JPH07178165A

JPH07178165A - 人工心臓のシール機構

Info

Publication number: JPH07178165A
Application number: JP5354938A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yamazaki; 健二山崎; Toshio Mori; 敏夫森
Original assignee: Sun Medical Technology Research Corp
Current assignee: Sun Medical Technology Research Corp
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1995-07-18

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、人工心臓を構成する人工心臓本体
の密封液室に駆動部を介して連通する密封液バッグに、
軸受内の血液の凝固を抑制し洗浄できる密封液を充填
し、軸流ポンプを駆動する駆動軸の血液に対する軸封を
長期間にわたって維持する人工心臓のシール機構を提供
するものである。【構成】人体の心臓の心室内に挿入して使用される人
工心臓（１）を構成する人工心臓本体（３）には、円筒
状のポンプ部（４）と、ポンプ部の基端部に接続し駆動
軸を介し軸流ポンプを駆動する駆動部（５）と、ポンプ
部の外周に係止され先端にノズル部（６）が形成された
ケーシング（９）とを備え、駆動軸の基端部を軸承する
動圧軸受（２０）と、先端側を軸承する一方向性動圧軸
受（２２）と、前記動圧軸受と一方向性動圧軸受との間
に密封液室（２１）とを有し、この密封液室に連通する
密封液バッグ（１２）に、一方向性動圧軸受内の血液の
凝固を抑制するタンパク分解酵素が混入された密封液が
充填されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人体の心臓の心室内に
挿入して使用される補助的な人工心臓であって、人工心
臓本体に設けられた駆動軸の血液に対する軸封を維持す
る人工心臓のシール機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、開発・研究されている人体の心臓
の心室内に挿入して使用される補助的な人工心臓は、人
工心臓本体に内蔵された軸流ポンプにより心室内の血液
を大動脈弁を貫通するノズルの先端から大動脈内に送る
形式のものがある。図２は、従来形式の人工心臓本体を
人体の心臓に取り付けた状態を示す説明図である。図に
おいて、Ａは心臓、Ｂは左心室、Ｃは心尖部、Ｄは大動
脈弁、Ｅは大動脈であり、１は左心室Ｂに埋設固定され
た人工心臓である。人工心臓１は、心臓Ａの心尖部Ｃを
貫通して埋設固定される筒状の心尖部リング２と、人工
心臓本体３とで構成され、人工心臓本体３には、先端部
が縮径されてノズル部６を形成し心尖部リング２を貫通
して心臓の心室内に挿入される円筒状のポンプ部４と、
そのポンプ部の基端部に接続し人体の心臓の外側に設け
られ駆動軸１０を介して内蔵された軸流ポンプを駆動す
る駆動部５とを備えており、ノズル部６は心臓Ａの大動
脈弁Ｄを介して大動脈Ｅに挿入される。ポンプ部の外周
には、心室内の血液を吸入する複数個の吸込口７が配設
されており、心臓の心室内の血液は、吸込口７からポン
プ部４内に吸入されノズル部６から大動脈内に吐出され
る。また、心尖部リング２と人工心臓本体３との間は、
シール部材８により液密が確保されている。人体内で心
臓の外側に設けられ可撓性の材料で形成されている密封
液バッグ１２は、密封液管１１を介して駆動部５内に連
通しており、中には、生理食塩水等の密封液が充填され
ている。

【０００３】上記のような軸流ポンプを血液ポンプとし
て用いる場合には、軸流ポンプを駆動する駆動軸の血液
に対する軸封が最大の問題となる。駆動軸を軸承する軸
受内に血液が進入すると血液成分に含まれているフィブ
リノーゲン等の凝固タンパクが摺動摩擦によって摺動面
に凝着し、軸受凝固を起こして軸の回転を止めてしまう
からである。そこで、これを防ぐために、密封液を持続
的にフラッシュさせて軸受を洗浄する手段が用いられて
いる。しかし、このような場合でも、密封液の流量が十
分大きくないと軸封を長期間にわたって完全に維持する
ことは難しい。そのため、この密封液の中に、血液の凝
固を抑制する抗凝固剤を入れ、持続的に軸受を密封液で
洗浄する手段が用いられている。現在、密封液に入れる
抗凝固剤としては、アンケトロンビンＩＩＩを介してト
ロンビン活性を抑制し、フィブリノーゲンからフィブリ
ンへの反応を防いで抗凝固作用を発揮するヘパリンが用
いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような軸受内での血液凝固はトロンビンの作用なしでも
起こるために、ヘパリン単独では血液凝固を阻止できな
い。また、フィブリンを分解するタンパク分解酵素（プ
ロティナーゼ）の中で、プラスミンは線溶系酵素として
血栓溶解療法によく用いられる酵素であるが、溶液中で
の酵素活性の半減期が９０分程度と短いため使用しがた
いものである。本発明は上記の問題点を解消するために
なされたもので、人工心臓を構成する人工心臓本体の密
封液室に駆動部を介して連通する密封液バッグに、軸受
内の血液の凝固を抑制し洗浄できる密封液を充填し、軸
流ポンプを駆動する駆動軸の血液に対する軸封を長期間
にわたって維持する人工心臓のシール機構を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による人工心臓の
シール機構は、人体の心臓の心室内に挿入して使用され
る補助的な人工心臓を構成する人工心臓本体には、円筒
状のポンプ部と、このポンプ部の基端部に接続し駆動軸
を介して内蔵された軸流ポンプを駆動させる駆動部と、
ポンプ部の外周に係止され先端にノズル部が形成されて
いるケーシング（９）とを備え、駆動部に駆動軸の基端
部を軸承する動圧軸受と、ポンプ部に駆動軸の先端側を
軸承する一方向性動圧軸受と、動圧軸受と一方向性動圧
軸受との間に形成される密封液室とを有してなり、密封
液室に駆動部を介して連通し人体内に埋設されている密
封液バッグに、一方向性動圧軸受内の血液の凝固を抑制
するタンパク分解酵素が混入された密封液が充填されて
なるものである。

【０００６】

【作用】密封液室に駆動部を介して連通している密封液
バッグに、一方向性動圧軸受内の血液の凝固を抑制する
タンパク分解酵素が混入された密封液を充填させたこと
により、軸受内の血液の凝固を強力に抑制し、軸流ポン
プを駆動する駆動軸の血液に対する確実な軸封が維持さ
れるので、血液ポンプの寿命を大幅に改善することがで
きる。

【０００７】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施例における人工心臓本体の拡大断
面図である。図において、４は円筒形のポンプ部、５は
駆動軸を介して内蔵された軸流ポンプを駆動させる駆動
部、９は先端にノズル部が形成されているケーシングで
ある。ポンプ部４は、基端部側が駆動部５に接続してお
り、中間部の外周にはケーシング９が係止されている。
ケーシング９には、外周に複数個の吸込口７が配設され
ている。駆動部５内には、モーター３０が内蔵され、駆
動軸１０がポンプ部４の中間部に延伸している。また、
駆動軸１０の基端部を軸承する動圧軸受２０が設けられ
ている。ポンプ部４内には、駆動部５より延伸する駆動
軸１０の先端側を軸承する一方向性動圧軸受２２が設け
られており、基端部側の動圧軸受２０と先端側の一方向
性動圧軸受２２との間には駆動軸１０の周囲を囲むよう
に密封液室２１が形成されている。この密封液室２１
は、駆動部５に設けられた細径の密封液通路３１を通り
可撓性の密封液管１１を介して心臓の外部に埋設され密
封液が充填された密封液バッグ１２に連通されている。
また、ノズル部側には、駆動軸１０の先端部が軸承され
るプロペラ２３が一体成形されたプロペラボス２４とこ
れに隣接してガイドベーン２５が一体成形されたガイド
ベーンボス２６とで構成される軸流ポンプが配設されて
おり、心室内の血液を吸込口７から吸引しノズル部６に
吐出させている。さらに、この軸流ポンプと一方向性動
圧軸受２２との間には、リップシール２７が設けられて
いる。

【０００８】駆動部５と密封液管１１で連通している密
封液バッグ（１２）には、生理食塩水の中にタンパク分
解酵素の一種であるサブチリジン、サブチリジン類似の
酵素群が混入された密封液が充填されている。このサブ
チリジン、サブチリジン類似の酵素群は、タンパク分解
酵素の一種で作用特性が広く、タンパク分解作用が強
く、しかも、溶液中での半減期が１４日〜２１日ときわ
めて長いという特徴を有している。また、溶液中の濃度
が比較的高くても、軸受部から血液中へ流出する速度が
低いために、血液中に放出される酵素の量は微量である
こと、軸受部からフラッシュした酵素液は毎分３〜５ｌ
の高速の血流によって瞬時に希釈されてしまうこと、血
液中に放出された酵素は血中のα_１−アンチプロチアー
ゼ、α_２−マクログロブリン等によって補束され、さら
に単核球による貧血作用を受け速やかに失活すること等
の理由により、副作用は殆どない。人体の心臓の心室側
の血液は、ケーシング９に設けられた吸込口７から軸流
ポンプによりノズル部６を通り大動脈に吐出される。密
封液バッグ１２に連通している密封液室２１に充填され
た密封液は、一方向性動圧軸受２２内に刻まれた図示し
てない動圧発生溝の作用により、定常的にリップシール
２７を介して軸流ポンプ側にフラッシュさせ、同時に密
封液に混入されたタンパク分解酵素の働きによって、一
方向性動圧軸受２２内の血液の凝固を強力に抑制し洗浄
できることから、駆動軸の血液に対する軸封が確実に維
持されるので、軸の焼付き、回転不能等を発生させない
ために血液ポンプの寿命を大幅に改善することができ
る。また、この密封液はポンプ部内に流出する量は微量
であるため、人体には全く影響がなく、充填された密封
液は、約１年間以上の期間にわたって外部から補給する
必要はない。本発明において、密封液に混入させるタン
パク分解酵素としてサブチリジン、サブチリジン類似の
酵素群を使用したが、タンパク分解酵素としてチモトリ
プジンＡ，Ｂ，Ｃ、アクロジン、エラスターゼ、フォゼ
オラスプロティナーゼ、アスパージラスアルカリンプロ
ティナーゼ、アルターナリアエンドペプチダーゼ、アー
スロバクターセリンプロティナーゼ、テネブリオα−プ
ロティナーゼ、パペイン、ブロメルリン、アソレペイ
ン、イーストプロティナーゼ、セピアプロティナーゼ、
プロナーゼ、フリン、ピーシー１、ピーシー２、ピーシ
ー４、ペース４等を使用し混入させても同様な効果が得
られる。

【０００９】

【発明の効果】以上に詳述したごとく、本発明による人
工心臓のシール機構は、密封液室に駆動部を介して連通
している密封液バッグに充填される生理食塩水等の密封
液に、作用特性が広く、タンパク分解作用が強く、溶液
中での半減期がきわめて長いサブチリジン、サブチリジ
ン類似の酵素群のタンパク分解酵素を混入させたことに
より、万一、軸受内に血液が浸透してきた場合にも、密
封液によって血液の凝固が強力に抑制され洗浄できるこ
とから、駆動軸の血液に対する軸封が確実に維持される
ので、軸の焼付き、回転不能等を発生させないために血
液ポンプの寿命を大幅に改善することができる。また、
この密封液はポンプ部内に流出する量は微量であるた
め、人体には全く影響がなく、充填された密封液は、約
１年間以上の期間にわたって外部から補給する必要はな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における人工心臓本体の拡大断
面図。

【図２】従来形式の人工心臓本体を人体の心臓に取り付
けた状態を示す説明図。

【符号の説明】

Ａ・・・心臓Ｂ・・・心室Ｃ・・・心尖部Ｄ・・・大動脈弁Ｅ・・・大動脈１・・・人工心臓２・・・心尖部リング３・・・人工心臓本体４・・・ポンプ部５・・・駆動部６・・・ノズル部７・・・吸込口８・・・シール部材９・・・ケーシング１０・・・駆動軸１１・・・密封液管１２・・・密封液バッグ２０・・・動圧軸受２１・・・密封液室２２・・・一方向性動圧軸受２３・・・プロペラ２４・・・プロペラボス２５・・・ガイドベーン２６・・・ガイドベーンボス２７・・・リップシール３０・・・モーター３１・・・密封液通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】本発明は、人体の心臓（Ａ）の心室
（Ｂ）内に挿入して使用される補助的な人工心臓（１）
を構成する人工心臓本体（３）には、円筒状のポンプ部
（４）と、前記ポンプ部（４）の基端部に接続し駆動軸
（１０）を介して内蔵された軸流ポンプを駆動させる駆
動部（５）と、前記ポンプ部（４）の外周に係止され先
端にノズル部（６）が形成されているケーシング（９）
とを備え、前記駆動部（５）に前記駆動軸（１０）の基
端部を軸承する動圧軸受（２０）と、前記ポンプ部
（４）に前記駆動軸（１０）の先端側を軸承する一方向
性動圧軸受（２２）と、前記動圧軸受（２０）と前記一
方向性動圧軸受（２２）との間に形成される密封液室
（２１）とを有してなり、前記密封液室（２１）に前記
駆動部（５）を介して連通し人体内に埋設されている密
封液バッグ（１２）に、前記一方向性動圧軸受（２２）
内の血液の凝固を抑制するタンパク分解酵素が混入され
た密封液が充填されてなることを特徴とする人工心臓の
シール機構。