2015 Fiscal Year Research-status Report
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15K12503
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
井上 雄介 東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (80611079)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 微小循環 / 人工心臓 / 小型化 / 顕微鏡 / 慢性実験 / 連続流 / 拍動流 / 小児用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
人工心臓には駆動方式として拍動流と連続流の２種類が存在するが、どちらが循環生理学的に生体に適しているか、もしくは問題があるかが明らかになっていない。もし連続流でも生理的に問題がないことが明らかになれば、超小型の人工心臓が開発可能となり小児にも適用可能となる。 連続流駆動は大血管系に大きな影響はないが、肺や微小循環などの、血液の主たる機能であるガス交換部位における影響は未解明である。これまで拍動流と連続流のどちらも駆動できる人工心臓が存在せず、長期間観察可能な顕微鏡もなかったため研究はすすめられなかったが、我々は拍動流・連続流のどちらも駆動可能な完全人工心臓すでに開発済みである。そこで長期安定的に微小循環を観察できる顕微鏡を開発し、それらを用いて脈のない血流が生体へ与える影響を明らかにすることが本研究の目的であり、研究を行っている。
本研究は微小循環観察装置の開発を行い、その後人工心臓を装着した動物の血流駆動様式を変更し、微小循環への影響を観察する実験的研究である。これまでなし得なかった、観察の安定性の確保と麻酔等の外乱抑制という条件を満たすために、観察装置内に血管を新生させる機構を組込む。初年度は市販の観察装置を購入し、足場を組み込んで使用し、人工心臓の流れ様式の変化を観察する。同時に高解像度の微小循環観察装置の独自開発を行う。本年度購入予定であった、飲み込み型体内観察カメラは、独自に開発した微小循環観察装置の開発が順調であったために見送り、実際に開発した観察デバイスを用いて、実験を行っている。
観察デバイスの評価のために皮下にデバイスを埋込み、デバイスに組み込んだ足場に微小循環を誘導し、その様子をリアルタイムに観察することに成功した。また、補助人工心臓とともに微小循環デバイスを埋込み、数日単位での人工心臓下での微小循環観察に成功した。
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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
申請書に記載した、実験計画通りに推移しており、次年度の研究計画にもおおむね大きな障害は生じていないため。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度では開発した微小循環観察装置を肺や毛細血管など各種臓器近傍に埋め込み、微小循環の観察を行う。螺旋流型人工心臓駆動様式を連続流・拍動流と切り替えて、微小循環に与える影響をリアルタイムに観察する。また長期間（数週間）一定の流れ様式に駆動した時の影響も観察・解析する。実験終了後は、血液代謝データと病理組織的データを加えて総合的に、流れ様式が生体に与える影響の解析を行う。
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| Causes of Carryover |
自作開発デバイスの研究が順調に推移し、購入予定であった市販体内カメラを備品として購入する必要がなくなったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
動物実験に使用する消耗品の額を増やし、実験回数を増やすことで、より多くのデータを得て高い確度の成果を出すように変更する予定。
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