Fluid mechanical basic research for the treatment of dissecting aortic aneurysms with multi-layered blood flow control stents

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K08750
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 鈴木 佑輔 東北大学, 医学系研究科, 助教 (70791698)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 太田 信 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (20400418) ; 齋木 佳克 東北大学, 医学系研究科, 教授 (50372298) ; 高瀬 圭 東北大学, 医学系研究科, 教授 (60361094) ; 熊谷 紀一郎 東北大学, 大学病院, 講師 (80396564)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 大動脈解離 / MFMステント

Outline of Annual Research Achievements

生体組織の力学特性に近いPVAを駆使して解離血管モデルを作成した。このモデルでは真腔と偽腔、その間のエントリーとリエントリー部を再現した。これにより拍動流循環回路において、動脈の収縮と拡張時にエントリーとリエントリー部における水流の挙動を再現可能とした。またこのモデルでは透明性が高く、モデル内部の状態（カテーテルやMFMなど）が簡単に観察でき、超音波によるモデル内部の流速を測定することも可能にした。
次に疑似解離血管モデルを組み込んだ拍動流循環回路を設計した。真腔内にMFMステントを留置する前後で血行動態の解析を行なった。解析手法としてはあらかじめ偽腔側に細径の側溝を作製しておき、そこから極細径光ファイバー圧センサを搭載したカテーテルを挿入し、偽腔内での圧の測定などを行なった。同時に超音波装置でエントリーとリエントリー部の血流測定を行なった。さらにカラードップラー法により血流の可視化も合わせて実施した。真腔にMFMステントを留置すると明らかに真腔は拡張し、偽腔は縮小した。超音波によるドップラー計測では、真腔にMFMステントを留置する前の偽腔では拍動した水流を認め、エントリー部では加速した水流を認めた。一方、真腔にMFMステントを留置した後は、ほぼ層流となり、加速した水流を認めなかった。以上より偽腔内への水流は残存するが、このMFMステントを通して偽腔内へ流入する水流が整流化され乱流が減少し、偽腔壁へかかるずり応力が減少するだろうと考えられた。