JPH035820B2

JPH035820B2 -

Info

Publication number: JPH035820B2
Application number: JP57059917A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Kaneko; Yasushi Jo; Toshio Nagase
Original assignee: Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 1982-04-10
Filing date: 1982-04-10
Publication date: 1991-01-28
Also published as: JPS58177665A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は新しいタイプのカニユーレに関し、殊
に心臓手術に用いられる新しい形態のカニユーレ
に関する。従来心臓手術に際して人工心肺用のカ
ニユーレが利用されている。

本発明は従来の心臓手術手法とは異つた全く新
しい心臓手術、すなわち人工心臓又は補助人工心
臓（以下（補助）人工心臓という）用に開発され
た新しいカニユーレを提供するものである。

医学の進歩とともに人類の平均寿命は年々延び
ているが死因中の心臓病の割合は年々増加してい
る。心臓病患者のうち、重症で従来の手術方式で
は救命し難い慢性のうつ血性心疾患や急性の心筋
梗塞更には術后の低拍出量症候群の患者を救命す
る新しい治療として（補助）人工心臓の開発が進
められている。しかし、（補助）人工心臓は未だ
に上市されておらず、世界的にみても（補助）人
工心臓の研究開発を行つている数ケ所の研究機関
でこれまでにわずかの臨床例がみられるにすぎな
い。（補助）人工心臓にも種々なタイプが開発さ
れつつあるがどのタイプの（補助）人工心臓にし
ろ充分な心臓機能を（補助）人工心臓にもたせ、
その間に重症の患者の心臓手術を成功させるため
には患者自身の心臓が正常な機能を果すまで補助
を行い患者の救命の役割を果すためには従来存在
しない（補助）人工心臓用の特別のカニユーレが
開発されなければならない。たとえば（補助）人
工心臓に、従来人工心肺に用いられているカニユ
ーレを使用すればこのカニユーレは内径が細いた
めに圧損が大きく、しかも心臓の形状に対応し得
る形状でないため折角の（補助）人工心臓の機能
を充分に発揮させることが出来ないという問題が
ある。（補助）人工心臓の機能を充分に発揮する
ためにまず要求されることはカニユーレの形状で
ある。患者の心臓は狭い胸膜腔間の空間に位置
し、激しく拍動している。カニユーレは大別して
２種類ありひとつは右心房、左心房、あるいは肺
静脈あるいは大静脈より血液を脱血して（補助）
人工心臓内へ導くための脱血カニユーレであり、
今ひとつは（補助）人工心臓から肺動脈あるいは
大動脈に繋がる送血カニユーレである。これらの
カニユーレはいづれも患者の心臓の動きを制限せ
ず絶えず活動している心臓を迂回し、しかも出来
るだけ圧損を少くするために短いことが必要であ
る。そのためにカニユーレは特殊な曲り方をし、
特殊な形状をもつたものであることが要求され
る。しかもカニユーレの曲つた部分は血液の拍動
による脈動やキンキング現象（折れの現象）を生
じさせないことが必要である。

また、カニユーレの形状の適用の広さが必要で
ある。患者は大人、子供、男、女等千差万別であ
るからである。殊に心臓疾患者の心臓は心臓肥大
と一般に呼ばれる異常な肥大さがみられ、その様
相も個個人によつて異にする。これらの千差万別
の形の異常な心臓にひろく適用されるカニユーレ
は今までに存在しなかつた。しかし（補助）人工
心臓を実際に用いるためにはこのような要求を満
たしたものでなければならない。更に、心臓から
の拍出の圧力は200mmHgにも達し、しかもこの圧
は毎分60〜120回の激しい拍動であり、この急激
な圧の拍出に対してカニユーレの脈動状の膨みが
生じてはならないことが必要である。若し、カニ
ユーレが（補助）人工心臓からの血液の拍出に伴
つて、変形すればその変形によつて血液の拍動流
が吸収されてしまい（補助）人工心臓の折角の機
能を大巾に損ねてしまう。

したがつてカニユーレ全体にわたり手術の使用
時にカニユーレの血流の拍動による脈動的変形の
ないことが必要である。また、カニユーレが全長
に亘つて余りに太くなつていると治療に使用した
カニユーレが心臓を圧拍押圧し心臓の動きを制限
するために、心臓補助の機能を低下させることに
なる。したがつて（補助）人工心臓用のカニユー
レは少くとも患者の心臓に接触する部分は一定の
太さ以下に保たれることが好ましい。かつ（補
助）人工心臓との結合部側の内径も一定以上の大
きさにあることが好ましい。この部分が一定以上
の内径を有しない場合には、（補助）人工心臓か
ら拍出される血液が大動脈血管ないし肺動脈血管
に至るまでに圧損を生じて（補助）人工心臓の機
能を激減させ好ましくない。なお、手術の際にカ
ニユーレの長さを瞬時に調節出来ることが要求さ
れる。すでにのべたように患者の心臓の形は千差
万別であるからで（補助）人工心臓を用いるとき
に長さを調節出来るカニユーレでなければならな
いからである。

以上の如き要求性能が満されたカニユーレが提
供されることにより補助人工心臓がその機能を充
分に発揮出来ることになる。

本発明は以上のような要望に応えて新しく開発
されたものであつて、（補助）人工心臓用の、特
に脱血用のカニユーレとして優れたものである。
脱血カニユーレは患者の左心房から脱血して（補
助）人工心臓に導くものでありこの（補助）人工
心臓から拍出される拍動血液は上行大動脈に送血
される。上述の手術は心臓機能を補助するために
（補助）人工心臓を使用する際最も汎用されると
考えられる。すなわち（補助）人工心臓を用いる
手術法は多くの研究者によつて多くの手法術式が
開発されつつあるが、実際の手術例としては患者
の左心を補助する疾例が手術数の大部分を占める
と思われる。この場合、患者の心臓から（補助）
人工心臓への血液の導入は患者の左心房から脱血
し、（補助）人工心臓の導かれる。これには種々
の手法があるが最も心臓外科医から望まれている
手法は第２図に示す如き患者の心臓２の背面側の
肺静脈と右心房３の境界面部分からカニユーレ１
を左心房４に挿入して左心房から脱血する方法で
ある。この場合カニユーレは患者の心臓２に沿つ
て心臓の正面側まで迂回し、出来るだけ短い距離
でしかも患者の心臓の動きをさまたげないような
形状にする必要がある。

本発明はこのような要望に応えて新たに開発さ
れた特殊なカニユーレであつて、カニユーレの挿
入先端につながる先端部が10〜90Rの曲率半径で
円弧状に曲げられており、これにつづいて少くと
も１ケ所の曲折点（カニユーレの先端に遠い方か
ら第第１、第２、第３、……の曲折点という）を
有し前記先端部の円弧状の部分に隣接する曲折点
における曲率半径が、前記先端部の曲率半径より
も小さいことを特徴とするものである。これまで
にカニユーレがこのように複雑に曲がつた状形の
ものは全く存在しなかつた。すでに述べた（補
助）人工心臓がこの機能を発揮するためには患者
の心臓の動きを妨げずかつ出来るだけ短く左心房
の所望の位置に挿入されるためにはこのような複
雑な形の特殊なカニユーレが必要である。

本発明のカニユーレは曲折の方向が必ずしも同
一の平面にある必要はなく、換言すれば互いに方
向を異にした三次元に曲げられたカニユーレであ
つてよい。まずカニユーレの挿入先端から次の曲
り点（曲折点）に至るまでの先端部の曲率半径は
10〜90Rであり、これにつづく最初の曲折点にお
ける曲率半径は前記先端部の曲率半径より小さく
構成されている点に特徴がある。本発明のカニユ
ーレで重要なのは、カニユーレの先端部の右心房
を迂回する曲り具合と、右心室に沿うように設定
される曲折点における曲り具合である。右心房に
沿つて胸膜腔間の空間に配置されるためにこの先
端部の曲り方は曲率半径にして10〜90Rである必
要がある。

ここにnRとは半径ｎmmの曲率円の半径をいう。
10Rより小さいときは曲率が大きすぎて心臓を圧
迫押圧し、90Rより大きいとカニユーレ先端部に
異常な力がかかつて左心房への挿入先端がはずれ
たり、肺を圧迫することになつて好ましくない。
右心房を迂回したカニユーレは、今度は右心室に
沿つて心臓の正面にふくらんだ部分に沿つて正面
側に出されねばならず相当大きい曲率で曲げる必
要がある。通常この場合心臓の右心耳の下側で右
心室に沿うためには曲率半径が５〜30Rが好まし
く、必ず前記先端部の曲率半径よりも小さくする
必要がある。また、曲折点が２ケ所ある場合は第
１の曲折点における曲率半径は第２曲折点におけ
る曲率半径と同等でもよく、それより大きくても
よいがカニユーレ先端部の曲率半径より小さいこ
とが好ましい。曲率半径が5Rより小さいと余り
に急な曲折であるため血液がその点で平滑に流れ
ずに渦を生じて、溶血、凝血その他好ましくない
現象を生じる。又30Rより大きいとカニユーレが
大きく迂回しすぎてカニユーレの長さが不当に長
くなり血流に圧損を生じて好ましくない。すなわ
ち第１及び第２の曲折点の曲率の最も好ましい範
囲は５〜30Rであることを本発明者等は実際の
種々の心臓に適応させて確認した。

本発明において曲折点を２ケ所有する場合、第
１曲折点と第２曲折点との距離は30mm〜80mmの範
囲、第１曲折角及び第２曲折角は夫々90゜〜170゜、
好ましくは100゜〜160゜の範囲にある。ここで曲折
角とは、夫々の曲折点の前後におけるカニユーレ
の長さ方向の中心線のなす角を言う。この曲折角
が90゜より小さくても又170゜より大きくても患者
の心臓の外壁に沿つて狭い胸膜腔間の空間にカニ
ユーレを配置することが出来ない。無理に配置し
ようとすると患者の心臓を過度に圧迫したり歪を
与えたりして患者の心機能の恢復をおくらせるお
それがある。

又カニユーレの先端からカニユーレの最初の曲
折点までのカニユーレの長さは80〜250mmである
必要がある。この長さが80mmより短いと患者の心
臓を圧迫し、患者の心臓の回復をおくらせるし、
250mmより大きいと逆に肺を圧迫したりカニユー
レの先端がカニユーレの張力ではずれる懸念が出
て来る。

本発明において、カニユーレを構成する素材は
ポリウレタン又は可塑剤を含むポリ塩化ビニルが
最も望ましい。ポリウレタンとしては公知のポリ
エステル系ポリウレタン、ポリエーテル系ポリウ
レタンが汎く用いられる。

これらのポリウレタンを用いた成形物には、そ
の機械的強度を増強する為に架橋処理を行なつて
も良い。

ポリエステル系のポリウレタンは、弾性率の高
い、引裂強度の大きい、固いエラストマーを生成
するのに適しているので本発明の素材として好ま
しい。

架橋剤の割合は、全ポリウレタン成分量に対し
て0.01〜５重量％であるのが好ましい。

ポリ塩化ビニルの可塑剤としてはジオクチルフ
タレート、ジオクチルアジペートなど公知のポリ
塩化ビニルの可塑剤が広く用いられこの場合、軟
質ポリ塩化ビニルは、ポリ塩化ビニルと可塑剤組
成物よりなる、いわゆるポリ塩化ビニルペースト
から成形されても良い。

この場合、可塑剤の混合量は、ポリ塩化ビニル
に対して40〜100重量％であるのが好ましく、50
〜80重量％であるのが更に好ましい。

又、このポリ塩化ビニルは、公知の適当な安定
剤、例えば無毒性のカルシウム−亜鉛有機複合体
等を含有していても良い。ポリ塩化ビニルの重合
度は500〜2000のものを用いるのが好ましい。

本発明のカニユーレは抗血栓性を向上するため
に、血液に接触する内面に公知の抗血栓材をコー
テイングして血液適合性を向上させることが出来
る。

また、本発明のカニユーレは使用時の脈動によ
る変形や、キンキング現象（折屈現象）を防ぐた
めに金属スパイラルで補強されていることが望ま
しい。

心臓機能を補助あるいは全面的に代替する血液
ポンプを補助心臓あるいは完全心臓として機能を
充分に発揮するためには、心臓を圧ぱくしその動
きをさまたげないようにカニユーレ先端に至る、
心臓を迂回する部分は余り太くしてはならない。
適当な管径は３〜15mmであり、一方患者の心臓か
ら離れた（体外へ出た）部分は圧損を生じないた
めに太いことが好ましい。

好ましい管径は８〜25mmである。管径の太い部
分（Ａ部）と細い部分（Ｂ部）の長さの比Ａ／Ｂ
は１／１〜１／10が好ましい。第１図〜第３図に
実施例として示すように本発明のカニユーレはカ
ニユーレ先端に至る比較的細い三次元に曲げられ
た管と比較的に太い（補助）人工心臓に連結され
る側の管が内面シームレスに一体に成形されてい
る。

第１図は本発明の第１の実施例を示す。本例に
おいて、挿入先端につながる先端部は30Rの円弧
状をしており、これに続く第２曲折点における曲
率半径は10R、曲折角は127゜第１の曲折角は113゜、
この点の曲率半径は7Rである例を示す。

カニユーレを構成する素材は可塑剤を含むポリ
塩化ビニルであり、可塑剤としてジオクチルフタ
レートがポリ塩化ビニルに対して70重量％用いら
れている。三次元に曲げられた比較的細い管部の
内径は11mmでありカニユーレの挿入部には環状の
つばが設けられており挿入部の固定を容易にして
いる。形態安定性を保持し、又キンキング現象を
防ぐために金属性スパイラルがカニユーレ先端の
つば部から約２cm離れたところからカーブした管
を囲んで内設されている。カニユーレ先端からこ
の金属スパイラルで保護された部分の管の肉厚は
1.1mmであり、他端に至るスパイラルのない部分
は2.1mmでありこの部分の管の内容は１４mmであ
る。

第２図は本例を用いてサツク型の補助人工心臓
を用いて左心補助に用いられた様態を示したもの
である。

本例におけるカニユーレ先端部は右心房を迂回
するので半円状に曲げられており、右心房と右心
室の接点P₂が第２の曲折点となつている。右心
房を迂回する先端部の曲率半径は30R、第２曲折
点（P₂点）における曲率半径は10R、曲折角は
127゜、第１曲折角は113゜、第１曲折点の曲率半径
は7Rである。

又カニユーレ先端から第１曲折点までの距離は
170mm、第１曲折点（P₁）から補助心臓に至るカ
ニユーレの長さは105mmであり第１曲折点からカ
ニユーレ先端まで金属性スパイラルによつて補強
され、この部分の肉厚は1.1mm、内径は11mm、一
方第１曲折点より補助心臓に至る部分の肉厚は
2.1mm内径は14mmである。図にも示す如く、全く
支障なく好適に用いることができた。

第３図には別の実施例が示されている。本図で
は金属性のスパイラルはカニユーレ先端のつば部
まで補強されている。ａ図は側面方向からみた
図、ｂ図は正面方向からみた図、ｃ図は平面方向
からみた図である。

本図ではカニユーレ先端につながる円弧状に曲
つた部分は42R、第２曲折点P₂の曲率半径は
11R、曲折角は110゜、第１曲折点P₁の曲率半径は
15R、曲折角は126゜である。本例はポリ塩化ビニ
ルに対して80重量％のジオクチルフタレートを含
んだポリ塩化ビニルで構成されておりカニユーレ
の細い部分の長さは158mm、内径12mm、厚みは0.9
mm、太い部分の長さは70mm、内径15mm、厚みは
2.2mmである。第２図に示す如く、本例を用いた
所、何らの支障もなく好適に用いることができ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るカニユーレの斜視図であ
り、第２図は本発明に係るカニユーレを心臓手術
に際し、補助人工心臓とともに用いた状態図であ
り、第３図は本発明に係るカニユーレを三方向か
らみた全体斜視図で、ａ図は側面より、ｂ図は平
面より、ｃ図は正面より各みた図である。

Claims

【特許請求の範囲】１低下した心機能を一部もしくはすべて代償す
るために用いられる（補助）人工心臓と接続して
用いられるカニユーレであつて、心臓への挿入先
端につながる先端部が10R乃至90Rの曲率半径で
円弧状に曲げられており、該先端部につづいて少
なくとも１ケ所の曲折点を有し、前記先端部に隣
接する曲折点における曲率半径が5R乃至30Rで
あつて前記先端部の曲率半径より小さくして構成
されることを特徴とする（補助）人工心臓用カニ
ユーレ。２先端部につづいて少なくとも２ケ所の曲折点
を有して曲げられており、その形状が互いに方向
を異にした三次元の形状である特許請求の範囲第
１項に記載のカニユーレ。