2020 Fiscal Year Annual Research Report
Regulatory science study for a portable hemofiltration system with a small centrifugal pump
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18K12130
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
山根 隆志 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 客員研究員 (10358278)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 健一郎 川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 准教授 (00434316)
松田 兼一 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (60282480) [Withdrawn]
西田 正浩 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (80357714)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 血液濾過 / 遠心ポンプ / 血液フィルター / 血栓 / 溶血 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ポンプの溶血率が、ヘパリンで抗凝固した動物血を循環させた回路内に発生する血小板凝集にどう影響するか検討した。低流量遠心ポンプを使用した可搬型血液濾過装置の開発が最終目標である。
高剪断型羽根形状（DP5）と低剪断型羽形状（DP8）の２種類の遠心ポンプを使用した。いずれも羽根直径34mm、直線流路2本、ダブルピボット軸受を有する。これら２種のポンプおよび150μm格子のメッシュフィルターおよび三角ソフトリザーバで実験回路を構成した。2台のポンプに同一個体のブタ新鮮血400mLを充填し、実験開始時にヘパリン4mLを入れ、初期流量500mL/min以下となるよう回転数を2500rpm、温度を37℃に維持して、流量の連続計測と、実験後メッシュフィルターに捕捉された血小板凝集塊の観察を行った。なお血液運搬中はクエン酸Naを入れ、実験直前に塩化Caで中和した。
3回の実験の結果、「中溶血ポンプ」（NIH=0.012±0.001）では75%以上の流量減少もあったが、減少開始時刻がそれぞれ異なっていた。「低溶血ポンプ」（NIH=0.004±0.003）では30%以上の流量減少は生じなかった。ここに溶血指数NIHは、20分間[=100L/(5L/min)] あたりの遊離Hb総量 NIH [g/20min]＝ΔfHb.V.(1-Ht/100) .20/T （ΔfHb：遊離Hb濃度）を示す。低流量遠心ポンプの溶血が許容値以下（NIH<0.007）であれば、ヘパリン抗凝固回路で流量減少をおこすような血小板凝集の発生はないと確認された。
モニター技術については、漏血および溶血を検出できるよう現行の透析装置と同様に赤色および緑色光を用いた二光式とすることが有効であると考えられた。排液を複数波長によりモニタリングすることで、安全性の向上と効率的な治療に役立つことが確認できた。
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