小型一体型心肺補助装置の開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07044164
• Research Institution: Tokyo Denki University
• Principal Investigator: 福井 康裕 東京電機大学, 理工学部, 教授 (60112877)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): KAWAHITO Koj Baylor College of Medicine, Research I ; SUEOKA Akino Baylor College of Medicine, Assoc. Pro ; NOON George Baylor College of Medicine, Professor ; NOSE Yukihik Baylor College of Medicine, Professor ; 船久保 昭夫 能力開発大学校, 講師 ; 佐久間 一郎 東京電機大学, 理工学部, 助教授 (50178597)
• Keywords: 補助循環 / PCPS / 膜型人工肺 / シリコン中空糸 / 遠心血液ポンプ / 定常流補助循環

Research Abstract

小型一体型心肺補助装置開発の2年度目として、開発するシステムの構成要素の開発に重点をおいて研究を実施した。
長期使用可能な新規なシリコン素材を用いる模型人工肺の開発研究に関しては、前年度指摘された人工肺モジュール作成時の巻き取り工程における、中空糸のつぶれに起因する血液側・圧力側の圧損の増大ならびに人工肺としてのガス交換効率の低下の問題を、シリコン中空糸材質の再検討、巻き取り工程における張力制御などにより解決した。前年度比で圧損を1/3程度(ガス流量5L/minで30mmHg程度)に低減し、ガス交換効率についても、膜面積2m^2の人工肺モジュールにて,血液流量3L/minにて炭酸ガス移動量200ml/minを達成し、前年度より性能を向上することができた。
血液ポンプについては、米国にて開発されたピボット軸受支持型の遠心血液ポンプのためのPCPS用駆動装置の小型化ならびに、運転条件として重要な磁気カップリング間距離調節機構について検討し、小型駆動装置を試作した。PCPSへの応用を想定した流量4L/min,揚程500mHgの条件で十分運転可能であることを確認した。外形寸法は従来実験に使用していたものと比較して約1/2となった。ピボット軸受け支持型遠心ポンプの場合、流量・揚程により変化するインペラの浮上力と磁気カップリング力の配分を最適化することによりインペラ回転の安全性を向上させ、血球破壊特性の改善を図れることが米国側の研究で明らかになっている。これをモータ駆動力をインペラに伝達するカップリング磁石間距離を調節することにより実現する機構を検討し、試作駆動装置に装備し動作を確認した。
最終年度では、平成8年度の成果を基礎に、PCPSプロトタイプシステムの試作ならびにその評価を実施する。

Research Products

• [Publications] AKIO FUNAKUBO,TETSUYA HIGAMI,ICHIRO SAKUMA,YASUHIRO FUKUI TSUYOSHI KAWAMURA,KOSHIRO SATO AKINORI SUEOKA,YUKIHIKO NOSE: "Development of a Membrane Oxygenator for ECMO Using a Novel Fine Silecone Hollow Fiber" ASAIO Journal. 42・5. M837-M840 (1996)