微細酸素気泡の血液溶解を利用した小型人工肺と圧電素子を用いた小型血流ポンプの開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K16382
• Research Institution: Hirosaki University
• Principal Investigator: 小渡 亮介 弘前大学, 医学部附属病院, 助教 (20792477)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 人工心肺 / マイクロバブル / 心臓手術

Outline of Annual Research Achievements

これまで、生理食塩水を充填させた人工心肺回路にマイクロバブル発生機(気泡型人工肺)を組み込み、酸素化能の定量評価を行ってきた。マイクロバブルの吹き付け量によって溶存酸素量が比例上昇することをこれまで確認できた。
今回はマイクロバブル発生機(気泡型人工肺)による血液の酸素化能や血液破壊、塞栓リスクなどを評価するため実際の人工心肺回路にヒト血液(日本赤十字社から購入した研究用に提供される期限切れ全血)を循環させ、回路内にマイクロバブル発生機を組み込んだ実験と、大型動物(ブタ)で同様に人工心肺を接続し、回路にマイクロバブル発生機を組み込んだ実験を計画していた。その結果から、どの程度の吹き付け量で溶血や塞栓リスクが高まるかを生化学検査や病理学検査、マイクロバブルセンサーにより判断し最適なマイクロバブル発生量を決定しようと計画していた。マイクロバブル発生機にも微細孔式構造の装置を前段階の実験では使用していたが、スタティックミキサー式構造の装置を購入し、より実際の人工心肺回路に組み込みやすい装置での実験を計画していた。しかし、新型コロナウイルス蔓延により人工心肺回路供給が不安定で、特に小児用回路は臨床以外での使用のための購入が出来ない状況であったため、2021年度の実験を行うことができなかった。血液や動物を用いた実験を行う予定のため、複数の人工心肺回路が必要となるため、実験を断念せざるを得なかった。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

今回は生理食塩水ではなく血液を用いたマイクロバブル発生機(気泡型)実験を行うため、複数の人工心肺回路が必要となるが、新型コロナウイルス蔓延の影響により臨床使用以外の、実験のための回路購入が不可能であったため、実験を断念した。

Strategy for Future Research Activity

人工心肺回路を購入できた場合、予定通りの実験を行うが、二年間状況が好転していない事実もあり、状況によっては今回の研究期間内の回路実験を断念せざるを得ないと考えている。

Causes of Carryover

新型コロナウイルス蔓延の影響で実験用人工心肺回路が確保できず実験が行えなかったため。来年度は回路が手に入るのであれば人工心肺回路を複数台(4台程度を想定)購入し、ヒト血液実験のための血液バック購入、ブタ動物実験のためのブタ、麻酔薬などを購入して実験を行う。