血液泵的制作方法

文档序号:16364365发布日期:2018-12-22 08:20阅读:203来源:国知局
血液泵的制作方法

本发明涉及血液泵。

背景技术

已知有用于辅助人工心脏等的血液泵(例如参照专利文献1)。血液泵对使用者的体内的自身心脏所具有的送液功能进行辅助,因而作为基本功能,具备使体内的血液向泵室流入且从泵室流出进而送入使用者体内的送液功能。作为可动部的叶轮等送液机构需要收藏在血液泵的泵室的内部。因此,通常,在制造血液泵时,作为分体而分别准备基座及壳体,将送液机构收容到被基座及壳体包围而成的泵室中,其后,使基座及壳体组合来完成血液泵。

图11及图12是为了说明现有的血液泵800而进行表示的图。图11是表示将壳体820与基座810结合前的状态的立体图。此外,图12是表示将壳体820与基座810结合后的状态的剖视图。

如图11及图12所示,现有的血液泵800为,具备:基座810;壳体820,嵌入于该基座810;送液机构830,收容在被基座810及壳体820包围而成的泵室850中;及驱动体840,安装于基座810,给予送液机构830能量,通过送液机构830使血液向泵室850流入且从泵室850流出,进而送入使用者(未图示)的体内的血液泵800,在将壳体820滑动嵌入于基座810的方向作为z方向,将垂直于z方向的方向作为x方向,将分别垂直于z方向及x方向的方向作为y方向,将沿着z方向俯视xy平面时从基座810的中央部朝向外侧的方向作为r方向时,基座810具有:血液接触面812,面向泵室850;第1抵接面813,与壳体820抵接;螺钉固定带814,设置于比第1抵接面813更靠r方向侧;及螺孔815,在螺钉固定带814的区域中朝向z方向设置,壳体820具有:第2抵接面822(图11中未出现),设置在与第1抵接面813相对应的位置上;及螺钉孔825,设置在壳体820的缘侧,血液泵800以下述方式使基座810与壳体820组合并螺钉固定,即,螺钉890在贯穿设置于壳体820的螺钉孔825的同时与基座810的螺孔815螺合的方式,进而壳体820的第2抵接面822被按压,以便与基座810的第1抵接面813接触。

根据现有的血液泵800,(1)由于基座810及壳体820互为分体,因此可将可动部即送液机构830收容在泵室850中,同时(2)由于螺钉890在贯穿设置于壳体820的螺钉孔825的同时与基座810的螺孔815螺合,使基座810与壳体820组合并螺钉固定,进而壳体820的第2抵接面822被按压,以便与基座810的第1抵接面813接触,因此即使在泵室850内的压力升高的情况下,在基座810与壳体820之间(第1抵接面813及第2抵接面822之间)也不会空出间隙。

专利文献1:日本特开2009-297174号公报

专利文献2:日本特开2006-258720号公报



技术实现要素:

然而,根据现有的血液泵800,为了确保上述的第2抵接面822的向第1抵接面813的按压力,螺钉(螺钉890及螺孔815)的直径必须采用相应尺寸的直径,与此相伴,还需要相应地确保螺钉固定带814的宽度(在图11及图12中以mg1来表示宽度),其结果血液泵整体的直径、容积等也不得不形成相应的规模。

可是,由于人的胸膛的厚度有限,因此极为重要的是,血液泵的直径、容积等要尽可能小。如果血液泵较小,则例如可以埋入儿童等体格小的人(患者)的体内,能够扩展血液泵的应用对象者。如此,另一方面,医疗现场强烈要求血液泵的小型化。

为了响应上述要求,还可考虑将通常广泛使用的钟表的后盖安装结构(

背景技术:
例如参照专利文献2)导入到血液泵,来取代采用螺钉,所述螺钉需要相应宽度(mg1)的螺钉固定带814。

背景技术的钟表的后盖安装结构900形成下述结构,即,通过将基座(后盖)910的第1卡合部(暗销部(dowel))915压入壳体(表壳)920的第2卡合部(嵌合部)925,而将基座(后盖)910安装到壳体(表壳)920。此时,第1卡合部(暗销部)915发挥弹力并作用于第2卡合凸部927,进而按压壳体下端部(端面)929以便与后盖的缘部(缘部)914抵接(参照图13及专利文献2的(0012)段落等)。

但是,根据背景技术的钟表的后盖安装结构900,至少存在有如下所示的(1)~(3)的课题。

(1)第1卡合部(暗销部)915由超弹性原材料形成,形状为将薄的板材弯曲的形状,且较柔软。此外,在钟表范围的前提下,这样的进行嵌入的后盖安装结构一般是沿着外周加入有“切缝”的(不是连续的环状,而是沿着外周局部性形成多个)结构。因此,可以说第1卡合部(暗销部)915是一种非常柔软的像弹簧一样的构成。利用使用有这样的第1卡合部(暗销部)915的结构,无法产生从壳体下端部(端面)929的对后盖的缘部(缘部)914的足够的按压力。

(2)垫圈960被第2卡合凸部927向z方向(下方向)压扁,导致来自垫圈960的向-z方向(与z方向相反的方向。图中为向上)的反弹力反而损害了上述的按压力。

(3)垫圈960被压扁,进而在xy平面上面积扩大,导致后盖安装结构(例如如果应用于血液泵,则为血液泵)的r方向的直径变大。

另外,将壳体(表壳)920滑动嵌入于基座(后盖)910的方向作为z方向,将垂直于z方向的方向作为x方向,将分别垂直于z方向及x方向的方向作为y方向,将沿着z方向对xy平面进行俯视时从基座810的中央部朝向外侧的方向作为r方向。

如此,在背景技术的钟表的后盖安装结构900上存在有上述的课题,因而在血液泵上无法采用。

在此,作为参考,将触及血液泵的规格要求之一。

作为血液泵的规格要求之一,要求即使在泵室内的血液侧的压力升高的情况下,也必须在划定泵室的壳体侧的抵接面与基座侧的抵接面之间不能空出间隙。当假设在空出有间隙时,则稍微进入到间隙的血液发生滞留而成为产生凝固的原因。该凝固的血块(血栓)存在有,通过叶轮等送液机构的泵室内的搅拌,从该间隙剥离而被再次送回泵室的可能性,根据情况,还存在有流出到使用者(患者)的体内而引起不便的可能性。

由于这样的理由,因此不能空出间隙,因而需要从壳体侧的抵接面对基座侧的抵接面不断施加较大的按压力,以便假设在泵室内的压力升高的情况下,壳体侧的抵接面也不会从基座侧的抵接面浮起。

另一方面,由于在钟表上,在其内部没有液体流动,也不会从内部产生较高的压力,因此不会产生来自内部的使壳体从基座脱落的力。此外,在钟表上存在有下述基本的规格要求,即,一旦将基座及壳体相互嵌入后,为了修理等,必须能够反复嵌合和拆卸。

在血液泵上,假设以如上所述从内部产生有高压为前提,在这样的条件下,不能容忍壳体从基座脱落,而且在基座与壳体相互抵接的抵接面即划定泵室的抵接面上不能空出间隙。

如此,钟表及血液泵的规格要求完全相反。由于所要求的规格不同,因此当然设计思路、构成、发挥的功能也不同。因而,在不同的思路下,即使将提出的钟表的后盖安装结构900导入血液泵,作为血液泵,也无法满足规格要求。因而,需要在零基础上开发血液泵的结构。

本发明是鉴于上述情况而进行的,所要解决的技术问题是(a)提供一种血液泵,能够从壳体侧的抵接面对基座侧的抵接面不断施加较大的按压力,以便即使在泵室内的压力升高的情况下,在划定泵室的壳体侧的抵接面与基座侧的抵接面之间也不会空出间隙,(b)提供一种具有尽可能小的直径、容积等的血液泵,(c)提供一种能够使上述的(a)及(b)并存的血液泵。此外,所要解决的技术问题是(d)提供一种血液不会向外部泄漏且外部的体液等不会进入到内部的血液泵。

(1)本发明的第1血液泵具备:基座;壳体,嵌入于该基座;送液机构,收容在被所述基座及所述壳体包围而成的泵室中;及驱动体,安装于所述基座,给予所述送液机构能量,通过所述送液机构使血液向所述泵室流入且从所述泵室流出,进而送入使用者的体内,其特征在于,在以所述壳体滑动嵌入于所述基座的方向为z方向,以垂直于z方向的方向为x方向,以分别垂直于z方向及x方向的方向为y方向,以沿着z方向俯视xy平面时从所述基座的中央部朝向外侧的方向为r方向时,所述基座具有:大致水平面,设置于-z方向侧(与z方向相反的方向),包含面向所述泵室的血液接触面及与所述壳体抵接的第1抵接面;及第1卡合部,设置于r方向侧,包含从外端部起随着朝向z方向而朝向-r方向(与r方向相反的方向)倾斜的第1锥部,所述壳体具有:壳体本体,在与所述第1抵接面相对应的位置上设置有第2抵接面;第2卡合部,设置于所述壳体的缘侧,包含在所述壳体的内壁上从内端部起随着朝向-z方向而朝向r方向倾斜的第2锥部;及壳体中间部,位于所述壳体本体及所述第2卡合部的中间,且所述血液泵构成为,所述壳体的所述第2卡合部与所述基座的所述第1卡合部卡合,所述壳体的所述第2抵接面被按压,以便与所述基座的所述第1抵接面接触。

本发明的第1血液泵通过下述内容,即,具有第1卡合部的基座与具有第2卡合部的壳体在第2卡合部与第1卡合部之间卡合,所述第1卡合部包含从外端部起随着朝向z方向而朝向-r方向倾斜的第1锥部,所述第2卡合部被设置于缘侧且包含在壳体的内壁上从内端部起随着朝向-z方向而朝向r方向倾斜的第2锥部,壳体的第2抵接面被按压以便与基座的第1抵接面接触,至少可得到以下的(a)~(d)的效果。即(a)能够从壳体侧的第2抵接面对基座侧的第1抵接面不断施加较大的按压力,因而即使在泵室内的压力升高的情况下,在划定泵室的壳体侧的第2抵接面与基座侧的第1抵接面之间也不会空出间隙,(b)由于通过采用如上所述的嵌入结构,无需使用螺钉,因此能够在满足血液泵的上述规格要求的同时,尽可能缩小与血液泵的基本功能(送液功能)无关的部位(mg1或mg2:基座及壳体的各自的抵接面与血液接触面不同,不是直接构成泵室的部位,因而与基本功能无关),进而能够用远小于螺钉固定带mg2的边缘mg1(使用图1随后进行说明)来构成血液泵,其结果,可提供一种具有比现有的血液泵更小的直径、容积等的血液泵,(c)可提供一种能够使上述的(a)及(b)并存的血液泵,当然,由于上述效果,因此(d)可提供一种血液不会向外部泄漏且外部的体液等不会进入内部的血液泵。

(2)优选在本发明的第1血液泵上,在以嵌入于所述基座前的所述壳体的所述第2锥部的所述内端部的内径为φa,以所述基座的所述第1锥部的所述外端部的外径为φb时,形成φa<φb的关系,并且,所述壳体以下述方式嵌入于所述基座,即,所述第2锥部的所述内端部的位置位于,所述第1锥部之中比所述外端部更向z方向侧移动的部位且与所述第1锥部的所述外端部相反侧的终点部的跟前的部位上。

(3)优选在本发明的第1血液泵上,处于所述壳体的缘侧的壳体下端部在沿着z方向的方向上不与所述基座接触。

(4)优选在本发明的第1血液泵上,在用xz平面截断所述血液泵时的剖视下,在以所述第1锥部的倾斜面的轮廓与z方向形成的角为θ1,以所述第2锥部的倾斜面的轮廓与z方向形成的角为θ2时,形成θ1<θ2的关系。

(5)优选在本发明的第1血液泵上,在用xz平面截断所述血液泵时的剖视下,在以垂直于所述壳体本体的外侧的切面的方向上的所述壳体本体的厚度为t1,以垂直于所述壳体中间部的外侧的切面的方向上的所述壳体中间部的厚度为t2及以垂直于所述第2卡合部的外侧的切面的方向上的所述第2卡合部的厚度为t3时,形成t1>t2>t3的关系,且构成所述第2卡合部的所述第2锥部的倾斜面之中,在与内端部相反侧的-z方向的端部的部位上,所述壳体的厚度成为最小。

(6)优选在本发明的第1血液泵上,所述基座的所述大致水平面实施了镜面精加工。

(7)优选在本发明的第1血液泵上,在用xy平面分别截断所述第1卡合部及所述第2卡合部并沿着z方向进行俯视时,所述第1卡合部及所述第2卡合部为圆形。

(8)优选在本发明的第1血液泵上,所述壳体由以钛为主原料的原材料构成。

(9)本发明的第2血液泵优选在(1)~(8)所记述的第1血液泵上,所述基座在比所述第1卡合部更靠-z方向侧的位置上具有用于落入垫圈的垫圈槽,所述壳体在所述壳体中间部的位置上具有中间部内壁,且将所述垫圈配置为,被所述垫圈槽和所述中间部内壁夹住。

(10)优选在本发明的第2血液泵上,在沿着z方向对所述血液泵进行俯视时,所述基座的所述垫圈槽与所述基座的所述大致水平面重叠,且所述壳体的所述第2抵接面与所述垫圈的至少一部分重叠。

(11)优选在本发明的第1或第2血液泵上,所述送液机构为叶轮,所述驱动体为用于驱动所述叶轮的马达。

(12)优选本发明的所述第1或第2血液泵为向体内埋入来用作辅助人工心脏的血液泵。

附图说明

图1是为了说明实施方式1所涉及的血液泵100而进行表示的图。

图2是为了说明实施方式1所涉及的血液泵100而进行表示的图。

图3是为了说明实施方式1所涉及的血液泵100的主要部分而进行表示的图。

图4是表示实施方式1所涉及的血液泵100的主要部分的尺寸关系的图。

图5是为了说明在实施方式1所涉及的血液泵100上配置熔接痕的部位及熔接痕170的长度l而进行表示的图。

图6是为了说明将实施方式1所涉及的血液泵100向体内埋入时的辅助人工心脏系统300而进行表示的图。

图7是为了说明实施方式2所涉及的血液泵100a的主要部分而进行表示的图。

图8是为了说明实施方式3所涉及的血液泵100b而进行表示的图。

图9是为了说明实施例所涉及的血液泵的评估结果而进行表示的图。

图10是为了说明变形例2所涉及的血液泵的主要部分而进行表示的图。

图11是为了说明实施方式1的血液泵分解工序s50及再焊接工序s80而进行表示的图。

图12是为了说明现有的血液泵800而进行表示的图。

图13是为了说明作为背景技术的钟表的后盖安装结构900而进行表示的图。

符号说明

110、810-基座;100、100a、100b、800-血液泵;111-大致水平面;112、812-血液接触面;113、813-第1抵接面;115-第1卡合部;116-第1锥部;117-外端部;118-终点部;119-垫圈槽;120、820-壳体;121-壳体本体;122、822-第2抵接面;123-壳体中间部;124、124'-中间部内壁;125-第2卡合部;126-第2锥部;127-内端部;128-缩颈部;129-壳体下端部;129'-罩部;130、830-送液机构;140、840-驱动体;150、850-泵室;152-流入口;154-流出口;160、960-垫圈;170-別的壳体;200、210-人工血管;220-电缆;300-辅助人工心脏系统;510-自身心脏;814-螺钉固定带;815-螺孔;825-螺钉孔;890-螺钉;900-后盖安装结构;927-第2卡合凸部。

具体实施方式

下面,基于附图所示的实施的方式对本发明的血液泵进行说明。

(实施方式1)

1.实施方式1所涉及的血液泵100的构成

图1是表示将壳体120嵌入基座110前的状态的立体图。图2表示有将壳体120嵌入基座110后的状态,为沿着y方向对下述截面进行观察时的剖视图,即,用图1所示的xz平面将血液泵100截断时的截面。

实施方式1所涉及的血液泵100粗略地从整体上讲,具备:基座110;壳体120,嵌入于该基座110;送液机构130,收容在被基座110及壳体120包围而成的泵室150;及驱动体140,安装于基座110,给予送液机构130能量。该血液泵100具有通过送液机构130使血液向流入泵室150且从泵室150流出进而送入使用者的体内的功能(参照图1及图2)。

另外,在下面的说明中,将壳体120滑动嵌入于基座110的方向作为z方向,将垂直于z方向的方向作为x方向,将分别垂直于z方向及x方向的方向作为y方向,将沿着z方向俯视xy平面时从基座110的中央部朝向外侧的方向作为r方向。此外,为了便于理解,存在有下述情况,即,将z方向称为下,将-z方向称为上,将―r方向称为内侧,将r方向称为径向或外侧,在壳体上将壳体的泵室侧称为内侧,将与泵室相反的一侧称为外侧,将平行于xy平面的方向称为水平等。

图3(a)及图3(b)是对图2的剖视图中用虚线包围的卡合部分进行放大的图。图3(a)是表示将壳体120嵌入基座110前的状态的基座110及壳体120的剖视图,图3(b)是表示将壳体120嵌入基座110后的状态的剖视图,图3(c)是对图3(b)的用虚线包围的部分进行放大的图。

如图3所示,基座110具有大致水平面111,所述大致水平面111被设置于-z方向侧(上侧),且包含面向泵室150的血液接触面112及与壳体120抵接的第1抵接面113。血液接触面112为接触使用者的血液的面,与壳体本体121一起来划定泵室150。此外,第1抵接面为与壳体本体121的第2抵接面122抵接的面,且为承受来自第2抵接面122的按压力(进行后述)的作用的面。这些血液接触面112及第1抵接面113连续形成,并作为整体而构成大致水平面111。

另外,基座110具有第1卡合部115,所述第1卡合部115被设置于r方向侧,且包含从外端部117起随着朝向z方向(下)而朝向-r方向(内侧)倾斜的第1锥部116。第1锥部116上的外端部117突出到最靠r方向侧(外侧),第1锥部116上的终点部118则位于最靠-r方向侧(内侧)。

虽然只要能够构成本发明的血液泵100,则基座110可以由任意的原材料构成,但也可以为与壳体120相同的原材料。但是,基座110(尤其是第1卡合部115及第1抵接面113附近)应为,即使从后述的壳体120的第2卡合部125或第2抵接面122施加有较大的力也不会变形程度的足够硬且不会弯曲的部件,即具有可视作刚体的程度的足够的刚性。

另一方面,图3如所示,壳体120具有:壳体本体121,在与第1抵接面113相对应的位置上设置有第2抵接面122;第2卡合部125,被设置于壳体120的缘侧,且包含在壳体120的内壁上从内端部127起随着朝向-z方向(上)而朝向r方向(径向)倾斜的第2锥部126;及壳体中间部123,位于壳体本体121及第2卡合部125的中间。符号124为中间部内壁。

在壳体本体121上,设置有血液从此处流入的流入口152及血液从此处流出的流出口154,且通过壳体本体121的内壁划定了泵室150(同时还参照图1及图2)。另外,虽然在实施方式1中,将流入口152及流出口154分开设置,但也可以为,通过设法在泵室150的外部使用阀等,使流入/流出共用化为一个口的构成。

壳体本体121的第2抵接面122为,使在第2卡合部125上产生的朝向z方向(下)的力介由壳体中间部123作为按压力而作用于基座110的第1抵接面113的面。

在图3所示的剖视下,壳体中间部123其一端(上侧)与壳体本体121相连,另一端(下侧)与第2卡合部125相连。

构成第2卡合部125的第2锥部126形成为,从内端部127起至缩颈部128为止随着朝向-z方向(上)而朝向r方向(径向)倾斜的锥状。第2锥部126上的内端部127突出到最靠-r方向侧(内侧)。

送液机构130通过可动机构,使血液向泵室150流入且从泵室150流出,进而将血液送入使用者的体内(参照图1及图2),所述可动机构被设置在被基座110及壳体120包围而成的泵室150的内部,可流动输送液体。

驱动体140安装于基座110,给予送液机构130以用于送液机构130进行送液的能量。

在实施方式1中,将叶轮用作送液机构130,并将用于驱动叶轮的马达用作驱动体140。叶轮便于发挥送液功能,此外,马达的发挥线性、响应性等的控制技术比较稳定,比较便于进行根据目标的控制。通过使用这样的马达来驱动该叶轮,能够有效地发挥预期的送液功能,因而能够提供高性能·高精度的血液泵。

在实施方式1中,从基座110的大致水平面111进行观察,马达以将马达的定子部及转子部收藏在-z方向侧的方式安装在基座110上,马达的旋转轴从基座110侧突出至z方向侧,并使叶轮与该突出的旋转轴结合(参照图1及图2)。

而且,实施方式1所涉及的血液泵100,其壳体120的第2卡合部125在发生弹性变形的状态下与基座110的第1卡合部115卡合,进而壳体120的第2抵接面122被按压以便与基座110的第1抵接面113接触(参照图3)。

在此,“被按压”是指,第2抵接面122对第1抵接面113不断施加按压力的状态,而不只是相碰而止住。

由于第1抵接面113及第2抵接面122在进行抵接的同时被所述按压力牢固地按压,因此不会使泵室150内的血液进入到第1抵接面113及第2抵接面122之间。

在此,“相碰”,此外被称为“相撞”等是指,例如在组件上施加有向z方向的力时,该组件在某部分(面等)上与对置于该组件的对抗组件抵接或接触,在所述z方向的力在该某部分(面)上大体上全部地施加到对抗组件的状态时,将该某部分(面)的情况称为“相碰”。

下面,对实施方式1所涉及的血液泵100的更详细的部分进行说明。

在实施方式1所涉及的血液泵100上,在将嵌入基座110前的壳体120的第2锥部126的内端部127的内径作为φa,将基座110的第1锥部116的外端部117的外径作为φb时,形成φa<φb的关系,并且,壳体120以下述方式嵌入基座110(参照图3及图4),即,第2锥部126的内端部127的位置位于第1锥部116之中比外端部117更向z方向侧移动的部位且与第1锥部116的外端部117相反侧的终点部118的跟前的部位上的方式。

即,形成下述状态,即,壳体120侧的第2锥部126的内端部127位于越过基座110侧的第1锥部116的外端部117的z方向(下)侧的部位上。在至其状态为止的期间内,在进行组装(嵌入)时,在壳体120的内端部127越过基座110的外端部117时,壳体120的缘侧向r方向(外侧)扩展成最大并发生变形,由此产生弹力。即使在内端部127处于比外端部117更向z方向侧移动的部位时,也维持有弹力,该弹力通过第1锥部116的效果,介由内端部127,转换成向z方向(下)按压壳体120的第2卡合部125(及/或壳体整体)的力,因而能够从壳体120侧的第2抵接面122对基座110侧的第1抵接面113施加较大的按压力。此外,由于内端部127的位置位于比外端部117更向z方向侧移动的部位上,因此壳体120的内端部变得不容易向-z方向(上)移动,由此,能够“不断”对上述按压力进行加力。

此外,实施方式1所涉及的血液泵100上,处于壳体120的缘侧的壳体下端部129在沿着z方向的方向上不与基座110接触(参照图3)。

根据该构成,由于壳体下端部129不与基座110接触,可以说形成了自由的状态,因而即使例如假设因温度变化等而壳体比最初的状态更为延伸(或基座收缩),也可在壳体下端部129的端部上确保延伸展余量,因此不会因壳体下端部129与基座110相碰以限制其延伸,而使上述按压力减退,因而能够从壳体120侧的第2抵接面122对基座110侧的第1抵接面113不断施加较大的按压力。

此外,优选实施方式1所涉及的血液泵100上,在用xz平面截断血液泵100时的剖视下,在以第1锥部116的倾斜面的轮廓与z方向形成的角为θ1,以第2锥部126的倾斜面的轮廓与z方向形成的角为θ2时,形成θ1<θ2的关系(参照图3及图4)。

根据该构成,由于θ1<θ2的关系,因此壳体120的内端部127接触在基座110的第1锥部116上,因而如上所述,能够利用第1锥部116的效果,介由内端部127,从壳体120侧的第2抵接面122对基座110侧的第1抵接面113不断施加较大的按压力。

作为参考,即使在θ1与θ2大致相等的情况下,如果以高精度形成第1卡合部115及第2卡合部125,且形成壳体下端部129在沿着z方向的方向上不与基座110接触的状态,则也能够基于相应的弹力而产生上述按压力。

此外,实施方式1所涉及的血液泵100上,优选在用xz平面截断血液泵100时的剖视下,在以垂直于壳体本体121的外侧的切面的方向上的壳体本体121的厚度为t1,以垂直于壳体中间部123的外侧的切面的方向上的壳体中间部123的厚度为t2及以垂直于第2卡合部125的外侧的切面的方向上的第2卡合部125的厚度为t3时,形成t1>t2>t3的关系,且构成第2卡合部125的第2锥部126的倾斜面之中,在与内端部127相反侧的-z方向的端部的部位(缩颈部128)上,壳体120的厚度成为最小(参照图3及图4)。此外,优选在嵌入时,壳体中间部123比第2卡合部125的弹性变形量更小,但仍进行弹性变形。

根据这些构成,由于从壳体本体121起至第2卡合部125为止,厚度阶段性变小,因此虽然壳体中间部123比第2卡合部125变形更小,但仍相应地进行弹性变形,因而能够向钓竿那样,作为壳体120整体来有效地产生较强的弹力。另外,也可以在从壳体本体121起至第2卡合部125为止的中途具有缩颈部128,所述缩颈部128的厚度暂时性地比其他部位更小从而形成“缩颈”。通过设置缩颈部128,能够更进一步有效地产生弹力。

此外,在实施方式1所涉及的血液泵100上,在用xy平面分别截断第1卡合部115及第2卡合部125并沿着z方向进行俯视时,第1卡合部115及第2卡合部125形成圆形。这里的“圆形”是指没有角这样的意思,例如可列举椭圆形、正圆形等。

如此,通过使第1卡合部115及第2卡合部125形成圆形,由于在将壳体120嵌入基座110时,可在整体上无偏向地产生弹力,且无偏向地产生按压力,因此能够提供一种嵌入结构稳定的血液泵100。

此外,虽然在实施方式1所涉及的血液泵100上,壳体120的第2卡合部125可形成沿着外周加入有“切缝”的结构,但优选形成未加入“切缝”的连续的环状的结构(大致圆筒)。

根据该结构,在壳体120的内端部127越过基座110的外端部117时,能够产生比加入“切缝”的构成更大的弹力。根据该结构,即使减薄壳体120的第2卡合部125、壳体中间部123等的厚度(形成薄壁),也能够确保足够的弹力,因此还可以有助于小型轻量化。

此外,在实施方式1所涉及的血液泵100上,基座110的大致水平面111实施了镜面精加工。例如,优选ra(算术平均粗糙度)的值为大约1.0以下,更优选为大约0.2以下。

通过如此构成,包含在大致水平面111中的第1抵接面113与第2抵接面122之间能够以更平滑的面抵接,因而使间隙更不容易形成。此外,由于基座110的大致水平面111所包含的血液接触面112也实施了镜面精加工,因此血液不容易扎根在其表面,因而能够进一步防止因滞留而导致的血栓的产生。

另外,虽然“大致水平面111”是指通常状态下放置血液泵100时形成水平的面,但也包含存在少许偏移的情况。此外,根据设计、使用状态,即使为非水平的情况(铅垂等),方便起见在此也定义为“水平面”或“大致水平面”。此外,也可以不形成完整的平面,例如也可以为,在血液接触面112上画出若干曲线的平面。

此外,只要能够构成实施方式1的血液泵100,则壳体120也可以由任意的原材料构成。例如可以采用纯钛(atsm标准的f67,等级(grade)2的纯钛等。jis日本工业标准的第2类的纯钛等)、钛合金、不锈钢(sus类)、它们以外的各种各样的合金等的原材料。此外,只要能够产生弹力并产生所需的按压力,则也可以在第2卡合部上采用树脂类。

但是,在实施方式1上,优选壳体120由以钛为主原料的原材料构成。这是由于,钛从下述各种各样的观点出发,能够提供一种合理性高的面向辅助人工心脏的血液泵,即,(1)确认了生体适应性并被认可为医疗用的植入材料的原材料,(2)具有足够的抗拉强度、屈服强度等,由于比强度高因此即使减薄也很坚固因而适合于轻量化,且具有适度的弹性率,在构成本发明的壳体之后具备适当的物性等。

此外,优选在实施方式1所涉及的血液泵100上,在以壳体120的第2卡合部125的内端部127的直径为φa,以基座110的第1卡合部115的外端部117的直径为φb,以壳体120的第2卡合部125的缩颈部128附近的r方向的厚度为g,以壳体120的第2卡合部125的内端部127附近的r方向的厚度为t3,并且如上所述地定义了θ1及θ2时,(i)φa与φb之间的差为φb的大约0.1%~1.0%的范围内的差,(ii)在φa及φb的尺寸为35mm~60mm左右时,g处于0.15mm~0.40mm的范围内,t3为g的大约2倍左右例如处于0.35mm~0.8mm的范围内。

此外,优选θ1在2°~10°的范围内,θ2在4°~20°的范围内。优选θ2大致为θ1的2倍左右(参照图4)。

并且,实施方式1所涉及的血液泵100在(i)泵室150的内压为0mmhg~200mmhg的范围内的压力下,第2抵接面122不会从第1抵接面113浮起(不产生间隙)。(ii)优选泵室150的内压为0mmhg~500mmhg的范围内的压力下,第2抵接面122不会从第1抵接面113浮起(不产生间隙)。(iii)进一步优选泵室150的内压为0mmhg~1500mmhg的范围内的压力下,第2抵接面122不会从第1抵接面113浮起(不产生间隙)。

2.实施方式1所涉及的血液泵100的作用·效果

(1)作用

图5是为了说明在实施方式1所涉及的血液泵100上,产生有来自第2抵接面122的对于第1抵接面113的按压力f2的情况而进行表示的图。

实施方式1所涉及的血液泵100其具有第1锥部116的第1卡合部115与具有第2锥部126的第2卡合部125卡合(参照图4及图5)。

在成为这样的状态前,在血液泵100的组装工序中,以下述方式进行嵌入,即,将壳体120以极为严密的状态压入于基座110的方式。嵌入于基座110的壳体120,该壳体120的缘侧从进行嵌入前的状态起,整体向r方向侧(外侧)扩展并弹性变形,由此产生试图向-r方向(内侧)返回的弹力f1(紧固基座110的力)。极大的弹力f1尤其是以第2卡合部125的内端部127附近为中心,作用于第1锥部116。另一方面,由于如上所述将包含第1锥部116的基座110侧视作刚体,因此当作用有该弹力f1时,则相反在垂直于第1锥部116的切面的方向上,对第2卡合部125产生垂直抗力。与此相伴,通过第1锥部116的倾斜面的效果,垂直抗力之中还产生有z方向(下方向)成分的力f2。该f2为将壳体120整体向z方向(下)按下的力,与此联动,从壳体120侧的第2抵接面122对基座110侧的第1抵接面113施加有较大的按压力f2。此外,由于内端部127的位置位于比外端部117更向z方向侧移动的部位上,因此壳体120的内端部变得不容易在-z方向(上)上移动,由此,能够“不断”施加上述按压力(图5以外,还同时参照图3)。

另外,优选基座110的第1抵接面113作为与壳体120的第2抵接面122的相碰面而发挥功能,且在其他部位上,没有承受来自壳体的z方向(下)的力的部位。

(2)效果

根据上述(1)的作用的结果,由于壳体120的第2抵接面122不断被按压以便与基座110的第1抵接面113接触,因此至少可得到下面的(a)~(d)的效果。即(a)即使在泵室内的压力升高的情况下,在划定泵室的壳体侧的第2抵接面与基座侧的第1抵接面之间也不会空出间隙(第2抵接面从第1抵接面不浮起),(b)由于通过采用如上所述的嵌入结构,不需要使用螺钉,因此能够在满足血液泵的规格要求的同时,尽可能缩小与血液泵的基本功能(送液功能)无关的部位,进而能够用远小于现有的血液泵的螺钉固定带mg2的边缘mg1来构成血液泵,其结果,可提供一种具有比现有的血液泵更小的直径、容积等的有用的血液泵,(c)可提供一种能够使上述的(a)及(b)并存的有用的血液泵,当然,由于上述效果,因此(d)可提供一种血液不会向外部泄漏且外部的体液等不会进入内部的血液泵。

3.使用有血液泵100的辅助人工心脏系统300

当然,实施方式1所涉及的血液泵100可以设置在使用者的体外,但如果埋入体内来用作辅助人工心脏,则能够进一步享有小型轻量化的益处。

由于在将血液泵向体内埋入时,是埋入有限厚度的使用者(患者)的胸腔,因此如果使用满足基本规格要求又具有比现有更小直径、容积等的本发明的血液泵,则能够扩展应用对象者,从而能够更适当地响应来自医疗现场的要求。

另外,虽然在本说明书中表达为将血液泵向体内“埋入”,但在其他的情况下也可表达为“植入”。

图6是为了说明将实施方式1所涉及的血液泵100向体内埋入时的辅助人工心脏系统300而进行模式化表示的图。

例如如图6所示,辅助人工心脏系统300由下述部件等构成,即:血液泵100,埋入使用者的体内;人工血管200,对血液泵100和使用者的自身心脏510的左心室(未图示)进行连接;人工血管210,用于将血液从血液泵100送回使用者的体内;控制装置(未图示),设置于使用者的体外,对血液泵100的动作进行控制;及电缆220,对控制装置与血液泵100之间进行连接。

综上所述,通过使用满足所需规格又具有比现有的血液泵800更小的直径、容积等的实施方式1所涉及的血液泵100,例如还可以埋入儿童等体格小的人(患者)的体内,因而可预期显著扩展血液泵的应用对象者。

(实施方式2)

接下来,使用图7对实施方式2所涉及的血液泵100a进行说明。

图7是为了说明实施方式2所涉及的血液泵100a的主要部分而进行表示的图,且为对图2的剖视图中被虚线包围的卡合部分进行放大的图。另外,与实施方式1的构成相同构成的部位标注有相同的号码。

虽然实施方式2所涉及的血液泵100a具有基本上与实施方式1所涉及的血液泵100相同的构成,但下述这一点与实施方式1所涉及的血液泵100不同,即,追加有与垫圈160相关的构成。即,如图7所示,在实施方式2所涉及的血液泵100a上,基座110在比第1卡合部115更靠-z方向侧(上侧)的位置上具有用于落入垫圈160的垫圈槽119,壳体120在壳体中间部123的位置上具有中间部内壁124,因而垫圈160被配置为,被垫圈槽119和中间部内壁124夹住。

如此,实施方式2所涉及的血液泵100a在追加有与垫圈160相关的构成这一点上与实施方式1所涉及的血液泵100不同。但是,根据这样的实施方式2所涉及的血液泵100a,由于在抵接部以外,所述抵接部通过第1抵接面113及第2抵接面122来密封泵室150,在抵接部的外侧进一步配置有垫圈160,因此能够在以双重密封来拦阻血液向血液泵的外侧漏出的同时,能够阻拦体液等从血液泵的外侧侵入血液泵的内部。另外,由于该垫圈160因壳体中间部123的弹力而朝向-r方向或r方向被压扁,因此不会增大血液泵的直径。

此外,优选在实施方式2所涉及的血液泵100a上,在沿着z方向对血液泵100a进行俯视时,基座110的垫圈槽119与基座110的大致水平面111重叠,且壳体120的第2抵接面122与垫圈160的至少一部分重叠。

根据这样的血液泵110a,由于垫圈160以下述形式安装于血液泵100a,即,垫圈160的r方向的厚度的至少一部分被大致水平面111及第2抵接面122的区域吸收的形式,因此能够追加垫圈,而不会显著增大血液泵的直径,从而能够小提供一种具有较小直径、容积等的血液泵。

另外,根据实施方式2所涉及的血液泵100a,由于在与垫圈160相关的构成以外,具有与实施方式1所涉及的血液泵100相同的构成,因此原样具有实施方式1所涉及的血液泵100所具有的效果之中相应的效果。

(实施方式3)

接下来,使用图8对实施方式3所涉及的血液泵100b进行说明。

图8是为了说明实施方式3所涉及的血液泵100b而进行的图,且为表示将壳体120及另外的壳体170分别嵌入基座110前的状态的立体图。

虽然实施方式3所涉及的血液泵100b具有基本上与实施方式1所涉及的血液泵100及实施方式2所涉及的血液泵100a相同的构成,但在下述这一点上与实施方式1及实施方式2所涉及的血液泵100及100a不同,即,在基座110上在其z方向侧(底面侧)嵌入有另外的壳体170这一点。

即,如图8所示,在实施方式3所涉及的血液泵100b上,在基座110上具有开口于z方向侧(底面侧)的用于收藏驱动体(马达的转子部)等的收藏室(图中未表示),在该收藏室中收藏有驱动体(马达的转子部),并且,通过在基座110的z方向侧(底面侧)嵌入另外的壳体170,来封闭收藏室。另外的壳体170和基座110的嵌入结构与实施方式1的壳体120和基座110的嵌入结构为相同的结构。即,在基座110的z方向侧(底面侧)设置有与第1卡合部115相同的另外的第1卡合部,在另外的壳体170的缘侧设置有与第2卡合部125相同的另外的第2卡合部。而且,与实施方式1相同,另外的第1卡合部与另外的第2卡合部以相同的结构嵌合。

如此,虽然实施方式3所涉及的血液泵100b在下述这一点上与实施方式1所涉及的血液泵100及实施方式2所涉及的血液泵100a不同,即在基座110上在其z方向侧(底面侧)嵌入有另外的壳体170这一点,但根据实施方式3所涉及的血液泵100b,由于是用与实施方式1相同的结构从z方向侧(底面侧)嵌入另外的壳体170,因此即使假设产生有设置上述的收藏室的需要,也能够用另外的壳体170来封闭收藏室,且不用确保较大的边缘(固定带等),因而能够提供一种具有较小的直径、容积等的血液泵。

另外,根据实施方式3所涉及的血液泵100b,由于在基座110上在其z方向侧(底面侧)嵌入有另外的壳体170这一点以外,具有与实施方式1所涉及的血液泵100及实施方式2所涉及的血液泵100a相同的构成,因此原样具有实施方式1及实施方式2所涉及的血液泵100及100a所具有的效果之中相应的效果。

(实施例)

下面对实施有本发明的血液泵的例子进行说明。

(1)实施例所涉及的血液泵

作为实施例所涉及的血液泵,试制了实施方式2及实施方式3所涉及的血液泵。

即,作为实施例所涉及的血液泵,形成有下述构成,即,在实施方式1所涉及的基座110及壳体120的嵌入结构以外,还采用有垫圈160及另外的壳体170(后盖)的构成。送液机构130采用叶轮,驱动体140采用马达,且作为基座110及壳体120的原材料而采用了纯钛(atsm标准的f67,等级2)。

(2)比较例所涉及的血液泵

作为比较例1,试制了基于通常广泛使用的钟表的后盖安装结构(背景技术)的血液泵。此外,作为比较例2,试制了现有的血液泵800(参照图11及图12)。

在比较例1及比较例2中分别采用了下述用于使基座及壳体结合的结构,即,在比较例1中采用了使用暗销部的结构,在比较例2中采用了使用螺钉的结构。此外的与基本功能相关的部位的结构、尺寸等(叶轮、泵室、血液接触面、流入口、流出口等的结构、尺寸等)基本上与实施例所涉及的情况相同。

(3)实施例所涉及的血液泵的效果

图9是为了说明实施例所涉及的血液泵的评估结果而进行表示的图。

如图9所示,从第2抵接面对第1抵接面的按压力这样的观点来看,确认了在比较例2的血液泵及实施例所涉及的血液泵上可得到足够的性能。从小型轻量化这样的观点来看,确认了下述情况,即,相对于比较例2的血液泵,实施例所涉及的血液泵可使血液泵整体的直径缩减12%,可使血液泵整体的体积缩减26%,可使重量缩减38%。

如上所述,本发明的血液泵确认了下述内容,即,能够从壳体侧的抵接面对基座侧的抵接面不断施加较大的按压力,即使在泵室内的压力升高的情况下,也可满足在划定泵室的壳体侧的抵接面与基座侧的抵接面之间不能空出间隙这样的规格要求,并且实现了比现有的血液泵更小的直径、容积等。

以上,虽然基于上述的实施方式对本发明进行了说明,但本发明并不局限于上述的实施方式。可在不脱离其宗旨的范围内进行实施,例如还可进行如下变形。

(1)上述各实施方式中所记述的构成要素的数量、材质、形状、位置、大小、角度等为例示,可在不损害本发明的效果的范围内进行变更。

(2)虽然在上述各实施方式中,第2卡合部125的最靠z方向侧的端部为壳体120的最靠z方向侧的端部(壳体下端部129),但本发明并不局限于此。例如,如图10所示,也可以在比第2卡合部125的部位更靠z方向侧设置对卡合没有帮助的罩部129’,并将该罩部129’的z方向侧(下端)作为壳体120的最靠z方向侧的端部(壳体下端部129)。通过设置该罩部129’,能够保护作为按压力的来源的第1卡合部115及第2卡合部125。但是,优选罩部129’的z方向侧的端部(壳体下端部129)在沿着z方向的方向上不与基座110接触。

此外,虽然在图10中,在配置垫圈160时,将其配置在与壳体中间部123相对应的位置上,但不局限于此。例如,也可以将垫圈160配置在罩部129’的位置上。

(3)虽然在上述实施方式2中,垫圈槽119、与垫圈槽119相对的壳体120的中间部内壁124被构成为,分别沿着z方向而设置且相互平行(参照图7),但本发明并不局限此。例如,也可以相互不平行,而以随着朝向z方向(下)而向-r方向侧(内侧)倾斜的方式将中间部内壁124构成为锥状(未图示)。当配置在设置有这样的倾斜的中间部内壁124’和垫圈槽119之间的垫圈160被夹住时,则产生弹力(反弹力)。这样的弹力(反弹力)按压中间部内壁124’及垫圈槽119,最终可作为使壳体120向z方向下降的力的一部分而进行加力。

另外,相反也可以对垫圈槽119侧的设计进行变更,并设置可得到相同的效果锥部。

(4)虽然在上述各实施方式中,假设第1抵接面113与第2抵接面122相互平行而进行了说明,但本发明并不局限此。例如,也可以将第2抵接面122构成为,不与xy平面平行(即水平),而是随着朝向-r方向(内侧)而向z方向(下)倾斜。

根据该构成,虽然与第1抵接面113接触的第2抵接面122比上述各实施方式面积更小,但由于利用了较小的面积来给予上述的按压力f2,因而能够对第1抵接面113施加更高的压力。

(5)虽然在上述各实施方式中,在壳体本体121与第2卡合部125之间配置有壳体中间部123,但本发明并不局限此。也可以为省略了壳体中间部123的构成。

(6)虽然在上述各实施方式中,采用了叶轮来作为送液机构130,但本发明并不局限于此。例如也可以采用无桨叶型、汽缸型、脉动型、涡轮型、容积型、鞭毛运动型等送液机构。

(7)虽然假设将上述各实施方式所涉及的血液泵向体内埋入来使用并进行了说明,但本发明不局限于此。即使将本发明的血液泵设置于使用者的体外也是有用的。由于随着使用者的移动,血液泵需要进行携带,因此对小型轻量的血液泵的需求依然强劲。

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