2019 Fiscal Year Annual Research Report
Total Artificial Heart using Cetrifugal Pumps One wtih Pointed Ball Bearings
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16K10622
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| Research Institution | Suzuka University of Medical Science |
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Principal Investigator |
三浦 英和 鈴鹿医療科学大学, 医用工学部, 准教授 (50451894)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 全置換型人工心臓 / 遠心型血液ポンプ / ワンポイント転がり軸受 / 保持器 / 機械摩耗 / 数値流体解析 / 血液適合性 / 経皮的電力伝送システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
右心不全を合併する重症心不全では最終的に移植を余儀なくさる。代替方法として長寿命の回転式血液ポンプを用いた全置換型人工心臓と感染症対策として皮膚を閉じた状態で交流磁界により電気エネルギーを伝送できる経皮的電力伝送システムを組み合わせた完全埋め込み型のシステムが望まれる。医療費の高騰が問題とされる昨今、医療経済的許容されうるコストで血液適合性と機械寿命といった性能をバランスよく満たす血液ポンプの開発が必要である。試作した血液ポンプは必要な流体出力を確認できたが、試作した軸受けを長時間運転した際に破損が起きることが分かった。原因としてはまず、摺動面の粗さ、真円度そして偏心が考えられた。加工精度を悪化させるようについては各軸の直交度の問題が挙げられるがNCフライスの軸調整を再度行うこと一定の改善を得た。ポンプの動作時の振動についてはインペラの流れの剥離が起こすもの、ワンポイント軸受けではモータ電磁石と磁石の吸引力を利用しているがモータの始動と脱調によるものがあげれる。そこで振動と転がり軸受の幾何学的形状の問題を切り離して原因究明を行うべく可視化モデルを作成し回転の様子を高速度カメラで解析した。公転球は軸受面と接触し、この接点の付近では狭い間隙の領域がひろがる。血球の破壊を抑制するには公転球半径と軸受面の曲率半径の比は大きい方が良いが、耐荷重を挙げるためにはその比が１に近いほうが良いことになるため、最適値の検討を進めた。しかし、観察で3つの球は必ず回転と同期しているの対し、他の2つは同期しない時があることが認められた。一度、回転面から離脱した再び接触することで強い衝撃を与え摩耗を引き起こしていることが示唆された。問題は公転球を5つ用いていることであり、適切な与圧がある状態では3つの公転球は必ず接触を得ることが出来る。そこで公転球を5つから3つに減らした軸受構成の検討を進めた。
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Research Products
(1 results)
