Development of Total Liquid Ventilation System Which Enables Active Medicine Treatment for Serious Patients with Respiratory Failure

• Project/Area Number: 19300187
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Medical systems
• Research Institution: Tokyo Denki University
• Principal Investigator: FUNAKUBO Akio Tokyo Denki University, 理工学部, 教授 (00307670)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): OHGOE Yasuharu 東京電機大学, 理工学部, 助手 (10408643) ; FUKUI Yasuhiro 東京電機大学, 理工学部, 教授 (60112877) ; YAGUCHI Toshiyuki 東京電機大学, 理工学部, 助手 (70385483) ; SUMIKUA Hirohito 東京電機大学, フロンティア共同研究センター, 助手 (20433998) ; KOMORI Eisaku 独立行政法人四国がんセンター, 臨床研究部, 医師 (40416475)
• Project Period (FY): 2007 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥15,210,000 (Direct Cost: ¥11,700,000、Indirect Cost: ¥3,510,000); Fiscal Year 2009: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2008: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2007: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
• Keywords: 液体呼吸 / 呼吸不全 / 能動的治療 / 人工肺 / ガス交換能 / 気道内圧制御 / 能動的治療法 / Perfluorocarbon / 多目的遺伝アルゴリズム / 完全液体呼吸 / 数値流体解析 / 重症呼吸不全 / 肺コンプライアンス

Research Abstract

The purpose of this study was to develop a Total Liquid Ventilation (TLV) system with high safety which does not damage living lungs. The respiratory conditions in ex-vivo were examined using the Japanese white rabbit for evaluation of the developed TLV system. As a result, the PO_2 and the PCO_2 levels were successfully maintained in normal range, and it was confirmed that the developed TLV system could perform prolonged application.

Research Products

• [Journal Article] 人工肺用中空糸膜間の微小流路における血流速と血液ガス移動の数値解析手法に関する検討 (2009)
  • Author(s): 片桐伸将, 舟久保昭夫, 築谷朋典, 巽英介, 妙中義之, 福井康裕
  • Journal Title: ライフサポート Vol.21,No.3 Pages: 23-28
  • NAID: 10029238038
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 血流量とガス流量変化に対する中空糸膜型肺内ガス濃度分布の数値解析に関する研究 (2009)
  • Author(s): 片桐伸将, 舟久保昭夫, 巽英介, 築谷朋典, 本間章彦, 水野敏秀, 武輪能明, 妙中義之, 福井康裕
  • Journal Title: 第37回膜型肺研究会報告集 32号 Pages: 22-27
• [Journal Article] 再循環型完全液体呼吸システムのex-vivo評価に関する研究 (2009)
  • Author(s): 山本圭介, 堀越俊彦, 長谷川和典, 舟久保昭夫, 福長一義, 小森栄作, 佐藤耕司郎, 矢口俊之
  • Journal Title: 第37回膜型肺研究会報告集 32号 Pages: 28-31
• [Journal Article] 人工肺用中空糸膜間の微小流路における血流速と血液ガス移動の数値解析手法に関する検討 (2009)
  • Author(s): 片桐伸将
  • Journal Title: ライフサポート Vol.21, No.3 Pages: 23-28
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 体外循環用熱交換器の内部形状設計に関する研究 (2009)
  • Author(s): 小林大輔
  • Journal Title: 第37回膜型人工肺研究会報告集 第32号 Pages: 17-21
• [Journal Article] 血流量とガス流量変化に対する中空糸膜型肺内ガス濃度分布の数値解析に関する研究 (2009)
  • Author(s): 片桐伸将
  • Journal Title: 第37回膜型人工肺研究会報告集 第32号 Pages: 22-27
• [Journal Article] 再循環型完全液体呼吸システムのex-vivo評価に関する研究 (2009)
  • Author(s): 山本圭介
  • Journal Title: 第37回膜型人工肺研究会報告集 第32号 Pages: 28-31
• [Journal Article] Development of a Reflected Optical Fiber System for Measuring Oxygen Saturation in an Integrated Artificial Heart-Lung System (2008)
  • Author(s): T. Yasuda, T. Saito, T. Kihara, S. Takatani, A. Funakubo
  • Journal Title: Artificial Organs Vo.32No.3 Pages: 229-234
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 多目的遺伝アルゴリズムを用いた人工肺の設計および評価に関する研究 (2008)
  • Author(s): 黒岩幸治, 舟久保昭夫, 多賀一郎, 矢口俊之, 住倉博仁, 樋上哲哉, 福井康裕
  • Journal Title: 第36回膜型肺研究会報告集 31号 Pages: 21-26
• [Journal Article] 4. 5m2シリコーン簾織モジュールのPFCによる評価 (2008)
  • Author(s): 佐藤耕司郎, 野坂康夫, 紺頼拓巳, 舟久保昭夫, 福井康裕
  • Journal Title: 第36回膜型肺研究会報告集 31号 Pages: 32-35
• [Journal Article] 完全液体呼吸用人工肺の開発および性能評価に関する研究 (2008)
  • Author(s): 堀越 俊彦
  • Journal Title: 第36回膜型人工肺研究会報告集 31 Pages: 27-31
• [Journal Article] 4.5m^2シリコーン簾織モジュールのPFCによる評価 (2008)
  • Author(s): 佐藤 耕四郎
  • Journal Title: 第36回膜型人工肺研究会報告集 31 Pages: 32-35
• [Journal Article] 完全液体呼吸用人工肺の設計および開発に関する研究 (2007)
  • Author(s): 紺頼拓巳, 野坂康夫, 舟久保昭夫, 小森栄作, 佐藤耕司郎, 福井康裕
  • Journal Title: 第35回膜型肺研究会報告集 30号 Pages: 28-31
• [Journal Article] シリコーン簾織モジュールのPerfluorocarbon(PFC)による評価 (2007)
  • Author(s): 佐藤耕司郎, 野坂康夫, 紺頼拓巳, 舟久保昭夫, 福井康裕
  • Journal Title: 第36回膜型肺研究会報告集 30号 Pages: 32-35
• [Presentation] 新人工肺の開発に関する研究 (2009)
  • Author(s): 増田浩一
  • Organizer: 第7回生活支援工学系学会連合大会
  • Place of Presentation: 高知工科大学(高知県)
  • Year and Date: 2009-09-26
• [Presentation] 人工肺内局所における酸素・炭酸ガス濃度分布の数値解析と実測によるガス移動量推定に関する研究 (2009)
  • Author(s): 片桐伸将
  • Organizer: 第7回生活支援工学系学会連合大会
  • Place of Presentation: 高知工科大学(高知県)
  • Year and Date: 2009-09-25
• [Presentation] Study on Ex-Vivo Evalution of Recirculation Total Liquid Ventilation System (2009)
  • Author(s): Keisuke Yamamoto
  • Organizer: ASAIO 55th ANNUAL CONFERENCE
  • Place of Presentation: Dallas, USA
  • Year and Date: 2009-05-29
• [Presentation] A Computational Analysis of O_2 and CO_2 Transfer in a Segment of a Hollow Fiber Bundle in an Oxygenator (2009)
  • Author(s): Nobumasa Katagiri
  • Organizer: ASAIO 55th ANNUAL CONFERENCE
  • Place of Presentation: Dallas, USA
  • Year and Date: 2009-05-29
• [Presentation] Study on Optimization of Heat Exchanger for an Extra-Corporeal Circulation (2009)
  • Author(s): Daisuke Kobayashi
  • Organizer: ASAIO 55th ANNUAL CONFERENCE
  • Place of Presentation: Dallas, USA
  • Year and Date: 2009-05-28
• [Presentation] 進化計算手法を用いた人工肺の最適化に関する検討 (2009)
  • Author(s): 増田浩一
  • Organizer: 第48回日本生体医工学会大会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀(東京都)
  • Year and Date: 2009-04-23
• [Presentation] 人工肺性能評価用の血液ガス交換模擬回路設計に関する基礎的検討 (2009)
  • Author(s): 仲木匠
  • Organizer: 第48回日本生体医工学会大会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀(東京都)
  • Year and Date: 2009-04-23
• [Presentation] 完全液体呼吸用システムの性能評価に関する検討 (2009)
  • Author(s): 山本圭介, 舟久保昭夫, 山中由宇, 矢嶋めぐみ, 福長一義, 佐藤耕四郎
  • Organizer: 第7回生活支援工学系学会連合大会
  • Place of Presentation: 高知工科大学(高知県)
• [Presentation] Study on Ex-Vivo Evalution of Recirculation Total Liquid Ventilation System (2009)
  • Author(s): K. Yamamoto, T. Yaguchi, A. Funakubo, K. Fukunaga, E. Komori, S. Tredici, R. B Hirshl, R. H Bartlett, Y. Fukui
  • Organizer: ASAIO-IFAO Annual Conference
  • Place of Presentation: PALMER HOUSE (Dallas. US)
• [Presentation] A Computational Analysis of O2 and CO2 Transfer in a Segment of a Hollow Fiber Bundle in an Oxygenator (2009)
  • Author(s): N. Katagiri, A. Funakubo, E. Tatsumi, T. Tsukiya, A. Homma, T. Mizuno, Y. Takewa, Y. Taenaka, Y. Fukui
  • Organizer: ASAIO-IFAO Annual Conference
  • Place of Presentation: PALMER HOUSE (Dallas. US)
• [Presentation] 再循環型完全液体呼吸システムの性能評価に関する研究 (2009)
  • Author(s): 山本圭介, 舟久保昭夫, 堀越俊彦, 長谷川和典, 福長一義, 佐藤耕司郎, 矢口俊之, 住倉博仁, 福井康裕
  • Organizer: 第48回日本生体医工学会大会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀(東京都)
• [Presentation] 人工肺とマテリアルの新しい可能性の地平 (2008)
  • Author(s): 舟久保 昭夫
  • Organizer: 第46回日本人工臓器学会大会
  • Place of Presentation: 東京(六本木ヒルズ)
  • Year and Date: 2008-11-29
• [Presentation] 人工肺の目的関数増加に対応したデータマイニングに関する検討 (2008)
  • Author(s): 黒岩 幸治
  • Organizer: 第46回日本人工臓器学会大会
  • Place of Presentation: 東京(六本木ヒルズ)
  • Year and Date: 2008-11-29
• [Presentation] ex-vivo評価実験による再循環型完全液体呼吸システムの性能評価に関する研究 (2008)
  • Author(s): 山本 圭介
  • Organizer: 第46回日本人工臓器学会大会
  • Place of Presentation: 東京(六本木ヒルズ)
  • Year and Date: 2008-11-28
• [Presentation] 人工肺 (2008)
  • Author(s): 舟久保 昭夫
  • Organizer: 第24回日本人工臓器学会教育セミナー「人工臓器」
  • Place of Presentation: 東京(東京女子医科大学)
  • Year and Date: 2008-07-12
• [Presentation] Study on C0_2 Removal of Total Liquid Ventilation System with Recirculation Circuit (2008)
  • Author(s): Toshihiko HORIKOSHI
  • Organizer: ASAIO for the 54^<th> Annual Conference
  • Place of Presentation: SAN FRANCISCO, USA
  • Year and Date: 2008-06-19
• [Presentation] 完全液体呼吸における再循環回路を用いた評価実験 (2008)
  • Author(s): 長谷川 和典
  • Organizer: 第47回日本生体医工学会大会
  • Place of Presentation: 兵庫県(神戸国際会議場)
  • Year and Date: 2008-04-09
• [Presentation] ex-vivo評価実験による再循環型完全液体呼吸システムの性能評価に関する研究 (2008)
  • Author(s): 山本圭介, 堀越俊彦, 長谷川和典, 舟久保昭夫, 矢口俊之, 住倉博仁, 福井康裕
  • Organizer: 第46回日本人工臓器学会大会
  • Place of Presentation: (六本木ヒルズアカデミーヒルズ40(東京都)
• [Presentation] 人工肺とマテリアルの新しい可能性の地平 (2008)
  • Author(s): 舟久保昭夫, 矢口俊之, 住倉博仁, 福長一義, 福井康裕
  • Organizer: 第46回日本人工臓器学会大会
  • Place of Presentation: 六本木ヒルズアカデミーヒルズ40(東京都)
• [Presentation] Study on CO2 Removal of Total Liquid Ventilation System with Recirculation Circuit (2008)
  • Author(s): T. Horikoshi, A. Funakubo, T. Konrai, K. Hasegawa, K. Fukunaga, E. Komori, S. Tredici, R. B Hirshl, R. H Bartlerr, Y. Fukui
  • Organizer: ASAIO Abstracts for the 54th Annual Conference
  • Place of Presentation: (SAN FRANCISCO, US)
• [Presentation] 完全液体呼吸における再循環回路を用いた評価実験 (2008)
  • Author(s): 長谷川和典, 福長一義, 小森栄作, 矢口俊之, 住倉博仁, 福井康裕, 舟久保昭夫
  • Organizer: 第47回日本生体医工学会大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場(兵庫県)
• [Presentation] Automatic Design Optimization Method for Oxygenator Using Multiobjective Genetic Algorithm (MOGA) (2007)
  • Author(s): A. Funakubo, K. Kuroiwa, I. Taga, T. Yaguchi, T. Higami, Y. Fukui
  • Organizer: 2007 Joint Congress of "the 45th Annual Meeting of the Japanese Society for Artificial Organs" and "the 2nd Meeting of the International Federation for Artificial Organs"
  • Place of Presentation: Osaka
• [Presentation] Effect of the Recirculation Circuit in the Total Liquid Ventilation (2007)
  • Author(s): T. Konrai, A. Funakubo, K. Fukunaga, E. Komori, K. Sato, S. Tredici, R. B, Hirschl, R.H. Bartlett, Y. Fukui
  • Organizer: 2007 Joint Congress of "the 45th Annual Meeting of the Japanese Society for Artificial Organs" and "the 2nd Meeting of the International Federation for Artificial Organs"
  • Place of Presentation: Osaka
• [Presentation] A Computational Analysis for Estimating Influences of Concentration Changers Between the Blood Layer and the Gas Layer for Gas Transfers in an Oxygenator (2007)
  • Author(s): N. Katagiri, A. Funakubo, E. Tatsumi, T. Tsukira, A. Homma, T. Mizuno, Y. Taenaka, Y. Fukui
  • Organizer: 2007 Joint Congress of "the 45th Annual Meeting of the Japanese Society for Artificial Organs" and "the 2nd Meeting of the International Federation for Artificial Organs"
  • Place of Presentation: Osaka
• [Presentation] Amorphous Hydrogenated Carbon (A-C:H)Film Coating for Polymeric Biomaterials (2007)
  • Author(s): Y. Ohgoe, K. Kanasugi, A. Homma, H. Naito, T. Mizuno, K.K. Hirakuri, A. Funakubo, E. Tatsumi, Y. Fukui
  • Organizer: 2007 Joint Congress of "the 45th Annual Meeting of the Japanese Society for Artificial Organs" and "the 2nd Meeting of the International Federation for Artificial Organs"
  • Place of Presentation: Osaka
• [Presentation] 再循環回路を用いた完全液体呼吸システムの性能評価 (2007)
  • Author(s): 長谷川和典, 紺頼拓巳, 堀越俊彦, 舟久保昭夫, 福長一義, 小森栄作, 矢口俊之, 佐藤耕司郎, 福井康裕
  • Organizer: 第5回生活支援工学系学会連合大会
  • Place of Presentation: 産業総合研究所つくばセンター(茨城県つくば市)
• [Presentation] Study on CO2 Removal and Development of an Oxygenator for Total Liquid Ventilation (2007)
  • Author(s): T. Konrai, A. Funakubo, K. Fukunaga, E. Komori, S. Tredici, R. B Hirshl, R. H Bartlerr, Y. Fukui
  • Organizer: ASAIO Abstracts for the 53th Annual Conference
  • Place of Presentation: CHICAGO, U. S
• [Presentation] A Computational Analysis of Coupled Mass Transfer and Fluid Dynamics for Estimating Influences of Concentration Changes in the Gas Layers on the Gas Transfers in an Oxygenator (2007)
  • Author(s): N. Katagiri, A. Funakubo, E. Tatsumi, T. Tsukiya, A. Homma, T. Mizuno, Y. Taenaka, Y. Fukui
  • Organizer: ASAIO Abstracts for the 53th Annual Conference
  • Place of Presentation: CHICAGO, U. S
• [Presentation] Effect of the Recirculation Circuit in the Total Liquid Ventilation (2007)
  • Author(s): T. Konrai, A. Funakubo, K. Fukunaga, E. Komori, et. al.
  • Organizer: The joint congress of the 45th Annual Meeting of the JSAO & the 2nd Meeting of the IFAO
  • Place of Presentation: Osaka, Japan
• [Presentation] Study on Co2 removal and development of an oxygenator for Total Liquid Ventilation. (2007)
  • Author(s): T. Konrai, A. Funakubo, K. Fukunaga, E. Komori, et. al.
  • Organizer: ASAIO 53th conference 2007
  • Place of Presentation: Chicago, U. S.
• [Presentation] 多目的遺伝アルゴリズムを用いた人工肺ハウジングの最適化 (2007)
  • Author(s): 黒岩幸治, 多賀一郎, 舟久保昭夫, 福井康裕
  • Organizer: 第46回日本生体医工学会大会
  • Place of Presentation: 宮城県仙台市
• [Book] ヘルスケアとバイオ医療のための先端デバイス機器 (2009)
  • Author(s): 舟久保昭夫
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Remarks] 増田浩一:ライフサポート学会奨励賞,2010 (H22)年3月
• [Remarks] 増田浩一:第25回ライフサポート学会大会 バリアフリーシステム開発財団奨励賞,研究課題名:新人工肺の開発に関する研究,2009(H21)年9月
• [Remarks] 紺頼拓巳:米国人工臓器学会ASAIO FELLOWSHIPS,2007(H19)年6月