2020 Fiscal Year Research-status Report
加圧装置組み込み型新規完全液体換気システムの構築：急性肺障害の治療に向けて
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20K22506
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
垣内 健太 早稲田大学, 理工学術院, 助手 (30875422)
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| Project Period (FY) |
2020-09-11 – 2022-03-31
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| Keywords | 液体換気 / 急性肺疾患 / ARDS / 酸素富化水 / 過飽和酸素 / 肺炎 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
完全液体換気（TLV: Total Liquid Ventilation）はガスの代わりに液体を用いる人工呼
吸法であり、致死率が27-45%と高い急性呼吸窮迫症候群の治療法として確立が期待されている。TLVは約55年間、パーフルオロカーボン（PFCs）と呼ばれる有機液体を用いて発展してきた研究分野であるが、PFCsは価格・代謝性・環境問題に課題がある。そこで、
我々は、液体材料として現場で汎用されている生理食塩水に着目し、加圧条件下で酸素富化した生理食塩水を肺まで運搬する新規TLVシステムの構築を目指している。本研究は、１）加圧装置を組込んだ新規TLVシステムを構築すること、２）新規TLVシステムの有用性を動物実験（TLV試験）にて実証することの2点を目的としている。特に、2020年度（初年度）はTLVシステムの構築を目的とし、加圧装置の設計およびTLVシステムの組み立てを実施した。これまでに、設計した加圧装置を組込んだ新規TLVシステムを組み立て、計画通りの条件で作動できることを確認した。また、モデル肺を用いたin vitro試験にて、目標としていた単位時間あたりの酸素供給量を運搬できることも確認できた。新規TLVシステムの可能性を示すことができた一方で、流路内で酸素の一部が気泡化してることも確認できており、その気泡が気管支を閉塞する可能性も示唆された。気泡生成の原因を推察し、現在構築したTLVシステムの改良に着手している。2021年度は、改良したTLVシステムを用いて動物実験を行いその内容を国内外で報告する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2020年度の目的としていた新規TLＶシステムの構築を実施し、計画通りに稼働できることを確認できた。操作条件などをもう少し精査することで国内外へ報告できる成果を得られたと考えている。一方で、新たな課題も確認され現在新規TLVシステムの改良を行っている。2021年度（最終年度）の目的は動物実験での有用性の確認であり、実施できる見通しが立っているため概ね順調に進んでいると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度は、計画通り動物実験での有用性評価を目的とする。構築したシステムは目標としていた酸素供給量を運搬できることを確認したが、酸素の一部が気泡化しており動物実験を実施する前に改良を実施する。現在着手しているTLVシステムの改良を7月までに完了させ、8月以降に動物実験を実施する予定である。動物実験と並行して、構築したTLVシステムに関して実験データをまとめ特許あるいは学会発表での報告を目指す。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス蔓延に伴い学外活動が制限されたため。具体的には、共同研究先での動物実験やinvitro実験の１部を実施することができなかった。また、購入予定であった測定機器を共同研究先で購入することができたため50万以上の研究費を繰り越すことにした。今年度は、共同研究先に長期滞在し実験を行う予定であるため、申請した研究費は有効活用できる計画である。また、新規TLVシステムを評価するためにいくつかの計測機器を購入する予定であり、繰り越した研究費も十分に使用できる予定である（既に半分程度使用済）。50万円以上の物品を購入する予定はないが20万円前後の装置を複数購入予定である（1部済）。
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