2007 Fiscal Year Annual Research Report
恒久的使用を目的とした次世代型体内埋込み式補助人工心臓システムの総合実用化研究
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17390356
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| Research Institution | National Cardiovascular Center Research Institute |
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Principal Investigator |
本間 章彦 National Cardiovascular Center Research Institute, 人工臓器部, 室員 (20287428)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
築谷 朋典 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 室長 (00311449)
赤川 英毅 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 流動研究員 (40416219)
李 桓成 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 特任研究員 (10463275)
角田 幸秀 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 特任研究員 (30443485)
武輪 能明 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 室長 (20332405)
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| Keywords | 補助人工心臓 / 血液ポンプ / 駆動装置 / 抗血栓性処理 / 皮膚貫通装置 |
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| Research Abstract |
(1)血液ポンプ 血液ポンプ内流速分布は流入弁の開口方向の影響を強く受け、血栓形成に大きく影響する。血液ポンプ流出弁の開口方向が流速分布に及ぼす影響を、血液ポンプに一葉式機械弁を装着し、PIV可視化手法を用いて調べたところ、計測領域における平均流速は流入弁の開口方向により影響を受け、特にD-H junction近傍で流入弁の直下流となるところでは局所の流速への影響が顕著であることが確かめられた。また、血液ポンプにおいて弁表面の壊食と溶血の原因となる弁閉鎖時に生じるキャビテーション気泡の映像を高速度カメラにより記録、レーザー変位センサにより弁の軌跡と閉鎖直前速度を求めた。キャビテーション気泡は弁葉と弁座が衝突する部分に集中し、閉鎖速度の増加とともに増え、閉鎖速度や弁座の面積に関係した弁葉と弁座間のスクイズフローがキャビテーション気泡の原因として考えられた。
(2)駆動装置 電池を含む電源供給システムの開発を行い、模擬循環回路および動物実験により電池駆動の評価を行った。東洋紡社製血液ポンプを使用し、模擬循環回路(前後負荷10mmHg、100mmHg、流量4L/min)および、左心室脱血大動脈送血の仔牛(補助流量4L/min)を用いて供給電圧低下が起こるまでの駆動時間を計測した。リチウムイオン電池A(250g)、B(720g)、C(2800g)の3種類を用いた。模擬循環回路では電池Aで96分間、Bで4時間57分、Cで14時間の連続駆動が可能であった。消費電力はそれぞれ17W前後であった。動物実験では電池Aで85分間、Bで4時間46分、Cで13時間14分の連続駆動が可能であった。消費電力はそれぞれ18W前後、平均左心室圧38〜52mmHg、平均大動脈圧90mmHg前後であった。電池Aを2個用いることで約3時間、電池Cを用いることで約13時間の連続駆動が実現できることが確かめられた。
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