生体の機能と構造に対する中長期無拍動流人工循環の影響に関する基礎的研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10470280
• Research Institution: National Cardiovascular Center
• Principal Investigator: 妙中 義之 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 部長 (00142183)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武輪 能明 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 室長 (20332405) ; 巽 英介 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 室長 (00216996) ; 築谷 朋典 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 室員 (00311449) ; 高野 久輝 国立循環器病センター研究所, 副所長 (60028595)
• Keywords: 人工心臓 / 生体適合化 / 血液破壊 / 流れの可視化 / 数値解析法 / 血栓形成 / 解剖学的適合性 / 電磁波

Research Abstract

健常皮膚を介して伝送される電力によって駆動される体内完全埋込型の定常流式および拍動流式の電気駆動式人工心臓を対象として生体適合化に間する基礎研究を行った。1.血液破壊の軽減:昨年度に引き続き、遠心ポンプのインペラとケーシングの半径方向隙間ならびに軸方向隙間を独立に変化させたモデルを作成し、さらに、駆動方法をダイレクトドライブ方式とすることの影響を、溶血試験、流れの可視化、数値計算を施行し血液破壊の軽減のための定量的指針を提唱した。2.血液の凝固に伴う血栓形成の防止:遠心ポンプのインペラを従来のオープンタイプからセミオープンタイプに変更することで、インペラ周囲の血液潅流を増加させることができ、抗血栓性の向上を図った。また、新しく開発した血液接触面のヘパリン化法により、生体適合化が一段と向上した。3.体内空間や生体組織に対する血液ポンプの解剖学的適合性の実現のための方法論の創出:従来に引き続き、画像解析を基に人工心臓をデザインし、それを慢性動物実験に応用した結果優れた体内への装着性が明らかとなった。電気油圧式全人工心臓ばかりではなく、拍動流式の補助心臓、定常流人工心臓などに関しても、体内空間への適合化に関して検討した。4.体内での熱発生の影響と許容限界の明確化:計算によるシミュレーション法と動物実験を中心に電気油圧式全人工心臓のアクチュエータ周囲の、電力伝送部、体内に埋めこんだ駆動制御部の熱環境について検討した。5.経皮的電気エネルギー伝送に伴う電磁波による生体への影響と許容限界の明確化:郵政省の電磁は防護指針との比較を行い、生体への電磁波の影響が特に見られないことが分かった。また、ファントムを用いることで、人工心臓からの電磁波の発生とその影響について検討した。

Research Products

• [Publications] Nishinaka T: "Effects of reduced pulse pressure to the celebral metabolism during prolonged nonpulsatile left heart bypass."Artificial Organs. 24(8). 676-679 (2000)
• [Publications] Nishinaka T: "Influence of pulsatile and nonpulsatile left heart bypass on the hormonal circadian rhythm."ASAIO Journal. 46. 582-586 (2000)