呼吸循環不全に対する人工臓器による長期間心肺補助に関する基礎的臨床的研究

• Project/Area Number: 01480347
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Thoracic surgery
• Research Institution: National Cardiovascular Center Research Institute
• Principal Investigator: 妙中 義之 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 室長 (00142183)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 一彦 近畿大学, 医学部・麻酔科, 助教授 ; 藤田 毅 国立東静病院, 院長 ; 松田 武久 国立循環器病センター研究所, 主体工学部, 部長 (60142189) ; 高野 久輝 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 部長 (60028595) ; 巽 英介 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 室員 (00216996) ; 木下 正之 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 室員 (00183301) ; 野田 裕幸 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 室員 (20183551)
• Project Period (FY): 1989 – 1990
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1990)
• Budget Amount: ¥5,900,000 (Direct Cost: ¥5,900,000); Fiscal Year 1990: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 1989: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
• Keywords: Ventricular assist device / Artificial lung / Serum leakage / Long term usage / Local anticoagulation / Antithrombogenicity / Artificial heart and lung / 人工心臓 / 人工肺 / 心肺不全 / 呼吸不全 / 循環不全 / 抗血栓性 / 血漿漏出 / 心肺補助

Research Abstract

まず、前年度に引続いて、慢性動物実験により人工肺を組込んだ補助人工心臓システム(VAD)による長期間心肺補助について検討を進めた。成山羊4頭を用い、右心房ー肺動脈間に装着したVADの送血コンデュイットに特殊微小孔膜を用いた試作小型人工肺を挿入・装着し、短時間作用性抗凝血薬による局所抗凝血療法下に長期間心肺補助を施行した。最高15日間の呼吸循環補助(2〜4L/minの循環補助、40〜120ml/minのガス交換)が可能で、局所抗凝血療法により出血傾向は完全に回避された。また血液障害や臓器障害も認めず、本方法の有用性・安全性が示された。
つぎに、システムの抗血栓化処理に必要な、ガス透過性を有するヘパリン化材料の合成について検討した。ポリジメチルシロキサン、ポリウレタン、第3級アミノ基含有ポリエ-テルの三元共重合体を合成し、アミノ基を4級化した後ヘパリンをイオン結合させた。開発素材は極めて優れた抗血栓性を示し、また生理食塩水中での2週間のヘパリン溶出処理後も抗血栓性を維持していた。現在各種材質表面へのコ-ティング技術の検討を行なっており、本研究を含む多目的への応用が期待される。
人工肺人工心臓一体型の心肺補助装置については、設計を終了して試作段階にある。構造の概略は、hollow fiberガス交換膜を外部潅流方式に配列して人工肺部分を形成し、ハウジングにあたる部位はすべて抗血栓性ポリウレタンの円筒型ポッティングとし、その前後に人工弁付きポ-トを1つ有するプッシャ-プレ-ト型の人工心臓を接続して一体化するというものである。本構造により、抗血栓性における血液流体的要因は大きく改善され、装置内血流の可視化実験から血液欝滞や血流の不均衡化が解消されたことが確認された。またガス交換の高効率化や装置全体の小型化も同時に実現した。次段階として全血流路のヘパリン化表面処理を検討中であり、抗凝血療法の完全不要化の実現が期待される。

Research Products

• [Publications] 巽 英介: "肺および心肺移植へのブリッジを目的とした右心補助人工心臓使用長期間ECMOの研究" 日心外会誌. 19. 883-885 (1990)
• [Publications] Tatsumi E.: "A VAD and novel high performance compact oxygenator for longーterm ECMO with local anticoagulation." Trans Am Soc Artif Intern Organs. 36. M480-483 (1990)
• [Publications] Tatsumi E.: "Longーterm respiratory assistance using RVAD system and a membrane oxygenator." Int J Artif Organs. 15. (1991)
• [Publications] 巽 英介: "長期間使用を目的とした人工肺の研究開発と評価方法の確立" 人工臓器. 19. (1991)
• [Publications] Tatsumi E,Takano H,Taenak Y,Noda H,kinoshita M,Sekii H,Yagura A,Sasaki E,Aku: "A novel method for long-term respiratony support." Trans Am Soc Artif Intern Organs. 35. 671-673 (1989)
• [Publications] Tatsumi E,Takano H,Taenaka Y,Noda H,Kinoshita M,Skii H,Yagura A,Sasaki E,Akutsu T.: "Long-term respiratory assistance using RVAD System and a membrane oxygenateor" Artif Organs.
• [Publications] Yosiyuki Taenaka: "Influences of Ventricular Assist Davice Pumping on Blood Coagulation" Trans Am Soc Artif Intern Organs 1989. 35(3). 396-398 (1989)
• [Publications] Yosiyuki Taenaka: "Experimental Evaluation and Clinical Application of a Pediatric Ventricular Assist Device" Trans Am Soc Artif Intern Organs 1989. 35. 606-608 (1989)