ターボ血液ポンプの適用範囲拡大を目指したポンプの多段化に関する研究

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18360094
• Research Institution: National Cardiovascular Center Research Institute
• Principal Investigator: 築谷 朋典 国立循環器病センター(研究所), 人工臓器部, 室員 (00311449)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 妙中 義之 国立循環器病センター(研究所), 人工臓器部, 部長 (00142183) ; 辻本 良信 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (50112024) ; 堀口 祐憲 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教授 (60314837)
• Keywords: 遠心ポンプ / 血液ポンプ / 心肺補助循環装置 / 多段ポンプ / ボリュート

Research Abstract

本研究では,従来の血液ポンプには見られない多段延伸ポンプの設計・製作を行い,血液ポンプとしての実用性を実験的に検証することを行う.本年度は,単体のポンプで血球を破壊せずに高圧を発生することが可能な血液ポンプという新たな医学的ニーズを反映した要求仕様を決定しそれに基づいてポンプの設計を行った.
大まかな仕様としては,特に低流量・高圧力である条件を考え,平均流量3.0L/min,発生圧力500mmHgを基準とする.設計したポンプのインペラ半径は人工心臓用ポンプと同程度である40mmに留め,2段のポンプの設計を行った.また,従来よりも高揚程型とするために,以下にあげる特徴をもつ要素の設計を行った.
1.高揚程化のためのサクションボリュート入口流路
2.高圧用のインペラ翼形状(羽根枚数,出口角)
3.ラジアルスラスト軽減のためのダブルボリュート出口流路
ついでこれらの基本仕様にもとついてポンプの試作を行った,ポンプは可能なかぎり内部の流動状態を観察できるように基本的にアクリルによって製作した.また,ポンプ通過時の圧力上昇ならびに戻り流路での圧力回復の様子を計測することが可能なように各所に圧力測定用の測定孔が設けられている.
なお,血球の破壊に深く関わると考えられるインペラとケーシングの隙間幅に関しては,従来の研究成果を参考にして決定し,次年度の研究においてその最適値を探ることとする.