超低容量血液浄化システムの開発

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K09721
• Research Institution: Iwate Medical University
• Principal Investigator: 高田 彰 岩手医科大学, 医学部, 助教 (30438494)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 血液浄化療法 / 低容量 / 新生児

Outline of Annual Research Achievements

28年度は、①27年度に作成した設計図をもとに、自動化シリンジポンプとそれを制御するロータリースイッチ、複数の圧力センサを組み込んだ一体型血液浄化システムを作成し、②その性能評価を主に行った。
①圧力センサには経時的な圧力モニタが可能な容量0.1mlのエアフリーチャンバ方式圧力センサを採用し、脱血・返血ラインとなる単一ライン上、血液浄化器入口部と出口部の3か所に設置した。シリンジ部分にはモーター駆動で連続的に稼働させるシリンジポンプを搭載し、それと連動するロータリースイッチを用い、脱血時、返血時にそれぞれ一方向の血流が生じるように設計した。このシリンジポンプは抗凝固剤投与用シリンジにも採用し、血液浄化器直前に接続した。血流量制御は0～10 ml/分、抗凝固薬用ポンプ制御は0.25ml/時、0.50ml/時、0.75ml/に設定できるスイッチを搭載した。
②性能評価は生食を用い、シリンジポンプ駆動状態の確認、血流量毎の各部位にかかる圧力の変化、血流量毎に透析をかけた場合の回路内圧力の変化、をそれぞれ検討した。結果として4時間以上の長時間のシリンジポンプ駆動が問題なく可能で、最大血流量10ml/分でも脱血圧-3cmH2O程度であった。血液浄化器入口部にかかる圧力は血流量4ml/分以上でも10cmH2O以上にならず、脱血時に数cmH2Oの陽圧がかかることが分かった。透析には既存の血液浄化装置の透析ポンプを用いた。既存の血液浄化装置のポンプは開閉式のため、圧力は経時的に波状となることからそれを反映して、血液浄化器入口部および出口部の圧力は、脱血相において、波状の圧変化を示した。以上の検討からどの血流量でも問題なく循環および透析が可能であることを証明した。
28年度予算で、システムの材料、複数台の圧力センサを購入した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究実施計画では自動化シリンジポンプや圧力センサの性能評価を行い、それらを最終的に一つのシステムにする予定であったが、それぞれを自動制御する一体化システムの設計を優先させている。そのシステムの準備期間やシステム全体がディスポーザルでないため、in vivoの実験が遅れている。

Strategy for Future Research Activity

一体型システムに採用した圧力センサが高価かつディスポーザブルではないことが血液を用いた実験では最も問題となるが、予算から複数台数確保することでできたため、29年度はin vivo実験を推進させ、28年度に生食を用いて行った実験との相違点から問題点を抽出する。その後、動物実験へ移行し、システムとしての完成度を確認する。

Causes of Carryover

一体型システムの設計と生食を用いた検討を主に行ったため、最も費用のかかる圧力センサの購入数が計画よりも少なかったこと、in vivoや動物実験への移行が遅れていることが原因と考える。

Expenditure Plan for Carryover Budget

ボランティアから採血した血液や動物を用いて当システムを使用した場合、その都度回路内のシリンジや圧力センサを定期的に交換する必要があるため、その購入の費用にあてる。血液浄化実験に使用する備品にその残をあてる予定である。