JPH0441868Y2

JPH0441868Y2 -

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Publication number: JPH0441868Y2
Application number: JP1987196747U
Authority: JP
Priority date: 1987-12-25
Filing date: 1987-12-25
Publication date: 1992-10-01
Also published as: JPH01101540U

Description

【考案の詳細な説明】イ産業上の利用分野本考案は、弁装置に関し、更に詳述すれば、人
工心臓用の弁装置に関する。

ロ従来技術近年、開心手術やその他の手術の際に、体外に
おいて補助的かつ一時的に心臓の機能を代替する
ための人工心臓の開発が進められている。例えば
第８図に示すように、生体の心臓１０の右心房と
肺動脈との間や、左心房と大動脈との間に夫々サ
ツク型血液ポンプ装置１１が連結される。

このような血液ポンプ装置１１はサツク型と称
されるものであり、第９図に明示するように、主
として耐圧性（例えばポリカーボネート或いはポ
リウレタン製）のハウジングアウターケース１
と、このハウジングアウターケース内に気密に収
納される偏平袋状のサツク型の血液チヤンバー２
とからなる。この血液チヤンバー２の上部には、
血液チヤンバーに連通して血液導入管３と血液排
出管４とが上向きにかつ略平行に形成されてい
る。血液チヤンバー部の上部周囲には、ハウジン
グの一部をなすフランジ部５を設けてあり、この
フランジ部によつて血液チヤンバーはハウジング
アウターケース１内に気密に収納される。また、
血液導入管３と血液排出管４との各内部には、血
液１７の逆流を防止する人工の逆止弁６，７が装
着してあり、これにより、血液導入管３から血液
チヤンバー２内に導入された血液１７は、血液排
出管４より拍出されるようになつている。血液の
拍出は、ハウジングアウターケース１の底部に設
けられたポート８を通じて流体、例えば圧縮空気
及び減圧空気の導入、排出を交互に行い、血液チ
ヤンバー外圧の変化に伴つて血液チヤンバーが膨
張、収縮を繰り返すことによつてなされるもので
ある。吻合（ふんごう）術によつて生体の心臓に
結合された各カニユーレ１２と血液チヤンバー２
側の各血液導管３及び４とは、各コネクタ１３の
両端部からその中央位置に設けたリング状フラン
ジ１４の位置まで夫々挿入される。

こうした血液ポンプ装置において、例えば上記
人工弁６，７としてデイスク型人工弁をはじめ、
ボール型人工弁も使用されている。特に、ボール
型のものは可動弁がボールからなつているので、
デイスク型に比べて耐久性がよく、血栓生成も少
ないという利点がある。但し、いずれの人工弁も
可動弁体を保持するための支柱やケージを血液流
路に設けることになるので、血液を流したときに
その支柱やケージによつて血液流が乱され、場合
によつては血栓が生じることもある。従つて、支
柱やケージを設けないボール弁が望ましく、かつ
このように構成することにより製作も容易にな
り、低廉化も可能となる。

また、血液と接触する部分ができるだけ継目や
凹凸が無く全体が平滑な面を構成するためには射
出成形等で精密かつ一度に一体に成形される事が
望ましい。

しかし、弁座を含めて一体に成形されたコネク
タ内に成形後に可動弁体を組み込むことは困難で
あり、このため前記の管状コネクタ型のボール弁
は実用化に至つていなかつた。

ハ考案の目的本考案は、上記の事情に鑑みてなされたもので
あつて、耐久性及び抗血栓性に優れ、かつ、製造
の容易な人工心臓用の弁装置を提供することを目
的としている。

ニ考案の構成本考案は、血液ポンプ装置とカニユーレとの間に配設され
る、人工心臓用の弁装置であつて、第一の血液導管と第二の血液導管とを互に対向
させて連結した血液導管本体内の前記第一及び第
二の血液導管の連結域を含む領域に、球形可動弁
体を収容した拡径部が形成され、前記連結域に於ける前記第一及び第二の血液導
管の対向端面間又はこの端面近傍に、少なくと
も、円環状基部と、この円環状基部に設けられて
弁座として作用しかつ血液の順流方向とは逆の方
向に延びる複数の脚部とからなる、前記球形可動
弁体に対する血液導通可能な下流側弁座部が設け
られ、複数の前記脚部が前記球形可動弁体の径よりも
小さい距離を置いて配設され、前記下流側弁座部に対して前記拡径部を隔てて
上流側に血液逆流防止用の上流側弁座が形成さ
れ、この上流側弁座と複数の前記脚部との間には、
前記拡径部によつて形成される球形可動弁体移動
空間と前記球形可動弁体のみが存在するように構
成されている。人工心臓用の弁装置に係る。

ホ実施例以下、本考案の実施例を説明する。

第１図は逆止弁としての機能を有するコネクタ
の中心線（図示せず）に沿う断面図、第２図は第
１図の−線矢視拡大断面図である。

コネクタは次のような構成になつている。即ち
上流側弁座２３を有する上流側管状本体２２と下
流側管状本体２７とが後述するように結合し、両
本体２２，２７との間に下流側弁座部２４が挾持
され、上流側管状本体２２の上流側弁座２３の下
流側（第１図に於いて右側）領域（後述する拡径
部２２ｂ内）に可動弁体としてのボール２９が収
容され、コネクタ２１が構成される。

上流側本体２２の下流側には内径が拡大する拡
径部２２ｂが設けられ、拡径部２２ｂの先端側に
は雄ねじ２２ａが設けてあつて、雄ねじ２２ａに
螺合する雌ねじ２７ａを端部側拡径部２７ｂに設
けた下流側本体２７が上流側本体２２に接続す
る。上流側本体２２の端面２２ｃと下流側本体２
７の雌ねじ２７ａの奥に形成された端面２７ｃと
がパツキン２６Ａ，２６Ｂを介して下流側弁座部
２４の円環状基部２４ａを挾持し、雄ねじ２２ａ
と雌ねじ２７ａとの締付けによつてコネクタ２１
が組立てられる。なお、パツキン２６Ａ，２６Ｂ
は必須不可欠なものではなく、省略しても良い。

下流側弁座部２４は第３図に示す構造としてあ
る。円環状基部２４ａの内周面から４本（３本又
は５本以上であつても良い。）の脚部２４ｂが上
流側（第１図に於いて左側）に延設され、脚部２
４ｂの先端に第１図のようにボール２９が当接
し、この接触箇所が下流側ボール受け部（弁座）
２８を形成する。この接触は点接触である。

本体２２，２７の材料はポリカーボネートとし
た。そのほか、硬質塩化ビニル、ポリウレタン、
エポキシ樹脂、ポリサルホン、アクリル樹脂、ナ
イロン（透明）等が使用可能である。ボール２９
は比重1.03のシリコーン製とした。そのほか、ポ
リアセタール、ポリカーボネート、ボリサルホ
ン、ポリウレタン、ナイロン６、ポリ４メチルペ
ンテン１、ポリプロピレン等が使用可能である。
弁座部２４はステンレス鋼からなり、精密鋳造法
であるインベストメント法（例えばロストワツク
ス法）によつて一体に製造される。弁座部２４の
材料としては、上記以外にチタンや不銹性の金属
類やセラミツクスやポリアセタール、ポリカーボ
ネート、ポリサルホン及びこれらをグラスフアイ
バーやカーボンフアイバーで補強した高強度のプ
ラスチツク等が使用できる。弁座部２４は、脚部
２４ｂのみを上記のような硬質材料とし、その他
の部分は本体２２，２７と同じ材料としても良
い。この場合は、第３図に仮想線で示すように各
脚部２４ｂ間を円弧状の補強部材３０で接続し、
ボール２９の圧接によつて脚部２４ｂが撓むのを
防ぐようにするのが好ましい。

血液１７がコネクタ２１内を矢印のように流れ
るとき、ボール２９は、第１図に実線で示すよう
に下流側弁座部２４のボール受け部（下流側弁
座）２８に当接し、血液１７は第１図、第２図に
示す各脚部２４ｂの間の空間２４ｃを通つて流れ
る。血液１７は加圧された拍動流であるために逆
流時にはボール２９は、第１図に仮想線で示すよ
うに上流側へ押され、本体２２の弁座２３に球面
の環状領域で接触し、血液１７の逆流が速やかに
防止される。

パツキン２６Ａ，２６Ｂは、血液１７のシール
と共に、ボール２９が弁座２３又は２８への衝突
による衝撃を緩らげ、水撃値を小さくする役割を
果たす。また同パツキンは直接血液に接する部分
を有するために抗血栓性を有する素材より作製さ
れたものが望ましい。

上記のようにコネクタ２１の管状部分を別個に
作製された上流側本体２２、下流側本体２７、更
に弁座部２４の３部分によつて構成することによ
り、弁座部２４の材料を耐衝撃強度に優れる所望
の材料としてボール２９の衝突による弁座部のボ
ール受け部２８の損傷を軽減し、耐久性を改善す
ることができる。また、弁座２３の精密な仕上げ
を組立て前に行うことができて品質の管理が容易
になる。

更に、下流側弁座部２４は、複数の細い脚部２
４ｂの先端２８でボール２９を受けるようにして
いるので、各脚部２４ｂ間の間隔を大きくとるこ
とができる。従つて順流時には、各脚部２４ｂ間
及び円環状基部２４ａの内側の広い空間２４ｃを
血液１７が通過する。その結果、血液１７の抵抗
が少なく流通がスムーズである。

下流側弁座部は、第３図に示した構造に限られ
るものではなく、例えば第４図のような構造とす
ることができる。第４図の下流側弁座部３４は、
円環状基部３４ａの内周面から３本の細い脚部３
４ｂが上流側に向つて延設されていて、各脚部３
４ｂの先端には円環状弁座３４ｄが一体に設けら
れている。順流時には図示しないボールが弁座３
４ｄに当接し、仮想線で示す円３８がボール受け
部となる。この接触は線接触である。順流時には
流体は広い空間３４ｃを通つて流れる。脚部３４
ｂは第３図の脚部２４ｂよりも短くて良い。脚部
３４ｂの個数は３本又はそれ以上として良く、２
本であつても良い。

パツキン２６Ａ，２６Ｂは夫々上流側本体２
２、下流側本体２７に固着して設けることもでき
る。

第５図は上流側本体２２の雄ねじ２２ａ側端面
にパツキン（第１図の２６Ａ）を固着させて一体
に設ける要領を示す断面図である。

まず、シリコーンゴム製の管状体４２を仮想線
で示す位置から実線で示すように上流側本体２２
の雄ねじ２２ａに外嵌して雄ねじ２２ａをマスク
する。次いで、先に説明した下流側本体に於ける
と同様に、シリコーンゴム製の栓４３を仮想線で
示す位置から実線で示すように上流側本体２２内
に嵌入する。

次に、管状体４２と栓４３とに挟まれた空間を
経由して、シリンジ４５を使用してポリウレタン
系の抗血栓性材料溶液４０を上流側本体２２の端
面２２ｂに所定量供給する。

溶液４０の溶媒が十分に除去されたら、管状体
４２及び栓４３を上流側本体２２から引抜くと、
上流側本体２２の端面に環状パツキン材２６Ａが
一体に固着して形成される。

なお、パツキン材２６Ａは、ポリウレタン系の
抗血栓性材料溶液の溶媒を除去して形成されるほ
か、ポリ塩化ビニルプラスチゾルその他の液状化
可能な材料を原材料とし、加熱等によつて反応ゲ
ル化してパツキン材２６Ａとすることができる。

第６図は下流側本体２７の拡径部２７ｂの底部
端面２７ｃにパツキン（第１図の２６Ｂ）を固着
させて一体に設ける要領を示す断面図である。

まず、シリコーンゴム製の栓４１を仮想線で示
す位置から実線で示すように下流側本体２７の拡
径部２７ｂへ離間した状態で挿入する。

次に、拡径部２７ｂと栓４１とに挟まれた空間
を経由して、シリンジ（注射器）４５を使用して
ポリウレタン系の抗血栓性材料溶液４０を拡径部
２７ｂの底部露呈面に所定量供給する。

溶液４０の溶媒が十分に除去されたら、栓４１
を下流側本体２７から引抜くと、上記露呈面に抗
血栓性の環状パツキン２６Ｂが下流側本体２７に
一体に固着して形成される。

以上のように、パツキン材を本体部に一体に設
ける作業は、特殊な設備を必要とせず、簡単かつ
容易に遂行される。

コネクタ組立て時のねじ締付けに際し、パツキ
ンが引きつるように変形したり位置ずれしたりし
て隙間や凸部が生じ、血液のスムーズな流通を阻
害して不所望な血栓発生が起こることがある。上
記のようにパツキンを本体に固着して一体に設け
ることにより、このような問題が起こらなくな
る。

上流側本体２２と下流側本体２７との結合は、
上記のようにねじによる締結のほか、嵌込み方式
として接着又は圧入によつて結合しても良い。

第１図の上流側本体２２の下流側端面２２ｃの
内径d₁がボール２９の径d₂よりも小さい場合は、
上流側本体２２の拡径部２２ｂ中に外部からボー
ル２９を入れることがてきない。この場合は拡径
部２２ｂ内でボール２９を作製する。

第７図はボール作製の要領を示す断面図であ
る。

槽５１内には後述のボールを成形するための成
形材料溶液（或いはボール自体）と略比重が同じ
である液体５２が収容されている。上流側本体２
２、下流側本体２７、下流側弁座部２４及びパツ
キン２６Ａ，２６Ｂをセツトし、これを液体５２
中に垂直に浸漬する。そして、対流を生じないよ
うに液体５２を定温に保持しながら、上方から管
状体３６を通してマイクロシリンジ等の注射器５
５の注射針５６から、ボール成形材料溶液２９を
拡径部２２ｂ内に所定量静かに注入する。ここ
で、液体５２としては、ポリビニルアルコール、
カルボキシメチルセルロース、メチルセルロー
ス、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ソー
ダ等の保護コロイド又は界面活性剤、更には無機
塩（例えばポリリン酸ソーダ）を添加してなるも
のを使用してよい。また、液体５２は全体を40〜
80℃に保持するのが望ましく、対流を起こすこと
がなければ高温であつてよい。また、上記の注入
される溶液２９は、二液性の室温硬化型のモノマ
ー、例えばシリコーン溶液を使用してよいが、他
のポリウレタン、エポキシ樹脂用のモノマー溶液
（但し、溶媒は水以外とする。）を使用することも
できる。

こうして、注射針５６から注入された溶液２９
は、本体３２内で浮遊するが、液体５２とほぼ同
比重のためにあらゆる方向から均等な圧力を受
け、いわば無重力の如き状態で静止しながら球形
となり、このまま硬化せしめられる。この結果、
第７図の二点鎖線２９で示すように所定径で真球
度の高いボールが形成される。かくして、ボール
（回動弁体）２９は、特別な装置なしに成形材料
の注入、静置硬化のみによつて成形され、精密な
表面仕上げが不要である。

なお、上流側本体２２のみを液体５２中に浸漬
し、拡径部２２ｂ内でボール２９を作製し、しか
る後に第１図のコネクタ２１を組立てるようにし
ても良い。

第１図の上流側本体２２の下流側端面２２ｃの
内径d₁がボール２９の径d₂よりも大きい場合は、
上記の液体中でボール２９を作製しておいて、こ
れを上流側本体２２の下流側端面２２ｃ側から拡
径部２２ｂ内に挿入し、次いで第１図のコネクタ
２１に組立てる。

従来の医療用装置にあつては、移植用の人工弁
をその儘流用していた。この人工弁は、生体（例
えば人）が生きている限り使用される様に設計さ
れており、十年以上の耐久性を有する極めて高品
質のものでありかつ極めて高価なものである。従
つて、従来の生体外で使用される弁装置は数週間
以上使用される例は稀であり甚だしく過剰品質に
なつていた。これに対し、上記の方法によつて製
造されたボールを使用する弁装置は、従来の弁装
置に較べて製造原価が極めて低廉で済みかつ十分
な耐久性を有するものである。

ヘ考案の効果以上説明したように、本考案に基づく弁装置
は、第一及び第二の血液導管を互いに対向させて
連結するようにしているので、この連結前に精密
な仕上げを必要とする部分（例えば逆流防止用の
弁座）の仕上げ加工を行うことができ、仕上げ加
工が容易である。その結果、製造が容易となつて
製造原価が低廉で済む。また、前記第一及び第二
の血液導管の対向端面間又はこの近傍に基部が固
定された複数個の脚部が流体の順流方向とは逆の
方向に延びていて、これら脚部の先端側に弁座
（例えば流体の順流時に可動弁体を受ける弁座）
が形成されているので、各脚部間の空間を広くと
れる。その結果、血液の導通が抵抗少なくスムー
ズになつて血栓発生が効果的に防止される。更に
この弁座を硬質材料によつて作製することがで
き、可動弁体の衝突による摩耗が著しく軽減さ
れ、耐久性を改善することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本考案の実施例を示すもので
あつて、第１図はコネクタの中心線に沿う断面
図、第２図は第１図の−線矢視拡大断面図、
第３図及び第４図は下流側弁座部の拡大斜視図、
第５図及び第６図はパツキン作製の要領を示す断
面図、第７図はボールをコネクタ内で成形する要
領を示す断面図である。第８図及び第９図は従来
例を示すものであつて、第８図は血液ポンプ装置
の使用状態を示す概略図、第９図は血液ポンプ装
置の分解斜視図である。なお、図面に示された符
号に於いて、１１……血液ポンプ装置、１２……カニユー
レ、１７……血液、２１……コネクタ、２２……
上流側本体、２２ｂ，２７ｂ……拡径部、２２
ｃ，２７ｃ……対向端面、２３……上流側弁座、
２４，３４……下流側弁座部、２４ａ，３４ａ…
…基部、２４ｄ，３４ｄ……脚部、２４ｃ，３４
ｃ……空間、２６Ａ，２６Ｂ……パツキン、２７
……下流側本体、２８……ボール受け部（下流側
弁座）、２９……ボール（可動弁体）、３４ｄ……
下流側弁座、である。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】血液ポンプ装置とカニユーレとの間に配設され
る、人工心臓用の弁装置であつて、第一の血液導管と第二の血液導管とを互に対向
させて連結した血液導管本体内の前記第一及び第
二の血液導管の連結域を含む領域に、球形可動弁
体を収容した拡径部が形成され、前記連結域に於ける前記第一及び第二の血液導
管の対向端面間又はこの端面近傍に、少なくと
も、円環状基部と、この円環状基部に設けられて
弁座として作用しかつ血液の順流方向とは逆の方
向に延びる複数の脚部とからなる、前記球形可動
弁体に対する血液導通可能な下流側弁座部が設け
られ、複数の前記脚部が前記球形可動弁体の径よりも
小さい距離を置いて配設され、前記下流側弁座部に対して前記拡径部を隔てて
上流側に血液逆流防止用の上流側弁座が形成さ
れ、この上流側弁座と複数の前記脚部との間には、前記拡径部によつて形成される球形可動弁体移
動空間と前記球形可動弁体のみが存在するように
構成され。ている、人工心臓用の弁装置。