Molecular hydrogen inhalation reduces brain damage after cardiopulmonary bypass and protects vascular endothelial glycocalyx

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K09324
• Research Institution: Hamamatsu University School of Medicine
• Principal Investigator: 加藤 孝澄 浜松医科大学, 医学部, 准教授 (80204478)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 水素 / 体外循環

Outline of Annual Research Achievements

分子状水素吸入による人工心肺後の脳障害軽減・血管内皮グリコカリックス保護効果について、研究を進めている。
ラット用の従来より使用していた人工装置を改良し、安定して体重あたり80-100ml/minで対外循環を行えるようになった。リザーバー槽の血液面を検出できるようになり、抜血不良時の送血をー時的に停止させることにより、空気を体内に送り込むアクシデントが防げるようになった。従来は抜血のために、リザーバー槽をラットより20-30cm下に位置させるようにして、落差を作り、抜血を行っていたため、回路全体のプレフィルド容量が大きくなってしまっており、高度の血液希釈が発生し、人工心肺離脱後の貧血が起こり、他の個体からの輸血なしでは安定的に体外循環を維持することができなかった。今回新しく、定圧陰圧装置を開発し、これを人工心肺装置に組み込むことで、プレフィルド容量を劇的に減少させることに成功した。
今期の実験により分子状水素は投与のタイミングによって抗炎症効果が異なることが分かり、効果的なタイミングで投与することで急性肺障害を軽減できる可能性が認められた。肺以外の臓器からの摘出した血管からのグリコカリックスを映像化しその厚さを観察できるようになった。
時期最終年度では、その結果を踏まえて本実験を行い、分子状水素が人工心肺に伴う急性肺障害の軽減効果および肺血管内皮グリコカリックス保護効果を持つことを示す。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

最終年度に向けて、必要な人工肺の確保の目処も付き現時点で些細な困難はあるがプロトコールに影響をあたえる大きな困難はない。

Strategy for Future Research Activity

概ね初期予定しているプロトコールで研究を進めていけると考えている。 水素濃度が、現時点で1濃度で行うことになっている。可能なら複数の濃度に拡張して行きたい。同時に脳以外の臓器における血管内皮グリコカリックスを観察 が可能になりこれを進めていきたい。

Causes of Carryover

コロナ禍の影響で、必要な薬剤の入手が遅れたことと、学会の開催状況の変更により旅費の支出に変更があったため。