2016 Fiscal Year Annual Research Report
急性心腎症候群の早期腎不全治療を目的としたカテーテル式補助循環装置の実用化研究
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16H05429
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| Research Institution | National Cardiovascular Center Research Institute |
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Principal Investigator |
住倉 博仁 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 特任研究員 (20433998)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
巽 英介 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 部長 (00216996)
妙中 義之 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究開発基盤センター, 所長 (00142183)
大沼 健太郎 桐蔭横浜大学, 医用工学部, 講師 (50527992)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 補助循環装置 / 血液ポンプ / カテーテル / 急性腎不全 / 心不全治療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
急性心腎症候群における急性腎不全に対し、機械的補助循環装置を用いた早期の流量補助による腎血行動態の安定化は、腎機能の保護による尿量の増加から心負荷の軽減につながり、急性心腎症候群の悪循環を断ち切る可能性を有している。本研究では、腎臓に対し、早期に低侵襲にて直接能動的に流量補助を行うことで、急性心腎症候群における悪循環を断ち切り、心不全患者の心機能の維持や回復を促進可能なカテーテル式血液ポンプの開発を目的とした。本年度は、腎灌流用カテーテル式血液ポンプに関し、医療従事者に対するヒアリング、数値流体解析(Computational fluid dynamics：以下、CFD)によるポンプ形状の検討、および流量制御法について検討を行った。
(1)腎灌流用カテーテル式血液ポンプにおける必要性能、サイズ、適応症例等について、医療従事者に対する調査を行った。調査の結果、適応症例については、本課題の対象である急性心腎症候群だけでなく、体外循環回路を用いた心臓手術時における腎保護にも本装置は応用可能ではないかと考えられた。
(2)本血液ポンプの性能向上と小型化を実現するためには、ポンプ形状の性能に対する影響を把握する必要がある。そこで、CFDを用いて本血液ポンプの羽根形状、および流路形状について検討を行った。解析の結果、ボリュートがポンプ性能に大きく影響を与えることが確認され、適切な形状にすることでポンプ性能の向上に寄与すると考えられた。
(3)腎灌流用カテーテル式血液ポンプにて対象となる左右の腎臓に対し適切な流量補助を行うためには、2箇所の流出口からの流量を独立して制御する必要がある。そこで本血液ポンプの流量制御法についてCFDによる検討を行った。解析の結果、左右の流出路を意図的に異なる高さに設け、インペラ位置を能動的に変更することで、左右流出口からの流量を独立して調節可能なことが示唆された。
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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
腎灌流用カテーテル式血液ポンプのポンプ形状について、CFDを用いた検討を行った。更に、左右の腎臓への補助流量を独立して制御するための流量制御法について、CFDを用いた検討を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
腎灌流用カテーテル式血液ポンプにおけるポンプ性能の向上、および小型化を目的とし、CFDを用いた改良を継続して行う。また、左右の腎臓への補助流量を独立して制御するための流量制御法について、実機を用いた検討を行う。試作したデバイスについては、模擬循環回路を用いた評価試験を行う予定である。
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