(57)【要約】  血液ポンプ１は、通路７によって接続された血流入口５および血流出口６を有するポンプケーシング２と、回転軸９を中心にして回転可能であるようにして前記ポンプケーシング２内に配置されたインペラ３とを備える。インペラ３は、通路７に沿って血流入口５から血流出口６まで血液を運搬するようにサイズおよび形状が決められた羽根４を備え、インペラ３の第１の軸方向端部にある第１の軸受１０、および第１の軸受１０から軸方向で離間した第２の軸受２０によって、ポンプケーシング２内で回転可能に支持される。第１の軸受１０は、回転軸９に沿って延在すると共にインペラ３およびポンプケーシング２の一方に接続された突出部１１と、インペラ３およびポンプケーシング２の他方にあるキャビティ１３とを備え、突出部１１は、第１の軸受１０および第２の軸受２０が同じ軸方向で軸方向力を受けるように配置されるようにして、キャビティ１３を係合する拡大部分１２を備える。
2018509224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通路（７）によって接続された血流入口（５）および血流出口（６）を有するポンプケーシング（２）と、
回転軸（９）を中心にして回転可能であるようにして、前記ポンプケーシング（２）内に配置されたインペラ（３）であって、前記通路（７）に沿って前記血流入口（５）から前記血流出口（６）まで血液を運搬するようにサイズおよび形状が決められた羽根（４）を備える、インペラ（３）とを備え、
前記インペラ（３）が、前記インペラ（３）の第１の軸方向端部にある第１の軸受（１０）、および前記第１の軸受（１０）から軸方向で離間した第２の軸受（２０）によって、前記ポンプケーシング（２）内で回転可能に支持され、
前記第１の軸受（１０）が、前記回転軸（９）に沿って延在すると共に前記インペラ（３）および前記ポンプケーシング（２）の一方に接続された突出部（１１）と、前記インペラ（３）および前記ポンプケーシング（２）の他方にあるキャビティ（１３）とを備え、前記突出部（１１）が、前記第１の軸受（１０）および前記第２の軸受（２０）が同じ軸方向で軸方向力を受けるように配置されるようにして、前記キャビティ（１３）を係合する拡大部分（１２）を備えることを特徴とする血液ポンプ（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の血液ポンプであって、前記拡大部分（１２）がキャビティ（１３）内に封入されることを特徴とする血液ポンプ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の血液ポンプであって、前記キャビティ（１３）のサイズおよび形状が前記拡大部分（１２）に対応することを特徴とする血液ポンプ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の血液ポンプであって、前記拡大部分（１２）が少なくとも部分的に球状であることを特徴とする血液ポンプ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の血液ポンプであって、前記拡大部分（１３）が前記キャビティ（１３）にスナップ嵌めされることを特徴とする血液ポンプ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の血液ポンプであって、前記第２の軸受（２０）が、前記ポンプケーシング（２）の軸受表面（２２）に面する前記インペラ（３）の軸受表面を備える接触型軸受であることを特徴とする血液ポンプ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の血液ポンプであって、前記第２の軸受（２０）がピボット軸受であることを特徴とする血液ポンプ。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の血液ポンプであって、前記回転軸（９）に沿って延在すると共に前記回転軸（９）を中心にして回転可能であって、前記インペラ（３）が上に装着されたシャフト（１４）を更に備え、前記シャフト（１４）が、前記第１の軸受（１０）の一部を形成する第１の端部部分（１９）と、前記第２の軸受（２０）の一部を形成する第２の端部部分（２４）とを有することを特徴とする血液ポンプ。
【請求項９】
請求項８に記載の血液ポンプであって、前記シャフト（１４）の前記第１の端部部分（１９）が前記拡大部分（１２）を備えることを特徴とする血液ポンプ。
【請求項１０】
請求項９に記載の血液ポンプであって、前記シャフト（１４）が、前記拡大部分（１２）の外径に実質的に等しい外径を有し、前記突出部（１１）が、前記拡大部分（１２）と前記シャフト（１４）の残りとの間に配置される首部を形成することを特徴とする血液ポンプ。
【請求項１１】
請求項８から１０のいずれか１項に記載の血液ポンプであって、前記シャフト（１４）の前記第２の端部部分（２４）が前記第２の軸受（２０）の軸受表面（２３）を備え、前記軸受表面（２３）が凹状であることを特徴とする血液ポンプ。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の血液ポンプであって、前記キャビティ（１３）の壁が、ギャップ（１８）によって分離された少なくとも２つの区画（１７）を備え、前記ギャップ（１８）が、前記通路（７）と流体接続しており、血液が前記キャビティ（１３）に入ることを可能にすることを特徴とする血液ポンプ。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載の血液ポンプであって、前記第２の軸受（２０）から離れる軸方向を指す磁石（４０、４１）間の反発磁力が生じるように、前記拡大部分（１２）が少なくとも１つの磁石（４０）を備え、前記ポンプケーシング（２）が少なくとも１つの磁石（４１）を備えることを特徴とする血液ポンプ。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の血液ポンプであって、前記第１および第２の軸受（１０、２０）の少なくとも１つの前記軸受表面の少なくとも１つが、少なくとも１つのばねによって支持され、前記少なくとも１つのばねが、前記第２の軸受から前記第１の軸受に向かう軸方向の軸方向力を受けるように配置されたことを特徴とする血液ポンプ。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１項に記載の血液ポンプであって、前記血液ポンプ（１）が、軸流血液ポンプ、遠心血液ポンプ、または混合型血液ポンプであることを特徴とする血液ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者の心臓を支援するため、患者に埋め込まれる血液ポンプに関する。特に、血液ポンプは、患者の心臓が十分に回復するまで一時的に支援する、「回復への橋渡しをする」デバイスとして使用されることがある。
【背景技術】
【０００２】
軸流血液ポンプ、遠心血液ポンプ、または軸方向力および半径方向力の両方によって血流が生じる混合型血液ポンプなど、様々なタイプの血液ポンプが知られている。血液ポンプは、カテーテルを用いて、大動脈などの患者の血管に挿入されてもよく、または胸腔内に配置されてもよい。血液ポンプは、一般的に、通路によって接続された血流入口および血流出口を有するポンプケーシングを備える。通路に沿って血流入口から血流出口までの血流を生じさせるために、血液を運搬する羽根を備えたインペラが、ポンプケーシング内で回転可能に支持される。
【０００３】
インペラは、少なくとも１つの軸受によってポンプケーシング内で支持されるが、軸受は、例えば、血液ポンプが短期間（数時間もしくは数日間）の使用のみに向けたものであるか、長期間（数週間もしくは数年間）の使用のみに向けたものであるかといった、血液ポンプの意図される用途に応じて、異なるタイプのものであってもよい。接触型軸受および非接触型軸受など、様々な軸受が知られている。非接触型軸受では、例えば、反発磁力によって軸受表面が「浮揚」する磁気軸受の場合、軸受表面は互いに接触しない。一般に、接触型軸受は、例えば、滑り軸受、ピボット軸受、動圧軸受、静圧軸受、玉軸受など、またはそれらの任意の組み合わせでは、ポンプの動作中の任意の時点で（即ち、常にもしくは断続的に）軸受表面が少なくとも部分的に接触してもよいすべてのタイプの軸受を含んでよい。特に、接触型軸受は、軸受表面が血液接触を有する「血液浸潤（blood immersed）軸受」であってもよい。ピボット軸受などの接触型軸受は、使用中に昇温することがあり、機械的摩耗を起こしやすい。機械的摩耗は、インペラを駆動するための、ポンプの電動モータとインペラとの間の磁気結合によって増大することがある。接触型軸受および磁気結合がインペラの同じ軸方向端部に配設されていると、磁気結合がインペラを引き付けることによって軸受の機械的摩耗が増大することがあり、それによって軸受表面に対する接触圧が増大する。このことは、小さい軸受表面（例えば、カテーテルポンプのピボット軸受では、例えば直径１ｍｍの範囲）に対する高い負荷（例えば、１０ニュートン）につながることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の主な目的は、軸受の機械的摩耗を低減することができる、軸受によってポンプケーシング内で支持されたインペラを有する血液ポンプを提供することである。特に、本発明の別の目的は、血液ポンプ内の軸受を過度の荷重から解放することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
主な目的は、本発明にしたがって、独立請求項１の特徴を備えた血液ポンプによって達成される。本発明の好ましい実施形態および更なる発展例は、独立請求項に従属する請求項において特定される。
【０００６】
既知の血液ポンプと同じく、本発明による血液ポンプは、通路によって接続された血流入口および血流出口を有するポンプケーシングを備える。インペラまたはロータは、インペラの長手方向軸線であってもよい回転軸を中心にして回転可能であるようにして、前記ポンプケーシング内に配置され、インペラは、通路に沿って血流入口から血流出口まで血液を運搬するようにサイズおよび形状が決められた羽根を備える。インペラは、インペラの第１の軸方向端部にある第１の軸受、および第１の軸受から軸方向で離間した第２の軸受によって、ポンプケーシング内で回転可能に支持される。
【０００７】
本発明によれば、第１の軸受は、回転軸に沿って延在すると共にインペラおよびポンプケーシングの一方に接続された突出部と、インペラおよびポンプケーシングの他方にあるキャビティとを備える。「キャビティ」という用語は、任意の種類のキャビティ、中空空間、陥凹部、開口部、またはボアを含んでもよい。突出部は、第１および第２の軸受が同じ軸方向の軸方向力を受けるように配置されるようにして、キャビティを係合する拡大部分を備える。例えば、拡大部分は、キャビティによって支持されるか、またはキャビティ内に含まれてもよい。換言すれば、第１の軸受は、第２の軸受の軸受表面に作用する軸方向力の少なくとも一部を保持することによって、第２の軸受を解放する。両方の軸受が同じ「軸受方向」でインペラを支持するので、軸受それぞれに対する荷重を低減することができる。それらは荷重を「共有」する。これは、インペラが第１の軸受によって特定の程度まで「懸架される」ように、拡大部分を備えた突出部の形態の単純な機械的手段、およびそれに対応するキャビティを設けることによって達成される。好ましくは、突出部および拡大部分はインペラに含まれ、キャビティは静的であると共にポンプケーシングの一部である。キャビティは、ポンプケーシングの支持構造に配設されてもよい。しかしながら、機能性に影響することなく、配置が逆にされてもよいことが理解されるであろう。
【０００８】
好ましくは、キャビティのサイズおよび形状は拡大部分に対応する。これにより、キャビティおよび拡大部分のサイズおよび形状が互いに対して適合されている場合に、軸方向または径方向または両方におけるインペラの変位を低減もしくは回避できるので、軸受の特性を改善することができる。特に、２つの対向する軸方向で軸方向力を受けるように、第１の軸受を配置することができる。しかしながら、第１の軸受が第２の軸受と同じ軸方向で軸方向力を受けることができる限り、キャビティのサイズおよび形状が拡大部分に対応することは必須ではない。例えば、反対の軸方向、即ち第２の軸受から離れる方向では、キャビティが開いていてもよく、または少なくともこの方向でインペラが移動することが可能であるように十分な空間を提供してもよい。
【０００９】
好ましくは、拡大部分は少なくとも部分的に球状である。例えば、拡大部分は球状のキャップであってもよい。したがって、キャビティも少なくとも部分的に球状であってもよい。しかしながら、拡大部分は、本発明の概念を達成するのに適した任意の形状を有してもよい。特に、回転対称であって軸方向力を受けるレッジ（ledge）を有する任意の形状が、第１の軸受に適していてもよい。拡大部分は、例えば円筒状または円錐状であってもよい。拡大部分は、キャビティ内にスナップ嵌めされてもよく、これは第１の軸受を装着する単純なやり方である。拡大部分またはキャビティまたは両方の材料は、スナップ嵌め接続を可能にするのに十分な弾性を有してもよい。別の実施形態では、キャビティまたは拡大部分は、例えば金属もしくはセラミック材料などから作られた既存の部品の上に成型することによって形成されてもよく、成型プラスチックの収縮を許容して動的な継手を作り出してもよい。
【００１０】
一実施形態では、第２の軸受は、ポンプケーシングの軸受表面に面するインペラの軸受表面を備える接触型軸受、好ましくはピボット軸受であってもよい。ピボット軸受は、回転移動ならびに枢動移動をある程度まで可能にする。
【００１１】
血液ポンプは、回転軸に沿って延在すると共に回転軸を中心にして回転可能であって、インペラがその上に装着されたシャフトを更に備えてもよく、シャフトは、第１の軸受の一部を形成する第１の端部部分と、第２の軸受の一部を形成する第２の端部部分とを有する。特に、シャフトの第１の端部部分は、球状キャップなどの拡大部分を備えてもよい。シャフトは、拡大部分の外径に実質的に等しい外径を有してもよく、突出部は、シャフトと拡大部分との間に配置される首部を形成する。これにより、コンパクトな配置が可能になり、スナップ嵌め接続に有利である。シャフトの第２の端部部分は第２の軸受の軸受表面を備えてもよく、前記軸受表面は、凹状、例えば球状であって、例えばピボット軸受の一部を形成する。シャフトは、インペラと別個に形成されるか、または一体的に形成されてもよいことが理解されるであろう。更に、周囲の血液への熱伝導を改善する目的で、シャフトの部品が血液と直接接触していてもよいことが理解されるであろう。シャフトは、好ましくは、熱伝導性材料（金属、炭化ケイ素、もしくは類似の材料）で作られるので、温度を５５℃以下に制限するために、軸受の部分内で発生した熱を周囲の血液に良好に伝達することができる。
【００１２】
一実施形態では、キャビティの壁は、ギャップによって分離された少なくとも２つの区画、例えば２つ、３つ、または４つの区画を備えてもよい。ギャップは、血液がキャビティに入ることができるように、通路と流体接続していてもよい。これにより、血液ポンプを通って流れる血液によって、または他の任意のすすぎ流体によって第１の軸受を洗い流すことができる。
【００１３】
一実施形態では、第１の軸受の拡大部分は少なくとも１つの磁石を備えてもよく、ポンプケーシング、好ましくはキャビティも、少なくとも１つの磁石を備えてもよい。磁石は、第２の軸受から離れる軸方向で反発磁力が生じるように配置されてもよい。この配置によって、第１の軸受の磁力が第２の軸受から離れる方向でインペラを引っ張るので、第２の軸受を解放することができる。それとは別に、磁気軸受としての第１の軸受の設計により、軸方向での第１の軸受の機械的摩耗を回避することができる。
【００１４】
一実施形態では、第１および第２の軸受の少なくとも一方の軸受表面の少なくとも１つは、少なくとも１つのばねによって支持されてもよく、少なくとも１つのばねは、第２の軸受から第１の軸受に向かう軸方向で軸方向力を受けるように配置される。具体的には、第２の軸受の軸受表面に作用する荷重の一部を受容し減衰する少なくとも１つのばねを設けることによって、第２の軸受を解放することができる。少なくとも１つのばねは、第１の軸受から離れる方向に面する第２の軸受の面に配設されてもよい。例えば、少なくとも１つのばねは、第２の軸受の静止した軸受表面を支持するケーシングの一部分に配設されてもよい。ばね力は、第２の軸受に対する荷重未満であるように選択されてもよい。この場合、第２の軸受に対する荷重はばね力の量に限定され、荷重の残りは第１の軸受によって支持される。別の方法として、またはそれに加えて、第１の軸受は、少なくとも１つのばね、特にキャビティを備えるポンプケーシングの部分によってばね支持されてもよく、ばねは、第２の軸受から離れる軸方向の力を生じさせる。ばねは、金属材料で構成することができ、または例えば金属のコイルばねと同じ機能を供給するＯリングもしくは類似の形状で、ポリマー材料から形成されてもよいことが理解されるであろう。一実施形態では、第２の軸受の軸受表面の少なくとも１つは、屈曲させたときに既知の力を有してもよい、可撓性構造によって支持されてもよい。
【００１５】
第２の軸受を解放する更なる手段を設けることができる。例えば、反発する磁石を、第２の軸受の軸受表面またはその付近、例えばその周りに設けることができる。回転をインペラに伝達する吸引磁力によって生じる軸方向力を低減または排除するために、磁気ドライブ装置が径方向で配設されてもよく、磁気ドライブはインペラの周りに円周方向で配置される。同様に、磁気ドライブがインペラに対して軸方向で配設される配置では、磁束が径方向でインペラに作用するように偏向されてもよい。更に、別の方法として、またはそれに加えて、第２の軸受の荷重の一部を保持する支持軸受が提供されてもよい。支持軸受は、第２の軸受を取り囲む、好ましくはそれぞれ整列された溝内にある、インペラの表面とハウジングの表面との間を通る複数の玉を備える玉軸受であってもよい。
【００１６】
本発明によれば、インペラを心出し（to center）するのに２つの機械軸受が用いられることが理解されるであろう。両方の軸受を回転軸に沿って空間的に分布させることによって、剛直な軸受／インペラの配置が可能になる。後者によって、インペラが心拍毎に臨界速度未満から移動する、脈動ポンプ動作が可能になる。２つの機械軸受によって提供される剛直な配置により、臨界速度の間のインペラの振動を低減することができる。心臓と共に脈動し同期されたポンプ動作は、心臓の回復を達成するのに非常に有利であると考えられる。それに加えて、機械軸受は、患者の血管内部に配置することが意図される任意の小型ポンプによって要求される、小型のサイズであることが理由で用いられることが理解されるであろう。
【００１７】
上述の概要、ならびに好ましい実施形態の以下の詳細な説明は、添付図面と併せ読むことによってより良く理解されるであろう。本開示を例証する目的で、図面を参照する。しかしながら、本開示の範囲は、図面に開示する特定の実施形態に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による血液ポンプの断面図である。
【図２】別の実施形態による血液ポンプを示す断面図である。
【図３】更に別の実施形態による血液ポンプを示す断面図である。
【図４Ａ】第１の軸受の様々な実施形態を示す図である。
【図４Ｂ】第１の軸受の様々な実施形態を示す図である。
【図４Ｃ】第１の軸受の様々な実施形態を示す図である。
【図４Ｄ】第１の軸受の様々な実施形態を示す図である。
【図５】カテーテルポンプとして設計された一実施形態による血液ポンプの断面図である。
【図６】血液ポンプの第１のシャフトを示す断面図である。
【図７】血液ポンプの第２のシャフトを示す断面図である。
【図８】第１のシャフトの支持構造を示す断面図である。
【図９Ａ】他の実施形態による第１のシャフトの支持構造を示す断面図である。
【図９Ｂ】他の実施形態による第１のシャフトの支持構造を示す断面図である。
【図９Ｃ】他の実施形態による第１のシャフトの支持構造を示す断面図である。
【図１０】別の実施形態による血液ポンプを示す断面図である。
【図１１】図１０の実施形態と接続している第１のシャフトの支持構造を示す断面図である。
【図１２】別の実施形態による血液ポンプを示す断面図である。
【図１３】別の実施形態による血液ポンプを示す断面図である。
【図１４】別の実施形態による血液ポンプを示す断面図である。
【図１５】別の実施形態による血液ポンプを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１を参照すると、血液ポンプ１の断面図が示されている。血液ポンプ１は、体外、心臓外、または管腔外用途向けに設計されており、血流入口５および血流出口６を有するポンプケーシング２を備える。動作中、ポンプケーシング２は患者の体外に位置し、血流入口５および血流出口６は、それぞれのコネクタ（特に、心臓からの流入および大動脈への流出）に接続される。血液は、血流入口５および血流出口６を接続する通路７に沿って運搬される。シャフト１４を有するインペラ３は、血液を通路７に沿って運搬するために設けられ、第１の軸受１０および第２の軸受２０によって、ポンプケーシング２内で回転軸９を中心にして回転可能に装着される。回転軸９は、好ましくはインペラ３の長手方向軸線である。軸受１０、２０は両方とも、更に詳細に後述するような接触型軸受である。第２の軸受２０は、回転移動ならびに枢動移動をある程度まで許容する、球状の軸受表面を有するピボット軸受である。第１の軸受１０は、支持部材１５内に配設されてインペラ３の回転を安定させ、支持部材１５は、血流のための少なくとも１つの開口部１６を有する。インペラ３が回転すると血液を運搬するように、羽根４がインペラ３上に設けられる。インペラ３の回転は、インペラ３の端部部分３７に磁気結合された電動モータ８によって引き起こされる。当業者には理解されるように、他の好適な駆動メカニズムが可能である。図示される血液ポンプ１は混合型血液ポンプであり、主要なフロー方向は軸方向である。インペラ３の、特に羽根４の配置に応じて、血液ポンプ１は、純粋な軸流血液ポンプであってもよいことが理解されるであろう。
【００２０】
インペラ３は、径方向外向きに延在する部分３３を備える。部分３３は、ヨーク、フランジ部分、または端部部分と呼ぶことができる。少なくとも１つの洗い流しチャネル３０、好ましくは３つ、４つ、５つ、または６つなど、２つ以上の洗い流しチャネル３０は、図１にはその１つのみが示されているが、インペラ３を通って、特に部分３３を通って延在して、インペラ３と血液ポンプ１の静止部分、特にポンプケーシング２またはポンプケーシング２と関連付けられていると見なされてもよいモータ８との間の隙間３１の洗い流しまたはすすぎを可能にしている。少なくとも１つの洗い流しチャネル３０はまた、少なくとも部分的に、部分３３を越えてインペラ３の主要部分内へと延在してもよい。洗い流しチャネル３０は、第１の開口部３４と第２の開口部３５とを有する。第１の開口部３４は、通路７と洗い流しチャネル３０との間に流体接続を形成し、第２の開口部３５は隙間３１と流体接続している。特に、第２の開口部３５は、第２の軸受２０を受け入れる部分３３の中央ボアまたは中央開口部３２と流体接続しており、それによって第２の軸受２０を洗い流し、冷却することができる。
【００２１】
第２の軸受２０は、第１のシャフト１４の第２の端部部分２４に配設された第１の軸受表面２３（図６を参照）と、第２のシャフト２１の端部部分、特に第２のシャフト２１の中央にある陥凹部にある第２の軸受表面２２（図７を参照）とを備える。軸受表面２２、２３は両方とも好ましくは球状である。電動モータ８と端部部分３７との間の磁気結合により、インペラ３はモータ８に向かって引き付けられ、それによって第２の軸受２０の軸受表面２２、２３間の圧力が増加する。第２の軸受２０を解放するために、第１の軸受１０は、第１のシャフト１４の反対側の軸方向端部部分１９に配置され、第２の軸受２０と同じ軸方向で軸方向荷重を受けるように配置される。
【００２２】
第１の軸受１０は、ポンプケーシング２の、特にポンプケーシング２の一部と見なしてもよい支持構造１５のキャビティ１３を係合する拡大部分１２を含む。特に、拡大部分１２は、キャビティ１３によって支持されるか、その中に封入されるか、またはその中に捕捉されてもよい。拡大部分１２は、キャビティ１３内にスナップ嵌めされるかまたは別の方法で装着されてもよい。より具体的には、第１の軸受１０は、拡大部分１２を含むシャフト１４の第１の端部部分において、軸方向に延在する突起１１を含む。図示される実施形態では、拡大部分１２は、部分的に球状のキャップとして形成される。しかしながら、第２の軸受２０と同じ方向の軸方向荷重を受けるのに適した、任意の回転対称の形状が、拡大部分１２に対して選択されてもよい。突出部１１は、拡大部分１２よりも小さい直径を有する首部を形成する。図６に示されるように、拡大部分１２はシャフト１４と同じ直径を有する。拡大部分１２およびシャフト１４の直径は異なるものであり得る。特に、拡大部分１２の直径は、シャフト１４の直径よりも小径または大径であり得る。首部は省略することもできる。シャフト１４はまた、インペラ３と一体的に形成されてもよい。
【００２３】
図１の実施形態では、キャビティ１３のサイズおよび形状は、拡大部分１２に実質的に対応する。したがって、第１の軸受１０は、第２の軸受２０と同じ軸方向で荷重を受けるだけでなく、両方の軸方向でインペラ３を支持する。図２の実施形態では、キャビティ１３’は、第２の軸受２０から離れる方向に面する側に対して開いている。しかしながら、支持構造１５は、首部１１のサイズおよび形状に対応するようにサイズおよび形状が決められるので、インペラ３は軸方向ならびに径方向の両方で支持される。支持構造１５は、第２の軸受２０から離れる方向である程度の軸方向移動を可能にするため、より小さくてもよいことが理解されるであろう。図３の実施形態では、インペラ３は、第２の軸受２０から離れるように軸方向で移動してもよく、それは血流中でインペラ３が回転移動することによって生じることがある。この実施形態では、キャビティ１３”は、第２の軸受２０から離れる方向で軸方向に拡大される。
【００２４】
図４Ａ〜４Ｄは、第１の軸受１０、特に拡大部分１２およびキャビティ１３の様々な実施形態を示している。図４Ａでは、拡大部分は、図１〜３に示される拡大部分と同様に、実質的に球状である。支持構造１５のキャビティ１３に接触する区画は、拡大部分１２の残りの区画とは異なる直径を有してもよく、凸状であってもよい。あるいは、この区画は凹状であってもよい。図４Ｂの実施形態では、拡大部分１２は円錐状または菱形である。図４Ｃおよび４Ｄは、拡大部分１２が円錐状またはテーパー状の区画を有する、類似の実施形態を示している。これにより、軸受１０の組立てが容易になる。図４Ｃでは、支持構造１５のキャビティ１３に接触する拡大部分１２の区画は球状および凸状であり、図４Ｄでは凹状である。任意の回転対称形状が拡大部分１２に使用されてもよいことが理解されるであろう。
【００２５】
次に図５を参照すると、図１〜３の上述の実施形態、特に図２の実施形態と類似しているが、カテーテルポンプ１’として設計されている点が異なる、一実施形態が示されている。血流入口５’は、大動脈弁などの心臓弁を通して配置された可撓性カテーテル５０の端部にあり、使用中、血流出口６’は、ポンプケーシング２’の側に位置し、大動脈などの心臓血管内に位置する。血液ポンプ１’はカテーテル５１に接続され、電気ワイヤ５２が、ポンプ１’を駆動するためにカテーテル５１を通って延在する。血液ポンプ１および１’は両方とも同じように機能する。記載する全ての特徴は、体外ポンプおよびカテーテルポンプの両方に適用可能であることが理解されるであろう。
【００２６】
次に図８を参照すると、血液が支持構造１５を通って流れることを可能にする開口部１６を含む、支持構造１５を通る断面が示されている。支持構造１５は１つ以上の支柱に寄与してもよい。図９Ａ〜９Ｃの実施形態では、キャビティ１３の壁は、ギャップ１８によって分離されたセグメントまたは区画１７を備える。ギャップ１８によって、特に第１の軸受１０を冷却するため、血液がキャビティ１３に流入してキャビティ１３を洗い流すことが可能になる。区画１７は、第１の軸受の回転部品を支持するステータブレードと呼ばれることがある。図８および９Ａでは、３つの支柱および３つの開口部１６を有する支持構造１５が示されている。支持構造１５は、１つ（図９Ｂ）、２つ（図９Ｃ）、４つ、５つ、６つまたはそれ以上など、より少数または多数の支柱と開口部とを有してもよい。
【００２７】
上述の実施形態に実質的に類似した血液ポンプ１の一実施形態が、図１０に示されている。しかしながら、この実施形態では、第１の軸受１０’’’は、接触型軸受の代わりに磁気軸受として設計されている。拡大部分１２’は、支持構造１５に配置された磁石４１に対する反発磁力を生じるように配置された、少なくとも１つの磁石４０を備える。拡大部分１２’は、キャビティ１３’’’を係合する突出部１１’に配設される。反発磁力は、第２の軸受２０を解放する助けとなる。図１１では、第１の軸受１０が磁気軸受として設計されている、血液ポンプの一実施形態を通る断面図が示されている。上述の実施形態と同様に、支持構造は３つの支柱１５を備え、キャビティ１３’’’の壁は、ギャップ１８’によって分離された３つのセグメント１７’に分割されている。壁セグメント１７’では、拡大部分１２’のそれぞれの磁石４０（図１１に図示せず）に作用する磁石４１が配設される。
【００２８】
図１２〜１５は、第１の軸受１０または第２の軸受２０のどちらかが少なくとも１つのばねによって支持される、血液ポンプ１の実施形態を示している。図１２の実施形態および図１３〜１５のうち少なくとも１つの実施形態は、組み合わせて単一の実施形態とすることができることが理解されるであろう。図１２に示されるように、コイルばねなどのばね４２は、シャフト２１’を支持するのに設けられ、シャフトは、軸方向で移動可能であってばね４２のための余地を提供するように短い点を除いて、図７と関連して記載した第２のシャフト２１に実質的に類似している。封止リング４５は、血液がモータアセンブリに入るのを防ぐために提供される。ばね４２は比較的弱く、特に、ばね力は、ばね４２なしおよび第１の軸受１０なしで第２の軸受２０に作用するであろう荷重よりも小さい。したがって、第２の軸受２０に対する荷重は、ばね４２のばね力の量に限定される。荷重の残りは第１の軸受１０によって支持される。
【００２９】
別の方法として、またはそれに加えて、図１３に示されるように、第１の軸受１０、特にその静止部分は、ばね支持されてもよい。この実施形態では、支持構造１５は、ポンプケーシング２から分離され、レッジ４４によって保定されたコイルばねなどのばね４３によって支持される。ばね４３のばね力は、第２の軸受２０を解放するために、第２の軸受２０から離れる方向で作用する。同じ機能を、ばね４３の代わりに、図１４に示されるような、ポリマーＯリングなどの可撓性リング４６によって達成することができる。別の方法として、またはそれに加えて、支持構造１５は、図１５に示されるようなばね機能を提供する、可撓性、弾性、または伸縮性材料で作られてもよい。同様に、第２の軸受２０を解放するため、ばね装置を第１のシャフト１４に配設することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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