2004 Fiscal Year Annual Research Report

微小循環観察による人工心臓の流れ状態の生体影響に関する総合的研究

Research Project

Project/Area Number	14104027
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	井街宏東北大学, 先進医工学研究機構, 教授 (10010076)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	瀧浦晃基東北大学, 先進医工学研究機構, 助教授 (60375194) 山家智之東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (70241578) 望月修一東京大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (00345042) 鎮西恒雄東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (20197643) 馬場敦国立精神・神経センター, 医師(研究職)
Keywords	CCD / 微小循環 / 人工心臓 / 拍動流 / 連続流 / 赤血球速度 / 循環制御 / 微小循環観察プローブ
Research Abstract	本研究は、慢性実験下に波動型完全人工心臓で拍動流、連続流、連続流に拍動流を乗せた流れ(以下、混合流)で種々の流れを生体に与え、さらに拍動流や混合流では立ち上がり時間やパルス幅、波高などのパラメータを変化させることによって種々の流量波形を生体に与え、微小循環の連続観察、血行動態データからの血管インピーダンス変化、各種ホルモン分泌の変化などを総合的に調べ、連続流で長期間灌流された場合に生体が生きていけるのか、どう反応するのか、拍動流が必要な場合は最適な流裏波形があるのかなどを明らかにすると共に、体内に埋め込んで慢性的に微小循環を観察し得る小型CCDプローブの開発を目的としている。本年度は以下の研究成旺を得た。 1)波動型人工心臓長期の実験が可能なように血液ポンプの膜の成型法の改良、揺動機構の軸受け方式の改良を行った。 2)小循環観察プローブこれまでの研究から、長期に動物に埋め込み微小循環を解析するためには(1)拡大率の向上、(2)ピント調節機構の確立、(3)光源の検討(反射光、透過光)、(4)さらなる小型化などの改良が必要なことが明らかになった。そこでまず、14インチCRT上で200倍以上に拡大し得るマイクロレンズの設計を行った。1/4インチCCDを対象に直径2.5mm、長さ2mmで、作動距離3.3mm、焦点距離14.15mmのレンズをアクリル樹脂から削り出した。これによって14インチCRT上では236倍の拡大が期待できる。試験の結果、赤血球の流れははっきり観察でき、毛細血管や細動脈の動きを観察するには十分と考えられた。光源に関しては大きさ1×1.5mmの小型LEDを組み合わせて微小循環の観察に最適の透過および反射光源の作製を試みている。