2007 Fiscal Year Annual Research Report
人工心臓に適する機械弁の開発を目的とした流体工学的観点からの基礎研究
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19650120
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| Research Institution | National Cardiovascular Center Research Institute |
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Principal Investigator |
妙中 義之 National Cardiovascular Center Research Institute, 研究所, 副所長 (00142183)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
本間 章彦 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 室員 (20287428)
築谷 朋典 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 室長 (00311449)
李 桓成 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 特任研究員 (10463275)
赤川 英毅 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 流動研究員 (40416219)
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| Keywords | 流体力学 / モデル化 / 機械式人工弁 / 生体材料 |
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| Research Abstract |
拍動型の補助人工心臓に用いられる機械弁は自然心に適用されるよりも過酷な条件での開閉運動を強いられる。しかしながら、一般的に機械弁は弁置換治療に用いられており、人工心臓への使用を想定してはいない。当該施設では空気圧式補助心臓を開発しており、この人工心臓に適した機械弁の開発システムを確立することを本研究の目的とする。また、人工心臓用の新たな機械弁の開発を実現するために、市販されている機械弁の流体動力学的特性および耐久性などに関する検討を行い、選択基準や設計指針の確立を図ることを目的とした。
平成19年度においては、市販されている機械式人工弁の中て臨床に多く使用されている二葉式機械弁の3種類を対象とした。これらの人工弁を当施設で開発中の空気圧式補助心臓に装着し、流体動力学的特性を検討した。特に、溶血や機械弁の耐久性に大きく影響を与えるキャビテーション現象と弁付近での流れを中心に検討した。その結果、 弁の閉鎖時に生じるキャビテーション現象の発生メカニズムやその強さは弁葉の形状によって大きく異なることがわかった。特に、弁葉の形状が曲面型である人工弁においては、キャビテーションの強さは弱まっていった。なお、弁葉の形状が平板の人工弁においては、弁葉付近での流れが乱流化しやすくなっているが、曲面型のほうでは流れがよくなっていることがわかった。これらの結果から、平成20年度においては、当該施設では空気圧式補助心臓に最適な機械弁の形状の検討を行い、試作品を製作予定である。
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