次世代補助人工心臓の開発と長期循環維持に関する研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03404041
• Research Institution: National Cardiovascular Center Research Institute
• Principal Investigator: 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)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川島 康生 国立循環器病センター研究所, 院長 (10028425) ; 鬼頭 義次 国立循環器病センター研究所, 心臓血管外科, 部長 ; 増沢 徹 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 室員 (40199691) ; 中谷 武嗣 国立循環器病センター研究所, 生体工学部, 室長 (60155752) ; 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)
• Keywords: 体内埋め込み型血液ポンプ / 心尖脱血 / 左心補助 / 補助人工心臓 / 電気インピーダンス法

Research Abstract

日本人に適した長期使用左心補助人工心臓システム(LVAS)として,体内埋込空気圧駆動ダイアフラム型血液ポンプ,インピーダンス法によるポンプ拍出量モニタリングおよび駆動制御システム(Zシステム)および携帯型駆動装置の開発を行なっている。血液ポンプは,抗血栓性,耐久性および体内埋込を考慮し,セグメント化ポリウレタン製とし,ポンプ厚を50mmとした。Zシステムはポンプ内の電気インピーダンス測定に基づくもので,full-fill to full-empty(F/E)駆動が可能である。さらに,F/E駆動を適正に行なうために駆出期の自動トリガレベル設定方式を開発した。慢性動物実験は,正常心成山羊12頭(体重50〜78kg)を用いて行った。事故および出血にて5頭を2〜9週にて失ったが,2頭は1ヵ月,2頭は2ヵ月,4頭は4ヵ月(最長15週)の施行後犠死せしめた。補助量は4〜4.5 l/minで安定し,Zシステムは,体内に埋込まれ目視出来ない血液ポンプの駆動状態の把握および駆動制御に有用であり,さらにF/E駆動により適正駆動が可能であった。現在充満期における自動トリガレベル設定方式の検討を進めている。1頭において運動負荷を行なったが,ポンプ駆動は良好で特に問題を認めなかった。剖検時,血液ポンプには2頭において弁論部に血栓を,また1頭において血液室内に血栓を認めたが,明らかな血栓塞栓症はみなかった。今回のシリーズにおいては抗凝血療法を行なわなかったが,今後は抗血小板剤等の使用を考慮している。施行患者のQOL向上のための携帯型駆動装置としては,10kg以下の装置の試作を進めている。また,Zシステムを内蔵した40kgの小型駆動装置を試作し,現在モック回路において耐久試験を行なっている。

Research Products

• [Publications] Nakatani T.et al.: "An implantable left ventricular assist systm with an electrical impalance monitory and control system." ASAIO Journal. 39. M644-M648 (1993)
• [Publications] 中谷武嗣 他: "重症心不全に対する補助循環法としての補助人工心臓とCardiomyoplastyについて" 人工臓器. 22. 300-305 (1993)
• [Publications] 穴井博文 他: "インピーダンス法を用いた人工心臓駆動モンタリングおよび制御装置の開発-自動トリガレベル設定方式の開発-" 人工心臓. 23. 56-59 (1994)