JPH0451183B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ 産業上の利用分野 本発明は血液導管の連結装置に関し、例えば人
工心臓用の血液ポンプ装置等の如き人工臓器用の
ポンプ装置に好適な装置に関するものである。

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１０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は、我国でも世界に先がけ
て研究されており、山羊を使つた長期生存記録で
は世界で初めて300日を越え、極めて良い結果が
得られており、補助心臓として実際に患者に対し
ての臨床応用への道が開かれようとしている。

ところで、人工心臓の臨床応用で殊に問題とな
るのは、人工心臓内部での血栓生成の問題であ
る。抗生栓性を好何に付与するかは、きわめて困
難な問題とされ、材質、ポンプのデザイン、表面
の平滑性、駆動時の血液ポンプ等の問題、更には
血液チヤンバー内の血流パターンの問題などが複
雑に関与していると考えられる。

こうした問題について本発明者が鋭意検討した
結果、１つの重大な問題として、第１０図に示す
使用状態において血液ポンプ装置１１の血液チヤ
ンバーから延びる血液導入管３及び血液排出管４
と心臓１０に結合された各カニユーレ１２とを
夫々管状のコネクタ１３で互いに連結した場合、
この連結を充分に行ない難く、ポンプ装置による
拍動時に特に血液導入管３及び排出管４がコネク
タの端部位置で膨らみ、コネクタとの間に微小間
隙が生じて血液の流れが乱され、間隙に血小板等
が付着したりして血栓を生じる場合があることが
分つた。コネクタの周面を結束バンドで締付けて
上記の事態を防ぐ試みがなされているが、不充分
な結果しか得られないのが実情である。

ハ 発明の目的 本発明の目的は、上記の血液ポンプ装置の如き
装置において、コネクタによる血液導管の連結を
充分にかつ信頼性良く、しかも簡単な構造にて実
現可能にすることにある。

ニ 発明の構成 即ち、本発明による血液導管の連結装置は、例
えば血液チヤンバ（例えば後述の血液チヤンバ
２）から延びる血液導入管の及び血液排出管（例
えば前述又は後述の血液導入管３及び血液排出管
４）と、これら血液導入管及び血液排出管を介し
て拍動駆動されるべき被駆動部（例えば前述の生
体の心臓１０）から導びかれるカニユーレ（例え
ば前述叉は後述のカニユーレ１２）とが管状コネ
クタ（例えば前述叉は後述のコネクタ１３）の各
両端部から夫々挿入されることによつて互いに連
結されるように構成した血液導管の連結装置にお
いて、前記コネクタの両端部間の中間位置にその
周方向に沿う突条部（例えば後述のリング状フラ
ンジ１４）が設けられ、前記血液導入管及び血液
排出管並びにカニユーレと前記コネクタとを挟着
する管状の挟着手段（例えば後述の断面Ｃ字状の
挟着金具１５，１６）が前記突条部に接当してこ
れに位置規制されながら前記コネクタの両端部の
位置まで延びており、少なくともこれら両端部付
近にて前記挟着手段を前記コネクタに対して締付
ける締付け手段（例えば後述の結束バンド１９，
２０）が設けられていることを特徴とするもので
ある。

ホ 実施例 以下、本発明を人工心臓用の血液ポンプ装置に
適用した実施例を第１図〜第８図について詳細に
説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例による血液ポ
ンプ装置の分解斜視図である。

この血液ポンプ装置はサツク型と称されるもの
であり、主として耐圧性（たとえばポリカーボネ
ートある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とから成る。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々平行に
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１２の逆流を防止する公知の逆止
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１
７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、収縮をくり返すことによつてなされるもので
ある。

ここで重要なことは、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とが、第２図に明示するように各コ
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、更
に長さ方向に形成したスリツト１８により弾性変
形可能に構成された断面Ｃ字状の挟着金具１５，
１６によつてカニユーレ１２及び血液導入管３、
血液排出管４がコネクタ１３との間に密に挟着さ
れ、かつこれらの挟着金具１５，１６が結束バン
ド１９，２０によつて堅固に締付けられることで
ある。この構造を更に詳述する。

まず、第１図及び第２図に示すように、コネク
タ１３上に挿入されたカニユーレ１２及び各導管
３，４を挟着する挟着金具１５，１６は夫々、コ
ネクタ１３のフランジ１４に接当する位置からコ
ネクタ１３のテーパー付き両端位置にまで亘つて
配され、かつその両位置間に設けた円筒状凹部２
１，２２内に結束バンド１９，２０が位置せしめ
られる。結束バンド１９，２０は第３図に示すよ
うに挟着金具１５，１６に巻付け、公知の如くに
各金具１５，１６を堅固に締付け得るように形成
されている。

従つて、各挟着金具１５，１６の長さl₁は、コ
ネクタ１３のフランジ１４と各両端部との間の長
さl₂と等しくなされているので、各挟着金具１
５，１６をフランジ１４に接当せしめれば、この
フランジに位置規制された状態で各端部位置をコ
ネクタ１３の各端部位置に正確に一致させること
ができ、後述する様にコネクタ端部での血栓生成
を防止する結果なつた。このため、第４図に示す
ように、ポンプ使用の際の拍動時に一点鎖線の如
くに導管３（又は４）が膨らんでコネクタ１３と
の間に微小間隙が生じようとしても、この端部位
置では、結束バンド１９により金具１５が強固に
締付けられていることによつて導管３（又は４）
がコネクタ１３に対し強固に密着せしめられてい
るので、上記の如き微小間隙が生じることがな
い。この際に、コネクタ端部と挟着金具の端部が
一致している事が重要で、挟着金具の固定長がコ
ネクタ端部よりも僅かでも短かい場合には、拍動
中に導管との間に微小間隙を生じ、血小板等の付
着を発端としてコネクタ端部の周方向にリング状
の血栓が生ずる結果となる。逆に、挟着金具の固
定長がコネクタ端部よりも長い場合には、コネク
タに嵌合した高分子弾性体材料よりなる導管が長
期に亘る外部からの部分的圧着使用の結果、クリ
ープ現象を起し、コネクタ端部よりも長く外側で
金具により挟着した導管部分の内面が流路内部に
変形突出して滞留部分を形成し、血栓生成の原因
となる。

また、結束バンドによる締付け力はコネクタ１
３のほぼ全域に亘つて挟着金具１５，１６を介し
ての均一な挟着力として作用し、かつカニユーレ
１２側においても上記と同様に微小間隙が生じる
ことがないから、コネクタ１３によるカニユーレ
１３と各導管３，４との連結を均一かつ堅固に行
なうことができる。この結果、既述した如き血栓
の発生を阻止し、長時間に亘つて血液ポンプ装置
を駆動させることができる。

第５図は、本発明の第２の実施例を示すもので
ある。

この例では、第２図の例に比較し、各挟着金具
１５，１６を一体に連結し、この連結部２３をコ
ネクタ１３のフランジ１４に密に嵌合し得るよう
な形状となし、この嵌合によつて金具１５，１６
全体を位置決めし、その端部位置を常にコネクタ
１３の両端位置に一致させるようにしている。

従つて、第５図の例では、挟着金具の位置決め
がより簡単かつ完全となる。

第６図は、本発明の第３の実施例を示すもので
ある。

この例では、コネクタ１３を各挟着金具１５，
１６との各体向面に、対応した小凹部２４と小凸
部２５とをリング状に設けている。このため、両
者間に挟着されるカニユーレ１２及び導管３，４
を上記小凹部２４及び小凸部２５に対し弾性変形
的に食付かせることによつて、挟着力を更に高
め、カニユーレ１２及び導管３，４が離脱するの
を充二分に防止できる。上記小凹部及び小凸部の
形状や個数やサイズ等は種々に選択してよい。

第７図は、本発明の第４の実施例を示すもので
ある。

上述した第１〜第３の例はすべて、コネクタ１
３の両端に内周面から外周面にかけてテーパーを
形成しているので、このテーパー（通称、内テー
パ）の分だけコネクタ１３の内周面が各管３，４
又は１２の内周面から内側に位置せざるを得ず、
流路に段差を生じる結果、流れの剥離等を起して
血栓を生成し易い状態となる。これに対し、第７
図の例では、テーパーを逆の形状（即ち、コネク
タ１３の外周面から内周面にかけて傾斜面を形成
すること（通称、外テーパ））とすることによつ
て、コネクタ１３の内周面と各管３，４又は１２
の内周面とのレベルを一致させることができる。
これによつて、血液の流れがよりスムーズとな
り、血栓防止の効果が大巾に向上する。

但、第７図の例では、コネクタ１３から各管
３，４又は１２が外れ易いので、これを防止する
ためにコネクタ１３と挟着金具１５，１６との対
向面に、例えば小凸部２６、小凹部２７を対応し
て形成し、これらに各管３，４又は１２を弾性変
形的に食付かせている。

第８図は、挟着金具の他の例を示し、第５図に
示した例を変形したものである。

即ち、第５図と同様に挟着金具が一体化されて
いるが、第８図に示す金具と対称形状の金具をも
う１つ用意し、これら両金具をコネクタ上に両側
から当てがつて全体としてほぼ円筒状の挟着金具
に形成し、更に両端部付近に設けた凹部２１，２
２に上述した結束バンドを配し、両金具をコネク
タ上に締付けることができる。これら一対の金具
の中間位置には夫々、コネクタの上述したフラン
ジ１４に嵌合する位置決め用の膨出部（叉は連結
部）２３が設けられている。

この第８図の例では、図示した形状の挟着金具
を一対使用すれば、上述したと同様の挟着力を奏
せしめ得、この際にその両端部付近に結束バンド
による締付け力を付与するだけでも充分な挟着力
を得ることができる。更に導管３，４又は１２及
びコネクタの双方に透明材料を用いた場合に、コ
ネクタ部分の血流視野を広げることができ、気泡
混入や血栓発生の点検不能領域を減ずることがで
きる。

第９図は、第２図及び第８図の変形例を示すも
のである。

即ち、第２図に示した各挟着金具１５叉は１６
を第８図に示した如き形状となし、第８図で述べ
たと同様に使用するが、コネクタ１３のフランジ
１４側と端部側とに夫々結束バンドを受入れる凹
部２１（叉は２２）を形成している。従つて、結
束バンドによる締付けが、コネクタの長さ方向に
おいて計４箇所（各管３叉は４，１２については
計２箇所ずつ）で行なわれるために、各管の挟着
保持力が一層大きくなり、第８図の例と同様に血
流の観察視野を広げることも可能となる。

以上に述べた各例において、コネクタの材質
は、エポキシ樹脂、ポリカーボネート等の硬質樹
脂又はステンレス等の金属であつてよい。また、
挟着金具はアルミニウム等の金属で形成でき、或
いはエポキシ樹脂等の合成樹脂で形成されてもよ
い。

なお、上述の各管３，４，１２及び血液チヤン
バ２、即ち血液との接触部は高分子弾性材料で構
成することができ、その素材としては、軟質ポリ
塩化ビニル又はポリウレタンが優れている。この
場合、軟質ポリ塩化ビニルは、ポリ塩化ビニルと
可塑剤組成物よりなる、いわゆるポリ塩化ビニル
ペーストで成形されても良い。血液チヤンバー２
の膜厚は、血液チヤンバー２が軟質ポリ塩化ビニ
ルで構成された場合には、その反発特性と耐疲労
性から、0.3〜2.0mmであるのが好ましく、0.6〜
1.2mmであるのが更に好ましい。叉、血液チヤン
バー２がポリウレタン素材で構成された場合に
は、0.2〜1.5mmの膜厚が好ましく、0.5〜1.0mmが
更に好ましい。この厚みが余り大きいと、ハウジ
ングアウターケース１内を加圧又は減圧した時
に、血液チヤンバー２の動作タイミングが遅延し
たり、その変形時間が長く伸びたりするので、適
当な血液の拍出挙動は得られない。逆に、この膜
厚が余り薄すぎると、血液チヤンバー部の変形挙
動が過敏になるので、そのコントロールが困難と
なり、一方で更に過大な圧力で駆動させた場合も
破断の危険性もある。

上述の実施例に用いられる逆止弁６，７として
は、公知の或いは市販の弁を用いることができ
る。このような公知の或いは市販の弁には、ボー
ル型、デイスク型、リーフレツト型、中心流型等
がある。

上述の実施例の血液ポンプ装置においては、そ
の血液との接触面を抗血栓性に優れた物質でコー
テイングして、血液に対する適合性を向上させる
ことができる。例えば、ジメチルシロキサンによ
る表面処理、ポリエーテル系ポリウレタン−ポリ
ジメチルシロキサンのブロツク共重合体によるコ
ーテイング処理等を行なつて良い。

また、ハウジングアウターケース１は、強度、
透明性が要求されることから硬質ポリ塩化ビニ
ル、ポリカーボネート、ポリスルホン等で形成さ
れる。

以上、本発明を例示したが、上述した例は本発
明の技術的思想に基いて更に変形が可能である。

例えば、上述したコネクタ、挟着（金）具の材
質、形状、サイズ等は種々変更してよい。例え
ば、上述のフランジ１４は全周になくてよく、間
欠的に設けてよい。また結束具として図示した結
束バンド以外を使用してよい。また、本発明はサ
ツク型以外の血液ポンプ装置、更には人工心臓以
外にも例えば人工心肺等にも適用可能である。

ヘ 発明の作用効果 本発明は上述した如く、血液導入管及び血液排
出管並びにカニユーレを連結するコネクタの中間
位置に突条部を設け、各導管を挟着する挟着手段
がその突条部に接当した状態でコネクタ両端まで
延び、かつ少なくともこれら両端付近で締付け手
段によりコネクタ側に締付けられるように構成し
ているから、挟着手段を常に所望の位置に取付
け、特に両端での流体圧による微小間隙の発生に
伴なう血栓の生成、各管の離脱等をなくすことが
でき、簡単な構造にして各管の連結を充分にかつ
信頼性良く達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は本発明の実施例を示すもので
あつて、第１図は第１の実施例によるサツク型血
液ポンプ装置の分解斜視図、第２図はコネクタ部
分の断面図、第３図は結束バンドの取付け方法を
示す斜視図、第４図は血液の圧力により生じ得る
状況を説明するためのコネクタ部分の断面図、第
５図は第２の実施例によるコネクタ部分の断面
図、第６図は第３の実施例によるコネクタ部分の
断面図、第７図は第４の実施例によるコネクタ部
分の断面図、第８図、第９図は更に他の例による
挟着金具の各斜視図である。第１０図はサツク型
血液ポンプ装置の使用状態を示す概略図である。 なお、図面に示した符号において、２……血液
チヤンバ、３……血液導入管、４……血液排出
管、１２……カニユーレ、１３……コネクタ、１
４……フランジ、１５，１６……挟着金具、１７
……血液、１９，２０……結束バンド、２１，２
２……凹部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 血液導入管及び血液排出管と、これら血液導
   入管及び血液排出管を介して拍動駆動されるべき
   被駆動部から導かれるカニユーレとが管状コネク
   タの各両端部から夫々挿入されることによつて互
   いに連結されるように構成した血液導管の連結装
   置において、前記コネクタの両端部間の中間位置
   にその周方向に沿う突条部が設けられ、前記血液
   導入管及び血液排出管並びにカニユーレと前記コ
   ネクタとを挟着する管状の挟着手段が前記突条部
   に接当してこれに位置規制されながら前記コネク
   タの両端部の位置まで延びており、少なくともこ
   れら両端部付近にて前記挟着手段を前記コネクタ
   に対して締付ける手段が設けられていることを特
   徴とする血液導管の連結装置。