JPH02206468A - 管体のコネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、可撓性の管体の接続に用いるコネクタに関し
、特に、生体に接続した生体液循環用のカニユーレに医
療機器を接続するためのコネクタに関する。

（従来の技術） 例えば、生体心臓を補助して重症心臓病患者の心臓の回
復を計るための人工心臓あるいは、心臓手術の間、生体
心臓をバイパスし生体心臓の代替を行なう人工心臓は、
カニユーレを介して生体心臓に接続される。例えば、肺
によって酸素化された血液を肺静脈から吸引し大動脈を
経て全身へ送り出す左心系に重いダメージがある（主に
、左心室の筋肉がダメージをおっている）場合、左心系
を補助するために血液を左心房より吸引し、大動脈へ送
血する。この際、左心房及び大動脈には内部を血液が通
るチューブすなわちカニユーレを各々縫着し、２本のカ
ニユーレの間をつなぐように人工心臓（血液ポンプ）を
接続する。

ところで、血液に含まれている血小板は、異物と接触す
るとこれに張り付いて表面を覆おうとし、他の血小板を
集めて連鎖反応を引き起こす物質を放呂するため、−旦
その反応が活性化されると次々に反応が進む。このよう
にして形成された凝血塊（血栓）による患者への悪影響
（例えば、はがれた血栓が血流によって運ばれ脳の毛細
血管につまり血流をせき止め、脳梗塞を引き起こす１等
）が報告されている。

血液ポンプ及びカニユーレの内面は抗血栓形成性の材料
がコーティングされており、またコネクタ内面も表面が
非常に滑らかであるためこの反応は活性化されにくいが
、血液の流れが滞った部分があるとその部分で血栓が形
成されることは避けられない。血液が流れる流路に急激
な段差や隙間があると流れが滞り易い。特に血液ポンプ
とカニユーレを接続するコネクタの先端部分には段差や
隙間ができやすい。

従来のこの種のコネクタは例えば特開昭６１−１７６３
５５号公報に提示されている。これにおいては、コネク
タの外径がカニユーレの内径よりも大きく、ある程度の
弾力性を持つカニユーレを円周方向に伸ばしながらコネ
クタを圧入するようにして、コネクタの先端部分に段差
や隙間ができないようにすることが多い。このコネクタ
の先端は、カニユーレ内面とコネクタ内面との間に急激
な段差を生じないように、ナイフェツジ状に尖っている
。

（発明が解決しようとする課題） コネクタとカニユーレの接続の際に気泡が血液管路内に
取り込まれてしまうと気泡が血液によって運ばれ空気栓
塞（血栓が運ばれたときと同様に、脳や腎臓などの微小
血管に気泡がつまり血流をせき止め壊死を引き起こす）
を起こす可能性が高いので、血液ポンプをカニユーレに
接続するときには、両者の接続開口に注射用蒸留水、生
理食塩水など、生体に加え得る液体を満すように絶え間
なく流しながら血液ポンプに予め結合されているコネク
タをカニユーレに圧入するが、この作業は手術中に医師
が行なうものであり、彼らは手袋をはめて濡れた手で作
業を行なわなければならない。

コネクタの先端がカニユーレの内径よりも大きいのでカ
ニユーレを強い力で周方向に拡げるようにしながら強い
力でコネクタ先端を挿入しなれけばならず、また、コネ
クタの先端部が非常に薄くなっているため、作業中に医
師がコネクタの先端を手にぶつけて手を切ってしまうと
か、カニユーレの先端を切ったりカニユーレ内面を傷付
けてしまうとかの問題がある。カニユーレ内面の傷は、
血小板の張り付きを発生し易い。

本発明は１弾力性の管体へ、比較的に弱い力で容易に挿
入しえて、しかも管体との接続は強固に行なうコネクタ
を提供することを目的とする。

〔発明の薄酸〕

（ａ題を解決するための手段） 本発明のコネクタは、接続対象の弾力性の管体の接続端
の内径よりも大きい外径の円筒形状を記憶し、該管体の
接続端の内径以下の外径の円筒形状に加工され、所定温
度以上で前記記憶した外径の円筒形状を再生する、弾力
性の管体に挿入する先端が尖った接続端、を有する。

（作用） コネクタをカニユーレなど弾力性の管体に挿入するとき
、その外径が該管体の内径以下であるので、弱い力で容
易に挿入しうる。しかして、挿入後、コネクタを所定温
度以上に加温すると、コネクタの接ＰＡ端が咳管体の内
径よりも大きい外径の円筒形状となり、該管体の端部を
広げ、これによりコネクタの接続端の外周面が該管体の
内壁面に圧接し、比較的に強い結合となる。

したがって管体へのコネクタの挿入がきわめて容易にな
り、しかもコネクタとしての比較的に強固な結合がもた
らされる。

本発明の他の目的および特徴は１図面を参照した以下の
実施例の説明より明らかになろう。

（実施例） 第１図に本発明の一実施例の拡大縦断面を示す。

このコネクタ５Ａは、形状回復温度が１０°Ｃ程度にな
るように組成を、ｓｕしたニッケル・チタン合金製（概
ねＴｉ　：　Ｎ１＝５１　：　４９　Ｎｏ、％）の一方
向性（１度記憶形状に回復すると、その後１０℃よりも
低くしても記憶形状から実質上変化しない）の形状記憶
合金で製作したものであり、製作直後の形状すなわち記
憶形状を示す。この状態で、接続対象のカニューレ６（
第５図、第６図）と接続する接続端の外径Ｒｅは、カニ
ユーレ６の内径Ｒｐよりもやや大きい、また、血液ポン
プ４　（第５図）と接続する接続端の外径Ｒａも、血液
ポンプ４の接続端２Ａの内径よりもやや大きい。

第１図に示すコネクタ５Ａは、記憶回復温度よりも低い
温度で、第２図に示すように、カニユーレとの接続端を
、カニーユーレ６の内径よりやや小さい径に絞り加工を
して、この絞り形状を維持するように、すベリが良好で
あるようにテフロンで製作した形状拘束リング１０に圧
入して、リング１０を装着したまま、使用のために保管
する。この第２図に示す状態が、コネクタ製品である。

なお、形状拘束リング１０は、形状記憶合金が形状を回
復する際の回復力によっても変形しない強度を持つもの
であり、これが装着されていることにより、コネクタ５
Ａのカニユーレ接続端の形状は、コネクタ５Ａが形状回
復温度以上になっても、記憶形状には回復しない。

使用のときには、リング１０を装着したままコネクタ５
Ａの血液ポンプ接続端を、血液ポンプ４の接続端２Ａに
、その開口を広げるようにして圧入して、第３図に示す
ように、コネクタ５Ａを血液ポンプ４の接続端２Ａに結
合する。この結合は。

手術現場外においておこなう。

なお、手術現場又は病院内の他所で、血液ポンプ４への
コネクタ５Ａの接続をおこなう使用態様に適合させる場
合には、第２図に示すように、コネクタ５Ａのカニユー
レ接続端を絞り加工して形状拘束リングを装着するとき
に、同時に同様にコネクタ５Ａの血液ポンプ接続端も絞
り加工して形状拘束リングを装着しておき、＠端に形状
拘束リングを装着したコネクタを病院に供給する。

さて、コネクタ５Ａを装着した血液ポンプを生体に接続
したカニユーレに接続するときには、コネクタ５Ａを注
射用蒸留水、生理食塩水などの人工液の氷水につけて形
状回復温度未満に冷却しておき、カニユーレおよび血液
ポンプに生体液、又は１人工液を満し、コネクタ５Ａよ
りリング１０を外してカニユーレ６の開口端を斜め上に
向けかつコネクタ５Ａの開口端を斜め上に向けて後者を
前者に挿入し、このときそれらの中に空気が入らないよ
うに両開口には上方から人工液を流下させる。このよう
にして第４図に示すように、カニユーレ６にコネクタ５
Ａを挿入する。そしてコネクタ５Ａの外周に、注射器１
１により、４０℃前後の人工液１２を流下させる。これ
によりコネクタ５Ａが加温されて、形状回復温度以上に
なると、コネクタ５Ａの、リング１０で形状を拘束され
ていた部位が記憶形状に回復し、第６図に示すように、
カニユーレ６を押し広げるように拡大しカニユーレ６の
内壁面に密着する。

このように、コネクタ５Ａを結合した状態、すなわち、
血液ポンプ４．コネクタ５Ａ、カニユーレ６および生体
心１ｍ１１８の結合関係の概要を第５図に示し、第５図
の■−■線拡線断大断面６図に示す。

第５図を参照すると、血液ポンプ４の内部は可撓性の血
液サックで血液室と空気室に区分されており、空気室に
動作空気給排用のチューブ９が接続されている。血液室
にコネクタ接続端２Ａ（流入ボート）および２Ｂ（流出
ボート）が連通している。流入ポート２Ａ及び流出ボー
ト２Ｂの内部には、後述するように人工弁がそれぞれ設
けられている。それらの人工弁は、固定リングＩＡおよ
びＩＢによって、それぞれ流入ポート２Ａおよび流出ボ
ート２Ｂに固定されている。流入ボート２Ａは、前述の
コネクタ５Ａを介してカニユーレ６の一端と接続され、
脱血用のカニユーレ６の他端は心臓６の左心房に接続さ
れている。同様に、流出ボート２Ｂは、コネクタ５Ａと
全く同じ製品であるコネクタ５Ｂを介して送血用のカニ
ューレアの一端と接続され、カニューレアの他端は大動
脈への流路に接続されている。

エアーボンピング装置（図示せず）が、チューブ９を通
して血液ポンプ４の空気室に、高圧（エアー）と低圧（
吸引圧）を交互に供給し、これにより、血液ポンプ４内
のサックの圧縮と膨張が交互に行なわれて、血液ポンプ
４の血液室が高圧（吐出圧）と低圧（吸引圧）に交互に
切換わる。

血液室が高圧のときには流出ポート２Ｂの人工弁（逆止
弁）が開になって血液室の血液がカニユーレ７に送り出
され、血液室が低圧のときには流入ポート２Ａの人工弁
（逆止弁）が開になって血液室にカニユーレ６から血液
が吸入される。

第６図を参照すると、コネクタ５Ａのカニユーレ接続端
が記憶形状に拡大してカニユーレ６を押し広げている。

コネクタ５Ａの外周がカニユーレ６の内壁面に押し付け
られ、それらの当接面は完全に密着するので、両者の当
接部分に隙間が生じる可能性はない。しかして、コネク
タ５Ａの先端はナイフェツジ状に尖っているのでコネク
タ５Ａの先端縁もカニユーレ６の内壁面に密着し、しか
も急激な段差がないので、触れる血液流に滞留が生じる
おそれはなく、従ってその部分で血栓は実質上発生しな
い。

また仮に血液によるカニユーレ６の内圧や外力等によっ
て、コネクタ５Ａを変形させようとする力が作用したと
しても、血液ポンプが使用される生体温や常温はコネク
タ５Ａの記憶形状回復温度を越えるので、コネクタ５Ａ
に変形が生じることはなく、従って、経時変化によって
も、コネクタ５Ａとカニユーレ６の間に血栓を生じるよ
うな隙間が生じるおそれがない。

流入ポート２Ａは、比較的に硬い可撓性の樹脂（弾力性
ポリウレタン）で構成され、断面が円形の管を形成して
いる。この流入ポート２Ａの内壁の一部に環状の比較的
浅い溝２Ａａが形成されており、この溝２Ａａの位置に
人工弁３が嵌合している。人工弁３は、弁体３ｂと、そ
れを支持し弁座を構成する弁軸３ａとを備えており、血
液の圧力により弁体３ｂが弁軸３ａに対して揺動するこ
とによって、流入ポート２Ａの流路を開閉する。

つまり、流入ポート２Ａの入口よりも血液ポンプ４の血
液サック内の圧力が小さくなると、第６図に示すように
弁体３ｂが傾いて血液が血液ポンプ４に流入し、流入ポ
ート２Ａの入口よりも血液ポンプ４の血液サック内の圧
力が大きくなると、人工弁３が閉じる。

第７図に、第６図の■−■線断面を示す。この第７図を
も参照すると、弁軸３ａは、概略で環状に形成されてお
り、その外周には局面に沿って環状のＦＲ３Ｃが形状さ
れている。弁軸３ａの外径は。

流入ポート２Ａに外力が加わらない状態における。

該流入ポート２Ａの内壁に形成された溝２　Ａ　ａの部
分の内径より僅かに小さい寸法に形成しである。

従って、この血液ポンプを組立てる場合に１人工弁３を
流入ポート２Ａの内空間に挿入し溝２　Ａ　ａの位置に
位置決めするのには特別な困難を伴なわない、なお、人
工弁３は、チタン系の材料を用いて構成している。

流入ポート２Ａの溝２　Ａ　ａの位置の外周面にも。

比較的に浅い溝２Ａｂがその周面に沿って環状に形成さ
れている。そして、この溝２Ａｂと嵌合する形で、固定
リング】Ａが配置さ九でいる。

固定リングＩＡは、環状に形成されており、形状記憶合
金で構成されている。具体的に言うと、固定リングＩＡ
は、概略ニッケル４９．チタン５１（Ｍｏ、％）でなる
形状記憶合金が使用されており、その記憶形状回復温度
が１０℃程度である。固定リングＩＡは、その温度が該
回復温度以上になると、予め記憶された形状を自然に復
元する特性を有している。固定リングＩＡの記憶形状は
、その内径が流入ポート２Ａの１１２Ａｂの外径よりも
少し小さいリング形状である。

従って、この血液ポンプ４を組立てる場合、予め固定リ
ングＩＡを例えば０℃程度の低い温度に冷却しておき、
所定の治具を用いて固定リングｌＡの内径を大きくシ、
予め人工弁３が挿入された流入ポート２Ａの外周に固定
リングＩＡを通し溝２Ａｂの位置に位置決めする。固定
リングＩＡを特別に加熱するか、もしくはモのまま放置
すれば、その温度が記憶形状回復温度以上になり、固定
リングＩＡが記憶形状に復元するので、その内径が小さ
くなり、固定リングＩＡは、流入ポート２Ａを外周から
内側に向かって均一な力で締め付ける。これにより、流
入ポート２Ａの内壁面と人工弁３の外周とが互いに押し
付けられ、それらの当接面は完全に密着するので５両者
の当接部分に隙間が生じる可能性はない。

流入ポー１−２Ａの内壁と人工弁３との当接面に隙間が
なければ、それと触れる血液流に滞留が生じるおそれは
なく、従ってその部分での血栓の発生は防止される。

また仮に血液による流入ポート２Ａの内圧や外力等によ
って、固定リングＩＡを変形させようとする力が作用し
たとしても、血液ポンプが使用される生体の高温下や常
温下においては、固定リングＩＡがそれに記憶された形
状を自然に復元する温度であるため、固定リングＩＡに
変形が生じることはなく、従って、経時変化によっても
、血液ポンプ内に血栓を生じるような隙間が生じるおそ
れがない。

この実施例では、カニユーレ６．７．コネクタ５Ａ、５
Ｂ、固定リングＩＡ、ＩＢおよび血液ポンプ４は、使い
捨てを想定しており、したがってコネクタ５Ａ、５Ｂお
よび固定リングＩＡ、ＩＢは一方向性の形状記憶合金で
作っている。しかし、人工弁３は高価になるため、再使
用するのが望ましく、再使用するときには、固定リング
ＬＡ。

１Ｂの箇所で流入ポート２Ａおよび流出ボート２Ｂを切
断してそれらより固定リングＩＡ、ＩＢを外してから人
工弁３を引き出す。

この実施例では、コネクタ５Ａ、５Ｂおよび固定リング
ＩＡ、ＩＢを、ニッケル・チタン系の一方向性形状記憶
合金で作ったが、この他黄銅系またはステンレス系の形
状記憶合金や形状記憶樹脂などを用いてもよい。

また、人工弁３のみならず、コネクタ５Ａ。

５Ｂおよび固定リングＩＡ、ＩＢをも再使用する態様で
は、これらを二方向性形状記憶合金で製造し、コネクタ
５Ａ、５Ｂはカニユーレの内径よりも小さい外径を持つ
形状（低温）と大きい外径を持つ形状（高温）のふたつ
の形状を記憶させる。

固定リングＩＡおよびＩＢは、溝２　Ａ　ａの外径より
も大きい内径を持つ形状（低温）と小さい内径を持つ形
状（低温）のふたつの形状を記憶させる。

この場合には、拘束リング１０を使用しなくても良く、
使用のときに低温とし、接続したときに高温とする。ま
た外すときには低温にすれば容易に外九る。

上述のコネクタ５Ａ、５Ｂは、血液ポンプ４とカニユー
レ６の接続用のものであるが、この他人工心肺２人工腎
臓、　ＥＣＭＯ等の、内部を血液が流れるチューブの接
続部分にも同様に適用しうる。

いずれにしてもコネクタ５Ａ、５Ｂは、形状回復温度に
まで加熱される以前はカニユーレの内径よりも小さいの
でカニーユーレへのコネクタの挿入はスムーズに行なわ
れ、しかも気泡が入らないように注射用蒸留水または生
理食塩水等の人工液を両者間の隙間に流しながら円滑に
行なうことができる６しかしてコネクタに形状回復温度
以上の人工液を流下させることにより、コネクタが拡大
してカニユーレに強固に結合する。このようにな接続作
業は、例えば左ホでコネクタの挿入位置がずれないよう
に固定し右手で注射器を操作して加温した人工液を流下
させるなどにより、−人の医師で十分に可能であり、ま
た高度の熟練も必要がない。さらに、コネクタが形状を
回復した際には、コネクタの先端がナイフェツジ状に尖
っておりかつ外径はカニユーレの内径より大きいのでコ
ネクタの先端とカニユーレとはまったく段差も隙間もな
い状態で接続されることになるため、その部分に血栓が
形成されるおそれがない。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明のコネクタは、管体への挿入がきわ
めて容易になり、しかも管体に対してコネクタとしての
比較的に強固な結合がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例の拡大縦断面図であり記憶
形状の状態を示し、第２図および第３図は、記憶形状に
回復するまでの、縮小形状を示す。 第４図は、該−実施例の、カニユーレ６への結合時の、
縮小形状を示す。 第５図は、該−実施例を用いた血液ポンプ４とカニユー
レ６．７との結合関係を示す外観図であり、第６図は、
第５図のＶＩ−Ｖｌ線拡大断面図、第７図は、第６図の
■−■線断面図である。 ＩＡ、Ｉｌｌ：固定リング　　　　　　　２Ａ：流入ポ
ート２Ａａ、２Ａｂ：溝 ３：人工弁 ３ｃ：溝 ４：血液ポンプ ５Ａ、５Ｂ　：コネクタ（コネクタ） ６．７二カニユーレ ８：心臓 ９：チューブ １０：拘束リング １１：注射器 １２：注射用蒸留水または生理食塩水

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）接続対象の弾力性の管体の接続端の内径よりも大
   きい外径の円筒形状を記憶し、該管体の接続端の内径以
   下の外径の円筒形状に加工され、所定温度以上で前記記
   憶した外径の円筒形状を再生する、弾力性の管体に挿入
   する先端が尖った接続端、を有する管体のコネクタ。
2. （２）接続対象の弾力性の管体の接続端の内径よりも大
   きい外径の円筒形状を記憶し、該管体の接続端の内径以
   下の外径の円筒形状に加工され、所定温度以上で前記記
   憶した外径の円筒形状を再生する、弾力性の管体に挿入
   する先端が尖った接続端、を有する血液回路用の管体の
   コネクタ。