JPH07136247A - 血液用遠心ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、構造と構成材料とにより溶血を少
なくし抗血栓性を付与して、長期使用が可能な心臓の送
血機能を代行する遠心ポンプを提供することにある。 【構成】 羽根車の回転中心軸部の血液滞留を防ぐ構造
と、回転を支える部位の簡素化による溶血を軽減せしめ
る構造により、且つ、抗血栓性材料を用いてポンプを形
成することにより抗血栓性を賦与せしめる。 【効果】 心臓の送血機能を長期間代行し得る安全性の
高い遠心ポンプを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は長期使用可能な血液輸送
用の定常流ポンプ、更には使い捨てタイプの血液用遠心
ポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】心臓、循環系の手術や術後、心臓疾患の
治療としてなどに自己心のポンプ機能を補助しあるいは
代替する目的で、定常流ポンプである血液用遠心ポンプ
が近年多く臨床応用されてきている。この場合心臓、循
環系手術時での遠心ポンプによる自己心のポンプ機能補
助、あるいは代替を必要とする時間は略手術の間であり
概ね数時間であるが、手術後の離脱が困難であったり、
心臓疾患の治療として自己心のポンプ機能を補助する目
的の場合は、数日あるいは数週間以上に及ぶことも少な
くない。

【０００３】これらの臨床に供される血液用遠心ポンプ
として、特公昭57-23114、特開平3-106373、特開平3-15
1979、特開平3-286775など数多くの提案がなされている
が、これらの提案に見られるものは羽根車の回転を支持
する軸棒と、軸棒に係合したシール機構を有しているも
のがほとんどであり、該シール部に血液が触れることに
より血球成分が摺り潰しによって破壊されたり、又、中
心軸部に圧力発生がほとんど無いため血液が滞留し血液
の凝固が生じ、一つのポンプで数日あるいは数週間以上
使用出来るものが無く、遠心ポンプを数日以上使用する
場合は、４８時間毎に取り替えているのが現状である。

【０００４】このように４８時間毎に遠心ポンプを取り
替えることは、血液が自己の細胞と異なる物質に触れる
と凝固し血栓が生じ易くなることからみても、取り替え
毎に血液凝固のトリガーに触れることになり、又、感染
の機会も増えることになる。更には生命の根源である心
臓の外科治療に携わる現場の人々にとっては、遠心ポン
プを頻繁に取り替えることは甚だ煩わしいことであり、
患者の費用負担も増えることになる。以上のようなこと
から、長期使用が可能な遠心ポンプが要求されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】血液を破壊することが
無い、即ち溶血が少くて、血液が凝固しない、即ち抗血
栓性を付与して心臓の送血能力を持ち、且つ長期間使用
可能な血液用遠心ポンプを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するためのものである。即ち、流体の流入口と流出口
を備えた透明性の樹脂で作られたポンプ室と、該ポンプ
室内に流入口から流入した液体に、回転遠心力を与える
ための羽根車を有する血液用遠心ポンプに於いて、該羽
根車に該羽根車の回転中心軸線と同じ中心軸線を持つ貫
通孔を有し、該ポンプ室内の流体が該貫通孔内を通って
流動し得るようにしたことを特徴とする血液用遠心ポン
プにより、従来の遠心ポンプに見られる中心軸部の血液
滞留を無くし、滞留による血液凝固を少なからしめ、更
に羽根車に羽根車の回転を支持する軸棒が無いことを特
徴とする血液用遠心ポンプによって、シール部での血液
の擦り潰しによる溶血を低減せしめるものである。

【０００７】〈実施例〉以下、図面を参照して本発明の
実施例を説明する。図１は本発明による１実施例であ
り、図２及び図３は本発明による他の実施例である。図
中の記号１はポンプ室、２は羽根車、３は羽根車の回転
中心軸線、４は羽根車の貫通孔、５は血液流入口、６は
血液流出口、７は羽根車側マグネット、８はモータ側マ
グネット、９はモータ軸の回転をモータ側マグネットに
伝えるためのマグネットホルダー、１０はモータ、１１
はモータに固定された、遠心ポンプ部を装着脱着するた
めの遠心ポンプ取付金具を示す。モータ１０の回転が、
モータ側マグネット８により羽根車側マグネット７に磁
気により伝達され、羽根車２に回転を与える。血液流入
口５からポンプ室１に吸引された血液が、羽根車２の回
転により遠心力を得て血液流出口６より駆出される。

【０００８】〈比較例〉図４、図５は従来における血液
用遠心ポンプの例であり、図中の記号は図１、図２、図
３の記号と共通的に示している。即ち、１はポンプ室、
２は羽根車、５は血液流入口、６は血液流出口、７は羽
根車側マグネット、８はモータ側マグネット、１０はモ
ータ、１２は軸棒を示している。これらの従来の血液用
遠心ポンプでは羽根車２への回転力を伝達するマグネッ
ト７、８に円盤状のものが使用されており、円盤状のマ
グネット７、８が軸方向に引き寄せ合って羽根車２の回
転を妨げることのないように、羽根車２を固定し回転を
支持する軸棒１２が備えられており、羽根車２と軸棒１
２が係合した図４の形や、ポンプ室１に軸棒１０が係合
した図５の形をとっている。

【０００９】このように羽根車２の回転を支える軸棒１
２を備えているため、軸棒１２にころがり軸受１３を嵌
合し、ころがり軸受１３に血液が流入しないようにする
ためのシール機構１４を備える必要が生じ、シール機構
１４部での血液の擦り潰しによる溶血発生が防ぎ得ない
ものとなっている。又、回転中心となる軸棒１２周辺の
血液は入れ替わり難く、滞留することで血液凝固が起き
易いものとなっているのが現状である。

【００１０】〈実施例〉本発明による実施例を図１の例
に添って更に詳述すると、羽根車２に回転を与える手段
が羽根車側マグネット７にモータ側マグネット８からの
磁気による伝達手段で、しかも円筒形のマグネットを使
用しているため、円盤状のマグネットのように軸方向に
引き寄せ合って羽根車２の回転を妨げることがなく、羽
根車２の回転中心軸線３の両端、即ち貫通孔４の両端に
設けた微小の凹み４−ａ、４−ｂにより、ポンプ室１の
該凹みに位置する部位に突起１−ａ、１−ｂを設けて、
該羽根車２の回転を支持する如き軽微な支持方法を用い
ている。

【００１１】更に、貫通孔４に設けた微小の凹み４−
ａ、４−ｂと相対するポンプ室１の部位に設けた突起１
−ａ、１−ｂには、貫通孔４への流体の流出入を妨げる
ことのない配慮が成されている。即ち、本実施例では突
起１−ａは貫通孔４と同径の孔の開いた五徳状の形をし
ており、突起１−ｂ部に閉塞される貫通孔４の一端は、
凹み４−ｂの回転中心軸線から放射状に設けた複数の溝
によって、貫通孔４がポンプ室１に連通するようにして
おり、凹み４−ａ、４−ｂ部及び突起１−ａ、１−ｂ部
を形成する材料としては、セラミックや耐磨耗性に優れ
た他の摺動材等を用いて作られる。

【００１２】又、本発明による血液用遠心ポンプは主に
使い捨てとして使用されるため、遠心ポンプ部をモータ
１０に係合させる手段として、詳述はしないがモータ１
０に固定された遠心ポンプ部を装着脱着するための遠心
ポンプ取付金具１１により、簡便に装着脱着する機構を
備えている。

【００１３】図２の他の実施例では、図１の例と同じ
く、羽根車２の回転軸心にある貫通孔４の両端に設けた
微小の凹み４−ａ、４−ｂにより、該凹みに位置するポ
ンプ室１の部位に突起１−ａ、１−ｂを設け、突起１−
ａは貫通孔４と同径の孔の開いた五徳状の形をしてい
る。本実施例では更に、突起１−ｂにポンプ室１の入口
反対側底面から、羽根車２の回転中心軸上に向かって放
射状の複数貫通孔と、回転中心軸と同心の貫通孔４と同
径の孔を開けて、羽根車２の貫通孔４と連通せしめ、回
転軸線付近の流動を可能としている。

【００１４】図３のもう一つの実施例では、羽根車２の
回転軸線の一端、即ち羽根車２が回転し送液する時に発
生する軸方向の力を受ける側のみに、貫通孔４に設けた
微小の凹み４−ａ、該凹みに相対するポンプ室の部位に
貫通孔４と同径の孔の開いた五徳状の形をした突起１−
ａを設けるのみとしたもので、羽根車を固定する軸棒の
無いものである。

【００１５】このように本発明においては、羽根車２の
回転を補助する軸棒やころがり軸受を用いてなく、従っ
てころがり軸受への血液の流入を防ぐシール機構を必要
としない。又、羽根車２に設けた貫通孔４により回転軸
周辺での血液の移動を可能にし、滞留を防ぎ得るもので
ある。これらの実施例で示した羽根車２の回転中心に設
ける貫通孔４の孔径としては直径が３mm以上のものが良
く、好ましくは４mm、又は５mmが適している。かくし
て、従来に見られるシール機構部での血液の摩擦損傷が
無くなり溶血が減少出来得、又、貫通孔４による中心軸
線３付近の血液の滞留による凝固に起因する血栓の発生
を防止し得ることが可能となった。

【００１６】又、本発明による血液用遠心ポンプは、臨
床の場で使用される場合に、内部の状態が観察可能とな
るよう透明性の樹脂で作られる。即ち、使用状態に入る
前に人体等に接続された血液用遠心ポンプを含む回路中
への空気混入の観察及び除去、使用状態での空気混入や
血液凝固の発生の観察等に適するものとしている。

【００１７】更に、本実施例のポンプ室１、羽根車２は
成形により作られるが、その材料はＡ群として、ポリプ
ロピレン、ポリカーボネイト、ポリアミド、ポリメチル
メタクリレート等が用いられ、Ｂ群として、弊社出願の
特開昭58-087143 による分子量７０００〜２００００を
有するポリエステルにて可塑化した抗血栓性材料ポリ塩
化ビニルや、又は、弊社出願の特開昭57-11657によるポ
リテトラメチレングリコール（分子量２０００）と、
４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナートからなる
プレポリマーをプロピレンジアミンにて鎖延長して得ら
れる、抗血栓性材料ポリエーテル型ポリウレタンウレア
等で成形したものである。

【００１８】Ａ群で成形されたものは、血液との接触面
をＢ群の材料を用いて被覆し抗血栓性を付与せしめ、血
液凝固を抑制し長期使用に耐えうるものとしたものや、
更には、Ａ群で前記被覆を行ったもの、あるいはＢ群に
て成形したものにポンプ室及び羽根車の接液部表面の全
て又は、中心軸周辺等ポンプ室内での血液の滞留し易い
場所に、弊社出願の特開昭57-43744による第４級アミノ
基を含有するポリウレタン又はセグメント化ポリエーテ
ル型ポリレタンウレア、ポリウレタン−ポリジメチロキ
サングラフト共重合体にヘパリン、トロンボモジュリン
を固定化した徐放性ヘパリンの被覆部材を被覆して、抗
血栓性を賦与し血栓を少なからしめることにより、更な
る長期使用に対する施策とするものもある。

【００１９】これらの実施例に於いては、山羊による慢
性動物実験により４週間以上問題なく使用された実績を
有するものであるが、ここに記述した実施例は本発明を
限定するものでなく、本発明の目的を遂行し得る種々の
構成を包含するものである。

【００２０】

【発明の効果】血液の滞留を無くする構造と、溶血を軽
減する構造とを備えた遠心ポンプで、該遠心ポンプを形
成する材料による抗血栓性賦与により、心臓の送血機能
を長期間代行しうる安全性の高い血液用遠心ポンプを提
供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例の概要を示す断面図。

【図２】本発明による他の実施例の概要を示す、ポンプ
室部と羽根車部の断面図。

【図３】本発明による他の実施例の概要を示す、ポンプ
室部と羽根車部の断面図。

【図４】従来技術に於ける遠心ポンプの構造例を示す断
面図。

【図５】従来技術に於ける遠心ポンプの構造例を示す断
面図。

【符号の説明】

１ ：ポンプ室 １−ａ：貫通孔の流入口側端の微小凹みに相対するポン
プ室側の突起 １−ｂ：貫通孔の流入口と反対側端の微小凹みに相対す
るポンプ室側の突起 ２ ：羽根車 ３ ：羽根車の回転中心軸線 ４ ：貫通孔 ４−ａ：貫通孔の流入口側端の微小凹み ４−ｂ：貫通孔の流入口と反対側端の微小凹み ５ ：流体流入口 ６ ：流体流出口 ７ ：羽根車側マグネット ８ ：モータ側マグネット ９ ：モータ側マグネットホルダー １０ ：モータ １１ ：遠心ポンプ取付金具 １２ ：羽根車支持軸棒 １３ ：ころがり軸受 １４ ：シール機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒木 賢二 大阪府吹田市藤白台５−７−１ 国立循環 器病センター研究所内 (72)発明者 近成 賢一 滋賀県大津市堅田二丁目１番１号 東洋紡 績株式会社総合研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体の流入口と流出口を備えた透明性の
   樹脂で作られたポンプ室と、該ポンプ室内に流入口から
   流入した液体に回転遠心力を与えるための羽根車を有す
   る血液用遠心ポンプに於いて、該羽根車に該羽根車の回
   転中心軸線と同じ中心軸線を持つ貫通孔を有し、該ポン
   プ室内の流体が該貫通孔内を通って流動し得るようにし
   たことを特徴とする血液用遠心ポンプ。
2. 【請求項２】 羽根車に羽根車の回転を支持する軸棒が
   無いことを特徴とする請求項１の血液用遠心ポンプ。