人工心臓用交流磁場電磁推進ポンプ開発に関する基礎的研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08878165
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 満渕 邦彦 東京大学, 国際・産学共同研究センター (50192349)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩坂 正和 東京大学, 医学部, 助手 (90243922) ; 藤正 巌 政策研究大学院大学, 政策研究プロジェクトセンター, 教授 (30010028)
• Keywords: 人工心臓 / 血液ポンプ / 交流磁場 / 電磁推進 / ローレンツ力

Research Abstract

本年度は、最終年度として、1)人工心臓用交流磁場電磁推進ポンプのプロトタイプの作成、2)人工心臓用交流磁場電磁推進ポンプに要求される技術的性能の解析、および、3)交流磁場およびそれによって生じる誘導電流などが、血液や生体構成物質に及ぼす影響について検討を行った。
交流磁場用超電動線材はまだ非常に高価なため、交流磁場は、強力な永久磁石をモーターで回転させることにより、発生させた。また、模擬血液としては、3Nの塩酸を用いた。プロトタイプのシステムでは、Nd-Fe-B製の永久磁石(表面磁束密度:1200Gaussのもの、および、約1.6teslaのもの)をモーターを用いて回転させた。結果としては、この模擬血液を駆動させることは可能であったが、模擬血液の流動は確認されるもののパワー・圧ともにまだ非常に小さく、更に大きな磁場が必要と思われた。理論値からは、同じシステムでは、約500Hzの周波数で100mmHgの圧を得るには、約8teslaの磁場が必要という結果が得られた。
また、強交流磁場の生体に対する影響の検討に関しては、血液、およびマウスを8teslaの静磁場(のトンネル)の内外を往復運動させ、磁場のない同じトンネル内を往復運動させた対象と比較するという方法を用いた。周波数1.4Hzで2時間往復運動させた後、血液成分の変化、およびマウスの変化について検討を行ったが、血液成分に関しては全く差違が認められず、また、磁場中を往復運動させたマウスはやや活動性が低下するような印象が得られたが、その他に関しては有意な差違は認められなかった。

Research Products

• [Publications] 満渕邦彦: "交流磁場による電磁推進力を用いた人工心臓用ポンプの設計" 医用電子と生体工学. 35巻特別号. 343 (1997)
• [Publications] Kunihiko Mabuchi: "An attempt to develop an artificial heart pump with on electro-magnetic thruster that UES an alterating magnetic field" The International Journal of Artificial Organs. vol.20 No.9. 519 (1997)
• [Publications] Masakazu Iwasaka: "Biological Effects of static Magnetic Fields on the Microcirculatory blood Flow in vivo A Preliminary Report" Medical & Biological Engineering & Computing. Vol.36. 91-95 (1998)
• [Publications] Masakazu Iwasaka: "Effects of Gradient-Magnetic Fields on Diffusion Process of Glycine in Water" Medical & Biological Engineering & Computing. vol.33 No.5. 4254-4256 (1997)
• [Publications] 岩坂正和: "生体高分子・アミノ酸の磁気泳動-液体クロマトグラフィ的解析" 日本応用磁気学会誌. 第21巻 4-2号. 741-744 (1997)