2011 Fiscal Year Annual Research Report
人工心臓内の血栓のリスク分析と同定のための血液モニタリングシステムの開発
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11F01360
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
武居 昌宏 千葉大学, 大学院・工学研究科, 教授
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
SAPKOTA Achyut 千葉大学, 大学院・工学研究科, 外国人特別研究員
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| Keywords | 流体工学 / 混相流 / トモグラフィー / 可視化 |
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| Research Abstract |
人工心臓は1969年に米国で臨床試験が初めて行われて以来、大型な拍動式の第一世代から、接触回転式の第2世代を経て、現在は,第3世代の小型非接触回転式が主流となっている。この第3世代の人工心臓は、日本の機械工学分野が得意とする非接触軸受け技術により、現在臨床応用段階であり、在宅治療ができるまでの技術に成長している。しかしながら、人工心臓の最大の問題点は血栓と溶血が生じやすい点にあり、在宅治療を受ける患者の命綱は、血栓と溶血を検知する赤血球モニタである。世界的な研究を含めても、現在まで人工心臓内の赤血球の可視化計測とモニタリングシステムを開発した例はひとつも存在しない。したがって、血栓溶血メカニズムの解明はなされていない。本研究開発の研究目的は、次の通りである。1年目のフェーズ1(23年度後期、24年度前期)においては、血液流動中のタンパク質、血流速度および赤血球濃度による電気的特性の変化を検討する。フェーズ1の結果に基づいて2年目の,フェーズ2(24年度後期、25年度前期)では、プロセス・インピーダンス・スペクトロスコピー・トモグラフィー(PIST)法を用いた血液モニタリングシステムを開発する。同システムの適用性を検討するためにウシの血液を利用し体外模擬流路を用いて実験を行う。
本年度は、血液成分でのタンパク質および赤血球濃度と血液凝固の関係を検討した。詳細には、(1)凝固直前と凝固後に凝固に関わるタンパク質の濃度を計測した。(主な実験条件:血液成分は変えない、凝固剤を利用する)(2)凝固直前のタンパク質の濃度と血栓の大きさの関係を検討した。(3)凝固直前のタンパク質の濃度と凝固時間の関係を検討した。((2)と(3)の主な実験条件:各タンパク質の濃度を変える、凝固剤を利用する)(4)赤血球濃度と凝固の関係を検討する。(主な実験条件:赤血球濃度を変える、凝固剤を利用する)(1)～(4)のいずれも多種のウシの血液を利用して行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
凝固直前と凝固後に凝固に関わるタンパク質の濃度の計測を行い、凝固直前のタンパク質の濃度と血栓の大きさの関係、及び、タンパク質の濃度と凝固時間の関係の検討が行えた。また、赤血球濃度と凝固の関係の検討も行えた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の結果に基づいて、プロセス・インピーダンス・スペクトロスコピー・トモグラフィー(PIST)法を用いた血液モニタリングシステムの開発を行う。同システムの適用性を検討するためにウシの血液を利用し体外模擬流路を用いて実験を行う。
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