WO1989000056A1

WO1989000056A1 - Blood storage tank

Info

Publication number: WO1989000056A1
Application number: PCT/JP1988/000681
Authority: WO
Inventors: Hiromichi Hukasawa
Original assignee: Terumo Kabushiki Kaisha
Priority date: 1987-07-07
Filing date: 1988-07-06
Publication date: 1989-01-12
Also published as: AU615931B2; JPH042061B2; AU1997088A; EP0378681A4; JPS6411560A; EP0378681A1; EP0378681B1; DE3886947D1; US5112480A; DE3886947T2

Description

明細書発明の名称

貯血槽技術分野

本発明は貯血槽に関し、一層詳細には、貯血槽内に設けられた消泡部材による血液中の気泡の除去をより確実なものとした人工肺用の貯血槽に関する。

• 背景技術

近年、開心術等を行う際に、生体肺に代えて血液中の二酸化炭素を除去し酸素を添加する人工肺を組み込ん血液回路が用いられている。このような人工肺を組み込んだ体外循環血液回路においては、血液中に気泡が混入した場合にこれを除去したり、循環血液量が減少した時に備えて血液を貯溜する貯血槽が設けられている。この貯血槽には、一般に、軟質部材からなるソフトバッグ型のものと、硬質部材からなるハードシヱル型のものとがある。ソフトバッグ型の貯血槽は血液一空気界面を有しない点において優れているが、その反面、大量の貯血を実現することが困難であること、貯血量の正確な把握が難しいこと等の欠点を有している。一方、ハードシェル型の貯血槽は貯血量の確認、貯血量の十分な確保および人工肺との一体化が容易であると共に、一体化することにより回路構成が簡単になり回路のセットアップおよびプライミング時の脱泡操作が容易とな ' る：！とから、このようなハードシヱル型の貯血槽と人工肺とを —体とした装置が提案ざれている（特開昭第 59— 57661号）。

ところで、このようなハードシヱル型の貯血槽では脱血ラィンより血液中に混入した気泡を確実に除去することが非常に重要である。すなわち、血液中に気泡が残ったまま患者に血液を返還すると塞栓症を惹起する可能性が大きく非常に危険である _c 従って、このハードシェル型貯血槽内には消泡部材が設けられている。

—方、人工肺と一体化される消泡部材を有するハードシェル型の貯血槽としては、従来、第 1図に示すような構成からなる L P M 5 ひ- (トラベノ一ル社製）が知られている。この場合、貯血槽 2 には血液導入口 4近傍の血液流入部 6 に消泡部材 8が . 血液流入部 6の底面に接して設けてあるのみである。従って、— 人工 JM'から熱交換器 12を介して貯血槽 2内に流入した血液 B

8より大きな流動抵抗を受けることなく貯血部 14へと流入するため、当該消泡部材 8 と有効に接触せず、その消泡能の不足が問題となっている。このため、血液 B中に含まれる気泡、特に比較的小さい気泡が血液流にのってそのまま貯血部 '· 14へと運ばれる不都合が懸念される。発明の開示

本発明は前記の不都合を克服するためになされたものであつて、貯血槽内に設けられた消泡部材と流入した血液とを有効に接触させて消泡能力を高め、血液中に舍まれる気泡を劲果的に消泡除去することの出来る貯血槽を提供することを目的とする前記の目的達成するために、本発明は血液導入口が画成された血液流入部と、前記血液流入部に連通し当該血液流入部より下方に位置する下端部に血液導出口の画成される貯血部と、前記血液流入部の中、前記貯血部に至る血液流路を全幅域にわたって横切る消泡部材とを設けてなる貯血槽において、前記消泡部材の貯血部側の面に接し且つ前記血液流入部の血液流路の全幅域にわたり血液流入部の底面より所定量上方向に突出したリブを設けることを特徵とする。

また、本発明'はリブの高さが 1乃至 50國であることを特徴とする。

また、本発明は消泡部材が血液導入口側に配設される第 1 の発泡体と、貯血部側に配設される第 2の発泡体とからなり、前記第 1発泡体のメッシュ数は前記第 2発泡体のメッシュ数よりも大きく設定することを特徵とする。

さらに、本発明はリブが血液流路の幅方向に対して凹凸状となるように高さを設定することを特徵とする。図面の簡単な説明

第 1図は従来の貯血槽の概略構成図、

第 2図は本発明の貯血槽を組み込んだ人工肺装置の一部断面構成図、

第 3図は本発明の貯血槽の縦断面図、第 4図は第 3図の IE— IE線断面図、

第 5図は聍血槽の比較例の構造を示す血液流入部の断面図、第 6図は本発明の他の実施態様の血液流入部における断面図、第 7図は本発明の貯血槽の血液還流実験に用いられた実験回路図である。発明を実施するための最良の形態

次に、本発明に係る貯血槽について好適な実施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第 2図において、参照符号 20は本実施態様に係る貯血槽を示し、この貯血槽 20には血液 B中の酸素と二酸化炭素との交換を行う人工肺 21と、血液 Bを所定温度とする熱交換器 23がー体的に設けられる。そこで、先ず、第 3図および第 4図に基づいて聍血槽 20の構成を説明する。

聍血槽 20は人工肺回路に用いられるハードシ二ル型の貯血槽であって、第 3図に示すように、血液導入口 22 a、 22 bと、該血液導入口 22 a、 22 bに連通し且つ血液導入口 22 a、 22 bより略落差のない底面を有する血液流入部 24と、該血液流入部 24に連通し血液流入部 24より漸次下垂する底面を有する貯血部 26と- 該貯血部 26の下端部に設けられた血液導出口 28とを含み、硬質なハウジング 30で構成される。なお、ハウジング 30には上方の開口部を閉塞する蓋体 32が装着される。ハウジング 30を構成する硬質部材としては、例えば、硬質塩化ビニル樹脂、スチレン樹脂、カーボネィト樹脂等が挙げられる。また、貯溜している血液 Bを外部から容易に確認出来るようにハウジング 30は透明であることが望ましい。

血液導入口 22 a、 22 b には後述する人工肺 23の血液流出管 34 a . 34 b (第 2図参照）が接続される。血液導入口 22 a、 22 b と連通する血液流入部 24は血液導入口 22 a、 22 bより貯血槽 20 内に流入した血液 Bが貯血部 26に入るまでの血液流路を形成する。また、血液流入部 24は貯血部 26より高い位置にあり、且つ血液導入口 22 a、 22 bと殆ど落差のない底面を有する。その底面の形状は平坦状、半筒状等であり得るが、平坦状であれば後述する消泡部材の設置が容易であり好適である。さらに、血液流入部 24と連通する貯血部 26は貯血槽 20内に流入した血液 Bを貯溜する部分であり、血液流入部 24より漸次下垂する底面を有し、この貯血部 26の下方に設けられた血液導出口 28からは貯血槽 20内に一時的に貯溜された血液 Bが外部へと導出される。

貯血槽 20には、さらに、上記の構成からなるハウジング 30内に血液流入部 24の血液流路を全幅域にわたつて橫切る消泡部材 36が設けられる。消泡部材 36は血液流入部 24に流入した血液 B 中の気泡を除去し、気泡のない血液 Bを貯血部 26に送るためのものである。消泡部材 36としては、一般に、疎水性を利用して気泡を成長させ除去する発泡体が用いられる。なお、ここでいう発泡体とは網目状をした三次元立方体を指す。本実施態様においては、消泡部材 36はメッシュ数の大きい発泡体 38 a とメッシュ数の小さい発泡体 38 bとで構成され、メッシュ数の大きい発泡体 38 aが血液導入口 22 a、 22 b側となり、メッシュ数-の小さい発泡体 38 bが貯血部 26側となるように並設される。ここで、メッシュ数とは 25. 4誦（ 1 ィ' ンチ）間にある目の数をいい、本来.はふるいの目の大きさを表す尺度である。

消泡部材 36は流れてくる血液 Bの全てが接触するように血液流入部 24の底面に密着し血液流路の全幅域にわたって横切るように設けられると共に、ハウジング 30.の側面にも密着するように配置される。また、消泡部材 36の上端部は消泡部材 36の血液流による移動を防止するためあるいは消泡部材 36の上端部からの血液 Bの流出を防ぐためハゥジング 30の上面に装着された蓋体 32に密着していることが好ましい。さらに、この消泡部材 36 の移動を防止するため、ハウジング 30の内側面には当該消泡部材 36の両側部に消泡部材 36の両面側より 4つの係止部 40 a乃至 40 dが突出して設けられる。さらにまた、前記消泡部材 36の貯血部 26側、すなわち、血液 Bの下流側には前記血液流入部 24の血液流路の全幅域にわたつて存在し血液流入部 24の底面より所定量突出したリブ 42が発泡体 38 bに接して設けられる。

一方、貯血槽 20と一体となる人工肺 21は円筒状のハウジング 50とその上下両端部を閉塞する取付カバー 52 a、 52 bとを具備してなり、前記ハウジング 50内には多数の中空糸膜 54がハウジング 50の上下方向に延在し相互に離間して配置されている。そして、この中空糸膜 54の両端部は夫々の開口が閉塞されない状態で隔壁 56 a、 56 bによりハウジング 50に液密に保持されている。一方の取付カバー 52 aとハウジング 50と隔壁 56 aとで画成され中空糸膜 54の内部空間に連通するガス流入空間 58にはガス流入ポート 60が接続される。また、他方の取付カバー 52 b とハゥジング 50と隔壁 56 bとで画成され中空糸膜 54の内部空間に連通するガス流出空間 62にはガス流出ポート 64が接続される。さらに、ハウジング 50内壁と両隔壁 56 a、 56 bと中空糸膜 54外壁とで画成される血液室 66には熱交換器 23に連通する血液流入管

68と貯血槽 20に連通する血液流出管 34 a、 34 bとが接続される。

この場合、人工肺 21の血液流出管 34 a、 34 bは、前記した構成からなる貯血槽 20の血液導入口 22 a、 22 bに液密に接続される。人工肺 21の血液流出管 34 a、 34 bと貯血槽 20の血液導入口 22 a . 22 bとの液密な接続は、例えば、ねじ嵌合、テーパ嵌合、

0 リングを介しての嵌合、超音波乃至は高周波接着、接着剤を介しての接着等に,より行われる。

この実施態様において示される人工肺 21は中空糸膜 54の内部空間に空気等の酸素含有ガス Gを吹送し中空糸膜 54の外側に血液 Bを流してガス交換を行うタイプのものであるが、この他に中空糸膜 54の内部空間に血液 Bを流し中空糸膜 54の外側に酸素含有ガス Gを流してガス交換を行うタイプのもの、あるいはガス交換膜が平膜型のタィプのもの等を用いることも可能である。このような人工肺 21の中、好ましくは、本実施態様において示されるような中空糸膜 54の外側に血液 Bを流すタイブのものであり、このタイプの人工肺 21を用いれば圧力損失が少ないため循環回路中の人工肺 21の前に送血ポンプを設ける必要がなく、人体からの落差のみによる脱血にて血液 Bを人工肺 21に、さらには貯血槽 20に送ることが可能となる。人工肺 21の血液流入管 68には熱交換器 23が取り付けられている。熱交換器 23にはケーシング 70内に多数の熱交換用管体 72がケ一シング 70の長手方向に沿って相互に離間配置される。熱交換用管体 72の両端部は夫々の開口部が閉塞されない状態で隔壁 (図示せず）によりケ一シング 70の側壁に液密に保持されている。そして、前記隔壁とケーシング 70の側壁と熱交換用管体 72 外壁とで形成される空間 74には、血液入口ポート 76および前記人工肺 21の血液流入管 68が連通する。一方、空間 74に対して液密となる熱交換用管体 7'2の內部空間には、ケ一シング 70の一方の隔壁の外側に連通する水入口ポート 76とケーシング 70の他方の隔壁の外側に連通する水出口ボート（図示せず）が夫々連通する。水入口ポート 76より熱交換用管体 72の内部には温水 Wまたは冷水 Wが連通し、この水 Wにより熱交換用管体: 72に接触する血液 Bが加温あるいは冷却される。この場合、熱交換用管体 72の内部に血液 Bを流し熱交換用管体 72の外部に冷却若しくは加温媒体を流す方式の熱交換器を用いることも可能である。なお、この人工肺装置においては、熱交換器 23および貯血槽 20に夫々温度測定用プローブ揷入口 78、 80が設けられている。

本実施態様に係る貯血槽は基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用並びに効果について説明する。聍血槽 20を人工肺 21および熱交換器 23と一体化した人工肺装置において、血液流入ポート 76より熱交換器 23のハウジング 70 内に流入した血液 Bは人工肺 21の血液流入管 68に至る間に熱交換用管体 72内を流通する水 Wによって加温または冷却される。次いで、人工肺 21の血液流入管 68からハウジング 50内に流入した血液 Bは血液室& 6を通る間に中空糸膜 54の内部空間を流通する酸素含有ガス Gとガス交換を行い、血液 B中の過剰な二酸化炭素の除去および酸素の添加が行われる。酸素の添加された血液 Bは人工肺 21の血液流出管 34 a、 34 bから流出し、貯血槽 20 の血液導入口 22 a、 22 bより.貯血槽 20内に流入する。血液導入口 22 a、 22 bより導入された血液 Bは血液流入部 24の途中に設けられた消泡部材 36へと至る。この場合、該消泡部材 36には貯血部側の面に接し且つ血液流入部 24の血液流路の全幅域にわたつて底面より所定量だけ突出するリブ 42が並設されているため、血液 Bはリブ 42'の直前で消泡部材 36に接触'した状態で一時的に滞留し且つ変向され、これによつて消泡部材 36を通過するのに十分な時間および接触面積乃至接触頻度が与えられる。従って、血液 B中に含まれている気泡は消泡部材 36の発泡体 38 a、 38 b のセルに接触し複数の気泡が合体して成長し、血液 B中より貯血槽 20内部の上方空間へと移動し確実に除去される。また、消泡部材 36としてメッシュ数の異なる 2つの発泡体 38 a、 38 bを用いると共に、これらを血液 Bの流れ方向に対してメッシュ数が小さくなるよう並設しているため、圧力損失を大きくすることなく且つ血液 B中に含まれる気泡と発泡体 38 a、 38 bのセルとを十分に接触させ十分な消泡効果を達成することが出来る。なお、リブ 42は必ず血液流入部 24の血液流路の全幅域にわたつて存在している必要があり、例えば、血液流入部 24が平滑な底面を有する本実施態様においては、第 4図に示すように、ハゥジング 30の両側面に至る連続的なリブとする必要がある。すなわち、第 5図に示すように、ハウジング 30の底面から突出するリブ 82が断続的に形成され血液流入部 24の血液流路の全領域にわたるものとならない場合、血液流入部 24を流れる血液 Bが消泡部材 36に接触する際にリブ 82の欠損部より流出してしまい、リブ 82が消泡部材 36と血液 Bとの接触に闋してうまく作用しない。これに対して、第 6図に示すように、りブ 84が血液流入部 24の血液流路の全幅域にわたり存在するものであれば、当該リブ 84が一定の高さである必要はなく、各部位において高さが異なるものであっても十分に血液 Bと消泡部材 36との接触を保つことが出来る。なお、リブ 42または 84の高さが 1 mm未満であると、消泡部材 36に接触する血液 Bに対して滞留乃至変向作用を与え難く、一方、リブ 42または 84の高さが 50画を超えるものであると、必要以上に血液流入部 24において血液 Bを滞留させる場合があり、該貯血槽 20におけるブラィミングボリユームが増大する。従って、リブ 42または 84の高さは、好ましくは 1 〜 50mm. より好ましくは 1 〜 20画、最も好ましくは 2 〜 10ΠΗΠであることが望ましい。このようなリブ 42または 84は貯血槽 20のハウジング 30を成形する際、例えば、射出成形する際に一体的にハウジング 30より突出させて形成、あるいは別体的に成形されたリブ 42または 84をハウジング 30の所定の部位に高周波融着、熱融着あるいは接着剤を介しての接着等により固定して形成することが出来る。然しながら、いずれの場合においても、リブ 42または 84は血液流入部 24の血液流路においてハゥジング 30の底面と離間されることなく液密に密着して形成する必要がある , 一方、消泡部材 36により気泡の除去された血液 Bは血液流入部 24から貯血部 26へと移動し、一時的に貯血部 26に貯溜された後、貯血部 26の下部に設けられた血液導出口 38より人体側へと送血される。

次に、本発明を実験例に基づきさらに具体的に説明する。

この場合、第 7図に示すように、容量 4 £で血液流入部 24が長さ 30國、幅 160匪で平坦な底面を有する貯血槽 20を用いた。また、血液流入部 24から貯血部 26に至る血液通路には、第 3図および第 4図に示すように、血液流路を横切り且つ血液流路の全幅域にわたって存在し、血液流入部 24の底面より高さ 3 画で突出するリブ 42を設けた。さらに、この貯血槽 20内にはメッシュ数 13のポリウレタンフォームの発泡体 3 a (厚さ 15讓-) を血液導入口 22 a 、 22 b側に、メッシュ数 8 のポリウレタンフォームの発泡体 38 b (厚さ 15誦）を貯血部 24側として密着した消泡部材 36を前記リブ 42に接するように設置した。このような構成からなる貯血槽 20を口一ラボンプ 86を介して容量 20 ^の貯血槽 88と接続して実験回路を組み立てた。この実験回路を用いて血流量 4 ^ Z m i n で血液還流実験を行い、貯血槽 20の貯血部 26における血液 B中への気泡の混入の度合を調べた。

—方、比較のために、血液流入部 24の底面より突.出リブ 42を有さない以外は実験例と同様の構成を有する貯血槽を用いて実験例と同様の実験回路を組み立てて血液還流試験を行い、貯血槽の貯血部における血液中への気泡の混入の度合を調べた。この結果、リブ 42を有しない聍血槽を用いた比較例と較べて、血液流入部 24の底面より突出するリブ 42を有する貯血槽 20を用いた実験例においては消泡部材 36による高い除泡効果が得られ、聍血部 26に流入する気泡は実質的に皆無であった。 " 産業上の利用可能性

以上のように、本発明によれば、血液導入口に対して略落差のない底面を有する血液流入部と該血液流入部より下方に位置し血液導出口の画成される貯血部との間に該血液流入部の血液流路全幅域にわたって橫切る消泡部材を設けると共に、前記消- 泡部材の聍血部側の面に接し且つ前記血液流入部の血液流路の全幅域にわたつて血液流入部の底面より突出したリブを設けている。この場合、血液導入口より貯血槽内に流入した血液が血液流入部に配設された消泡部材と接触する際に血液が該リブによって消泡部材と接触した位置で一時的に滞留すると共に、血；液流に-変向が生じる。従って、血液の消泡部材との接触時間が長くなり、また、血液流の変向により血液と消泡部材との接触面積乃至接触頻度も大きくなるため、消泡部材による十分な気泡除去効果が得られ、血液中に含まれる微小な気泡までも十分に除去されることとなる。しかも、血液の消泡部材との接触が十分に:なされるため、消泡部材の厚みを厚くした場合のように過度に圧力摄失を上昇させる必要性がなく、必要な血液流量を確保した状態で血液中に含まれる気泡を有効に除去することが出来る。この結果、該貯血槽を体外循環血液回路に組み入れて使用した際により安全な血液の体外循環が可能となる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明したが、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能なことは勿論である。

Claims

請求の範囲

(1) 血液導入口が画成された血液流入部と、前記血液流入部に連通し当該血液流入部より下方に位置する下端部に血液導出口の画成される貯血部と、前記血液流入部の中、前記貯血部に至る血液流路を全幅域にわたって撗切る消泡部材とを設けてなる貯血槽において、前記消泡部材の貯血部側の面に接し且つ前記血液流入部の血液流路の全幅域にわたり血液流入部の底面より所定量上方向に突出したリブを設けることを特徵とする貯血槽 _t

(2) 請求項 1記載の聍血槽において、リブの高さは 1乃至 50編であることを特徵とする貯血槽。

(3) 請求項 1記載の貯血槽において、消泡部材は血液導入口側に配設される第 1の発泡体と、聍血部側に配設される第 2の発泡体とからなり、前記第 1発泡体のメッシュ数は前記第 2発泡体のメッシュ数よりも大きく設定することを特徵とする聍血槽, (4) 請求項 1記載の貯血槽において、リブは血液流路の幅方向に対して凹凸状となるように高さを設定することを特徵とする貯血槽。