Construction of circulatory system and cardiac function analysis of the left ventricular assist device model by small animals

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K21708
• Research Institution: National Cardiovascular Center Research Institute
• Principal Investigator: 竹下 大輔 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 (60761020)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: LVAD / rat / heart / PVA

Outline of Annual Research Achievements

【背景】近年，植込み型左心補助人工心臓（LVAD）の適用拡大としてDT (Destination Therapy) 目的の治験が行われ始めている．日本では，移植待機期間が年々長期化しており，DTの影響についての研究が不可欠である．大型動物を用いた研究は，デバイスの価格や大掛りな手術が必要である為，簡単には行えない現状がある．ラット等の小動物においては，遺伝子改変や投薬,手術による不全心モデルが容易に作成できる為，機序の解明が進んでいる．小動物で実験を行い，相互に検討する事により研究がより進んでいけると考えられる．
【目的】LVADが左心室に与える影響を力学的エネルギー学的観点から明らかにする為に，小動物のラット生体位心を用いたLVADモデルを構築する．
【結果】開胸したラットのLVADモデルの作成を目指し、追加実験を行った．最大血圧が50 mmHg以下に低下した状態の心臓に，LVAD補助を段階的に行う事により，段階的なAoP上昇とESP低下・SV減少を示した．また，左心室の収縮期末圧と収縮期末容積を用いた収縮期末圧容積関係（ESPVR）は，上方にシフトし，一心拍あたりの総機械的エネルギー（PVAmlvv）は，減少した．
【考察】H29年に続けポンプ性能や脱血管の形状を見直すことでよりスムーズに脱血やポンプによる送血が行えるように改良を行った結果。昨年より精度の高い検証データを得る事が出来た。検証結果は、以下の様に昨年同様の結果であった。左心室からの脱血を行う補助流量を段階的に変化させると，PVAmlvvが減少する．これは，心臓が使うエネルギーが減少している事を表している．また，ESPVRが上方にシフトする事は，心機能が亢進している事を表しており，LVADによる心補助効果を表している．
【総括】本結果により，小動物の摘出心と生体の2通りのLVADモデルの構築が行えた事が示された．