永久使用体内埋込型人工心臓の研究開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13307041
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 阿部 裕輔 東京大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (90193010)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 望月 修一 東京大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (00345042) ; 磯山 隆 東京大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (20302789) ; 井街 宏 東京大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (10010076) ; 斎藤 逸郎 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (80334225) ; 鎮西 恒雄 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (20197643)
• Keywords: 人工心臓 / ポンプ / 回転式波動ポンプ / 波動型完全人工心臓

Research Abstract

本研究は、永久使用を実現する理想的な人工心臓の研究開発を目的として、小型高性能な永久使用体内埋込型人工心臓の研究開発を行う.本年度は、回転式波動ポンプの電磁駆動方式の研究および波動型完全人工心臓の四次モデルの開発を行った.回転式波動ポンプの電磁駆動方式の研究では、ネオジウム鉄による永久磁石を4個埋め込んだディスクと、電磁石を12個およびホールセンサーを6個設置したハウジングを用いて開発した回転式波動ポンプを、合計12個のPWM制御回路を組み込んで開発した駆動制御回路を用いて電磁駆動した.駆動方式としては、変則Y結線モード、デルタ結線モードおよび反発駆動モードをテストした.その結果、いずれのモードでもディスクを駆動できることを確認した.しかし、ハウジングに設置した電磁石の能力が足りないためにトルク不足となり、変則Y結線モードおよびデルタ結線モードでは、無負荷では毎分9L程度の流量が得られるも、100mmHgの圧負荷では流量が出なかった.また、変則Y結線モードおよびデルタ結線モードはほぼ同じ効率を示したが、反発駆動モードでは、変則Y結線モードおよびデルタ結線モードの半分程度の効率しか得られなかった.これらの結果から、当初期待していた反発駆動モードは採用できず、リング状ディスクによる新型回転式波動ポンプも設計変更を余儀なくされた.現在、新しいデザインでポンプを開発中である.また、平行して体内埋込型人工心臓の動物実験を遂行するために、従来の波動型完全人工心臓を永久使用タイプの体内埋込型人工心臓に改良することとし、完成度を上げるために新設計による四次モデルの開発を行った.完成した波動型完全人工心臓四次モデルは、現在、ヤギに埋め込んで評価検討改良中である.

Research Products

• [Publications] Y.Abe, et al.: "Third model of the undulation pump total artificial heart"ASAIO Journal. 49. 123-127 (2003)
• [Publications] Y.Abe, et al.: "Principle of the rotary undulation punp"Journal of Artificial Organs. 5. 84-90 (2002)
• [Publications] I.Saito, et al.: "Progress in the control system of the undulation pump total artificial heart"Artificial Organs. 27(1). 27-33 (2003)
• [Publications] T.Ozeki, et al.: "A study on an energy supply method for a transcutaneous energy transmission system"Artificial Organs. 27(1). 68-72 (2003)
• [Publications] S.Kawano, et al.: "Miniature vibrating flow pump using a cross-slider mechanism for external shunt catheter"Alrtificial Organs. 27(1). 73-77 (2003)