2019 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 | Tokyo Denki University |
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Principal Investigator |
住倉 博仁 東京電機大学, 理工学部, 助教 (20433998)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
妙中 義之 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 客員研究員 (00142183)
巽 英介 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, オープンイノベーションセンター, 副オープンイノベーションセンター長 (00216996)
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の性能向上を目的とし、血液ポンプ形状の多目的最適化に関し引き続き検討を行った。また、ワイヤー駆動型カテーテル式血液ポンプを試作し、評価試験を行った。
(1) 血液ポンプ形状の多目的最適化における設計変数と目的関数に関する検討
血液ポンプの流出口の設計変数を増やし、より流出口形状が変更可能な解析モデルにて最適化を行った結果、流出口形状が血液ポンプの性能向上に寄与することが確認された。更に、ポンプ性能の向上を意図した目的関数（揚程の最大化）を固定とし、溶血性能の向上を意図した目的関数のみを変更し最適化を行った結果、一方の目的関数の設定によりポンプ形状に変化が生じることが確認され、ポンプ性能を維持しつつ、溶血性能に対して有効なデザインを生成可能なことが示唆された。
(2) ワイヤー駆動型カテーテル式血液ポンプの試作・評価
血液ポンプの小型化を目的とし、新たにワイヤー駆動型カテーテル式血液ポンプを試作した。試作血液ポンプは、直径4 mm、ポンプ部全長37 mmである。ポンプ性能試験の結果、回転数25,000 rpmにて、流量0.9 L/min、揚程18 mmHgが得られた。しかし、より高回転数での駆動が困難であり、目標性能を達成できなかった。原因として、駆動用モータの回転をワイヤーに直接伝達するためのシャフトの軸振れによるものと考えられた。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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