2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of the small blood circulation simulator to deepen the non-clinical evaluation of medical devices
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18H03555
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
梅津 光生 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90132927)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
八木 高伸 早稲田大学, 理工学術院, 主任研究員(研究院准教授) (00468852)
岩崎 清隆 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20339691)
坪子 侑佑 早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員(研究院講師) (40809399)
松橋 祐輝 早稲田大学, 理工学術院, その他(招聘研究員) (50754777)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 血液循環シミュレータ / 小容量拍動ポンプ / 脳動脈瘤モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者（梅津）の血液循環シミュレータ開発45年の総仕上げとして、従来の1/6 のスケールの“超小型血液循環シミュレータ”の開発を進めた。その回路にヒト新鮮血を注入し、このミニ循環回路内に挿入した新規医療機器の適正使用法やリスク対応の明確化を目指した。シミュレータの応用例として、脳動脈瘤の破裂を未然に防ぐ治療法であるフローダイバータ(以下:FD)留置術を取り上げた。FD留置術とは、カテーテルを用いて脳動脈瘤が位置する親血管に網目の細かい筒状のデバイスを留置し、瘤内の血流を停滞させて血栓化することで破裂を予防する。さらに、デバイスを足場にして新生内皮細胞を成長させ、最終的には血管を再構築することを期待する治療法である。本邦では2015年に導入されたが、より効果的な治療を行うためには詳細な治療機序の解明が重要である。そこで、脳血管の中でも瘤の発生頻度が高い内頚動脈を模擬した瘤モデルにFDを留置し、モデル内に形成される血栓を経時的可視化するシステムを開発した。
ヒト血液(ヒト倫理申請番号:2020-240)によって循環する回路とし、内頚動脈特有の平均値に対してピーク値の高い流量環境を創出するため、弾性チューブとばねを組み合わせた流量調整機構を考案した。さらに、超音波診断装置を用いてFD留置後に脳動脈瘤モデル内に形成される血栓を経時的に可視化する手法を開発した。
まず、本試験回路内とヒト内頚動脈の流量・血圧を同等に調整することができた。また、超音波診断装置で撮像した結果より、血栓の形成は瘤の下部およびFD付近で開始、その後全体に拡大することが明らかになった。
以上により、今回開発した超小型血液循環シミュレータは、実臨床の治療指針を決める上での有益な手段となりうることが確認できた。
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| Research Progress Status |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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