2013 Fiscal Year Annual Research Report
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24700447
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| Research Institution | Matsue National College of Technology |
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Principal Investigator |
青代 敏行 松江工業高等専門学校, 電子制御工学科, 講師 (40571849)
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| Keywords | 手術機器 / 人工心臓 / 生体接合 |
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| Research Abstract |
人工心臓用脱血管と心臓の隙間から細菌侵入を阻止を目的とした熱と圧力の複合低エネルギ生体組織接合技術による新たな人工心臓用脱血管に関する研究開発を実施した．本研究で開発した人工心臓用脱血管は，ニクロム線による加熱機構と真空ポンプによる陰圧で心臓との接合面に圧力を発生させる機構を組み込んだものとした．平成24年度の研究成果より接合強度に影響を及ぼす問題として脱血管温度分布のムラ，接合部圧力発生用の溝部エッジ形状が挙げられた．そこで平成25年度は，平成24年度の研究成果をもとに温度分布，圧力分布より脱血管形状の最適化を行った．
脱血管と心臓の接合部温度分布の改善を目的に，脱血管上下部に配置したニクロム線周囲の形状寸法について，熱伝導解析により検討した．脱血管全体の1/3を占め，脱血管下部にある圧力発生用吸引部形状寸法を考慮し，脱血管上部形状寸法を変更した．そして，脱血管と心臓接合部上端より8mm高くした形状が最も温度分布にムラがなく，接合部が目標温度に短時間で達することが分かった．
接合部圧力発生用に脱血管に設けた溝のエッジ部形状は，脱血管と心臓接触面積，圧力分布に大きく影響し，接合強度に影響を及ぼす．そこで，脱血管の溝部エッジ形状を従来の直角形状，45度カット面形状，R面形状について構造解析より圧力分布，最大圧力の面から脱血管形状寸法を検討した．脱血管と心臓接触部近傍の構造解析より，45度カット面形状は，他形状に比べて高い圧力が広範囲にわたって発生し，脱血管として適した形状であり，45度カット面形状の寸法はエッジ部より0.5mmの位置でカットした寸法が最も脱血管形状寸法として適していることが分かった．
決定した形状寸法の脱血管を試作し，ブタ心臓に対して接合実験を行った．脱血管と心臓は接合可能であり，良好な接合強度が得られた．
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