人工肺を内蔵した遠心ポンプの開発

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04454352
• Research Institution: Osaka Prefectural Radiation Research Institute
• Principal Investigator: 赤城 治彦 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 室員 (90231802)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 増澤 徹 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 室員 (40199691) ; 巽 英介 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 室員 (00216996) ; 中谷 武嗣 国立循環器病センター研究所, 生体工学部, 室員 (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) ; 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)
• Keywords: 経皮的心肺補助 / 循環虚脱 / 心肺蘇生 / V-Aバイパス / 人工肺

Research Abstract

本研究の目的は,血液と駆出とガス交換の同時施行を可能とする新たな緊急用心肺補助装置を開発することにある。開発目標は,人工肺を内蔵した遠心ポンプであり,昨年度迄の検討で,1)システムの設計,2)ミニチュアモデルの試作,3)試作器を用いての基礎的性能評価を行った。試作した装置は,オープンインペラ型の遠心ポンプで,インペラとハウジングとのギャップ部にインペラを取り囲む様にガス交換用の中空糸束が配されている。昨年度はphi8cm×6cm,膜面積0.15m^2,充填量50mlの超小型テストデバイスを用いて心肺補助装置としての基本的性能評価を行ない,ポンプと人工肺とを一体化することに伴う装置としての問題点の洗い出しを行なった。結果,ガス交換能に関しては膜面積から予想される以上の性能を示し,一体化の利点が生かされたが,ポンプ性能では,インペラの周囲に直接中空糸束を配置したことによると思われる駆出特性の低下が問題となった。そこで本年度は,インペラと中空糸束との間隙にスリットを有する内筒を入れ,この問題の解決を図ると共に,装置の抗血栓性を向上させるべく,新たにヘパリン分子の共有結合法による抗血栓性処理技術の検討を行なった。試作器の駆出特性は上述の改良の結果著明に改善し,回転数2500rpm時の締め切り揚程で115→320mmHg,揚程100mmHg時の吐出水量で0.8→11L/minと経皮的アクセスでの使用を勘案しても成人での使用に十分耐える性能を有するに至った。ヘパリン処理法に関しては,素材表面にポリエチレンイミンを導入し,シランカップリング剤を用いてこれにヘパリン分子を共有結合する方法を考案した。本法で処理した人工肺の抗血栓性を成山羊を用いた12時間のヘパリンレスECMOにて評価したが(n=12),全く血栓を認めないものもあり素材としての抗血栓には期待が持たれたが,未だバラツキが大きく,安定した処理工程の確立が急務と考えられた。

Research Products

• [Publications] 赤城治彦,高野久輝,他: "緊急的心肺補助での使用を目的とした人工肺内蔵遠心ポンプの開発" 膜型肺. 15. 37-39 (1993)
• [Publications] 高野久輝,赤城治彦: "膜型肺 ハードウエアの現況と展望" 膜型肺. 15. 44-48 (1993)
• [Publications] 馬場雄造,赤城治彦,他: "長期使用を目的とした人工肺の開発" 膜型肺. 15. 98-102 (1993)