JP6280730B2 - 体外循環回路用のコネクタ - Google Patents

Description

本発明は、体外循環回路内のポートの継手に接続するためのコネクタに関する。

人体と体外装置との間で血液を循環させる体外循環回路には、送血ポンプ、リザーバ、フィルタといった各種の機器が設けられ、それらの機器はチューブを介して相互に接続されている。ポートにはチューブを接続するための継手が設けられ、その継手の外周には、チューブの抜け止め効果を高めるといった目的で、少なくとも一段の先細りのテーパ部が設けられている（例えば、特許文献１参照）。この種の継手は、その外観形状からタケノコ継手と呼ばれることもある。チューブは継手の外周テーパ部に嵌め合わされてポートに接続される。チューブを強固に固定するため、チューブの外側から締結バンドが装着されることもある。

特開２００６−２８０号公報

ポートの継手にチューブを嵌め合わせた場合、継手の先端部にはその先端部の肉厚に応じた段差が発生する。その段差は、血液の流れを乱す要因となり得る。また、段差に気泡が付着するおそれがあるため、体外循環回路の空気抜き作業に慎重を期す必要があり、作業の手間が増加し、作業時間が長引く。継手が樹脂製の場合には、金属製の継手と比較して先端部の肉厚が大きいために段差もより大きくなり、上述した問題が生じ易い。しかも、チューブの肉厚が一定である一方、テーパ部の外径は漸次変化するため、チューブとテーパ部とが均等に密着せず、それによる不都合も生じる。例えば、締結バンドを用いてチューブを締め付ける場合、締結バンドの締付力が継手のテーパ部に対して均等に作用しない。すなわち、テーパ部の大径側では締付力が強く作用し、テーパ部の小径側、つまり継手の先端側に向かうほど締付力は減少する。一方、体外循環回路を流れる血液の圧力はチューブを押し広げる方向に作用する。そのため、継手の先端部にて締付力が低下すると、段差がさらに拡大して上述した問題がより生じ易い。締結バンドをより強く締め付ければ段差の拡大を抑えることは可能であるが、その場合には、テーパ部の大径側に過大な締付力が作用し、継手が破損するおそれが生じる。継手が金属製であれば、先端部の肉厚が比較的小さく、かつ強度も高いために上記の諸問題に対しては有利であるものの、金属製の継手は高価であり、その採用は制限される。

そこで、本発明は体外循環回路内のポートとの接続に適した体外循環回路用のコネクタを提供することを目的とする。

本発明に係るコネクタ（１０）は、体外循環回路に設けられた継手付きポート（１）との接続に使用され、前記継手（２）の外周かつ最先端に設けられた先細りの第１テーパ部（３Ａ）及び当該第１テーパ部よりも前記継手の後方に設けられた先細りの第２テーパ部（３Ｂ）のそれぞれに嵌め合わされるようにして前記ポートと接続されるポート接続部（１１）を備えた体外循環回路用のコネクタであって、前記ポート接続部の内周には、当該コネクタの内部流路（１３）の内周面（１３ａ）に対し、段差が生じるようにして内径（Ｄ１）に拡大された拡大部（１２）が設けられ、前記拡大部の内周には、前記第１テーパ部（３Ａ）の斜面に沿って傾斜する先広がりのテーパ面（１２ｂ）が形成され、前記ポート接続部の外周には前記テーパ面と位置を合せるようにして第１バンド装着部（１４Ａ）が設けられ、前記第１バンド装着部に対して前記ポート接続部の軸線方向内側に隣接する領域には前記第１バンド装着部よりも半径方向外側に突出する凸部（１６）が設けられ、前記ポート接続部の外周であって、かつ前記第１テーパ部の斜面と前記テーパ面とが密着するように前記継手の外周に前記ポート接続部を嵌め合わせたときに前記第２テーパ部よりも前記ポート接続部の軸線方向外側にずれた位置には第２バンド装着部（１４Ｂ）が設けられたものである。

本発明のコネクタによれば、ポート接続部の内周の拡大部を継手の外周に嵌め合わせた場合、その拡大部に継手の先端部が入り込むため、コネクタの内部流路とポートとの接続部分における段差を減少し、又はその段差を解消させることができる。したがって、ポートとコネクタとの接続部分における血液の滞留や渦流の発生を抑え、かつその接続部分における気泡の付着も抑制することができる。また、拡大部の内周にテーパ面が設けられていることにより、ポート接続部の内周面を継手の最先端の第１テーパ部とほぼ均等に密着させ、ポート接続部の外周を概略円筒形状に維持することができる。したがって、第１テーパ部の大径側に過大な締付力を作用させることなく、継手の先端部に対して十分な締付力を作用させることが可能である。そのため、血液の圧力によりコネクタの内部流路とポートとの接続部分に段差が生じるおそれを低減し、かつ第１テーパ部の大径側に対する過大な締付力で継手が破損するおそれも低減することができる。さらに、凸部を目安としてバンド装着部に締結バンドを装着すれば、その締付力を最先端の第１テーパ部に対して確実かつ均等に作用させることができる。また、継手の先端部付近でコネクタが凸部により補強されて剛性が増大するため、血液の圧力によるコネクタの内部流路の拡大をさらに抑制し、コネクタの内部流路とポートとの間における段差の発生を確実に阻止できる。

本発明の一形態において、前記継手の外周に前記ポート接続部を嵌め合わせた状態で、前記内部流路と前記ポートとが略同一径で連なるように当該内部流路が形成されてもよい。これにより、コネクタの内部流路とポートとの接続部分における段差をほぼ解消し、本発明の作用効果をより確実かつ最大限に発揮させることができる。

また、本発明の一形態において、前記ポート接続部は前記継手よりも軟質の材料で構成されてもよい。さらに、前記ポート接続部が軟質のポリ塩化ビニルにて形成されてもよい。それにより、コネクタのポート接続部を継手に対して適度に弾性変形した状態で確実に密着させ、本発明の作用効果をより確実に発揮させることができる。

なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

以上に説明したように、本発明に係るコネクタによれば、ポート接続部の内周に拡大部が設けられ、かつその拡大部の内周には継手の最先端のテーパ部の斜面に沿って傾斜するテーパ面が形成されているため、コネクタとポートとの接続部分における段差の発生を抑え、それにより血液の滞留や渦流といった血流の乱れを抑制し、かつ継手のテーパ部の大径側における過大な締付力の作用を防ぎつつ継手の先端部に対して十分な締付力を作用させることができる。

本発明の一形態に係るコネクタを体外循環回路のポートに接続した様子を示す軸方向断面図。

以下、図１を参照して本発明の一形態に係るコネクタを説明する。図１は体外循環回路に設けられたポート１に対してコネクタ１０を接続した状態を示している。ポート１は、体外循環回路に設けられるべき送血ポンプ等の機器に対して血液を取り込み、あるいは当該機器から血液を吐出する目的で設けられている。ポート１は、チューブ等を接続するための継手２を備えた継手付きポートとして構成されている。継手２は比較的硬質の材料、例えば硬質のＰＶＣ（ポリ塩化ビニル（polyvinyl chloride）の略称である。以下、同様とする。）を素材として、概略円筒形状に形成されている。継手２の外周には、少なくとも一段のテーパ部が設けられている。図１の例では二段のテーパ部３Ａ、３Ｂが形成されている。テーパ部３Ａ、３Ｂはいずれも継手２の外周を一周するように設けられている。なお、以下では、継手２の先端部２ａに位置するテーパ部３Ａを一段目のテーパ部３Ａと、その後方（図１において左方）に設けられるテーパ部３Ｂを二段目のテーパ部３Ｂと呼ぶことがある。各テーパ部３Ａ、３Ｂは、継手２の先端部２ａに向かうほど漸次その外径が減少する、いわゆる先細りの形状に形成されている。テーパ部３Ａ、３Ｂの最大径は互いに略等しい。

コネクタ１０は、継手２のテーパ部３Ａ、３Ｂに嵌め合わされるようにしてポート１に接続されるポート接続部１１をその軸線方向（図では左右方向）の一端側に備えている。また、コネクタ１０の軸線方向他端側には、体外循環回路用のチューブ３を接続するためのチューブ接続部１５が設けられている。なお、チューブ接続部１５は概略円筒体形状に形成されている。チューブ３はチューブ接続部１５の内周側に挿入され、内周面１５ａと接着等の手段により固定される。ただし、コネクタ１０は、ポート接続部１１及びチューブ接続部１５を軸線方向に連ねた構成に限定されない。ポート接続部１１とチューブ接続部１５との間に本体部分を設け、その本体部分に、圧力センサといった所定の機能を果す部品が組み込まれてもよい。つまり、コネクタ１０は体外循環回路に設けられるべき機器の一部として構成されてもよい。あるいは、チューブ接続部１５に代えて他のポート接続部１１が設けられてもよい。すなわち、コネクタ１０はポート１とチューブ３とを接続し、あるいはポート１同士を接続するための専用部品として構成されてもよい。

コネクタ１０の全体は、継手２よりも柔らかい材料、例えば軟質のＰＶＣを素材として概略円筒形状に形成される。ただし、コネクタ１０のポート接続部１１以外の部分については、その構成に応じて他の材料が適宜に使用されてもよい。例えば、コネクタ１０に機能性部品を組み込む場合、その組込み部分が軟質ＰＶＣよりも硬い材料で形成されてもよい。ポート接続部１１の内周には、コネクタ１０のポート接続部１１に連なる領域（ここではポート接続部１１とチューブ接続部１５とに挟まれた領域）における内部流路１３の内周面１３ａに対し、段差が生じるように（つまり、段付面１２ａが生じるように）内径Ｄ１に拡大された拡大部１２が設けられている。拡大部１２の内径Ｄ１はテーパ部３Ａ、３Ｂの最大径と同等か、又はテーパ部３Ａ、３Ｂの最大径よりも幾らか小さい値に設定される。

内部流路１３の内周面１３ａは、ポート接続部１１からチューブ接続部１５に向かって徐々に内径が減少するテーパ面状に形成されている。内周面１３ａの最大径（つまり、ポート接続部１１側の内径）Ｄ２は、ポート１の内径Ｄ３と概略等しい。厳密には、内周面１３ａのポート１側の内径Ｄ２は、先端部２ａの内周に設けられた面取部２ｂの口元における内径（つまり、面取部２ｂにおける最大径）と等しく設定されている。それにより、拡大部１２の段付面１２ａが継手２の先端部２ａに当たるようにしてポート接続部１１を継手２の外周に嵌め合わせた場合、コネクタ１０の内部流路１３とポート１とは、それらの接合位置にて段差を生じさせることなく略同一径で滑らかに連続する。したがって、ポート１とコネクタ１０との接続部分における血液の滞留や渦流が生じ難く、かつその接続部分における気泡の付着も抑制される。一方、内周面１３ａの最小径（つまり、チューブ接続部１５側の内径）Ｄ４は、チューブ接続部１５の内周面１５ａに嵌め合わされたときのチューブ３の内径に等しい値に設定されている。したがって、内周面１３ａのテーパ率はポート１及びチューブ３の内径に依存して定まる値であり、ポート１の内径とチューブ３の内径とが等しければテーパ率はゼロ、つまり、内周面１３ａは内径一定の円筒面形状となる場合もある。

拡大部１２の軸方向長さＬｄｐ、つまりポート接続部１１の端面１１ａから拡大部１２の段付面１２ａまでの軸方向距離Ｌｄｐは、継手２の先端部２ａから二段目のテーパ部３Ｂの大径側の端部までの軸方向距離よりも大きい。これにより、ポート接続部１１は一段目のテーパ部３Ａのみならず、二段目のテーパ部３Ｂも十分に覆うようにして継手２の外周に嵌め合わせることができる。

コネクタ１０の拡大部１２の内周には、継手２の一段目のテーパ部３Ａ（つまり、最先端に位置するテーパ部３Ａ）の斜面に沿って傾斜する先広がりのテーパ面１２ｂが形成されている。テーパ面１２ｂを除いて拡大部１２の内径Ｄ１は一定である。テーパ面１２ｂのテーパ率は、ポート接続部１１を継手２に嵌め合わせた状態でテーパ面１２ｂと一段目のテーパ部３Ａとがほぼ均等に密着し、それにより、一段目のテーパ部３Ａの位置にてポート接続部１１の外周面が円筒面形状を維持するように設定される。

ポート接続部１１の外周には、２本の溝部１４Ａ、１４Ｂがポート接続部１１を一周するように設けられている。それらの溝部１４Ａ、１４Ｂは、締結バンド２０を装着するために設けられている。以下では、ポート接続部１１の軸線方向内側、つまり、図１の右側の溝部１４Ａを第１溝部１４Ａと、軸線方向外側の溝部１４Ｂを第２溝部１４Ｂとそれぞれ呼ぶことがある。第１溝部１４Ａは、テーパ面１２ｂと位置を合わせて設けられることにより、本発明のバンド装着部として機能する。第１溝部１４Ａをこのような位置に設けているため、段付面１２ａが継手２の先端部２ａに当たるまでコネクタ１０のポート接続部１１を継手２の外周に嵌め込んだ後、その第１溝部１４Ａに締結バンド２０を装着してこれを締め付けることにより、ポート接続部１１は、その拡大部１２のテーパ面１２ｂが一段目のテーパ部３Ａに密着するように締め付けられる。テーパ面１２ｂが設けられていることにより、ポート接続部１１の拡大部１２の内周面が一段目のテーパ部３Ａとほぼ均等に密着し、かつポート接続部１１の外周が概略円筒形状を維持しているため、締結バンド２０の締付力は一段目のテーパ部３Ａに対してほぼ均等に作用する。したがって、テーパ部３Ａの大径側に過大な締付力を作用させることなく、継手２の先端部２ａに対して十分な締付力を作用させることができる。そのため、血液の圧力によりコネクタ１０の内部流路１３とポート１との接続部分に段差が生じるおそれを低減し、かつテーパ部３Ａの大径側に対する過大な締付力で継手２が破損するおそれも低減することができる。

一方、第２溝部１４Ｂは、ポート接続部１１を上記の通り、すなわち段付面１２ａが継手先端部２ａに突き当たるまで継手２の外周に嵌め込んだ場合、二段目のテーパ部３Ｂよりもポート接続部１１の軸線方向外側（つまり先端側）にずれた位置に設けられている。したがって、第２溝部１４Ｂに締結バンド２０を装着してこれを締め付けた場合、その二段目のテーパ部３Ｂよりもポート接続部１１の先端側の領域でポート接続部１１を内側に弾性変形させ、コネクタ１０の抜け止め、あるいはズレを抑える効果を高めることができる。

コネクタ１０の外周において、第１溝部１４Ａに対してポート接続部１１の軸線方向内側に隣接する領域には、第１溝部１４Ａの溝底面、つまり締結バンド２０が取り付けられる面よりも半径方向外側に突出する凸部１６が設けられている。その凸部１６はコネクタ１０を一周する環状の形状を有し、かつコネクタ１０の軸線方向にはチューブ接続部１５の先端部（図１における右端部）まで連続するように設けられている。そして、第１溝部１４Ａと凸部１６とを区切る境界としての段付面１６ａの位置は拡大部１２の段付面１２ａと軸線方向に略一致する。したがって、段付面１６ａを目安として締結バンド２０を装着することにより、締結バンド２０の締結力を継手２の先端部２ａに適切かつ確実に作用させることができる。また、コネクタ１０の内部流路１３よりも外側の領域の肉厚が凸部１６によって増加するため、継手２の先端部２ａとの接続部分にてコネクタ１０が補強されてその剛性が増大する。それにより、血液の圧力によるコネクタ１０の弾性変形、つまり内部流路１３が押し広げられる現象を効果的に抑えることができる。なお、凸部１６は、必ずしもコネクタ１０を一周する環状凸部として設けられる必要はない。例えば、コネクタ１０の外周に断続的に凸部が設けられてもよい。また、凸部１６の軸線方向の位置は、コネクタ１０の内部流路１３に臨む領域の肉厚を増加させ得る位置にあれば足り、段付面１２ａよりも軸線方向内側に幾らか離れていてもよい。例えば、締結バンド２０の少なくとも一部、例えばバンドを巻き付けて固定する連結部が一段目のテーパ部３Ａよりも幾らか幅広く形成されている場合には、その部分を逃げるように段付面１６ａをチューブ接続部１５側に後退させてもよい。また、凸部１６はチューブ接続部１５の先端部まで必ずしも延ばされている必要はない。コネクタ１０のポート接続部１１に対する反対側の構成に応じて凸部１６を設ける範囲は適宜に変更されてよい。

本発明は上述した形態に限定されず、適宜の変形又は変更を施した形態にて実施することが可能である。

上述した継手２及びコネクタ１０のポート接続部１１の材質は一例であり、それらは体外循環回路に使用し得る素材の範囲内において適宜に変更されてよい。例えば、本発明のコネクタは、金属製の継手に対しても適用可能である。ただし、本発明のコネクタは、先端部の肉厚が大きくなりがちな樹脂製の継手に対して使用された場合でも、その継手先端部の肉厚に応じた段差の発生を防止できるため、高価な金属製の継手に代えて安価な樹脂製の継手を使用し得る範囲を拡大することができる。

コネクタのポート接続部は、ポートの継手に対して軟質な材料にて構成されることが望ましい。軟質ＰＶＣにてポート接続部を構成する場合には、塩化ビニル樹脂１００重量部に対して可塑剤を５重量部〜１００重量部の範囲で添加することにより、本発明の効果をより確実に発揮させることができる。可塑剤の添加量を５重量部以上に設定すればコネクタのポート接続部を継手に装着する際に良好な操作性を得ることができる。一方、同じ硬さを得るために必要な可塑剤の添加量は可塑剤の種類に応じて異なるものの、可塑剤の添加量を概ね１００重量部以下に設定すれば、血液の圧力により継手との接続部分にてコネクタが押し広げられる現象をより確実に抑制でき、かつ血液の温度や圧力によるコネクタのポート接続部の経時的変化をより確実に抑制することができる。

１ ポート
２ 継手
２ａ 継手の先端部
３Ａ、３Ｂ テーパ部
１０ コネクタ
１１ コネクタのポート接続部
１２ コネクタの拡大部
１２ａ 段付面
１２ｂ テーパ面
１３ コネクタの内部流路
１４Ａ 溝部（バンド装着部）
１６ 凸部
２０ 締結バンド

Claims (4)

1. 体外循環回路に設けられた継手付きポートとの接続に使用され、前記継手の外周かつ最先端に設けられた先細りの第１テーパ部及び当該第１テーパ部よりも前記継手の後方に設けられた先細りの第２テーパ部のそれぞれに嵌め合わされるようにして前記ポートと接続されるポート接続部を備えた体外循環回路用のコネクタであって、
   前記ポート接続部の内周には、当該コネクタの内部流路の内周面に対し、段差が生じるようにして内径が拡大された拡大部が設けられ、
   前記拡大部の内周には、前記第１テーパ部の斜面に沿って傾斜する先広がりのテーパ面が形成され、
   前記ポート接続部の外周には前記テーパ面と位置を合せるようにして第１バンド装着部が設けられ、前記第１バンド装着部に対して前記ポート接続部の軸線方向内側に隣接する領域には前記第１バンド装着部よりも半径方向外側に突出する凸部が設けられ、
   前記ポート接続部の外周であって、かつ前記第１テーパ部の斜面と前記テーパ面とが密着するように前記継手の外周に前記ポート接続部を嵌め合わせたときに前記第２テーパ部よりも前記ポート接続部の軸線方向外側にずれた位置には第２バンド装着部が設けられている体外循環回路用のコネクタ。
2. 前記継手の外周に前記ポート接続部を嵌め合わせた状態で、前記内部流路と前記ポートとが略同一径で連なるように当該内部流路が形成されている請求項１に記載の体外循環回路用のコネクタ。
3. 前記ポート接続部は前記継手よりも軟質の材料で構成されている請求項１又は２に記載の体外循環回路用のコネクタ。
4. 前記ポート接続部が軟質のポリ塩化ビニルにて形成されている請求項３に記載の体外循環回路用のコネクタ。

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