可能に固定されており、
前記インペラが前記上側軸受け部材を備え、前記ケーシングが、前記上側軸受け部材に軸支される上側シャフトを備えており、
前記ケーシングは、ケーシング上部とケーシング下部とを含み、
前記入口ポートは、前記ケーシング上部に設けられ、前記入口ポートの中心軸は、前記インペラの回転軸に対して傾斜しており、
前記上側軸受け部材の軸受け面が、前記入口ポートからの血流の流域内に配置されており、
前記血流の流域においては、前記血流は、前記入口ポートから流入した時の流速及び方向を維持していることを特徴とする遠心血液ポンプ。 A casing having an inlet port through which blood flows and an outlet port through which the blood flows out;
An impeller housed in the casing, and a centrifugal blood pump comprising:
The impeller is rotatably fixed in the casing by an upper bearing member and a lower bearing member,
The impeller includes the upper bearing member, and the casing includes an upper shaft supported by the upper bearing member;
The casing includes a casing upper part and a casing lower part,
The inlet port is provided in the upper part of the casing, and a central axis of the inlet port is inclined with respect to a rotation axis of the impeller.
The bearing surface of the upper bearing member is disposed in the blood flow basin from the inlet port ,
In the blood flow basin, the blood flow maintains a flow velocity and direction when flowing from the inlet port .
前記上側シャフトが、セラミック材料から成ることを特徴とする請求項1に記載の遠心血液ポンプ。 The upper bearing member is made of a polymer material,
The centrifugal blood pump according to claim 1 , wherein the upper shaft is made of a ceramic material.
前記上側シャフトの摺動面は、曲率半径1mm〜5mmの球状面であることを特徴とする請求項1又は2に記載の遠心血液ポンプ。 The bearing surface of the upper bearing member is a spherical surface with a radius of curvature of 1 mm to 6 mm,
The centrifugal blood pump according to claim 1 or 2 , wherein the sliding surface of the upper shaft is a spherical surface having a curvature radius of 1 mm to 5 mm.
前記インペラが、前記下側軸受け部材に軸支される下側シャフトを備えていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の遠心血液ポンプ。 The casing includes the lower bearing member;
The centrifugal blood pump according to any one of claims 1 to 4 , wherein the impeller includes a lower shaft that is pivotally supported by the lower bearing member.
前記下側シャフトが、セラミック材料から成ることを特徴とする請求項5に記載の遠心血液ポンプ。 The lower bearing member is made of a polymer material,
6. The centrifugal blood pump according to claim 5 , wherein the lower shaft is made of a ceramic material.
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Cited By (2)
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Families Citing this family (3)
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JP6276708B2 (en) * | 2013-01-10 | 2018-02-07 | テルモ株式会社 | Centrifugal pump |
JP6503301B2 (en) * | 2013-12-27 | 2019-04-17 | テルモ株式会社 | Centrifugal pump |
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Family Cites Families (7)
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---|---|---|---|---|
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US5458459A (en) * | 1992-07-30 | 1995-10-17 | Haemonetics Corporation | Centrifugal blood pump with impeller blades forming a spin inducer |
US5713730A (en) * | 1992-09-04 | 1998-02-03 | Kyocera Corporation | Ceramic pivot bearing arrangement for a sealless blood pump |
JPH06218043A (en) * | 1993-01-27 | 1994-08-09 | Nikkiso Co Ltd | Blood pump |
US6723039B2 (en) * | 2001-04-27 | 2004-04-20 | The Foundry, Inc. | Methods, systems and devices relating to implantable fluid pumps |
JP5130052B2 (en) * | 2005-11-29 | 2013-01-30 | 京セラメディカル株式会社 | Blood pump |
-
2011
- 2011-01-25 JP JP2011012757A patent/JP5743567B2/en active Active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10272185B2 (en) | 2014-09-19 | 2019-04-30 | Terumo Kabushiki Kaisha | Centrifugal pump |
WO2017164599A1 (en) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | 서울대학교산학협력단 | Blood pump |
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