2008 Fiscal Year Annual Research Report
恒久的使用を目的とした空気圧駆動式ウェアラブル全置換型人工心臓の早期実用化研究
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20249059
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| Research Institution | National Cardiovascular Center Research Institute |
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Principal Investigator |
本間 章彦 National Cardiovascular Center Research Institute, 人工臓器部, 室員 (20287428)
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| Keywords | 全置換型人工心臓 / 空気圧駆動式 / 血液ポンプ / 駆動装置 / ウェアラブル |
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| Research Abstract |
心臓移植以外に有効な治療手段の存在しない重症末期心不全患者の救命、社会復帰を実現する「恒久的使用を目的とした空気圧駆動式ウェアラブル全置換型人工心臓の早期実用化」を目的とする。
本年度は合併症なく患者の限られた胸腔内に埋め込むことができる血液ポンプデザインを検討するためのシミュレータを構築した。患者のCT画像から構築した3次元イメージをコンピュータ上に構築し、3次元CADで作成した血液ポンプの3次元イメージを合成表示することで、周辺組織への圧迫の有無や残余動脈・心房との接続具合について検討を行い、解剖学的適合性に優れた血液ポンプのデザイン検討を行った。
また、当施設で補助人工心臓用に開発した血液ポンプ駆動用の空気圧発生機構の技術を基に全人工心臓用空気圧発生装置の試作を行った。空気圧発生機構はブラシレスDCモータとクランクシャフト、シリンダーピストン、非円形ギア、空気圧制御弁から構成した。シリンダーピストンの往復運動により血液ポンプを駆動する空気圧を発生させ、非円形ギアにより拍出/吸引時間比率を作り出している。また空気圧制御弁によりシリンダーピストン内の陽圧と陰圧の上限、下限値の制限を行っている。試作した空気圧発生機構の重量は約1.8kgとなった。
試作した左血液ポンプ(一回拍出量75〜80mL)を2mのエアーホースを介して空気圧発生機構に接続し、オーバーフロー型模擬循環回路を用いて拍出流量性能評価を行った。循環流体には水道水を使用し、拍出/吸引時間比率を40%、血液ポンプの駆動状態が完全充満・完全駆出になるように調整し拍出流量を測定した。送・脱血管の長さは20cm、内径は20mmとした。前負荷10mmHg、後負荷80mmHg、最大拍動数105bpm時に最大流量は8.7L/min、平均消費電力は19.3Wであり、全人工心臓として基本的な性能を備えていることを確認した。
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