遠心式血液ポンプおよび遠心式血液ポンプ装置
【課題】ピボット軸受機構を用いるものであって、ピボット軸受部における発熱が少なく、血液損傷の発生も少ない遠心式血液ポンプを提供する。
【解決手段】遠心式血液ポンプ１は、ハウジング２と、インペラ３とを備える。
ハウジング２は、中央部上方に延びる血液流入ポート２２と、ハウジング２の側部に設けられた血液流出ポート２３と、内部底面より、血液流入ポート方向に所定長延びる突出部２５とを備える。インペラ３は、中央部に設けられ、血液流入ポート２２より流入する血液流が当接可能な板状部材３５とを備える。ハウジング２の内面とインペラの板状部材の下面にピボット軸受機構２８，３９が設けられている。
【解決手段】遠心式血液ポンプ１は、ハウジング２と、インペラ３とを備える。
ハウジング２は、中央部上方に延びる血液流入ポート２２と、ハウジング２の側部に設けられた血液流出ポート２３と、内部底面より、血液流入ポート方向に所定長延びる突出部２５とを備える。インペラ３は、中央部に設けられ、血液流入ポート２２より流入する血液流が当接可能な板状部材３５とを備える。ハウジング２の内面とインペラの板状部材の下面にピボット軸受機構２８，３９が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液を送液するための遠心式血液ポンプおよびそれを用いた遠心式血液ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、人工心肺装置における体外血液循環、人工心臓用ポンプなどに遠心式血液ポンプを使用する例が増加している。遠心ポンプとしては、外部とポンプ内の血液室との物理的な連通を完全に排除し、細菌等の侵入を防止できることにより、外部モータからの駆動トルクを磁気結合を用いて伝達する方式のものが用いられている。
そして、このような遠心式血液ポンプとして、特開２００２−３４９４８２号公報（特許文献１）に示される人工心臓用遠心ポンプがある。
この人工心臓用遠心ポンプは、インペラ軸部を円筒部１とし、その下部に遠心羽根３を配置し、底部に永久磁石１１を設け、ケーシング底部に設けた回転磁界を発生する駆動装置によってインペラを回転させる。インペラの底部中心にはピボット軸受を設け、図示実施例においてはインペラ側にピボット軸６を、ケーシングの底壁側にはピボット受け１０を設けている。ピボット軸６とピボット受け１０の材質は、例えばセラミックスと超高分子量ポンプの組のように、互いに硬度の異なる材質のものを選択する。また、ピボット軸とピボット受けの球面の直径を略等しく形成するものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４９４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のものでは、ピボット軸とピボット受けにより構成されたハウジング内でのインペラの軸受機構を有しているため、ベアリング機構等が不要であり、小型化等の利点を備えている。
しかし、インペラの回転により、ピボット軸受部において発熱が生じ、その発熱による血液損傷を与えるおそれがあった。
そこで、本発明は、ピボット軸受機構を用いる遠心式血液ポンプであっても、ピボット軸受部における発熱が少なく、発熱に起因する血液損傷の発生も少ない遠心式血液ポンプおよびそれを用いた遠心式血液ポンプ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するものは、以下のものである。
（１） ハウジングと、前記ハウジング内に回転可能に収納されたインペラとを備え、かつ、前記ハウジングの外部より前記インペラを吸引しかつ回転させるためのインペラ回転トルク発生手段による前記インペラの回転によって血液を送液する遠心式血液ポンプであって、
前記ハウジングは、中央部上方に延びる血液流入ポートと、前記ハウジングの側部に設けられた血液流出ポートとを備え、
前記インペラは、中央部に設けられ、前記血液流入ポートより流入する血液流が当接可能な板状部材と、磁性体とを備え、
さらに、前記ハウジングと前記インペラの板状部材の下面部に形成されたピボット軸受機構を備える遠心式血液ポンプ。
（２） 前記インペラは、前記中央部の上面に設けられた開口部と、前記開口部と連通し、前記インペラの下面方向に延びる通路とを備え、前記板状部材は、前記通路を横切るように設けられている上記（１）に記載の遠心式血液ポンプ。
（３） 前記ハウジングは、前記ハウジングの内部底面より、前記血液流入ポート方向に所定長延びる突出部を備え、前記インペラは、前記インペラの中央部の下面より前記開口部方向に所定長延び、かつ、前記ハウジングの前記突出部の進入が可能な突出部収納部を備え、さらに、前記ピボット軸受機構の一方は、前記ハウジングの前記突出部の頂点部に形成されており、前記ピボット軸受機構の他方は、前記インペラの板状部材の下面部に形成されている上記（２）に記載の遠心式血液ポンプ。
（４） 前記インペラは、前記開口部と連通し、前記インペラの側部まで延びる複数の血液流路を有し、前記板状部材は、前記血液流路を閉塞することなく、前記通路を前記開口部側と前記突出部収納部側に区分するように、かつ、前記開口部付近に設けられている上記（２）または（３）に記載の遠心式血液ポンプ。
【０００６】
（５） 前記ハウジングの前記血液流入ポートの中心軸の延長線上に、前記インペラの前記板状部材が位置するものとなっている上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
（６） 前記ハウジングの前記突出部は、頂点部に向かってテーパー状に縮径している上記（３）ないし（５）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
（７） 前記板状部材は、熱伝導性材料にて形成されている上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
（８） 前記板状部材は、前記開口部と前記突出部収納部間の連通を阻止している上記（３）ないし（７）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
（９） 前記ピボット軸受機構は、前記ハウジングの前記突出部の頂点部および前記インペラの前記板状部材の底面のいずれかの一方に形成された凹部からなるピボット軸受と、前記ハウジングの前記突出部の頂点部および前記インペラの前記板状部材の底面のいずれかの他方に形成され、前記凹部の形状に対応した形状を有するピボット軸とにより構成されている上記（３）ないし（８）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
（１０） 前記ピボット軸受の前記凹部および前記ピボット軸は、略半球形状となっており、かつ両者の半径はほぼ等しいものとなっている上記（９）に記載の遠心式血液ポンプ。
【０００７】
（１１） 前記ピボット軸受機構は、前記ハウジングの前記突出部の頂点部に形成された凹部からなるピボット軸受と、前記インペラの前記板状部材の底面に一体に形成され、かつ、前記凹部の形状に対応した形状のピボット軸とにより構成されている上記（３）ないし（１０）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
（１２） 前記ピボット軸受機構は、前記インペラの前記板状部材の底面に形成された凹部からなるピボット軸受と、前記ハウジングの前記突出部の頂点部に形成され、かつ、前記凹部の形状に対応した形状のピボット軸とにより構成されている上記（３）ないし（１０）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
（１３） 前記ピボット軸受機構は、前記ハウジングの前記突出部の頂点部に形成された凹部からなるピボット軸受と、前記インペラの前記板状部材の中央開口に装着された球状体のピボット軸とにより構成されている上記（３）ないし（１０）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
【０００８】
また、上記目的を達成するものは、以下のものである。
（１４） 上記（１）ないし（１３）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプと、前記インペラの前記磁性体を吸引するとともに該インペラを回転させるためのインペラ回転トルク発生手段とからなる遠心式血液ポンプ装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の遠心式血液ポンプは、ハウジングと、ハウジング内に回転可能に収納されたインペラとを備え、かつ、ハウジングの外部よりインペラを吸引しかつ回転させるためのインペラ回転トルク発生手段よるインペラの回転によって血液を送液する遠心式血液ポンプであって、ハウジングは、中央部上方に延びる血液流入ポートと、ハウジングの側部に設けられた血液流出ポートとを備え、インペラは、中央部に設けられ、血液流入ポートより流入する血液流が当接可能な板状部材と、磁性体とを備え、さらに、ハウジングとインペラの板状部材の下面部に形成されたピボット軸受機構を備えている。このため、ピボット軸受機構を構成するインペラの板状部材には、血液流入ポートより流入した血液流が確実に当接するため、板状部材に形成されたピボット軸受機構は、血液流により冷却され、ピボット軸受機構における発熱およびその発熱による血液損傷を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施例の遠心式血液ポンプの正面図である。
【図２】図２は、図１に示した遠心式血液ポンプの平面図である。
【図３】図３は、図１に示した遠心式血液ポンプの斜視図である。
【図４】図４は、図２のＡ−Ａ線（インペラについてはＢ−Ｂ線）断面図である。
【図５】図５は、図１に示した遠心式血液ポンプに用いられる上部ハウジングの正面図である。
【図６】図６は、図１に示した遠心式血液ポンプに用いられる下部ハウジングの斜視図である。
【図７】図７は、図１に示した遠心式血液ポンプに用いられるインペラの斜視図である。
【図８】図８は、図１に示した遠心式血液ポンプに用いられるインペラの正面図である。
【図９】図９は、図８に示したインペラの平面図である。
【図１０】図１０は、図１に示した遠心式血液ポンプに用いられるインペラの分解図である。
【図１１】図１１は、図１に示した遠心式血液ポンプに用いられるインペラ（磁性体を除く）の分解図である。
【図１２】図１２は、本発明の他の実施例の遠心式血液ポンプの断面図である。
【図１３】図１３は、図４の部分拡大図である。
【図１４】図１４は、本発明の他の実施例の遠心式血液ポンプの部分拡大断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の他の実施例の遠心式血液ポンプの部分拡大断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の遠心式血液ポンプ装置の部分破断断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の遠心式血液ポンプおよび遠心式血液ポンプ装置を図面に示す実施例を用いて説明する。
本発明の遠心式血液ポンプ１は、ハウジング２と、ハウジング２内に回転可能に収納されたインペラ３とを備え、かつ、ハウジング２の外部よりインペラを吸引しかつ回転させるためのインペラ回転トルク発生手段５０によるインペラ３の回転によって血液を送液するものである。
そして、本発明の遠心式血液ポンプ１では、ハウジング２は、中央部上方に延びる血液流入ポート２２と、ハウジング２（具体的には、下部ハウジング２１）の側部に設けられた血液流出ポート２３とを備え、インペラ３は、中央部の上面に設けられ、血液流入ポート２２より流入する血液流が当接可能な板状部材３５と、磁性体４１とを備え、さらに、ハウジング２とインペラ３の板状部材３５の下面部に形成されたピボット軸受機構を備えている。
【００１２】
図１ないし図１１に示すように、この実施例の遠心式血液ポンプ１は、ハウジング２とその内部に回転可能に収納されたインペラ３とからなる。 インペラ３は、ハウジング２内で回転し、回転時の遠心力によって血液を送液する。
そして、ハウジング２は、図１ないし図６に示すように、上部ハウジング２０と上部ハウジングに液密に固定された下部ハウジング２１とを備える。ハウジング２内には、血液流入ポート２２および血液流出ポート２３と連通するインペラ収納室（血液室）が形成されている。特に、この実施例の遠心式血液ポンプ１では、ハウジング２は、中央部上方に延びる血液流入ポート２２と、ハウジング２（具体的には、下部ハウジング２１）の側部に設けられた血液流出ポート２３と、ハウジング２（具体的には、下部ハウジング２１）の内部底面より、血液流入ポート方向に所定長延びる突出部２５とを備える。
上部ハウジング２０は、血液流入ポート２２と血液流出ポート２３とを備え、非磁性材料により形成されている。上部ハウジング２０内には、血液流入ポート２２および血液流出ポート２３と連通する血液室が形成されている。血液流入ポート２２は、上部ハウジング２０の上面の中央付近よりほぼ垂直に突出するように設けられている。なお、血液流入ポート２２は、このようなストレート管に限定されるものでなく、湾曲管もしくは屈曲管でもよい。血液流出ポート２３は、図２および図３に示すように、薄くかつほぼ円筒状に形成された上部ハウジング２０の側面よりほぼ接線方向に突出するように設けられている。
また、下部ハウジング２１は、図４および図６に示すように、フランジ部２７とフランジ部より突出する中央凹部２４と、中央凹部２４のほぼ中心部より、血液流入ポート２２方向に突出する突出部２５とを有している。下部ハウジング２１の突出部２５は、頂点部に向かってテーパー状に縮径している。特に、この実施例では、突出部２５は、血液流入ポートに向かって延びるとともに、テーパー状に縮径している。そして、突出部２５の頂点部には、ピボット軸受機構形成部材２６が、埋設されている。ピボット軸受機構形成部材２６の中央には、ピボット軸受機構の軸受部を形成する凹部２８が形成されている。ピボット軸受機構形成部材２６としては、樹脂（例えば、ポリエチレン、ポリアセタール）、金属、セラミックスなどが好ましく、特に、上述した樹脂が好ましい。
なお、後述するインペラ３が、厚さが薄いものである場合には、下部ハウジング２１は、上述した突出部を持たないものであってもよい。
【００１３】
インペラ３は、図４、図７ないし図１１に示すように、インペラ本体と、インペラ本体内に収納された複数の磁性体４１を備える。
また、この実施例の遠心式血液ポンプ１では、インペラ３は、中央部の上面に設けられた開口部３６と、開口部３６と連通し、インペラの下面方向に延びる通路３０と、通路３０を横切るように設けられ、血液流入ポートより流入し、開口部３６を通過した血液（血液流）が接触可能な板状部材３５を備える。
さらに、この実施例では、インペラ３は、中央部の上面に設けられた開口部３６と、中央部の下面より開口部３６方向に延び、かつ、ハウジング２の突出部２５の進入が可能な突出部収納部（通路の一部により構成）４８と、開口部３６と連通し、インペラ３の側部まで延びる複数の血液流路３１と、血液流路３１を閉塞することなく開口部３６と突出部収納部４８を区分するように開口部３６付近に設けられた板状部材３５と、磁性体４１とを備える。さらに、ハウジング２の底面より所定長上方となる突出部２５の頂点とインペラ３の板状部材３５の下面にピボット軸受機構２８，３９を有するものとなっている。
なお、インペラ３としては、クローズドタイプの血液流路を有するものに限定されるものではなく、上面が開口したタイプの血液流路を有するものであってもよい。例えば、インペラとしては、いわゆる羽根タイプのものであってもよい。また、インペラ３としては、厚さが薄いものを用いてもよく、この場合には、下部ハウジング２１は、上述した突出部を持たないものであり、インペラも突出部収納部を持たないものであってもよい。
この実施例のインペラ本体は、インペラ上部部材３２と、インペラ上部部材３２の下面に取り付けられたインペラ中間部材３３と、インペラ中間部材３３の下面に取り付けられるとともに、内部に磁性体４１を収納したインペラ下部部材３４を備えている。そして、インペラ上部部材３２とインペラ中間部材３３間に、上面および下面が開口せず、かつ、一端が開口部３６と連通し、他端がインペラ３の側部にて開口する複数の血液流路３１が形成されている。この実施例では、血液流路３１は、ほぼ同じ幅にて直線状に延びるものとなっており、かつ、血液流路は、開口部３６の中心に対して、ほぼ等角度となるように設けられている。さらに、インペラ３は、図７に示すように、血液流路間に形成された複数の突出部３２ｂを備えている。
インペラ上部部材３２は、図９ないし図１１に示すように、中心部に開口部３６を有する所定の肉厚を有し、若干中央部に向かって盛り上がる傘状となっている円盤状部材であり、底面には、開口部３６と連通する複数の凹部３２ａが形成されており、この凹部３２ａが、血液流路３１を構成している。
【００１４】
また、インペラ中間部材３３は、中心部に貫通部（通路３０の一部を構成）を有する所定の肉厚を有し、若干中央部に向かって盛り上がる傘状となっている円盤状部材であり、上面には、インペラ上部部材３２の凹部３２ａ内に進入する複数のリブ３３ｂを備えている。そして、インペラ中間部材３３の上部開口部３３ａは、インペラの開口部３６の下部および突出部収納部４８の上部を形成する。
さらに、インペラ中間部材３３の下面には、中心部に開口３４ａ（突出部収納部４８の下部側部分を構成する）を備えるインペラ下部部材３４が固定されている。開口部３４ａは、突出部収納部４８の下部側部分を構成する。インペラ下部部材３４は、図４、図１０および図１１に示すように、複数の磁性体収納用凹部４３と、磁性体収納用凹部間を形成する壁部３４ｂを備えている。また、この実施例では、複数（好ましくは、３〜１０）の磁性体収納用凹部４３は、開口３４ａの中心に対して等角度となるように、複数、好ましくは、３〜１０、特に、好ましくは、４〜８である。そして、各磁性体収納用凹部４３には、磁性体４１が収納されている。磁性体４１としては、磁性ステンレス、永久磁石等が使用される。また、インペラ本体のインペラ下部部材３４は、下部ハウジング２１の形状（内面形状）に対応するように、下面に向かって縮径するものとなっている。インペラ３は、図８に示すような中央上部にフランジ部を有するコマ状のものとなっている。
【００１５】
そして、インペラ３は、インペラ上部部材３２の血液流路３１を閉塞することなく開口部３６と突出部収納部４８を区分する、言い換えれば、通路３０を開口部側（血液流入側）と突出部収納部側とに区分するように設けられた板状部材３５を有している。具体的には、インペラ本体のインペラ中間部材３３は、図１０および図１１に示すように、上部開口部３３ａに設けられた環状凹部を備え、板状部材３５は、環状凹部に収納されており、さらに、板状部材３５は、環状凹部内に配置されたリング状固定部材３７により、インペラ本体（インペラ中間部材）に固定されている。このため、インペラ中間部材３３の上部開口部３３ａは、板状部材３５により、インペラの開口部３６の下部と突出部収納部４８の上部を形成する部分に区分されている。言い換えれば、板状部材３５は、インペラ中間部材３３の上部開口部３３ａの中間部において、上部開口部３３ａを横切るように設けられている。そして、この血液ポンプ１では、板状部材３５は、インペラ３の開口部３６付近に設けられている。開口部３６の開口端と板状部材３５間の距離は、１〜１０ｍｍ程度が好ましい。また、リング状固定部材３７は、図１３に示すように、内面上部の角が丸められた形態となっていることが好ましい。
なお、インペラは、図１２に示す実施例の遠心式血液ポンプ１０のように、インペラ３の上面から下面に到達する複数の小径の貫通孔３８を備えるものであってもよい。この貫通孔３８は、インペラ３の血液流路３１と連通することなく、インペラの突出部３２ｂが形成された部分を貫通するものとなっている。貫通孔３８は、複数（例えば、３〜８）備えることが好ましい。このような複数の貫通孔３８を有することにより、インペラ３の上面と上部ハウジング２０の内面間とインペラの下面と下部ハウジング２１の内面間の圧力バランスを良好化することが期待できる。
【００１６】
そして、この実施例では、ハウジング２の血液流入ポート２２の中心軸の延長線上に、インペラ３の板状部材３５が位置するものとなっている。さらに、板状部材３５は、インペラ３の開口部３６と突出部収納部４８との連通を阻害している。このため、インペラは、開口部３６と突出部収納部４８を通過し、インペラの底面に流れる血液流が形成されないものとなっている。なお、板状部材３５は、開口部を有し、開口部３６と突出部収納部４８を通過する少量の血液流が形成されるものであってもよい。
そして、インペラ３の板状部材３５の下方に位置する突出部収納部４８は、板状部材３５方向に向かって縮径するものとなっているとともに、下部ハウジング２１の突出部３５を内側面に所定の空隙を有する状態にて受入可能となっている。この実施例の板状部材３５は、インペラ中間部材３３の環状凹部に対応した円形のものとなっている。そして、板状部材３５は、熱伝導性材料にて形成されていることが好ましい。特に、板状部材３５の形成材料としては、ステンレス鋼、アルミ、アルミ合金、チタン、チタン合金などの金属材料が好ましい。また、板状部材３５の厚さとしては、０．０５〜５ｍｍであることが好ましい。
【００１７】
そして、本発明の血液ポンプは、図４および図１３に示すように、ハウジング２（具体的には、ハウジング２のインペラ３の底面と向かい合う内面）とインペラ３の板状部材３５の下面部に形成されたピボット軸受機構を備えている。特に、この実施例のポンプ１は、ハウジング２の底面より所定長上方となる突出部２５の頂点とインペラ３の板状部材３５の下面にピボット軸受機構２８，３９を備えている。そして、ピボット軸受機構の一方は、ハウジング２の突出部２５の頂点部に形成されており、ピボット軸受機構の他方は、インペラ３の板状部材３５の下面部に形成されている。
このため、この血液ポンプ１では、ピボット軸受機構２８，３９は、インペラ３の開口部付近に位置する。具体的には、ピボット軸受機構２８，３９は、インペラ３の開口部と近接し、かつ、インペラの所定長内側に位置する。
そして、図４および図１３に示す実施例では、ピボット軸受機構は、ハウジング２の突出部２５の頂点部に埋設されたピボット軸受機構形成部材２６に形成された凹部２８からなるピボット軸受と、インペラ３の板状部材３５の底面に形成され、凹部２８の形状に対応した形状のピボット軸３９とにより構成されている。そして、ピボット軸３９は、突出部である。そして、ピボット軸受の凹部２８およびピボット軸３９は、ともに略半球形状となっており、かつ両者の半径はほぼ等しいものとなっている。さらに、この実施例では、板状部材３５に形成されたピボット軸３９の内部は、凹部となっており、血液の流入が可能なものとなっており、ピボット軸３９の冷却を良好なものとしている。
【００１８】
また、ピボット軸受機構としては、図１４に示す実施例のように、インペラ３の板状部材３５ａの底面に形成された凹部からなるピボット軸受４６と、ハウジング２の突出部２５の頂点部に埋設されたピボット軸受機構形成部材２６に形成されたピボット軸４７とにより構成されているものであってもよい。そして、ピボット軸４７は、凹部からなるピボット軸受４６に対応した形状の突出部である。そして、ピボット軸受の凹部４６およびピボット軸４７は、ともに略半球形状となっており、かつ両者の半径はほぼ等しいものとなっている。さらに、この実施例では、板状部材３５ａに形成されたピボット軸受４６は、内面が突出部を形成するため、流入する血液との接触が良好であり、ピボット軸受４６の冷却を良好なものとしている。
また、ピボット軸受機構としては、図１５に示す実施例のように、ピボット軸受機構は、ハウジング２の突出部２５の頂点部に埋設されたピボット軸受機構形成部材２６に形成された凹部２８からなるピボット軸受と、インペラ３の板状部材３５ｂの中央開口に装着され、凹部２８の形状に対応した球状体４９からなるピボット軸とにより構成されているものであってもよい。そして、ピボット軸（球体）４９は、板状部材３５ｂの上下に突出するものとなっている。そして、球状体４９の半径は、ピボット軸受の凹部２８の半径より、若干小さいものとなっている。球状体４９としては、セラミックスボール、金属球などが使用できる。
【００１９】
また、本発明の遠心式血液ポンプの血液接触面には、抗血栓性材料が固定されていることが好ましい。
抗血栓性材料としては、ヘパリン、ポリアルキルスルホン、エチルセルロース、アクリル酸エステル系重合体、メタアクリル酸エステル系重合体（例えば、ポリＨＥＭＡ［ポリヒドロキシエチルメタクリレート］）、疎水性セグメントと親水性セグメントの両者を有するブロックまたはグラフト共重合体（例えば、ＨＥＭＡ−スチレン−ＨＥＭＡのブロック共重合体、ＨＥＭＡ−ＭＭＡ［メチルメタアクリレート］のブロック共重合体、ＨＥＭＡ−ＬＭＡ［ラウリルメタアクリレート］のブロック共重合体、ＰＶＰ［ポリビニルピロリドン］−ＭＭＡのブロック共重合体、ＨＥＭＡ−ＭＭＡ／ＡＡ［アクリル酸］のブロック共重合体、さらにこのブロック共重合体にアミノ基を有するポリマーを混合したブレンドポリマー、および含フッ素樹脂などが使用できる。好ましくは、ＨＥＭＡ−スチレン−ＨＥＭＡのブロック共重合体、ＨＥＭＡ−ＭＭＡ［メチルメタアクリレート］のブロック共重合体、ＨＥＭＡ−ＭＭＡ／ＡＡ［アクリル酸］のブロック共重合体などが好ましい。そして、上記のヘパリンを除く親水性樹脂を血液接触面に被覆した後、さらにその上にヘパリンを固定することが好ましい。この場合、ヘパリンをこの親水性樹脂の表面に固定するためには、親水性樹脂は、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、イソシアネート基、エポキシ基、チオシアネート基、酸クロリド基、アルデヒド基および炭素−炭素二重結合のうちのいずれかを有するか、もしくは容易にこれらの基に変換可能な基を有していることが好ましい。特に好ましくは、上記親水性樹脂にアミノ基を有するポリマーを混合したブレンドポリマーを用いることであり、アミノ基を有するポリマーとしては、ポリアミン、特にＰＥＩ［ポリエチンイミン］が好ましい。
【００２０】
上述した実施例の血液ポンプでは、血液流入ポート２２より流入した血液は、回転するインペラ３の中央部の開口部３６に流入し、板状部材３５に当接した後、分流し、各血液流路３１内に流入する。このため、板状部材３５には、血液流入ポートより流入した速度をほぼ維持する血液流が当接するため、板状部材は、当接する血液により冷却されるとともに、血液流との当接は継続するため、板状部材３５の軸受形成部での発熱の発生を防止する。
【００２１】
そして、本発明の遠心式血液ポンプ装置は、遠心式血液ポンプ１と、インペラ３の磁性体４１を吸引するとともにインペラ３を回転させるためのインペラ回転トルク発生手段５０とからなる。
遠心式血液ポンプ１としては、上述した実施例のものを用いることができる。
インペラ回転トルク発生手段５０は、図１６に示すように、ハウジング内に収納されたロータ５１とロータ５１を回転させるためのモータ（図示せず）を備える。ハウジングは、血液ポンプ１の下部ハウジングの外方突出部を収納する凹部を備えている。ロータ５１は、血液遠心ポンプ１側の面に設けられ、インペラ３に設けられた磁性体４１の傾斜配置形態に対応して、傾斜配置された複数の永久磁石５２を備える。ロータ５１の中心は、モータの回転軸に固定されている。永久磁石５２は、インペラ３の磁性体４１の配置形態（数および配置位置）に対応するように、複数かつ等角度ごとに設けられている。また、ロータ５１を回転駆動させるモータとしては、ＤＣブラシレスモータを含む同期モータ、インダクションモータを含む非同期モータなどが使用されるが、モータの種類はどのようなものであってもよい。また、モータの回転時における複数の永久磁石５２の中心とロータの中心は一致している。
【符号の説明】
【００２２】
１ 遠心式血液ポンプ
２ ハウジング
３ インペラ
２５ 突出部
３５ 板状部材
３６ 開口部
４８ 突出部収納部
２８，３９ ピボット軸受機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液を送液するための遠心式血液ポンプおよびそれを用いた遠心式血液ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、人工心肺装置における体外血液循環、人工心臓用ポンプなどに遠心式血液ポンプを使用する例が増加している。遠心ポンプとしては、外部とポンプ内の血液室との物理的な連通を完全に排除し、細菌等の侵入を防止できることにより、外部モータからの駆動トルクを磁気結合を用いて伝達する方式のものが用いられている。
そして、このような遠心式血液ポンプとして、特開２００２−３４９４８２号公報（特許文献１）に示される人工心臓用遠心ポンプがある。
この人工心臓用遠心ポンプは、インペラ軸部を円筒部１とし、その下部に遠心羽根３を配置し、底部に永久磁石１１を設け、ケーシング底部に設けた回転磁界を発生する駆動装置によってインペラを回転させる。インペラの底部中心にはピボット軸受を設け、図示実施例においてはインペラ側にピボット軸６を、ケーシングの底壁側にはピボット受け１０を設けている。ピボット軸６とピボット受け１０の材質は、例えばセラミックスと超高分子量ポンプの組のように、互いに硬度の異なる材質のものを選択する。また、ピボット軸とピボット受けの球面の直径を略等しく形成するものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４９４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のものでは、ピボット軸とピボット受けにより構成されたハウジング内でのインペラの軸受機構を有しているため、ベアリング機構等が不要であり、小型化等の利点を備えている。
しかし、インペラの回転により、ピボット軸受部において発熱が生じ、その発熱による血液損傷を与えるおそれがあった。
そこで、本発明は、ピボット軸受機構を用いる遠心式血液ポンプであっても、ピボット軸受部における発熱が少なく、発熱に起因する血液損傷の発生も少ない遠心式血液ポンプおよびそれを用いた遠心式血液ポンプ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するものは、以下のものである。
（１） ハウジングと、前記ハウジング内に回転可能に収納されたインペラとを備え、かつ、前記ハウジングの外部より前記インペラを吸引しかつ回転させるためのインペラ回転トルク発生手段による前記インペラの回転によって血液を送液する遠心式血液ポンプであって、
前記ハウジングは、中央部上方に延びる血液流入ポートと、前記ハウジングの側部に設けられた血液流出ポートとを備え、
前記インペラは、中央部に設けられ、前記血液流入ポートより流入する血液流が当接可能な板状部材と、磁性体とを備え、
さらに、前記ハウジングと前記インペラの板状部材の下面部に形成されたピボット軸受機構を備える遠心式血液ポンプ。
（２） 前記インペラは、前記中央部の上面に設けられた開口部と、前記開口部と連通し、前記インペラの下面方向に延びる通路とを備え、前記板状部材は、前記通路を横切るように設けられている上記（１）に記載の遠心式血液ポンプ。
（３） 前記ハウジングは、前記ハウジングの内部底面より、前記血液流入ポート方向に所定長延びる突出部を備え、前記インペラは、前記インペラの中央部の下面より前記開口部方向に所定長延び、かつ、前記ハウジングの前記突出部の進入が可能な突出部収納部を備え、さらに、前記ピボット軸受機構の一方は、前記ハウジングの前記突出部の頂点部に形成されており、前記ピボット軸受機構の他方は、前記インペラの板状部材の下面部に形成されている上記（２）に記載の遠心式血液ポンプ。
（４） 前記インペラは、前記開口部と連通し、前記インペラの側部まで延びる複数の血液流路を有し、前記板状部材は、前記血液流路を閉塞することなく、前記通路を前記開口部側と前記突出部収納部側に区分するように、かつ、前記開口部付近に設けられている上記（２）または（３）に記載の遠心式血液ポンプ。
【０００６】
（５） 前記ハウジングの前記血液流入ポートの中心軸の延長線上に、前記インペラの前記板状部材が位置するものとなっている上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
（６） 前記ハウジングの前記突出部は、頂点部に向かってテーパー状に縮径している上記（３）ないし（５）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
（７） 前記板状部材は、熱伝導性材料にて形成されている上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
（８） 前記板状部材は、前記開口部と前記突出部収納部間の連通を阻止している上記（３）ないし（７）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
（９） 前記ピボット軸受機構は、前記ハウジングの前記突出部の頂点部および前記インペラの前記板状部材の底面のいずれかの一方に形成された凹部からなるピボット軸受と、前記ハウジングの前記突出部の頂点部および前記インペラの前記板状部材の底面のいずれかの他方に形成され、前記凹部の形状に対応した形状を有するピボット軸とにより構成されている上記（３）ないし（８）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
（１０） 前記ピボット軸受の前記凹部および前記ピボット軸は、略半球形状となっており、かつ両者の半径はほぼ等しいものとなっている上記（９）に記載の遠心式血液ポンプ。
【０００７】
（１１） 前記ピボット軸受機構は、前記ハウジングの前記突出部の頂点部に形成された凹部からなるピボット軸受と、前記インペラの前記板状部材の底面に一体に形成され、かつ、前記凹部の形状に対応した形状のピボット軸とにより構成されている上記（３）ないし（１０）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
（１２） 前記ピボット軸受機構は、前記インペラの前記板状部材の底面に形成された凹部からなるピボット軸受と、前記ハウジングの前記突出部の頂点部に形成され、かつ、前記凹部の形状に対応した形状のピボット軸とにより構成されている上記（３）ないし（１０）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
（１３） 前記ピボット軸受機構は、前記ハウジングの前記突出部の頂点部に形成された凹部からなるピボット軸受と、前記インペラの前記板状部材の中央開口に装着された球状体のピボット軸とにより構成されている上記（３）ないし（１０）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
【０００８】
また、上記目的を達成するものは、以下のものである。
（１４） 上記（１）ないし（１３）のいずれかに記載の遠心式血液ポンプと、前記インペラの前記磁性体を吸引するとともに該インペラを回転させるためのインペラ回転トルク発生手段とからなる遠心式血液ポンプ装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の遠心式血液ポンプは、ハウジングと、ハウジング内に回転可能に収納されたインペラとを備え、かつ、ハウジングの外部よりインペラを吸引しかつ回転させるためのインペラ回転トルク発生手段よるインペラの回転によって血液を送液する遠心式血液ポンプであって、ハウジングは、中央部上方に延びる血液流入ポートと、ハウジングの側部に設けられた血液流出ポートとを備え、インペラは、中央部に設けられ、血液流入ポートより流入する血液流が当接可能な板状部材と、磁性体とを備え、さらに、ハウジングとインペラの板状部材の下面部に形成されたピボット軸受機構を備えている。このため、ピボット軸受機構を構成するインペラの板状部材には、血液流入ポートより流入した血液流が確実に当接するため、板状部材に形成されたピボット軸受機構は、血液流により冷却され、ピボット軸受機構における発熱およびその発熱による血液損傷を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施例の遠心式血液ポンプの正面図である。
【図２】図２は、図１に示した遠心式血液ポンプの平面図である。
【図３】図３は、図１に示した遠心式血液ポンプの斜視図である。
【図４】図４は、図２のＡ−Ａ線（インペラについてはＢ−Ｂ線）断面図である。
【図５】図５は、図１に示した遠心式血液ポンプに用いられる上部ハウジングの正面図である。
【図６】図６は、図１に示した遠心式血液ポンプに用いられる下部ハウジングの斜視図である。
【図７】図７は、図１に示した遠心式血液ポンプに用いられるインペラの斜視図である。
【図８】図８は、図１に示した遠心式血液ポンプに用いられるインペラの正面図である。
【図９】図９は、図８に示したインペラの平面図である。
【図１０】図１０は、図１に示した遠心式血液ポンプに用いられるインペラの分解図である。
【図１１】図１１は、図１に示した遠心式血液ポンプに用いられるインペラ（磁性体を除く）の分解図である。
【図１２】図１２は、本発明の他の実施例の遠心式血液ポンプの断面図である。
【図１３】図１３は、図４の部分拡大図である。
【図１４】図１４は、本発明の他の実施例の遠心式血液ポンプの部分拡大断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の他の実施例の遠心式血液ポンプの部分拡大断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の遠心式血液ポンプ装置の部分破断断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の遠心式血液ポンプおよび遠心式血液ポンプ装置を図面に示す実施例を用いて説明する。
本発明の遠心式血液ポンプ１は、ハウジング２と、ハウジング２内に回転可能に収納されたインペラ３とを備え、かつ、ハウジング２の外部よりインペラを吸引しかつ回転させるためのインペラ回転トルク発生手段５０によるインペラ３の回転によって血液を送液するものである。
そして、本発明の遠心式血液ポンプ１では、ハウジング２は、中央部上方に延びる血液流入ポート２２と、ハウジング２（具体的には、下部ハウジング２１）の側部に設けられた血液流出ポート２３とを備え、インペラ３は、中央部の上面に設けられ、血液流入ポート２２より流入する血液流が当接可能な板状部材３５と、磁性体４１とを備え、さらに、ハウジング２とインペラ３の板状部材３５の下面部に形成されたピボット軸受機構を備えている。
【００１２】
図１ないし図１１に示すように、この実施例の遠心式血液ポンプ１は、ハウジング２とその内部に回転可能に収納されたインペラ３とからなる。 インペラ３は、ハウジング２内で回転し、回転時の遠心力によって血液を送液する。
そして、ハウジング２は、図１ないし図６に示すように、上部ハウジング２０と上部ハウジングに液密に固定された下部ハウジング２１とを備える。ハウジング２内には、血液流入ポート２２および血液流出ポート２３と連通するインペラ収納室（血液室）が形成されている。特に、この実施例の遠心式血液ポンプ１では、ハウジング２は、中央部上方に延びる血液流入ポート２２と、ハウジング２（具体的には、下部ハウジング２１）の側部に設けられた血液流出ポート２３と、ハウジング２（具体的には、下部ハウジング２１）の内部底面より、血液流入ポート方向に所定長延びる突出部２５とを備える。
上部ハウジング２０は、血液流入ポート２２と血液流出ポート２３とを備え、非磁性材料により形成されている。上部ハウジング２０内には、血液流入ポート２２および血液流出ポート２３と連通する血液室が形成されている。血液流入ポート２２は、上部ハウジング２０の上面の中央付近よりほぼ垂直に突出するように設けられている。なお、血液流入ポート２２は、このようなストレート管に限定されるものでなく、湾曲管もしくは屈曲管でもよい。血液流出ポート２３は、図２および図３に示すように、薄くかつほぼ円筒状に形成された上部ハウジング２０の側面よりほぼ接線方向に突出するように設けられている。
また、下部ハウジング２１は、図４および図６に示すように、フランジ部２７とフランジ部より突出する中央凹部２４と、中央凹部２４のほぼ中心部より、血液流入ポート２２方向に突出する突出部２５とを有している。下部ハウジング２１の突出部２５は、頂点部に向かってテーパー状に縮径している。特に、この実施例では、突出部２５は、血液流入ポートに向かって延びるとともに、テーパー状に縮径している。そして、突出部２５の頂点部には、ピボット軸受機構形成部材２６が、埋設されている。ピボット軸受機構形成部材２６の中央には、ピボット軸受機構の軸受部を形成する凹部２８が形成されている。ピボット軸受機構形成部材２６としては、樹脂（例えば、ポリエチレン、ポリアセタール）、金属、セラミックスなどが好ましく、特に、上述した樹脂が好ましい。
なお、後述するインペラ３が、厚さが薄いものである場合には、下部ハウジング２１は、上述した突出部を持たないものであってもよい。
【００１３】
インペラ３は、図４、図７ないし図１１に示すように、インペラ本体と、インペラ本体内に収納された複数の磁性体４１を備える。
また、この実施例の遠心式血液ポンプ１では、インペラ３は、中央部の上面に設けられた開口部３６と、開口部３６と連通し、インペラの下面方向に延びる通路３０と、通路３０を横切るように設けられ、血液流入ポートより流入し、開口部３６を通過した血液（血液流）が接触可能な板状部材３５を備える。
さらに、この実施例では、インペラ３は、中央部の上面に設けられた開口部３６と、中央部の下面より開口部３６方向に延び、かつ、ハウジング２の突出部２５の進入が可能な突出部収納部（通路の一部により構成）４８と、開口部３６と連通し、インペラ３の側部まで延びる複数の血液流路３１と、血液流路３１を閉塞することなく開口部３６と突出部収納部４８を区分するように開口部３６付近に設けられた板状部材３５と、磁性体４１とを備える。さらに、ハウジング２の底面より所定長上方となる突出部２５の頂点とインペラ３の板状部材３５の下面にピボット軸受機構２８，３９を有するものとなっている。
なお、インペラ３としては、クローズドタイプの血液流路を有するものに限定されるものではなく、上面が開口したタイプの血液流路を有するものであってもよい。例えば、インペラとしては、いわゆる羽根タイプのものであってもよい。また、インペラ３としては、厚さが薄いものを用いてもよく、この場合には、下部ハウジング２１は、上述した突出部を持たないものであり、インペラも突出部収納部を持たないものであってもよい。
この実施例のインペラ本体は、インペラ上部部材３２と、インペラ上部部材３２の下面に取り付けられたインペラ中間部材３３と、インペラ中間部材３３の下面に取り付けられるとともに、内部に磁性体４１を収納したインペラ下部部材３４を備えている。そして、インペラ上部部材３２とインペラ中間部材３３間に、上面および下面が開口せず、かつ、一端が開口部３６と連通し、他端がインペラ３の側部にて開口する複数の血液流路３１が形成されている。この実施例では、血液流路３１は、ほぼ同じ幅にて直線状に延びるものとなっており、かつ、血液流路は、開口部３６の中心に対して、ほぼ等角度となるように設けられている。さらに、インペラ３は、図７に示すように、血液流路間に形成された複数の突出部３２ｂを備えている。
インペラ上部部材３２は、図９ないし図１１に示すように、中心部に開口部３６を有する所定の肉厚を有し、若干中央部に向かって盛り上がる傘状となっている円盤状部材であり、底面には、開口部３６と連通する複数の凹部３２ａが形成されており、この凹部３２ａが、血液流路３１を構成している。
【００１４】
また、インペラ中間部材３３は、中心部に貫通部（通路３０の一部を構成）を有する所定の肉厚を有し、若干中央部に向かって盛り上がる傘状となっている円盤状部材であり、上面には、インペラ上部部材３２の凹部３２ａ内に進入する複数のリブ３３ｂを備えている。そして、インペラ中間部材３３の上部開口部３３ａは、インペラの開口部３６の下部および突出部収納部４８の上部を形成する。
さらに、インペラ中間部材３３の下面には、中心部に開口３４ａ（突出部収納部４８の下部側部分を構成する）を備えるインペラ下部部材３４が固定されている。開口部３４ａは、突出部収納部４８の下部側部分を構成する。インペラ下部部材３４は、図４、図１０および図１１に示すように、複数の磁性体収納用凹部４３と、磁性体収納用凹部間を形成する壁部３４ｂを備えている。また、この実施例では、複数（好ましくは、３〜１０）の磁性体収納用凹部４３は、開口３４ａの中心に対して等角度となるように、複数、好ましくは、３〜１０、特に、好ましくは、４〜８である。そして、各磁性体収納用凹部４３には、磁性体４１が収納されている。磁性体４１としては、磁性ステンレス、永久磁石等が使用される。また、インペラ本体のインペラ下部部材３４は、下部ハウジング２１の形状（内面形状）に対応するように、下面に向かって縮径するものとなっている。インペラ３は、図８に示すような中央上部にフランジ部を有するコマ状のものとなっている。
【００１５】
そして、インペラ３は、インペラ上部部材３２の血液流路３１を閉塞することなく開口部３６と突出部収納部４８を区分する、言い換えれば、通路３０を開口部側（血液流入側）と突出部収納部側とに区分するように設けられた板状部材３５を有している。具体的には、インペラ本体のインペラ中間部材３３は、図１０および図１１に示すように、上部開口部３３ａに設けられた環状凹部を備え、板状部材３５は、環状凹部に収納されており、さらに、板状部材３５は、環状凹部内に配置されたリング状固定部材３７により、インペラ本体（インペラ中間部材）に固定されている。このため、インペラ中間部材３３の上部開口部３３ａは、板状部材３５により、インペラの開口部３６の下部と突出部収納部４８の上部を形成する部分に区分されている。言い換えれば、板状部材３５は、インペラ中間部材３３の上部開口部３３ａの中間部において、上部開口部３３ａを横切るように設けられている。そして、この血液ポンプ１では、板状部材３５は、インペラ３の開口部３６付近に設けられている。開口部３６の開口端と板状部材３５間の距離は、１〜１０ｍｍ程度が好ましい。また、リング状固定部材３７は、図１３に示すように、内面上部の角が丸められた形態となっていることが好ましい。
なお、インペラは、図１２に示す実施例の遠心式血液ポンプ１０のように、インペラ３の上面から下面に到達する複数の小径の貫通孔３８を備えるものであってもよい。この貫通孔３８は、インペラ３の血液流路３１と連通することなく、インペラの突出部３２ｂが形成された部分を貫通するものとなっている。貫通孔３８は、複数（例えば、３〜８）備えることが好ましい。このような複数の貫通孔３８を有することにより、インペラ３の上面と上部ハウジング２０の内面間とインペラの下面と下部ハウジング２１の内面間の圧力バランスを良好化することが期待できる。
【００１６】
そして、この実施例では、ハウジング２の血液流入ポート２２の中心軸の延長線上に、インペラ３の板状部材３５が位置するものとなっている。さらに、板状部材３５は、インペラ３の開口部３６と突出部収納部４８との連通を阻害している。このため、インペラは、開口部３６と突出部収納部４８を通過し、インペラの底面に流れる血液流が形成されないものとなっている。なお、板状部材３５は、開口部を有し、開口部３６と突出部収納部４８を通過する少量の血液流が形成されるものであってもよい。
そして、インペラ３の板状部材３５の下方に位置する突出部収納部４８は、板状部材３５方向に向かって縮径するものとなっているとともに、下部ハウジング２１の突出部３５を内側面に所定の空隙を有する状態にて受入可能となっている。この実施例の板状部材３５は、インペラ中間部材３３の環状凹部に対応した円形のものとなっている。そして、板状部材３５は、熱伝導性材料にて形成されていることが好ましい。特に、板状部材３５の形成材料としては、ステンレス鋼、アルミ、アルミ合金、チタン、チタン合金などの金属材料が好ましい。また、板状部材３５の厚さとしては、０．０５〜５ｍｍであることが好ましい。
【００１７】
そして、本発明の血液ポンプは、図４および図１３に示すように、ハウジング２（具体的には、ハウジング２のインペラ３の底面と向かい合う内面）とインペラ３の板状部材３５の下面部に形成されたピボット軸受機構を備えている。特に、この実施例のポンプ１は、ハウジング２の底面より所定長上方となる突出部２５の頂点とインペラ３の板状部材３５の下面にピボット軸受機構２８，３９を備えている。そして、ピボット軸受機構の一方は、ハウジング２の突出部２５の頂点部に形成されており、ピボット軸受機構の他方は、インペラ３の板状部材３５の下面部に形成されている。
このため、この血液ポンプ１では、ピボット軸受機構２８，３９は、インペラ３の開口部付近に位置する。具体的には、ピボット軸受機構２８，３９は、インペラ３の開口部と近接し、かつ、インペラの所定長内側に位置する。
そして、図４および図１３に示す実施例では、ピボット軸受機構は、ハウジング２の突出部２５の頂点部に埋設されたピボット軸受機構形成部材２６に形成された凹部２８からなるピボット軸受と、インペラ３の板状部材３５の底面に形成され、凹部２８の形状に対応した形状のピボット軸３９とにより構成されている。そして、ピボット軸３９は、突出部である。そして、ピボット軸受の凹部２８およびピボット軸３９は、ともに略半球形状となっており、かつ両者の半径はほぼ等しいものとなっている。さらに、この実施例では、板状部材３５に形成されたピボット軸３９の内部は、凹部となっており、血液の流入が可能なものとなっており、ピボット軸３９の冷却を良好なものとしている。
【００１８】
また、ピボット軸受機構としては、図１４に示す実施例のように、インペラ３の板状部材３５ａの底面に形成された凹部からなるピボット軸受４６と、ハウジング２の突出部２５の頂点部に埋設されたピボット軸受機構形成部材２６に形成されたピボット軸４７とにより構成されているものであってもよい。そして、ピボット軸４７は、凹部からなるピボット軸受４６に対応した形状の突出部である。そして、ピボット軸受の凹部４６およびピボット軸４７は、ともに略半球形状となっており、かつ両者の半径はほぼ等しいものとなっている。さらに、この実施例では、板状部材３５ａに形成されたピボット軸受４６は、内面が突出部を形成するため、流入する血液との接触が良好であり、ピボット軸受４６の冷却を良好なものとしている。
また、ピボット軸受機構としては、図１５に示す実施例のように、ピボット軸受機構は、ハウジング２の突出部２５の頂点部に埋設されたピボット軸受機構形成部材２６に形成された凹部２８からなるピボット軸受と、インペラ３の板状部材３５ｂの中央開口に装着され、凹部２８の形状に対応した球状体４９からなるピボット軸とにより構成されているものであってもよい。そして、ピボット軸（球体）４９は、板状部材３５ｂの上下に突出するものとなっている。そして、球状体４９の半径は、ピボット軸受の凹部２８の半径より、若干小さいものとなっている。球状体４９としては、セラミックスボール、金属球などが使用できる。
【００１９】
また、本発明の遠心式血液ポンプの血液接触面には、抗血栓性材料が固定されていることが好ましい。
抗血栓性材料としては、ヘパリン、ポリアルキルスルホン、エチルセルロース、アクリル酸エステル系重合体、メタアクリル酸エステル系重合体（例えば、ポリＨＥＭＡ［ポリヒドロキシエチルメタクリレート］）、疎水性セグメントと親水性セグメントの両者を有するブロックまたはグラフト共重合体（例えば、ＨＥＭＡ−スチレン−ＨＥＭＡのブロック共重合体、ＨＥＭＡ−ＭＭＡ［メチルメタアクリレート］のブロック共重合体、ＨＥＭＡ−ＬＭＡ［ラウリルメタアクリレート］のブロック共重合体、ＰＶＰ［ポリビニルピロリドン］−ＭＭＡのブロック共重合体、ＨＥＭＡ−ＭＭＡ／ＡＡ［アクリル酸］のブロック共重合体、さらにこのブロック共重合体にアミノ基を有するポリマーを混合したブレンドポリマー、および含フッ素樹脂などが使用できる。好ましくは、ＨＥＭＡ−スチレン−ＨＥＭＡのブロック共重合体、ＨＥＭＡ−ＭＭＡ［メチルメタアクリレート］のブロック共重合体、ＨＥＭＡ−ＭＭＡ／ＡＡ［アクリル酸］のブロック共重合体などが好ましい。そして、上記のヘパリンを除く親水性樹脂を血液接触面に被覆した後、さらにその上にヘパリンを固定することが好ましい。この場合、ヘパリンをこの親水性樹脂の表面に固定するためには、親水性樹脂は、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、イソシアネート基、エポキシ基、チオシアネート基、酸クロリド基、アルデヒド基および炭素−炭素二重結合のうちのいずれかを有するか、もしくは容易にこれらの基に変換可能な基を有していることが好ましい。特に好ましくは、上記親水性樹脂にアミノ基を有するポリマーを混合したブレンドポリマーを用いることであり、アミノ基を有するポリマーとしては、ポリアミン、特にＰＥＩ［ポリエチンイミン］が好ましい。
【００２０】
上述した実施例の血液ポンプでは、血液流入ポート２２より流入した血液は、回転するインペラ３の中央部の開口部３６に流入し、板状部材３５に当接した後、分流し、各血液流路３１内に流入する。このため、板状部材３５には、血液流入ポートより流入した速度をほぼ維持する血液流が当接するため、板状部材は、当接する血液により冷却されるとともに、血液流との当接は継続するため、板状部材３５の軸受形成部での発熱の発生を防止する。
【００２１】
そして、本発明の遠心式血液ポンプ装置は、遠心式血液ポンプ１と、インペラ３の磁性体４１を吸引するとともにインペラ３を回転させるためのインペラ回転トルク発生手段５０とからなる。
遠心式血液ポンプ１としては、上述した実施例のものを用いることができる。
インペラ回転トルク発生手段５０は、図１６に示すように、ハウジング内に収納されたロータ５１とロータ５１を回転させるためのモータ（図示せず）を備える。ハウジングは、血液ポンプ１の下部ハウジングの外方突出部を収納する凹部を備えている。ロータ５１は、血液遠心ポンプ１側の面に設けられ、インペラ３に設けられた磁性体４１の傾斜配置形態に対応して、傾斜配置された複数の永久磁石５２を備える。ロータ５１の中心は、モータの回転軸に固定されている。永久磁石５２は、インペラ３の磁性体４１の配置形態（数および配置位置）に対応するように、複数かつ等角度ごとに設けられている。また、ロータ５１を回転駆動させるモータとしては、ＤＣブラシレスモータを含む同期モータ、インダクションモータを含む非同期モータなどが使用されるが、モータの種類はどのようなものであってもよい。また、モータの回転時における複数の永久磁石５２の中心とロータの中心は一致している。
【符号の説明】
【００２２】
１ 遠心式血液ポンプ
２ ハウジング
３ インペラ
２５ 突出部
３５ 板状部材
３６ 開口部
４８ 突出部収納部
２８，３９ ピボット軸受機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、前記ハウジング内に回転可能に収納されたインペラとを備え、かつ、前記ハウジングの外部より前記インペラを吸引しかつ回転させるためのインペラ回転トルク発生手段による前記インペラの回転によって血液を送液する遠心式血液ポンプであって、
前記ハウジングは、中央部上方に延びる血液流入ポートと、前記ハウジングの側部に設けられた血液流出ポートとを備え、
前記インペラは、中央部に設けられ、前記血液流入ポートより流入する血液流が当接可能な板状部材と、磁性体とを備え、
さらに、前記ハウジングと前記インペラの板状部材の下面部に形成されたピボット軸受機構を備えることを特徴とする遠心式血液ポンプ。
【請求項２】
前記インペラは、前記中央部の上面に設けられた開口部と、前記開口部と連通し、前記インペラの下面方向に延びる通路とを備え、前記板状部材は、前記通路を横切るように設けられている請求項１に記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項３】
前記ハウジングは、前記ハウジングの内部底面より、前記血液流入ポート方向に所定長延びる突出部を備え、前記インペラは、前記インペラの中央部の下面より前記開口部方向に所定長延び、かつ、前記ハウジングの前記突出部の進入が可能な突出部収納部を備え、さらに、前記ピボット軸受機構の一方は、前記ハウジングの前記突出部の頂点部に形成されており、前記ピボット軸受機構の他方は、前記インペラの板状部材の下面部に形成されている請求項２に記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項４】
前記インペラは、前記開口部と連通し、前記インペラの側部まで延びる複数の血液流路を有し、前記板状部材は、前記血液流路を閉塞することなく、前記通路を前記開口部側と前記突出部収納部側に区分するように、かつ、前記開口部付近に設けられている請求項２または３に記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項５】
前記ハウジングの前記血液流入ポートの中心軸の延長線上に、前記インペラの前記板状部材が位置するものとなっている請求項１ないし４のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項６】
前記ハウジングの前記突出部は、頂点部に向かってテーパー状に縮径している請求項３ないし５のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項７】
前記板状部材は、熱伝導性材料にて形成されている請求項１ないし６のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項８】
前記板状部材は、前記開口部と前記突出部収納部間の連通を阻止している請求項３ないし７のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項９】
前記ピボット軸受機構は、前記ハウジングの前記突出部の頂点部および前記インペラの前記板状部材の底面のいずれかの一方に形成された凹部からなるピボット軸受と、前記ハウジングの前記突出部の頂点部および前記インペラの前記板状部材の底面のいずれかの他方に形成され、前記凹部の形状に対応した形状を有するピボット軸とにより構成されている請求項３ないし８のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項１０】
前記ピボット軸受の前記凹部および前記ピボット軸は、略半球形状となっており、かつ両者の半径はほぼ等しいものとなっている請求項９に記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項１１】
前記ピボット軸受機構は、前記ハウジングの前記突出部の頂点部に形成された凹部からなるピボット軸受と、前記インペラの前記板状部材の底面に一体に形成され、かつ、前記凹部の形状に対応した形状のピボット軸とにより構成されている請求項３ないし１０のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項１２】
前記ピボット軸受機構は、前記インペラの前記板状部材の底面に形成された凹部からなるピボット軸受と、前記ハウジングの前記突出部の頂点部に形成され、かつ、前記凹部の形状に対応した形状のピボット軸とにより構成されている請求項３ないし１０のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項１３】
前記ピボット軸受機構は、前記ハウジングの前記突出部の頂点部に形成された凹部からなるピボット軸受と、前記インペラの前記板状部材の中央開口に装着された球状体のピボット軸とにより構成されている請求項３ないし１０のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれかに記載の遠心式血液ポンプと、前記インペラの前記磁性体を吸引するとともに該インペラを回転させるためのインペラ回転トルク発生手段とからなることを特徴とする遠心式血液ポンプ装置。
【請求項１】
ハウジングと、前記ハウジング内に回転可能に収納されたインペラとを備え、かつ、前記ハウジングの外部より前記インペラを吸引しかつ回転させるためのインペラ回転トルク発生手段による前記インペラの回転によって血液を送液する遠心式血液ポンプであって、
前記ハウジングは、中央部上方に延びる血液流入ポートと、前記ハウジングの側部に設けられた血液流出ポートとを備え、
前記インペラは、中央部に設けられ、前記血液流入ポートより流入する血液流が当接可能な板状部材と、磁性体とを備え、
さらに、前記ハウジングと前記インペラの板状部材の下面部に形成されたピボット軸受機構を備えることを特徴とする遠心式血液ポンプ。
【請求項２】
前記インペラは、前記中央部の上面に設けられた開口部と、前記開口部と連通し、前記インペラの下面方向に延びる通路とを備え、前記板状部材は、前記通路を横切るように設けられている請求項１に記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項３】
前記ハウジングは、前記ハウジングの内部底面より、前記血液流入ポート方向に所定長延びる突出部を備え、前記インペラは、前記インペラの中央部の下面より前記開口部方向に所定長延び、かつ、前記ハウジングの前記突出部の進入が可能な突出部収納部を備え、さらに、前記ピボット軸受機構の一方は、前記ハウジングの前記突出部の頂点部に形成されており、前記ピボット軸受機構の他方は、前記インペラの板状部材の下面部に形成されている請求項２に記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項４】
前記インペラは、前記開口部と連通し、前記インペラの側部まで延びる複数の血液流路を有し、前記板状部材は、前記血液流路を閉塞することなく、前記通路を前記開口部側と前記突出部収納部側に区分するように、かつ、前記開口部付近に設けられている請求項２または３に記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項５】
前記ハウジングの前記血液流入ポートの中心軸の延長線上に、前記インペラの前記板状部材が位置するものとなっている請求項１ないし４のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項６】
前記ハウジングの前記突出部は、頂点部に向かってテーパー状に縮径している請求項３ないし５のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項７】
前記板状部材は、熱伝導性材料にて形成されている請求項１ないし６のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項８】
前記板状部材は、前記開口部と前記突出部収納部間の連通を阻止している請求項３ないし７のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項９】
前記ピボット軸受機構は、前記ハウジングの前記突出部の頂点部および前記インペラの前記板状部材の底面のいずれかの一方に形成された凹部からなるピボット軸受と、前記ハウジングの前記突出部の頂点部および前記インペラの前記板状部材の底面のいずれかの他方に形成され、前記凹部の形状に対応した形状を有するピボット軸とにより構成されている請求項３ないし８のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項１０】
前記ピボット軸受の前記凹部および前記ピボット軸は、略半球形状となっており、かつ両者の半径はほぼ等しいものとなっている請求項９に記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項１１】
前記ピボット軸受機構は、前記ハウジングの前記突出部の頂点部に形成された凹部からなるピボット軸受と、前記インペラの前記板状部材の底面に一体に形成され、かつ、前記凹部の形状に対応した形状のピボット軸とにより構成されている請求項３ないし１０のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項１２】
前記ピボット軸受機構は、前記インペラの前記板状部材の底面に形成された凹部からなるピボット軸受と、前記ハウジングの前記突出部の頂点部に形成され、かつ、前記凹部の形状に対応した形状のピボット軸とにより構成されている請求項３ないし１０のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項１３】
前記ピボット軸受機構は、前記ハウジングの前記突出部の頂点部に形成された凹部からなるピボット軸受と、前記インペラの前記板状部材の中央開口に装着された球状体のピボット軸とにより構成されている請求項３ないし１０のいずれかに記載の遠心式血液ポンプ。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれかに記載の遠心式血液ポンプと、前記インペラの前記磁性体を吸引するとともに該インペラを回転させるためのインペラ回転トルク発生手段とからなることを特徴とする遠心式血液ポンプ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−５５４８５（Ｐ２０１２−５５４８５Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０１２４４（Ｐ２０１０−２０１２４４）
【出願日】平成２２年９月８日（２０１０．９．８）
【出願人】（０００１０９５４３）テルモ株式会社 (2,232)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月８日（２０１０．９．８）
【出願人】（０００１０９５４３）テルモ株式会社 (2,232)
【Ｆターム（参考）】
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