(57)【要約】【課題】２つのハウジング部材によりハウジングが形成される血液ポンプであって、血液室内に露出する突合線内への血液の侵入を抑制し、突合線部分に起因する血栓形成を防止することができる血液ポンプを提供する。【解決手段】血液ポンプ１は、血液室２４を有するハウジング２と、ハウジング２の内部にて回転するインペラ７を備える。ハウジング２は、第１ハウジング側接合部３４を備える第１ハウジング部材３と、第２ハウジング側接合部４４を備える第２ハウジング部材４とからなり、第１ハウジング側接合部３４と第２ハウジング側接合部４４を接合させることにより、血液室２４内に露出する突合線２５を備える。第１ハウジング側接合部３４または第２ハウジング側接合部４４の突合線側となる部分には、水膨潤性物質３５，４５が被覆されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ハウジング部材と該第１ハウジング部材と接合される第２ハウジング部材とからなり、かつ血液流入ポート、血液流出ポートおよび前記血液流入ポートおよび前記血液流出ポートと連通する血液室を有するハウジングと、該ハウジング内部にて回転し、血液を送液するインペラを備える血液ポンプであって、前記第１ハウジング部材は、第１ハウジング側接合部を備え、前記第２ハウジング部材は、前記第１ハウジング側接合部と接合される第２ハウジング側接合部を備え、前記ハウジングは、前記第１ハウジング部材の前記第１ハウジング側接合部と前記第２ハウジング部材の前記第２ハウジング側接合部を接合させることにより、前記血液室内に露出する突合線を備え、さらに、前記第１ハウジング側接合部および／または前記第２ハウジング側接合部の少なくとも前記突合線側となる部分には、水膨潤性物質が被覆されていることを特徴とする血液ポンプ。
【請求項２】
前記水膨潤性物質は、前記第１ハウジング側接合部および／または前記第２ハウジング側接合部のほぼ全面に被覆されている請求項１に記載の血液ポンプ。
【請求項３】
前記第１ハウジング部材と前記第２ハウジング部材は、前記第１ハウジング側接合部と前記第２ハウジング側接合部とを接合させた状態にて、締結部材により固定されている請求項１または２に記載の血液ポンプ。
【請求項４】
前記水膨潤性物質が、ヒドロゲルである請求項１ないし３のいずれかに記載の血液ポンプ。
【請求項５】
前記水膨潤性物質が、（メタ）アクリル酸系、ポリビニルアルコール系、（メタ）アクリルアミド系、ポリアルキレンオキサイド系、ポリアルキレンイミン系、デンプン系、セルロース系よりなる群から選ばれた少なくとも１種の水膨潤性高分子化合物である請求項１ないし３のいずれかに記載の血液ポンプ。
【請求項６】
前記水膨潤性物質が、アクリレート系のデンプングラフト化物、部分的にけん化したポリビニルアルコール、ポリアクリル酸塩、アクリル酸−ビニルアルコール重合体、ポリエチレンオキサイド、セルロース系重合体、架橋型Ｎ−ビニルカルボン酸アミド樹脂、ポリエチレンオキシド系重合体、アルファー化デンプン、デンプン・アクリル酸ナトリウムグラフト共重合体、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体、変性アクリル系架橋重合体、ポリアクリルアミド ／アクリル酸混合物からなるヒドロゲルよりなる群から選ばれた少なくとも１種の水膨潤性高分子化合物である請求項１ないし３のいずれかに記載の血液ポンプ。
【請求項７】
前記血液ポンプは、前記インペラが、前記ハウジング内面に対して非接触状態にて回転し、血液を送液するものである請求項１ないし６のいずれかに記載の血液ポンプ。
【請求項８】
前記血液ポンプは、前記インペラを前記ハウジング外より吸引しかつ回転させるためのインペラ回転トルク発生部と、前記インペラの前記ハウジング内での非接触状態での回転を可能とする非接触式軸受機構とを備えるものである請求項１ないし７のいずれかに記載の血液ポンプ。
【請求項９】
前記非接触軸受機構は、前記インペラを前記インペラ回転トルク発生部の吸引方向と反対側に吸引する磁性体もしくは電磁石により構成されている請求項８に記載の血液ポンプ。
【請求項１０】
前記非接触軸受機構は、前記インペラ回転トルク発生部側の前記ハウジング内面もしくは前記インペラの前記インペラ回転トルク発生部側の表面に設けられた動圧溝により構成されている請求項８に記載の血液ポンプ。
【請求項１１】
前記インペラ回転トルク発生部は、前記インペラを吸引するための磁石を備えるロータと、該ロータを回転させるモータとを備えるものである請求項８ないし１０のいずれかに記載の血液ポンプ。
【請求項１２】
前記インペラ回転トルク発生部は、前記インペラを吸引するとともに該インペラを回転させるために円周上に配置された複数のステータコイルを備えるものである請求項８ないし１０のいずれかに記載の血液ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
人工心臓に用いられる遠心ポンプやペースメーカーなど長期間体内に埋め込む医療器具においては、機器内部の機械部品、電子回路、それらと接続されるケーブル等を湿気や水分から保護し、また、機器内部の気体もしくは液体が外部へ漏出することを防止する必要がある。そこで、機器の接合面等を吸水性あるいはガス透過性の低いプラスチック材料を用いてシールして密封することが行われている。また、機器を密封するため、埋込型医療器具を、ハウジングごとシリコン樹脂等でモールドするなどの方法が採られている。
【０００３】
しかし、プラスチック材料は、生体内のような多湿環境下において、わずかながらガス透過性、吸湿性を有しているため、長期間機器内部の部品等を湿気から守り、また、ハウジング内の気体等の生体への漏出を防止することは困難である。さらに、プラスチック材料は、長期間体内に埋め込んでおくと劣化して、上記漏出等を生ずるおそれがある。
このため、長期的使用を目的とする医療器具のハウジングは金属に形成されたものが多い。しかし、ハウジングを金属により形成すると、ハウジングを組み立てるときに溶接を行うことが必要となる。この溶接時の加熱によりハウジングに歪みが生じることがある。また、接着剤による組み立ても可能であるが、接着剤の溶出ならびに劣化の問題がある。
そこで、本願出願人は、特開２００３−１３５５９２号公報（特許文献１）および特開２００２−３０６５９１（特許文献２）に示すように、２つの金属製のハウジング組立部材を組み立てることによりハウジングを形成する医療器具において、溶接ならびに接着剤を利用することなく組み立て部を確実に液密かつ気密にシールした液体ポンプを提供している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３５５９２号公報
【特許文献２】特開２００２−３０６５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のものも十分な効果を奏するが、血液室内に露出する突合線部分に隙間が生じ、血液が侵入する可能性があり、血栓形成の可能性が否定できない。
そこで、本発明は、２つのハウジング部材によりハウジングが形成される血液ポンプであって、血液室内に露出する突合線内への血液の侵入を抑制し、突合線部分に起因する血栓形成を防止することができる血液ポンプを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するものは、以下のものである。
（１）  第１ハウジング部材と該第１ハウジング部材と接合される第２ハウジング部材とからなり、かつ血液流入ポート、血液流出ポートおよび前記血液流入ポートおよび前記血液流出ポートと連通する血液室を有するハウジングと、該ハウジング内部にて回転し、血液を送液するインペラを備える血液ポンプであって、前記第１ハウジング部材は、第１ハウジング側接合部を備え、前記第２ハウジング部材は、前記第１ハウジング側接合部と接合される第２ハウジング側接合部を備え、前記ハウジングは、前記第１ハウジング部材の前記第１ハウジング側接合部と前記第２ハウジング部材の前記第２ハウジング側接合部を接合させることにより、前記血液室内に露出する突合線を備え、さらに、前記第１ハウジング側接合部および／または前記第２ハウジング側接合部の少なくとも前記突合線側となる部分には、水膨潤性物質が被覆されている血液ポンプ。
【０００７】
（２）  前記水膨潤性物質は、前記第１ハウジング側接合部および／または前記第２ハウジング側接合部のほぼ全面に被覆されている上記（１）に記載の血液ポンプ。
（３）  前記第１ハウジング部材と前記第２ハウジング部材は、前記第１ハウジング側接合部と前記第２ハウジング側接合部とを接合させた状態にて、締結部材により固定されている上記（１）または（２）に記載の血液ポンプ。
【０００８】
（４）  前記水膨潤性物質が、ヒドロゲルである上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の血液ポンプ。
（５）  前記水膨潤性物質が、（メタ）アクリル酸系、ポリビニルアルコール系、（メタ）アクリルアミド系、ポリアルキレンオキサイド系、ポリアルキレンイミン系、デンプン系、セルロース系よりなる群から選ばれた少なくとも１種の水膨潤性高分子化合物である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の血液ポンプ。
（６）  前記水膨潤性物質が、アクリレート系のデンプングラフト化物、部分的にけん化したポリビニルアルコール、ポリアクリル酸塩、アクリル酸−ビニルアルコール重合体、ポリエチレンオキサイド、セルロース系重合体、架橋型Ｎ−ビニルカルボン酸アミド樹脂、ポリエチレンオキシド系重合体、アルファー化デンプン、デンプン・アクリル酸ナトリウムグラフト共重合体、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体、変性アクリル系架橋重合体、ポリアクリルアミド ／アクリル酸混合物からなるヒドロゲルよりなる群から選ばれた少なくとも１種の水膨潤性高分子化合物である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の血液ポンプ。
【０００９】
（７）  前記血液ポンプは、前記インペラが、前記ハウジング内面に対して非接触状態にて回転し、血液を送液するものである上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の血液ポンプ。
（８）  前記血液ポンプは、前記インペラを前記ハウジング外より吸引しかつ回転させるためのインペラ回転トルク発生部と、前記インペラの前記ハウジング内での非接触状態での回転を可能とする非接触式軸受機構とを備えるものである上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の血液ポンプ。
【００１０】
（９）  前記非接触軸受機構は、前記インペラを前記インペラ回転トルク発生部の吸引方向と反対側に吸引する磁性体もしくは電磁石により構成されている上記（８）に記載の血液ポンプ。
（１０）  前記非接触軸受機構は、前記インペラ回転トルク発生部側の前記ハウジング内面もしくは前記インペラの前記インペラ回転トルク発生部側の表面に設けられた動圧溝により構成されている上記（８）に記載の血液ポンプ。
（１１）  前記インペラ回転トルク発生部は、前記インペラを吸引するための磁石を備えるロータと、該ロータを回転させるモータとを備えるものである上記（８）ないし（１０）のいずれかに記載の血液ポンプ。
（１２）  前記インペラ回転トルク発生部は、前記インペラを吸引するとともに該インペラを回転させるために円周上に配置された複数のステータコイルを備えるものである上記（８）ないし（１０）のいずれかに記載の血液ポンプ。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の血液ポンプは、第１ハウジング部材と該第１ハウジング部材と接合される第２ハウジング部材とからなり、かつ血液流入ポート、血液流出ポートおよび前記血液流入ポートおよび前記血液流出ポートと連通する血液室を有するハウジングと、該ハウジング内部にて回転し、血液を送液するインペラを備える血液ポンプであって、前記第１ハウジング部材は、第１ハウジング側接合部を備え、前記第２ハウジング部材は、前記第１ハウジング側接合部と接合される第２ハウジング側接合部を備え、前記ハウジングは、前記第１ハウジング部材の前記第１ハウジング側接合部と前記第２ハウジング部材の前記第２ハウジング側接合部を接合させることにより、前記血液室内に露出する突合線を備え、さらに、前記第１ハウジング側接合部および／または前記第２ハウジング側接合部の少なくとも前記突合線側となる部分には、水膨潤性物質が被覆されている。
【００１２】
このため、第１ハウジング部材と第２ハウジング部材との接合部により形成され、かつ血液室内に露出する突合線部分に隙間が仮に生じたとしても、その隙間に血液もしくはプライミング時のプライミング液が侵入することにより、その隙間に存在する水膨潤性物質が膨潤し、膨潤した水膨潤性物質により、隙間が補綴され、それ以上の液体の侵入を阻止する。このため、突合線部分に起因する血栓の発生を防止し、また、水と接触することにより膨潤した水膨潤性物質は、第１ハウジング側接合部と前記第２ハウジング側接合部間により押圧された状態となり、その離脱は極めて少ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
本発明の血液ポンプ１は、第１ハウジング部材３と第１ハウジング部材３と接合される第２ハウジング部材４とからなり、かつ血液流入ポート５、血液流出ポート６および血液流入ポート５および血液流出ポート６と連通する血液室２４を有するハウジング２と、ハウジング２の内部にて回転し、血液を送液するインペラ７を備える。第１ハウジング部材３は、第１ハウジング側接合部３４を備え、第２ハウジング部材４は、第１ハウジング側接合部３４と接合される第２ハウジング側接合部４４を備え、ハウジング２は、第１ハウジング部材３の第１ハウジング側接合部３４と第２ハウジング部材４の第２ハウジング側接合部４４を接合させることにより、血液室２４内に露出する突合線２５を備える。さらに、第１ハウジング側接合部３４および／または第２ハウジング側接合部４４の少なくとも突合線側となる部分には、水膨潤性物質３５，４５が被覆されている。
【００１４】
図１は、本発明の血液ポンプを遠心式血液ポンプに応用した実施例の正面図である。図２は、図１に示した血液ポンプの平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。図４は、図１の血液ポンプより、第１のハウジング部材を取り外した状態の平面図である。図５は、図１に示した血液ポンプの第１のハウジング部材の底面図である。図６は、図１に示した血液ポンプの第２のハウジング部材の平面図である。図７は、図１に示した血液ポンプのインペラの平面図である。
【００１５】
この実施例の血液ポンプ１は、ハウジング２と、ハウジング２内にて回転するインペラ７とからなる。また、ハウジング２は、第１のハウジング部材３と第２のハウジング部材４を備える。
ハウジング２は、図１ないし図６に示すように、内部に空間を有する円盤状に形成されており、第１ハウジング部材３と第２ハウジング部材４とからなる。
第１ハウジング部材３の上部には、血液流入ポート５がほぼ中央より垂直方向上方に突出するように設けられている。第１ハウジング部材３および第２ハウジング部材４の側面には、図１ないし図６に示すように、血液流出ポート６が側面の接線方向に突出するように設けられている。また、第１ハウジング部材３と第２ハウジング部材４を組み合わせることによりハウジング２が形成されるとともに、ハウジング２内には、血液流入ポート５と血液流出ポート６とを連通する血液室２４が形成されている。そして、血液室２４内には、インペラ７が収容されている。また、第１ハウジング部材３と第２ハウジング部材４を組み合わせることにより、突合線２５が形成される。
【００１６】
第１ハウジング部材３は、第２ハウジング部材４と組み合わされる部分に、図１ないし図３および図５に示すように、第１ハウジング部材３の底部周縁部を取り囲みかつ外方に突出した第１ハウジング側接合部３４を備えている。第１ハウジング側接合部３４は、フランジ状となっているとともに、その底面は平坦面となっている。また、第１ハウジング部材３は、血液流入ポートを備える第１ハウジング部材本体３１とこの本体３１を被包するドーナツ状のカバー部材３３により構成されている。
第２ハウジング部材４は、第１ハウジング部材３と組み合わされる部分に、図１ないし図４および図６に示すように、第２ハウジング部材４の上部周縁部を取り囲みかつ外方に突出した第２ハウジング側接合部４４を備えている。第２ハウジング側接合部４４は、フランジ状となっているとともに、その上面は平坦面となっている。また、第２ハウジング部材４は、第２ハウジング部材本体４１とこの本体４１の底部を被包するカバー部材４３により構成されている。
【００１７】
そして、第１ハウジング側接合部３４と第２ハウジング側接合部４４が面接触するように、第１ハウジング部材３と第２ハウジング部材４とを組み合わせることにより、血液室内に露出する突合線２５が形成される。また、第１ハウジング側接合部３４または第２ハウジング側接合部４４の少なくとも突合線側となる部分には、水膨潤性物質３５，４５が被覆されている。この実施例の血液ポンプ１では、第１ハウジング側接合部３４の接合面のほぼ全体に水膨潤性物質３５が被覆されており、第２ハウジング側接合部４４の接合面のほぼ全体に水膨潤性物質４５が被覆されている。なお、水膨潤性物質は、第１ハウジング側接合部３４または第２ハウジング側接合部４４の一方の接合面のみに被覆するものであってもよく、また、接合部の全体ではなく、突合線側となる部分にのみ設け、接合部の外縁部となる部分には、被覆しないものであってもよい。
【００１８】
また、第２ハウジング部材４は、側面にケーブル用ポート６６を備えている。具体的には、図１、図２および図４に示すように、第２ハウジング部材本体４１の底部を被包するカバー部材４３の側面に、ケーブル用ポート６６が形成されている。そして、後述するインペラ回転トルク発生部１３（具体的には、モータ６４）に接続されたコードは外層に補強体が巻き付けられるなどによりケーブル６５を形成し、ケーブル６５は、ケーブル用ポート６６より外部に延出している。
【００１９】
水膨潤性物質としては、水膨潤性物質が、（メタ）アクリル酸系、ポリビニルアルコール系、（メタ）アクリルアミド系、ポリアルキレンオキサイド系、ポリアルキレンイミン系、デンプン系、セルロース系よりなる群から選ばれた少なくとも１種の水膨潤性高分子化合物が好適に使用できる。
また、水膨潤性物質としては、アクリレート系のデンプングラフト化物、部分的にけん化したポリビニルアルコール、ポリアクリル酸塩、アクリル酸−ビニルアルコール重合体、ポリエチレンオキサイド、セルロース系重合体、架橋型Ｎ−ビニルカルボン酸アミド樹脂、ポリエチレンオキシド系重合体、アルファー化デンプン、デンプン・アクリル酸ナトリウムグラフト共重合体、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体、変性アクリル系架橋重合体よりなる群から選ばれた少なくとも１種の水膨潤性高分子化合物も好適に使用できる。
【００２０】
また、水膨潤性物質としては、いわゆるヒドロゲル（ｈｙｄｒｏｇｅｌ）が好ましい。ヒドロゲルは、水もしくは他の水性流体を吸収し得ると共にポリマ・マトリクスの溶解を蒙らずに膨潤し得るポリマ材料を指す。典型的には、ヒドロゲルが膨潤するにつれ、そのポリマ・マトリクス内の細孔のサイズは増大する。ヒドロゲルとしては、ポリアクリルアミド／アクリル酸の混合物が好適である。
具体的には、ヒドロゲルの好ましい処方としては、単量体溶液は、エチレン性不飽和単量体、エチレン性不飽和架橋剤、ポロシゲン及び溶媒からなる。選択される単量体の少なくとも一部分、好ましくは１０％〜５０％、より好ましくは１０％〜３０％がｐＨ感受性であることが好ましい。好ましいｐＨ感受性単量体はアクリル酸である。また、メタクリル酸及び両方の酸の誘導体もｐＨ感受性を与える。これらの酸で製造されたヒドロゲルの機械的性質は比較的貧弱であり、追加の機械的性質を与えるための単量体を選択することが好ましい。機械的性質を与えるための好ましい単量体はアクリルアミドであり、このものを上記のｐＨ感受性単量体の１種以上と併用して追加の圧縮強度その他の機械的性質を与えることができる。該単量体の溶媒中での好ましい濃度は、２０％（ｗ／ｗ）〜３０％（ｗ／ｗ）の範囲にある。架橋剤としては、任意の多官能性のエチレン性不飽和化合物、好ましくはＮ，Ｎ'−メチレンビスアクリルアミドが好ましい。ヒドロゲル材料の生体分解性を望む場合には、生体分解性架橋剤を選択することが好ましい。溶媒中の架橋剤濃度は、約１％（ｗ／ｗ）以下が好ましく、特に、約０．１％（ｗ／ｗ）以下であることが好ましい。
【００２１】
そして、第１ハウジング側接合部３４および第２ハウジング側接合部４４の当接面は、ハウジング２の中心軸に対して垂直に形成されているとともに、重ね合わせた時に、適合する対照形態となっている。
そして、第１ハウジング部材３と第２ハウジング部材４は、第１ハウジング側接合部３４と第２ハウジング側接合部４４とを接合させた状態にて、締結部材９により固定されている。具体的には、第１ハウジング側接合部３４および第２ハウジング側接合部４４には、第１ハウジング部材３と第２ハウジング部材４とを固定するための締結部材９を取り付けるためのねじ穴が形成されている。ねじ穴は、複数設けられており、特に、ハウジングの中心軸に対してほぼ等角度となるように設けられる。また、血液流出ポート付近にも、ねじ穴が形成され、このねじ穴に締結部材９が取り付けられている。
【００２２】
第１ハウジング部材３および第２ハウジング部材４の構成材料としては、金属が用いられる。特に、生体適合性を有する金属が好適である。生体適合性金属としては、例えば、チタン、チタン合金、ステンレス等が好ましい。
さらに、この実施例の遠心式血液ポンプ１では、第１ハウジング部材３および第２ハウジング部材４は、血液流出ポート６に向かう血液流を２分するための仕切部３７，４７を備えている。そして、この仕切部３７と仕切部４７の接触面の両者もしくは片方には、上述した水膨潤性物質が被覆されている。
【００２３】
そして、この実施例の血液ポンプ１は、インペラ７が、ハウジング２の内面に対して非接触状態にて回転し、血液を送液するポンプ部１２を備えるタイプのものとなっている。このため、血液ポンプ１は、インペラ７をハウジング外より吸引しかつ回転させるためのインペラ回転トルク発生部１３と、インペラ７のハウジング２内での非接触状態での回転を可能とする非接触式軸受機構１４とを備えるものとなっている。
特に、この血液ポンプ１では、非接触軸受機構１４が、インペラ７に設けられた第１の磁性体７９と、第１の磁性体７９をインペラ回転トルク発生部１３の吸引方向と反対側に吸引する磁性体もしくは電磁石（この実施例では、永久磁石５１）と、インペラ回転トルク発生部側のハウジング内面もしくはインペラのインペラ回転トルク発生部側の表面に設けられた動圧溝３８により構成されているタイプのものとなっている。
【００２４】
具体的には、遠心式血液ポンプ１は、インペラ回転トルク発生部１３は、インペラ７の第２の磁性体７５を吸引するための磁石６３を備えるロータ６１と、ロータ６１を回転させるモータ６４を備えている。また、遠心ポンプ部内において、インペラ７に対するインペラ回転トルク発生部１３の磁力発生源による吸引力と永久磁石５１による吸引力の合力が、ハウジング２内のインペラ７の可動範囲の中央付近にて釣り合うものとなっている。
このため、第２ハウジング部材４には、図３および図６に示すように、ロータ６１側となるハウジング内面４６に設けられた動圧溝４８を備えている。そして、インペラ７は、所定以上の回転数にて回転することにより発生する動圧溝４８とインペラ７間に形成される動圧軸受効果により、非接触状態にて回転する。
【００２５】
動圧溝４８は、図６に示すように、インペラ７の底面（ロータ側面）に対応する大きさに形成されている。この実施例のポンプ１では、動圧溝４８は、第２ハウジング部材４の底面４６の中心より若干離間した円形部分の周縁（円周）上に一端を有し、渦状に（言い換えれば、湾曲して）底面４６の外縁付近まで、幅が徐々に広がるように延びている。また、動圧溝４８は複数個設けられており、それぞれの動圧溝４８はほぼ同じ形状であり、かつほぼ同じ間隔に配置されている。動圧溝４８は、凹部であり、深さとしては、０．００５〜０．４ｍｍ程度が好適である。動圧溝としては、６〜３６個程度設けることが好ましい。この実施例では、１２個の動圧溝がインペラの中心軸に対して等角度に配置されている。この実施例のポンプにおける動圧溝３８は、いわゆる内向スパイラル溝形状となっており、インペラが反時計方向に回転することにより、この動圧溝の作用による流体のポンピングは、溝部の外径から内径に向け圧力が高められるために、インペラ７とこの動圧溝を形成しているハウジング２間に反発力が得られ、これが動圧力となる。
なお、動圧溝は、ハウジング側ではなくインペラ７のロータ側の面に設けてもよい。この場合も上述した動圧溝と同様の構成とすることが好ましい。
【００２６】
そして、この血液ポンプ１では、さらに、永久磁石５１側となる第１ハウジング部材の内側上面３６にも動圧溝３８を設けることが好ましい。具体的には、図５に図示すように、インペラ７の上面に対応する大きさに形成されている。この実施例のポンプ１では、第１ハウジング部材３の内側上面３６の中心より若干離間した円形部分の周縁（円周）上に一端を有し、渦状に（言い換えれば、湾曲して）上面３６の外縁付近まで、幅が徐々に広がるように延びている。また、動圧溝３８は複数個設けられており、それぞれの動圧溝３８はほぼ同じ形状であり、かつほぼ同じ間隔に配置されている。動圧溝３８は、凹部であり、深さとしては、０．００５〜０．４ｍｍ程度が好適である。動圧溝としては、６〜３６個程度設けることが好ましい。この実施例では、１２個の動圧溝がインペラの中心軸に対して等角度に配置されている。
【００２７】
そして、血液ポンプ１のハウジング２内に形成された血液室２４内には、中央に貫通口を有する円板状のインペラ７が収納されている。インペラ７は、下面を形成するドーナツ板状部材（下部シュラウド）７７と、上面を形成する中央が開口したドーナツ板状部材（上部シュラウド）７８と、両者間に形成された複数（例えば、７つ）のベーン７１を有する。そして、下部シュラウドと上部シュラウドの間には、隣り合うベーン７１で仕切られた複数（例えば、７つ）の血液通路２６が形成されている。血液通路は、図４に示すように、インペラ７の中央開口と連通し、インペラ７の中央開口を始端とし、外周縁まで徐々に幅が広がるように延びている。言い換えれば、隣り合う血液通路間にベーンが形成されている。なお、この実施例では、それぞれの血液通路およびそれぞれのベーン形成部は、等角度間隔にかつほぼ同じ形状に設けられている。
そして、シュラウドとベーンとの接合部にも上述した水膨潤性物質が被覆されていることが好ましい。具体的には、上部シュラウド７８とベーン７１との接合部および下部シュラウド７７とベーン７１との接合部に、水膨潤性物質が被覆されていることが好ましい。
【００２８】
また、インペラ７には、複数の磁性体７５（永久磁石、従動マグネット）が埋設されている。埋設された磁性体７５（永久磁石）は、インペラ回転トルク発生部１３のロータ６１に設けられた永久磁石６３によりインペラ７を血液流入ポート５と反対側に吸引し、かつ回転トルクをインペラ回転トルク発生部より伝達可能にするために設けられている。また、インペラ７は、上部シュラウドそのものもしくは上部シュラウド内に設けられた磁性部材７９を備える。磁性部材７９は、磁石５１によりインペラ７を血液流入ポート５側に吸引するために設けられている。
インペラ回転トルク発生部１３は、第２ハウジング部材４内に収納されたロータ６１とロータ６１を回転させるためのモータ６４（内部構造を省略する）からなる。ロータ６１は、ポンプ部１２側の面に設けられた複数の永久磁石６３を備えている。
【００２９】
また、本発明の血液ポンプとしては、上述したようなタイプのものに限定されるものではない。
例えば、図８ないし図１０に示すようなタイプの血液ポンプ１０であってもよい。
図８は、本発明の血液ポンプを遠心式血液ポンプに応用した他の実施例の正面図である。図９は、図８に示した血液ポンプの平面図である。図１０は、図９のＣ−Ｃ線断面図である。
この実施例の血液ポンプ１０と上述した血液ポンプ１との相違は、非接触式軸受機構のみである。
【００３０】
この血液ポンプ１０では、非接触式軸受機構（インペラ位置制御部）１４は、図９および図１０に示すように、インペラ７の磁性部材７９を吸引するための固定された複数の電磁石５２と、インペラ７の磁性部材７９の位置を検出するための位置センサ５３を備えている。具体的には、インペラ位置制御部１４は、第１ハウジング部材内に収納された複数の電磁石５２と、複数の位置センサ５３を有する。インペラ位置制御部の複数（３つ）の電磁石５２および複数（３つ）の位置センサ５３は、それぞれ等角度間隔に設けられており、電磁石５２と位置センサ５３も等角度間隔に設けられている。電磁石５２は、鉄心とコイルからなる。電磁石５２は、この実施例では、３個設けられている。電磁石５２は、３個以上、例えば、４つでもよい。３個以上設け、これらの電磁力を位置センサ５３の検知結果を用いて調整することにより、インペラ７の回転軸（ｚ軸）方向の力を釣り合わせ、かつ回転軸（ｚ軸）に直交するｘ軸およびｙ軸まわりのモーメントを制御することができる。
位置センサ５３は、電磁石５２と磁性部材７９との隙間の間隔を検知し、この検知出力は、電磁石５２のコイルに与えられる電流もしくは電圧を制御する制御機構（図示せず）の制御部に送られる。
【００３１】
そして、この実施例の血液ポンプ１０においても、第２ハウジング部材４は、側面にケーブル用ポート６６を備えている。具体的には、図８および図９に示すように、第２ハウジング部材本体４１の底部を被包するカバー部材４３の側面に、ケーブル用ポート６６が形成されている。そして、インペラ回転トルク発生部１３（具体的には、モータ６４）および上述した電磁石に接続されたコードは束ねられるととともに、外層に補強体が巻き付けられるなどによりケーブル６５を形成し、ケーブル６５は、ケーブル用ポート６６より外部に延出している。なお、ケーブル用ポート６６は、第１ハウジング部材３に設けてもよい。
【００３２】
また、上述したすべての実施例の血液ポンプにおいて、インペラ回転トルク発生部１３は、図１１ないし図１３に示す血液ポンプが備えるタイプのものであってもよい。
図１１は、本発明の血液ポンプを遠心式血液ポンプに応用した他の実施例の正面図である。図１２は、図１１に示した血液ポンプの断面図である。図１３は、図１１に示した血液ポンプの底面図である。
この血液ポンプ２０では、インペラ回転トルク発生部１３は、図１２および図１３に示すように、第２ハウジング部材４内に収納され、通電時にインペラ７の磁性体７５をインペラ７の一方の面側より吸引し、かつ回転させるために円状に配置された複数のステータコイル９１を備えるステータコイル式モータにより構成されている。
【００３３】
ステータコイル９１は、円周上にほぼその円周の中心軸に対して等角度となるように複数配置されている。具体的には、６個のステータコイルが用いられている。また、ステータコイルとしては、多層巻きのステータコイルが用いられる。各ステータコイル９１に流れる電流の方向を切り換えることにより、回転磁界が発生し、この回転磁界により、インペラは吸引されるとともに回転する。
そして、図１３に示すように、インペラ７には、複数（例えば、６〜１２個）の磁性体７５（永久磁石、従動マグネット）が埋設されている。インペラに埋設された磁性体７５（永久磁石）は、インペラ回転トルク発生部１３のステータコイル９１により血液流入ポート５と反対側に吸引され、ステータコイル９１の作動とカップリングするとともに回転トルクをインペラに伝達する。
【００３４】
そして、この実施例の血液ポンプ２０においても、第２ハウジング部材４は、側面にケーブル用ポート６６を備えている。具体的には、図１１および図１３に示すように、第２ハウジング部材本体４１の底部を被包するカバー部材４３の側面に、ケーブル用ポート６６が形成されている。そして、インペラ回転トルク発生部１３（具体的には、複数のステータコイル９１）に接続されたコードは束ねられるととともに、外層に補強体が巻き付けられるなどによりケーブル６５を形成し、ケーブル６５は、ケーブル用ポート６５より外部に延出している。
【００３５】
また、本発明の血液ポンプとしては、上述したようなインペラ非接触タイプのものに限定されるものではない。
例えば、図１４ないし図１７に示すようなタイプの血液ポンプ３０であってもよい。
図１４は、本発明の血液ポンプを体外循環用遠心式血液ポンプに応用した実施例の正面図である。図１５は、図１４に示した血液ポンプの平面図である。図１６は、図１４に示した血液ポンプの断面図である。図１７は、図１４の血液ポンプより、第１のハウジング部材を取り外した状態の平面図である。図１８は、図１４に示した血液ポンプの第１のハウジング部材の底面図である。
【００３６】
この血液ポンプ３０は、ハウジング２と、このハウジング２内にて回転可能に収納されたインペラ７を備える。ハウジング２は、中央より上方に突出する血液流入ポート５と下部に配置されるとともに接線方向に延びる血液流出ポート６とを有する第１ハウジング部材３と、インペラ７を回転可能に軸支する第２ハウジング部材４とからなる。そして、第２ハウジング部材の底面には、ポンプ駆動部（図示せず）との装着用突出部９５を備えている。インペラ７は、ボールベアリング９３によりシャフト９４に回転可能に軸支されており、かつ、シール部材により、インペラ７はシャフト９４に対して液密状態で回転する。インペラ７の上面は円錐状となっており、さらに、インペラ７には、インペラ７のほぼ中央より外周方向に延びる複数の血液誘導路７６が形成されている。血液流入ポートより流入した血液は、インペラ７の頂点部分にて分散された後、インペラ７の回転により遠心力が与えられて、血液誘導路７６内を流れ、インペラ７の側面とハウジング２の側面間を経て、血液流出ポート６より流出する。インペラ７の内部には、インペラ７に外部より回転力を伝達するための磁性部材（具体的には、永久磁石）７５が複数設けられている。
【００３７】
そして、この血液ポンプ３０においても、第１ハウジング側接合部３４と第２ハウジング側接合部４４が面接触するように、第１ハウジング部材３と第２ハウジング部材４とを組み合わせることにより、血液室内に露出する突合線２５が形成される。また、第１ハウジング側接合部３４または第２ハウジング側接合部４４の少なくとも突合線側となる部分には、図１７および図１８に示すように、水膨潤性物質３５，４５が被覆されている。この実施例の血液ポンプ３０では、第１ハウジング側接合部３４のほぼ全体に水膨潤性物質３５が被覆されており、第２ハウジング側接合部４４のほぼ全体に水膨潤性物質４５が被覆されている。なお、水膨潤性物質は、第１ハウジング側接合部３４または第２ハウジング側接合部４４の一方のみに被覆するものであってもよく、また、接合部の全体ではなく、突合線側となる部分にのみ設け、接合部の外縁部となる部分には、被覆しないものであってもよい。
【００３８】
そして、この血液ポンプは、使用時に、遠心ポンプ駆動部（図示せず）が装着される。駆動部は、通常、モータと、このモータの回転軸に固定された回転部材（例えば、回転板）と、この回転板に取り付けられた永久磁石を備える。永久磁石は、インペラ７に設けられた磁性部材７５に対応する位置に設けられる。このため、駆動部の回転板は遠心ポンプのインペラにハウジングを介して磁気的吸引力により接続される。そして、モータが回転することにより、回転板が回転し、回転板の回転につられてインペラ７も回転する。モータとしては、ＡＣモータ、ＤＣモータなどいずれでもよいが、可変速モータが好適である。さらに、流量の制御が容易なものが好ましく、例えば、ＡＣモータであるステッピングモータが好適である。
【００３９】
また、上述したすべての実施例の血液ポンプにおいて、図１９に示す実施例の血液ポンプ１００のように、血液流入ポート５に、ダクト８１が接続されていてもよい。図１９は、本発明の血液ポンプを遠心式血液ポンプに応用した他の実施例の縦断面図（垂直断面図）である。
血液流入ポート５とダクト８１の間には、血液流路内に露出する突合線８４が形成されている。そして、血液流入ポート５の端面および／またはダクト８１の端面の少なくとも突合線８４側となる部分には、水膨潤性物質が被覆されている。この実施例の血液ポンプ１００では、血液流入ポート５の端面のほぼ全体に水膨潤性物質が被覆されており、ダクト８１の端面のほぼ全体にも水膨潤性物質が被覆されている。なお、水膨潤性物質は、血液流入ポート５またはダクト８１の一方のみに被覆するものであってもよく、また、血液流入ポート５とダクト８１の接合部の全体ではなく、突合線側となる部分にのみ設け、接合部の外縁部となる部分には、被覆しないものであってもよい。また、水膨潤性物質としては、上述したものが好適に使用できる。
【００４０】
また、図１９に示す実施例の血液ポンプ１００では、血液流入ポート５とダクト８１は、締結部材８２により固定されている。具体的には、血液流入ポート５は、開口部が膨出部となっているとともに、外面に螺合部８３（雄ねじ部）を備えている。また、ダクト８１の開口部も膨出部となっている。そして、締結部材８２は、ダクト８１の膨出開口部を収納するとともに、ポート５の螺合部８３と螺合する螺合部（雌ねじ部）を備えている。締結部材８２の雌ねじ部とポートの雄ねじ部の螺合の進行により、血液流入ポート５とダクト８１を連結するものとなっている。
【００４１】
また、上述したすべての実施例の血液ポンプにおいて、図２０に示す実施例の血液ポンプ１１０のように、血液流出ポート６に、ダクト８５が接続されていてもよい。図２０は、本発明の血液ポンプを遠心式血液ポンプに応用した他の実施例の横断面図（水平断面図）である。
血液流出ポート６とダクト８５の間には、血液流路内に露出する突合線８８が形成されている。そして、血液流出ポート６の端面および／またはダクト８５の端面の少なくとも突合線８８側となる部分には、水膨潤性物質が被覆されている。この実施例の血液ポンプ１１０では、血液流出ポート６の端面のほぼ全体に水膨潤性物質が被覆されており、ダクト８５の端面のほぼ全体にも水膨潤性物質が被覆されている。なお、水膨潤性物質は、血液流出ポート６またはダクト８５の一方のみに被覆するものであってもよく、また、血液流出ポート６とダクト８５の接合部の全体ではなく、突合線８８側となる部分にのみ設け、接合部の外縁部となる部分には、被覆しないものであってもよい。また、水膨潤性物質としては、上述したものが好適に使用できる。
【００４２】
また、図２０に示す実施例の血液ポンプ１１０では、血液流出ポート６とダクト８５は、締結部材８６により固定されている。具体的には、血液流出ポート６は、開口部が膨出部となっているとともに、外面に螺合部８７（雄ねじ部）を備えている。また、ダクト８５の開口部も膨出部となっている。そして、締結部材８６は、ダクト８５の膨出開口部を収納するとともに、ポート６の螺合部８７と螺合する螺合部（雌ねじ部）を備えている。締結部材８６の雌ねじ部とポートの雄ねじ部の螺合の進行により、血液流出ポート６とダクト８５を連結するものとなっている。
また、本発明の血液ポンプとしては、上述したような遠心式のものに限定されるものではなく、いわゆる軸流式血液ポンプであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、本発明の血液ポンプを遠心式血液ポンプに応用した実施例の正面図である。
【図２】図２は、図１に示した血液ポンプの平面図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４は、図１の血液ポンプより、第１のハウジング部材を取り外した状態の平面図である。
【図５】図５は、図１に示した血液ポンプの第１のハウジング部材の底面図である。
【図６】図６は、図１に示した血液ポンプの第２のハウジング部材の平面図である。
【図７】図７は、図１に示した血液ポンプのインペラの平面図である。
【図８】図８は、本発明の血液ポンプを遠心式血液ポンプに応用した他の実施例の正面図である。
【図９】図９は、図８に示した血液ポンプの平面図である。
【図１０】図１０は、図９のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の血液ポンプを遠心式血液ポンプに応用した他の実施例の正面図である。
【図１２】図１２は、図１１に示した血液ポンプの断面図である。
【図１３】図１３は、図１１に示した血液ポンプの底面図である。
【図１４】図１４は、本発明の血液ポンプを体外循環用遠心式血液ポンプに応用した実施例の正面図である。
【図１５】図１５は、図１４に示した血液ポンプの平面図である。
【図１６】図１６は、図１４に示した血液ポンプの断面図である。
【図１７】図１７は、図１４の血液ポンプより、第１のハウジング部材を取り外した状態の平面図である。
【図１８】図１８は、図１４に示した血液ポンプの第１のハウジング部材の底面図である。
【図１９】図１９は、本発明の血液ポンプを遠心式血液ポンプに応用した他の実施例の縦断面図である。
【図２０】図２０は、本発明の血液ポンプを遠心式血液ポンプに応用した他の実施例の横断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  血液ポンプ
２  ハウジング
３  第１ハウジング部材
４  第２ハウジング部材
５  血液流入ポート
６  血液流出ポート
７  インペラ
２４  血液室
２５  突合線
３４  第１ハウジング側接合部
３５，４５  水膨潤性物質
４４  第２ハウジング側接合部
【図１】
2010000295.tif 000003
【図２】
2010000295.tif 000004
【図３】
2010000295.tif 000005
【図４】
2010000295.tif 000006
【図５】
2010000295.tif 000007
【図６】
2010000295.tif 000008
【図７】
2010000295.tif 000009
【図８】
2010000295.tif 000010
【図９】
2010000295.tif 000011
【図１０】
2010000295.tif 000012
【図１１】
2010000295.tif 000013
【図１２】
2010000295.tif 000014
【図１３】
2010000295.tif 000015
【図１４】
2010000295.tif 000016
【図１５】
2010000295.tif 000017
【図１６】
2010000295.tif 000018
【図１７】
2010000295.tif 000019
【図１８】
2010000295.tif 000020
【図１９】
2010000295.tif 000021
【図２０】
2010000295.tif 000022