JPH0380870A - 補助人工心臓 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は開心術後の心機能が低下した車前や急性心筋梗
塞等で全身の曲成循環を維持することが困難に陥った出
音に対して、心臓の機能を・時的に代替して全身の曲成
循環を維持して、心機能の改丑を計る手段として使用さ
れる補助穴［心臓に関するものである。

（従来の技術） 現在使用されている補助人工心臓には血液チャンバー全
体を収縮、拡！させて曲成を吸入拍出させるサックや血
液ポンプや＋ｆｎ液室の一部を柔軟な薄膜で構成して、
この薄膜を圧縮したり、吸引することにより血液室の体
積を変化させて血液を循環させるダイアフラム型＋ｔｎ
液ポンプ等がある。なかでもダイアフラム型はＩＩ］１
球成分に！ｊえる損傷が少ないことや、優れた体積効ヰ
（をｆ−ｒするといった長所をイアするために現在まで
に多くの研究施設において完全人−Ｆ二心臓や補助穴「
心臓として研究、臨床応用がなされて来た。ダイアプラ
ム型補助人工心臓を第１図に示す。ダイアフラム型補助
人−Ｅ心臓は駆動用流体を人出させるポート部２を持つ
、耐圧ｒｌ゛をイｒする材質（例えばポリアセタール、
ポリカーボネート、金属刃）からなるバックプレートと
柔軟なエラストマーからなるダイアフラム３で駆動流体
牢を形成する。又、ダイアフラム３と流入［１６、流出
ロアに夫々逆流防東弁５が装青しであるハウジング部４
とから血液室を構成する。

本装置はボート部２より駆動流体を流入、流出させるこ
とでダイアフラムを可動させて血液チャンバーの体積を
変化させることにより山１液が流入、排出されて血液ポ
ンプ（補助人工心臓）としての機能を果たす。

ダイアフラム型補助人玉心臓の製作方法の１例を以下に
記す。まず、ハウジングの金型を製作して、この金型を
ポリウレタンの溶液中に浸漬する。

続いて金型を溶液から引きＬげて、赤外ランプ等で金型
を加熱りで溶媒を金型表面から蒸発させ、金１９ノ上に
ポリウレタンの皮膜を形成する。１回の浸漬、加熱で得
られる膜厚は非常に薄いのでこの工程を充分な強度が得
られる厚さになるまで繰り返す。充分な膜厚が得られた
ら金型からハウジングを１１！する。又、強度を増すた
めにディッピングＥ程の途中において、メンシュ専の強
化材をハつジング中に組み込むこともできる。ダイアフ
ラムはまずハウジングと寸法を合わせた凸型又はｌ！す
型の金型を制作してこの全型をハウジングと同様に溶液
中に浸にｔにして、加熱して金型表面上に薄い皮膜を形
成させ、所定の膜厚になるまでこの［楳を繰り返す。通
常ダイアフラムの１′−１，さは０．ｌ〜１．２ｍｍの
範囲である。これは薄すぎるとダイアプラム破裂が危惧
されるし、；１すぎると耐久ｔ’ｌＥに悪影響を及ぼし
、又ｉ’ｉＪ動させるのに過大な１［力を必歩とするよ
うになるからである。次にダイアフラムとハウジングの
接合を行うがダイアプラム型の＋ｍ液ポンプにおいて最
も屯□な工程がこの上程である。すなわち、この部分は
ダイアフラムの中でも最も応力がかかる部分であり、破
損が起り易い。又、この部分は段χなく成型することが
難しく、血栓の好発部位となる。このような問題を解決
するためにダイアフラムとハウジングの両方が可溶な溶
媒、又はダイアフラムやハウジングと同・材料の溶液の
ダイアプラムとハウジングの接合部に流し込み、両者を
一体化する。ハウジングやダイアフラムに充分な抗血栓
性がない場合には面／＆、接触面を抗山１栓＋／１三材
料で被覆することが奸ましい。抗血栓性材料としてはセ
グメント化ポリエーテルウレタン、セグメント化ポリエ
ーテルウレタンとポリジメチルシロキサンの共重合体、
ヘパリンを徐放させることにより抗血栓性を得る材料等
が挙げられるがこの限りではない。このようにして血液
チャンバ一部分を完成させた後にダイアフラムを駆動さ
せるための流体室を作るためにバックプレートを血液チ
ャンバーに装着する。バックプレートに駆動用流体の出
入用ポート部を取り付けて、又血液流入口と血液流出−
に逆流防止用の弁と接続チューブとのコネクターを取り
付けて血液ポンプが完成する。

（発明が解決しようとする課題） ディッピング法にてダイアフラム型の人工心臓を製作す
るトで問題となるのはハウジングの製造に多大の労力と
■、￥間がかかることである。前述の様にポリウレタン
溶液からハウジングを製作するにはディッピング毎に溶
媒を除表するために加熱しなければならない。史にこの
ｌ＋、＋ｊ溶媒を気化させて除太するために作業や安全
性の点でも問題をイＪ′する。そこでディッピング以外
のハウジングの成型方法として熱可塑性高分子材料を用
いた射出成型や熱硬化Ｖ主樹脂を用いた注型成型等が考
えられる。本発明者らは熱ｉｉＪ塑性セグメント化ポリ
エーテルウレタンを用いてハウジングの射出数Ｊ％ＩＪ
を試みた。ハウジング成牛後に前述の工程にてダイアフ
ラムとハウジングの接合を行ったが溶媒によりハウジン
グが変型してしまうことが判明した。又、本発明者らは
熱硬化性ポリエーテルウレタンを使用してハウジングを
作製した。このハウジングとダイアプラムを前述の［程
にて接合した。しかしながらこの方法にて作製した血液
ポンプはダイアフラムとハウジングの接合部が弱く、空
気により駆動させると容易に剥離することが判明した。

これは硬化したハウジングが溶媒に不溶化したためにダ
イアフラムに接青できなかったためであった。

（課題を解決するための手段） 本発明は１・、記従来の問題を解決するものであり、そ
の１１的とするところは製作方法が簡快で、かつ充分な
耐久性と抗開Ｊｈ’ｌ’ｌＬをイ１゛するダイアフラム
型補助人工心臓を提供せんとするものである。

すなわち本発明は、非可動部のハウジング部と薄膜状可
動部（ダイアフラム）を少なくとも１備するダイアプラ
ム型補助人−Ｅ心臓において、ハウジング部がポリ塩化
ビニールからＬとして構成されることを特徴とする補助
人工心臓であり、さらには１）；Ｉ記の補助人工心臓に
おいて、ダイアフラムがセグメント化ポリエステルウレ
タンまたはセグメント化ポリエーテルウレタンからｔと
して構成されることを特徴とする補助人工心臓である。

本発明において、ハウジング部に用いるポリ塩化ビニー
ルは、抗血栓性に乏しい性質があり、そのためハウジン
グ内面、すなわち血液と接触する而には、抗血栓性材料
をコーティング、積居等で被覆する。本発明で用いられ
るハウジング部材は、ポリ塩化ビニールが３０〜８０（
ｌｔｔｉｔ％）、好ましくは５０〜７５（重量％）であ
り、可型剤は６０〜２０（重Ｈｊ％）、好ましくは５０
〜３０（東ｉｉ％）である。また前記、配合体（以ドポ
リ塩化ビニールペーストと称す）の中に安定剤としてエ
ポキシ化大豆油を、０．１〜３０　（：’ｒｌ：　ｆｉ
ｔ％）、奸ましくはｉ〜１５（重量％）、さらには長鎖
脂肋族カルボン酸のカルシウム地または亜鉛塩を０、０
１〜６　にＴ＜噛％）　、好ましくは０．０５〜２（（
Ｒｆ＋ｌｔ％）を添加してもよい。又、安定剤に限定す
ることなく、ジ炭酸ビスマス、酸化ビスマス、硫酸バリ
ウム、シリカなどの添加剤を心変により添加してもよい
。本発明におけるポリ塩化ビニールとして、ポリ塩化ビ
ニール、塩化ビニール−酢酸ビニール共重合体、塩化ビ
ニール−エチレン共重合体、ポリ塩化ビニル−ポリエス
テルグラフト共重合体およびポリ塩化ビニール−ポリウ
レタン八重合体などが挙げられる。この内好ましいもの
はポリ塩化ビニール、塩化ビニール−酢酸ビニール」（
重合体および塩化ビニールーエチレンノ（重合体である
。

ポリ塩化ビニールペーストの粘度は３０°Ｃでｌ　Ｑ　
Ｑ　Ｑｃ、ｐｏｉｓｅ　〜１５０００ｃ、ｐｏｌｓｅ　
、好ましくは２０００ｃ、ｐｏｌｓｅ−１００００ｃ、
ｐｏｌｓｅであり、この範囲より低い場合はディッピン
グの際に、ｌ］０１当りのペースト付着量が少なくなり
、成型にａ、’、＋間がかかる。又、これ以上になると
、１０あたりのペースト付着量が多すぎて、完成したハ
ウジングの形が不揃となり易い。史にハウジング中への
気泡の混入も多くなり、機械的耐久ｆ’ｌ：の点で使用
することができなくなる。

ポリ塩化ビニールペーストを用いて、ディッピングでハ
ウジングを成型するには、ハウジングのモールド（以下
モールドと略記する）を４０℃〜】２０°Ｃ好ましくは
６０℃〜８０℃に加熱して、これを常温の、真空脱泡し
た塩ビペースト中に浸漬し、モールドを取り出した後に
余分なペーストを乗らし、１００℃〜１４０℃好ましく
は１１０”Ｃ−１２０℃で２０秒〜５分好ましくは３０
秒〜５０秒熱処即する。さらにこの１″、程を３四〜１
０［１１１、好ましくは４同〜６同繰り返し、最終的に
１５０℃〜２００’Ｃ奸ましくは１７０℃〜１９０℃で
１０〜３０分、好ましくは１５〜２５分最終熱処Ｐｌ！
を行なう。熱処ｐｌ温度はこの範囲を越えると、塩ビ樹
術が分解して使用に耐えない。又この範聞以ドの場合は
、ゲル化が不充分となり、後で抗血栓性材料をコーティ
ングしたり、脱溶媒する工程で、塩ビ層の剥離が生じ、
使用に耐えなくなったり、耐久ｔ’ｌが低下したりする
。第２図は本方法により製作したダイアフラム型補助人
モ心臓の１例を／Ｒすものである。ダイアフラムは優れ
た耐久ｒｌと強度をｆｒするセグメント化ポリエーテル
ウレタン（ウレア）からなり、塩ビペーストから製作し
たポリ塩化ビニール製のハウジングとダイアプラムと同
じセグメント化ポリエーテルウレタンウレア／　Ｉ）　
Ｍ　Ｆ溶液で接着しである。史に１１１１液接触する部
分は抗血栓性材料で被覆されていることが好ましい。本
発明で用いられるダイアフラム部はセグメント化ポリエ
ステルウレタン、またはセグメント化ポリエーテルウレ
タンが好ましい。

これらのセグメント化ポリウレタンの中でも、好ましく
は、特開昭５７−１１６５７号公報、特ＩＮ　ＩＩ／ｌ
　５８−４１５８４号公報に例示しであるポリウレタン
が挙げられる。

（丈施例） 本発明のダイアフラム型補助人工心臓の成型方法につい
て以下に述べる。

■　ハウジングの成型 クロームメツキを施したハウジングの金型を６０℃に予
備加熱する。次に減圧脱泡した塩ビペースト（ｉｉＴ塑
剤ＤＯＰ、含酸７０　Ｐｈｒ）の中ヘディ、ピングする
。次に金型をゾルからひきあげて充分に余分なゾルをＩ
Ｆらした後に１２０℃で１〜２分間加熱する。ディッピ
ングと加熱を史に４〜６　［１−１１繰り返すと金型り
に４〜８關の塩ビの皮膜が形成される。次に１８０℃で
２５分間加熱して塩ビペーストをゲル化させる。これを
冷却した後に金型から塩ビ製のハウジングを離型する。

■　ダイアフラムの作成 ダイアフラムは凹型のモールドへ１５％ポリエーテルウ
レタンウレア／　Ｉ）　Ｍ　Ｆ溶液を適量穴れた後に金
型をｊ１１転させて溶液が遠心力により金’、’ｉ’！
　１．に均一・に拡がる様にする。この状態で加熱乾燥
させて金型上にポリエーテルウレタンウレア製のｔ’Ｍ
膜を形成させる。

■　ダイアフラムとハウジングの接合 ■の金型に■で作成したハウジングをかぶせた後に内部
に抗１１１１栓性にすぐれたポリエーテルウレタンウレ
ア／　Ｉ）　Ｍ　Ｆ溶液を注入して内部をコーティング
する。この時にダイアプラムとハウジングの接合部にも
溶液が充分に行き渡るように留意する。次に余分な溶液
を排出して６０℃にて乾燥させる。このコーティングの
工程を４四〜６Ｉ０］繰り返して０．１〜０．５．、の
ポリエーテルウレタンウレアの皮膜を形成させた後にハ
ウジングとダイアプラムが接合した血液チャンバーが完
成する。

■　組立て 血液チャンバーが完成したら、エアーボート付のバック
プレート、逆流防＋ｌ弁、接続チューブとのコネクター
を人々組み込み、ダイアフラム”：ｊ、　ｈｔｆ助人工
心臓の血液ポンプが完成する。

■　血液ポンプの耐久性 血液ポンプの耐久試験機にてダイアフラムヘリ血液ポン
プの耐久試験を実施した。駆動条Ｐｌ゛は負荷１２０ｗ
ｍＨｇの水槽へ陽圧３００　＋ｕｉＨｇ１陰圧５０　ｍ
ｍ　Ｈｇｘ収縮時間比４０％で拍動させるもので、１ケ
月間の駆動を実施した。試験後、血液ポンプはいずれも
破を員した部侍はなかった。

（比較例） ■　血液ポンプの作製 血液ポンプのハウジングを注型用ポリウレタンを用いて
作成した。ポリエーテル型のプレポリマーと１．４−ブ
タンジオールをイソシアナートと水酸基が等モルになる
ように仕込み混合、真空脱泡して、ハウジングの雌型に
流し込む。

次いで６０℃にて硬化させて、型から取り出し、ハウジ
ングが完成する。ダイアフラム、バックプレート及び逆
流防１１・、弁、コネクターを人々装置ｔ　して血液ポ
ンプを作製する。

■　曲成ポンプの耐久性 」二記の方法にて作製した血液ポンプについて、実施例
と同様な駆動条件にて耐久１／ｂを調べたところ５１１
間の駆動にてダイアフラムとハウジング部の接続部が破
断した。

（発明の効果） 本発明のダイアフラム型補助人工心８（ダイアフラム型
血液ポンプ）において、ハウジングにポリ塩化ビニール
を用い、さらにはダイアフラムにセグメント化ポリエー
テルウレタンまたはセグメント化ポリエステルウレタン
を用いることにより、製作方法が簡便でありかつ充分な
耐久ｔ’ｌをｆ＋’する補助人工心臓が得られることが
判った。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ダイアフラム型補助人工心臓の概略を示すも
のであり、第１図−ａはダイアプラムが血液を吸引する
状態、第１図−すはダイアフラムが血液をυＦ出する状
態をノにすものである。 第２図は、本発明の実施例におけるダイアフラム型補助
人工心臓の概略を示す図である。 図中、ｌはバンクプレート、２は駆動用流体の流出流入
ボート部、３はダイアフラム、４はハウジング部、５は
逆流防１１−１弁、６，７は血液の流入、流出１１であ
る。 早 ■ 区−ａ 早 図−ｂ 第 凹

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）非可動部のハウジング部と薄膜状可動部（ダイア
   フラム）を少なくとも具備するダイアフラム型補助人工
   心臓において、ハウジング部がポリ塩化ビニールから主
   として構成されることを特徴とする補助人工心臓。
2. （２）請求項１の補助人工心臓において、ダイアフラム
   がセグメント化ポリエステルウレタンまたはセグメント
   化ポリエーテルウレタンから主として構成されることを
   特徴とする補助人工心臓。