ダイアフラム型ポンプを用いた超低容量血液浄化システムの開発

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K15669
• Research Institution: Iwate Medical University
• Principal Investigator: 石川 健 岩手医科大学, 医学部, 講師 (30326649)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 超低容量回路 / 新生児 / 血液浄化療法 / 血液透析 / single-needle dialysis

Outline of Annual Research Achievements

(本研究の具体的な目的）single-needle dialysis(SND)は、脱血と送血の位相を変えて交互に行うことで、1本のブラッドアクセ スルートで血液浄化療法を施行する方法である。SNDは，必要なブラッドアクセスは1本で、回路の低容量化が容易で、特に、体格の 小さな小児に利点がある。現在、SNDは成人領域の血液透析でローラーポンプにチャンパーと開閉式のクランプを組み合わせ、脱血と 送血を異なる位相で作りだし施行されている。また我々が開発したシリンジポンプを利用した超低容量回路のSNDシステムもin vitro で有効性を証明できた。しかし、シリンジポンプでは、シリンジパレルとガスケットによる機械的な圧迫や摩擦で血球破壊の懸念があ る。このため機械的な圧迫や摩擦を直接受けにくいダイアフラム型ポンプを使用した超低容量SNDシステムの開発を行うことを目的と している。平成28年度には2種類の試作機を作成し、シリンジポンプ型の超低容量SNDシステムとの比較を行った。
また、平成29年度には作成したダイアフラム型ポンプを使用したSND型超低容量EBPTシステムを用いて、血液バッグに抗凝固薬入りの全血を入れ、これに上記のシステムを接続し24時間、全血を循環させ、循環の定常性、気泡混入率、 血栓形成の有無、赤血球変形の有無を評価。溶質除去能も併せて評価を行う。上記のin vitroの研究で得られた改良点を本システムに反映させた回路を作成する。この回路を用いて動物の急性腎不全 モデルで、24時間の血液透析を行い、安全性と有効性の評価を行う。in vivoで得られた改善点を反映した長時間のEBPT使用に耐え 得るシステムを作成する。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

臨床診療の合間に研究を進めているため、研究時間の捻出に苦労している。試作機の作成はおおむね済んでおり、実用性の検討を行う段階まで来ている。このため、今後、研究時間の確保を行い、研究の進捗を推し進める予定である。

Strategy for Future Research Activity

作成したダイアフラム型ポンプを使用したSND型超低容量EBPTシステムを用いて、
血液バッグに抗凝固薬入りの全血を入れ、これに上記のシステムを接続し24時間、全血を循環させ、循環の定常性、気泡混入率、 血栓形成の有無、赤血球変形の有無を評価。溶質除去能も併せて評価を行う。上記のin vitroの研究で得られた改良点を本システムに反映させた回路を作成する。この回路を用いて動物の急性腎不全 モデルで、24時間の血液透析を行い、安全性と有効性の評価を行う。in vivoで得られた改善点を反映した長時間のEBPT使用に耐え 得るシステムを作成する。

Causes of Carryover

これまでにダイアフラム型ポンプを用いた試作機を2種類完成させ、血液循環が可能なことを確認した。現在の試作機の回路容量は約100m lと大きいため，この試作機の構造に基づき低容量化をはかり、体格の小さな小児や新生児にも適用できるシステムの作成を行ってい る。このシステムを使用してin vitro, in vivo実験を行う予定である。これらの実験は既 に行ったことがあり、研究は軌道に乗ると考えている。

Expenditure Plan for Carryover Budget

(使用計画)

作成した2種類のダイアフラム型ポンプを使用したSND型超低容量EBPTシステムを用いて、①血液バッグに抗凝固薬入りの全血を入れ、これ に上記のシステムを接続し24時間、全血を循環させ、循環の定常性、気泡混入率、血栓形成の有無、赤血球変形の有無を評価。②パ ックに貯血した全血に浄化目的の溶質を添加し、これに作成した回路を接続し血液透析を行い溶質除去能を評価する。③上記の①と② のin vitroの研究で得られた改良点を本システムに反映させた回路を作成する。この回路を用いて動物の急性腎不全モデルで、24時 間の血液透析を行い、安全性と有効性の評価を行う。in vivoで得られた改善点を反映した長時間のEBPT使用に耐え得るシステムを 作成する。上記の実験に予算を使用する予定である。