JPH03212269A

JPH03212269A - 血液回路用逆止弁

Info

Publication number: JPH03212269A
Application number: JP2007297A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Kijima; 木島　利彦
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1990-01-16
Filing date: 1990-01-16
Publication date: 1991-09-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、主として血液等の生物学的流体を搬送する流
体回路中に配設される逆止弁に関する。特に、本発明は
、弁体として球体（ボール）を用いたボール弁型逆止弁
に関する。

［従来技術］最近実用化が進んでいる補助心臓等に使用可能な血液ポ
ンプ用の逆止弁としては、はとんどの例でＢｊｏｒｋ−
８ｈｉ　ｌｅｙ弁等の弁置換術用人工弁が一般的に流用
されている。

そして、最近では、高分子製の簡易な逆止弁の開発が行
われている。このような簡易な逆止弁としては、ポリウ
レタンなどの高分子膜を用いて生体の三葉弁を模倣した
タイプ、さらには、ボール弁タイプのものが知られてい
る。

さらに、最近では、工業的に生産しやすいため、ボール
弁タイプの逆止弁の使用が検討されて来ている。

そして、このボール弁タイプの逆止弁では管路径より大
きなボールを管路中に挿入する必要があるが、そのため
の構成として、以下のものがある。

例えば、特開昭６３−２４６１７４号公報に示されてい
るように、ハウジングを２ピース構造とし、ボールを挿
入した後に接着、ネジ止め等の手段でハウジングを固定
したもの、また、特開昭６２−１５９６４８号公報に示
されているように、ハウジングを１ピースで成形し、ハ
ウジング内でボールを成形したものなどがある。

［発明が解決しようとする問題点コしかし、上記の弁置換術用人工弁は高価であり、さらに
、これら人工弁は、生体の血管に取り付けるように設計
されており、液体ポンプに用いると、弁軸固定部の血栓
形成、衝撃現象による弁体の破壊等の問題点を有してい
る。

そして、上記のポリウレタン等のエラストマーを使用し
た三葉弁では、エラストマーの劣化か生じるため、信頼
性と、耐久性に欠けるという欠点がある。

さらに、上述のハウジングを１ピースで成形し、ハウジ
ング内でボールを成形したものでは、ハウジング内での
ボールの成形に時間がかかること、またボールの成形精
度に問題があるという欠点を有している。よって、ハウ
ジングを２ピース構造とし、ボールを挿入した後に接着
、ネジ止め等の手段でハウジングを固定するものが工業
的に最も単純であり、量産性に優れているが、ハウジン
グの内側に現れる継目の部分での血栓形成という問題が
ある。特に、２つ部材を接着のみにて接合する場合は、
接合面に適切な締め付は力をかけることが難しく、ハウ
ジング内側の継目部分に隙間があきやすく、血栓形成を
増進させるという問題がある。

そこで、本発明の目的は、上記の問題点を解決し、２つ
の部材を接合することによりハウジングが形成されるた
め製造が容易で、かつ、２つの部材の接合部分での血栓
形成が少ないボール弁型の血液回路用逆止弁を提供する
ことにある。

［問題点を解決するための手段］本発明は、中央に拡径部を有する筒状ハウジングと、該
筒状ハウジングの前記拡径部内に移動可能に収納された
球体とからなる血液回路用逆止弁であって、前記筒状ハ
ウジングは、第１管状部材と、該第１管状部材と嵌合す
る第２管状部材とからなり、そして、前記第１管状部材
と該第２管状部材との接合面はそれぞれ対応したテーパ
ー面となっている血液回路用逆止弁である。

そして、前記血液回路用逆止弁は、第１のネジ部を備え
た環状部材を有し、前記第１管状部材もしくは第２管状
部材のいずれか一方には、前記環状部材が有する第１の
ネジ部と螺合する第２のネジ部を有し、該第１のネジ部
と第２のネジ部とが螺合することにより、前記第１管状
部材と第２管状部材の接合面を抑圧可能としてでいるも
のが好ましい。さらに、前記第１管状部材または前記第
２管状部材のいずれか一方は、嵌合部・に突起を有し、
前記第１管状部材または前記第２管状部材の他方は、前
記突起に対応した凹部を有していることが好ましい。

そこで、本発明の血液回路用逆止弁を図面に示した実施
例を用いて説明する。

第１図は、本発明の逆止弁の実施例の断面図であり、第
２図は、第１図のＡ−Ａ線断面図である。

この逆止弁１は、中央に拡径部８を有する筒状ハウジン
グ２と、筒状ハウジング２の拡径部８内に移動可能に収
納された球体３とからなる血液回路用逆止弁であり、筒
状ハウジング２は、第１管状部材２ａと、この第１管状
部材２ａと嵌合する第２管状部材２ｂとからなり、そし
て、第１管状部材２ａと第２管状部材２ｂとの接合面８
ｃ、３ｄはそれぞれ対応したテーパー面となっている。

そこで、図面を参照して説明する。

この実施例の逆止弁１は、第１管状部材２ａと第２管状
部材２ｂとにより形成された筒状ハウジング２と、この
ハウジング２の拡径部８の内部に収納された球体３とか
らなっている。

第１管状部材２ａは、第１図に示すように、一端に液体
流入口４を有しており、他端は、拡径部８ａとなってい
る。同様に、第２管状部材２ｂは、第１図に示すように
、一端に液体流出口５を有して、他端は拡径部８ｂとな
っている。

そして、第１管状部材２ａの液体流入口部分および第２
管状部材２ｂの液体流出口部分は、端部に向かって拡径
するテーパー状にすることが好ましく、このようにする
ことにより、ポンプチューブ、液体チューブ、カニユー
レなどとの接続部の実質的な段差を少なくすることがで
き血栓の発生を抑制できる。

そして、第１管状部材２ａと第２管状部材２ｂは、それ
らの拡径部８ａと８ｂとが嵌合することにより接合され
ている。

さらに、第１管状部材２ａの拡径部８ａと第２管状部材
２ｂの拡径部８ｂとの接合面８Ｃ１８ｄは、ともに対応
した（はぼ同角度の）テーパー面となりいる。このよう
に接合面８ｃ、　　８ｄをほぼ同角度のテーパー状に成
形することにより、第１管状部材２ａと第２管状部材２
ｂを嵌合させ、さらに押圧したとき、両者の接合面８ｃ
、　　８ｄにおいてくさび効果が生じ、通常の平行面接
合に比べ、より緊密に固定される。そして、好ましくは
、第１管状部材２ａと第２管状部材２ｂとの接合部分の
拡大断面図である第３図に示すように、第２管状部材２
ｂの凸状のテーパー面８ｄの先端部の内径ＤＩは、第１
管状部材２ａの凹状のテーパー面８Ｃの内径Ｄ２と同じ
あるいは若干小さく成形されていること（ＤＩ≧Ｄ２）
が好ましく、このようにすることにより、拡径部８の内
部に微少な突起が形成されることがなく好ましい。つま
り、血液流（血液流入口４→血液流出口５）が直接当接
する部分が第１管状部材２ｂと第２管状部材２ｂとの接
合面に形成されないことが好ましい。さらに、第１図に
示す実施例では、第１管状部材２ｂの拡径部８ｃの内面
側端部のテーパー角度が大きく、第２管状部材２ｂの拡
径部８ｄの内面側端部のテーパー角が小さく形成されて
おり、両者を接合するとほぼ接合端が直線上になるよう
に成形されている。両者の形状は、第１図に示すものに
限られず逆にしてもよい。最も好ましくは、第１図に示
すように、第２管状部材２ａの拡径部８ｄのを鋭角なテ
ーパーを有する端部とし、上述のように、この拡径部８
ｄの端部の内径を第１管状部材２ａの拡径部８ｃの端部
の内径を等しいか若干小さくすることである。この形状
が最も血栓発生を抑制できるものと考える。

さらに、第１図に示す実施例の逆止弁１は、第１のネジ
部１６を備えた環状部材１２を有し、第１管状部材２ａ
もしくは第２管状部材２ｂいずれか一方（第１図に示す
実施例では、第１管状部材２ａ）には、環状部材１２が
有する第１のネジ部１６と螺合する第２のネジ部１７を
有し、第１のネジ部１６と第２のネジ部１７の螺合によ
り、第１管状部材２ａと第２管状部材２ｂの接合面が押
圧され、固定されている。このように構成することによ
り、第１管状部材２ａと第２管状部材２ｂの接合面８ｃ
と８ｄが、嵌合作業時に擦れ合うことがなく、よって、
内面に微少な傷が生ずることを抑制できる。

さらに、第８図および第８図のＤ−Ｄ断面図である第９
図に示すように、第１管状部材２ａまたは第２管状部材
２ｂのいずれか一方（第８図に示す実施例では、第１管
状部材２ａ）は、嵌合部に突起２０を有し、第１管状部
材２ａまたは第２管状部材２ｂの他方（第８図に示す実
施例では、第２管状部材２ｂ）は、突起２０に対応した
凹部２１を設けることが好ましく、このようにすること
により、両部材の接合作業時の相対的回転を抑制し、相
対回転による接合面の擦れ合いに起因する微少な傷の発
生を抑制する。こ０のような回り止め構造は最小限−ケ所あればよい。また
、第１管状部材２ａと第２管状部材２ｂとの固定は、第
６図および第６図のＣ−Ｃ線断面図である第７図に示す
ように、複数（例えば、６本）のボルト１０を用い、第
１管状部材２ａもしくは第２管状部材２ｂのいずれかの
拡径部３ａ、３ｂに球体３を保持させた状態で、他方管
状部材を一方の管状部材に嵌合させ、第１管状部材のフ
ランジもしくは第２管状部材のフランジのいずれかに（
第６図および第７図に示す実施例では、第２管状部材２
ｂ）軸対称の位置に複数に設けられた雌ネジ部にボルト
１０を螺合させることにより行われる。そして、第１管
状部材２ａの嵌合面８Ｃと第２管状部材の嵌合面８ｄは
、はぼ対応した同角度のテーパー状に成形されているた
め、くさび効果が生じ、通常の平行面嵌合に比べ、より
緊密に固定される。

そして、第２管状部材２ｂの上面図である第４図および
第４図のＢ−Ｂ断面図である第５図に示すように、第２
管状部材２ｂの拡径部８ｂの内面には、拡径部８ｂの開
口端部付近より液体流出口５方向に延び、拡径部８ｂの
終了端部付近に至る突出部６を有している。突出部６は
、３つ以上、好ましくは、３つ、第２管状部材２ｂの軸
方向と平行に設けられていることが好ましい。そして、
突出部６の端部６ａは、第５図に示すように、拡径部内
面と溝などを形成することなくなだらかに形成されてい
ることが好ましい。また、突出部６の他端部には、第１
図および第５図に示すように、球体３の係止部７が設け
られている。そして、第４図に示すように、突出部６は
、拡径部８ｂの内面にほぼ等間隔離間した距離に設けら
れている。さらに、突出部６の先端が規定する円（３つ
の先端が接する円）の半径は、球体３の半径より若干大
きいかほぼ等しいものとなっており、また、突出部６に
設けられた係止部７の先端が規定する円（係止部７の３
つの先端が接する円）の半径は、球体３の半径より若干
小さいものとなっている。そして、第１管状部材２ａの
拡径部８ａの体内流入口側の内面はほぼ円錐状に形成さ
れており、第１図に示すように、球体３と接触したとき
液密状態に密着可能な形状となっている。つまり、接触
部９の内面が形成する円形断面がその部分に当接する球
体３の外面（第１図において点線にて示す）形状とほぼ
合致している。これにより、液体流出口５側が陽圧とな
ったとき、球体３がこの拡径部８ａのほぼ円錐状の内面
である接触部９ａに接触した状態で密着し、液体の流通
を阻止する。

よって、球体３は、ハウジングの拡径部を拡径部の接触
部９から係止部７に当接するまで移動可能であり、ハウ
ジング２内部を開閉し、弁体として機能する。

そして、第１管状部材２ａおよび第２管状部材２ｂは、
ポリカーボネート、スチレン系樹脂（例えば、ポリスチ
レン、ＭＢＳ、ＭＳ）　、ポリオレフィン（例えば、ポ
リプロピレン、ポリエチレン）、塩化ビニル樹脂、ポリ
ウレタン、ポリウレタンエラストマー　シリコーンゴム
な３どにより形成される。

また、球体３は、断面がほぼ真円形を有する球体であり
、上述のように、拡径部８の接触部９の内径および係止
部７の規定する円の内径より大きい直径を有している。

球体３は、ポリウレタン、シリコーンゴム、ＳＢＳエラ
ストマー、ラテックスゴムなどのゴム材またはエラスト
マー、また、ポリオレフィン（例えば、ポリプロピレン
、ポリエチレン）、ポリカーボネイト、ポリスチレンな
どの合成樹脂、さらには、ジルコニア、アルミナ、シリ
カなどの無機材料などにより形成される。

好ましくは、球体３は、逆止弁が用いられる流体（例え
ば血液）の比重と同程度（液体の比重の０．７〜１．５
倍程度）とすることである。このようにすることにより
、逆止弁の設置方向により球体が浮力による影響を受け
、動作特性が著しく変化することを防止でき好ましい。

このような比重を有する球体は、目的とする比重を有す
る材料により形成する方法、また使用する材料、＝１４
− 例えば樹脂が目的とする比重より軽い場合は、比重調整
剤（例えば金属粉末）を混入させる方法、また逆に使用
する材料が比重が目的とする比重より大きい場合は、球
体を中空体に形成する方法などが考えられる。そして、
ハウジング２の拡径部８以外の部分（管路部分）の内径
は、成人用血液ポンプに使用する場合８〜２０■程度が
一般的であり、新生児用血液ポンプに使用する場合は、
３屑屑程度が一般的である。また、球体３の直径は、管
路部分の１．１〜１７倍程度が好ましい。そして、突出
部６の先端が規定する円の直径と、球体３の直径との差
は、０．１〜０，４■が好ましい。

さらに、ハウジング２の内面には、抗血栓材料をコーテ
ィングすることが好ましい。

抗血栓材料としては、セグメント化ポリウレタン、ポリ
ＨＥＭＡ、ＨＥＭＡ−スチレンブロックポリマー、ＨＥ
ＭＡ−３ｔ−ＨＥＭＡブロックコポリマー、シリコーン
などが使用できる。

また、ヘパリン等の抗血栓物質を内表面に固定してもよ
い。同様に、球体３の表面にも上記のような抗血栓材料
をコーティングあるいは固定することが好ましい。

また、第１０図および第１１図に示すように、第１管状
部材２ａまたは第２管状部材２ｂの嵌合面付近さらには
、環状部材１２に接着剤注入用の細孔１４を設けてもよ
い。この細孔１４を設けることにより、第１管状部材２
ａと第２管状部材２ｂさらには環状部材３を取り付けた
後、上記細孔１４より接着剤を注入することができ、注
入された接着剤は、ハウジング２の内面に流出すること
がない。

次に、本発明の逆止弁１を用いた血液回路について説明
する。

第１２図に示すものは、上述′の逆止弁１を内蔵するコ
ネクタ５１を遠心式血液ポンプ５２と熱交換器付人工肺
５３との間に取り付けた関心術などにに使用される体外
循環用血液回路５０であり、５６は脱血カニユーレ、５
７は送血カニユーレ、５５はポンプ制御装置、５４は流
量計プローブである。

また、第１３図に示す血液回路５０は、逆止弁一体型血
液ポンプ５２を取り付けたものであり、また、第１４図
に示す血液回路５０は、逆止弁内蔵送血カニユーレ５７
を取り付けたものであり、第１５図に示すものは、逆止
弁内蔵脱血カニユーレ５６を取り付けたものである。

上記のように、血液回路の途中に逆止弁を設けることに
より、遠心ポンプの停止時に流出口の圧力が流入口の圧
力より高くなっても逆流が生じることを防止でき、また
、特別なりランプ等の操作を行う必要がない。また、遠
心ポンプは通常定常流で使用されており、より生理的に
好ましいと考えられている拍動流を発生するためには、
回転数を２段階で周期的に変化させている。すなわち、
心臓の収縮期に相当する期間には高回転で回転させ、心
臓の拡張期に相当する期間は逆流を防止する程度の低回
転で回転させることによって、液体を周期的に送り出す
ことになる。しかし、逆流防止のために必要な回転数は
、送血部位の血圧、回路の長さ等により相７違するため、その設定が難しく、また血圧等の変化に応
じ設定を変更することが必要となり、操作がきわめて繁
雑である。しかし、遠心ポンプより下流側に逆止弁を設
けておけばこのような回転数の２段階制御は必要なく、
心臓の拡張期に相当する期間はポンプを完全に停止する
ことができるため、ポンプ制御もより簡略化することが
でき、より効率的に拍動流を得ることができる。

［発明の効果］本発明の逆止弁は、中央に拡径部を有する筒状ハウジン
グと、該筒状ハウジングの前記拡径部内に移動可能に収
納された球体とからなる血液回路用逆止弁であって、前
記筒状ハウジングは、第１管状部材と、該第１管状部材
と嵌合する第２管状部材とからなり、そして、前記第１
管状部材と該第２管状部材との接合面はそれぞれ対応し
たテーパー面となっているので、第１管状部材と第２管
状部材を嵌合させ、さらに押圧したとき、両者のテーパ
ー状の接合面におい８て（さび効果が生じ、通常の平行面接合に比べ、より緊
密に固定され、ハウジングの内面の継目に微小な間隙が
形成されることを抑制し、よって、ハウジングの内面の
継目への血液成分の侵入を防ぎ、血栓の形成を防止する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の逆止弁の一実施例の断面図、第２図
は、第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は、第１図の逆止
弁における第１管状部材と第２管状部材の接合部分の拡
大断面図、第４図は、第１図に示した逆止弁の第２管状
部材の上面図、第５図は、第４図のＢ−Ｂ線断面図、第
６図は、本発明の逆止弁の他の実施例の断面図、第７図
は、第６図のＣ−Ｃ線断面図、第８図は、本発明の逆止
弁の他の実施例の断面図、第９図は、第８図のＤ−Ｄ線
断面図、第１０図および第１１図は、本発明の逆止弁の
他の実施例の断面図第１２図ないし第１５図は、本発明
の逆止弁を用いた血液回路の具体例を示す図である。９１・・・逆止弁、　　　２・・・ハウジング、２ａ・・
・第１管状部材、２ｂ・・・第２管状部材、３・・・球
体、　　　　４・・・液体流入口、５・・・液体流出口
、６・・・突出部、７・・・係止部、　　８・・・拡径
部、８ｃ、８ｄ・・・接合面、　９・・・接触部０］区

Claims

【特許請求の範囲】

（１）中央に拡径部を有する筒状ハウジングと、該筒状
ハウジングの前記拡径部内に移動可能に収納された球体
とからなる血液回路用逆止弁であって、前記筒状ハウジ
ングは、第１管状部材と、該第１管状部材と嵌合する第
２管状部材とからなり、そして、前記第１管状部材と該
第２管状部材との接合面はそれぞれ対応したテーパー面
となっていることを特徴とする血液回路用逆止弁。
（２）前記血液回路用逆止弁は、第１のネジ部を備えた
環状部材を有し、前記第１管状部材もしくは第２管状部
材のいずれか一方には、前記環状部材が有する第１のネ
ジ部と螺合する第２のネジ部を有し、該第１のネジ部と
第２のネジ部とが螺合することにより、前記第１管状部
材と第２管状部材との接合面を押圧可としている請求項
１に記載の血液回路用逆止弁。
（３）前記第１管状部材または前記第２管状部材のいず
れか一方は、嵌合部に突起を有し、前記第１管状部材ま
たは前記第２管状部材の他方は、前記突起に対応した凹
部有している請求項１または２に記載の血液回路用逆止
弁。