Fluid dynamics analysis of NBCA-Lipiodol mixture using vascular embolization model.

• Project/Area Number: 21K15832
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 52040:Radiological sciences-related
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 林 奈津子 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (70736173)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: NBCA / 動脈塞栓術 / 硬化時間 / IVR / Lipiodol

Outline of Research at the Start

NBCA はリピオドールと混和 (NBCA-Lp 混合液) して重合時間を調整するが、実際の挙動は予測困難である。本研究では、様々な血流系を模した血管塞栓モデルを開発し、各々の条件下に NBCA-Lp 混合液を注入して、その挙動をハイスピードカメラで撮像する。最先端のコンピューター流体解析を行い、血管径や血流速度、注入方法の違いで混合液の cast 形成や fragment 遊飛がどのように異なるかを解析する。また逆流メカニズムを解析しカテーテルの固着が生じる因子を明らかにする。NBCA-Lp 混合液の詳細な動態を解明し、実臨床での動態と比較検証して最適な NBCA 塞栓術を構築する。

Outline of Annual Research Achievements

NBCA はリピオドールという油性造影剤と混和して NBCA-Lp 混合液を作成し、重合時間の調整を行っているが、実際の血管内での挙動の予測が困難である。本研究では、NBCA-Lp 混合液の詳細な動態を解明し、実臨床での動態と比較検証して、安全で最適な NBCA 塞栓術を構築することが目的である。
初年度 (2021年度) は NBCA の硬化時間に影響を与える因子の検討を行った。一般的には NBCAの注入直前にカテーテル内を5%ブドウ糖液でフラッシュしてから NBCA-Lp 混合液を注入しているが、5%ブドウ糖液が最も適した溶液であるかを検証した。手技中に NBCA に触れる可能性がある溶液として、生理食塩水、5%ブドウ糖液、注射用水、乳酸リンゲル液、造影剤、血液（血清）を挙げた。それぞれの溶液の pH を測定し、静止系モデルにおいて、NBCA-Lp 混合液の硬化時間を測定した。次いで、血流モデルの作成を行った。過去の研究で使用した血流モデルを参考に NBCA-Lp 混合液の動態観察が可能なモデルの開発を行った。
次年度である昨年度（2022年度）は血流モデルを用いて注入実験を行った。回路にマイクロカテーテルを挿入し、フラッシュ溶液として生理食塩水、5% ブドウ糖液、ウシ血清を用い、その後にNBCA-Lp 溶液注入が可能か検証した。生理食塩水と5% ブドウ糖液はフラッシュ溶液として明らかな差がないことを確認した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

次年度において血流モデルでのデータ収集が概ね完了したことから予定通りに進んでいると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

最終年度となる2023年度は、初年度と次年度で得られた情報をまとめて学会発表および論文作成を予定している。
これまでの実験を通じて、血流モデル内での NBCA-Lp 混合液の挙動の解析がさらに必要と思われたため、上記に並行して追加実験を施行予定である。