2014 Fiscal Year Annual Research Report
小型高性能な完全埋込式完全人工心臓の実用化に向けた総合的研究開発
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26253071
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
阿部 裕輔 東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (90193010)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 人工心臓 / 螺旋流完全人工心臓 / 生理的制御 / 圧流量推定 / 経皮的エネルギー伝送 / ハイブリッドパーツ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、完全埋込式完全人工心臓の実用化に向けて、螺旋流完全人工心臓を開発し、これに生理的血流量制御を適用して循環生理、病態生理、自律神経機能や運動負荷時の血行動態などを解析するとともに、体内埋込血圧センサーによる体内埋込制御システムやテーブル式圧流量推定方法などの計測制御系、ソフトな経皮的ワイヤレスエネルギー伝送システム（ソフトTETS）、ハイブリッドパーツなどの総合的な研究と開発を行うことを目的とする。今年度は、螺旋流完全人工心臓一次モデルを用いて、2頭のヤギに埋め込み実験を行ったが、2頭とも手術の合併症（人工心肺による術後低タンパク血症）のために1日以上の生存は得られなかった。螺旋流完全人工心臓二次モデルの開発に関しては、新設計によるフルモデルチェンジとなるが、設計および部品の製作は終了し、現在組み立て段階にある。生理的制御方法に関しては、実験動物の長期生存が得られなかったために新たな実験データは得られなかったが、今まで蓄積してきたデータを解析して、適正な制御時定数を同定するために周波数解析を行った。その結果、マイヤー波の周波数にそのヒントがある可能性を見いだした。計測制御系に関しては、センサーレスの圧流量推定において、粘度が推定できれば、正確な圧流量推定が可能となる。その方法として、テーブル法を用いて拍動流から粘度を推定する新しい方法を提案し、基礎実験でその可能性を証明した。ソフトTETSに関しては、ポリイミドフィルムに感光エッチングにより作製した数種類のフィルムコイルを用いて基礎実験を行った後、フィルムの両面にコイルを形成したフィルムコイルが完成した。ハイブリッドパーツに関しては、滅菌方法に関して基礎研究を行った結果、γ線滅菌が最も適切であることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度中に螺旋流完全人工心臓二次モデルを完成させる予定であったが、モーターパーツの設計と製作に時間がかかってしまったことにより、完成が遅れてしまった。主要部品は既に完成しているため、来年度早々には螺旋流完全人工心臓二次モデルが完成する予定である。また、動物実験での新たなデータが取得できなかったため、循環生理的な研究や生理的制御の研究に遅れが生じている。他は概ね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、螺旋流完全人工心臓二次モデルの動物実験を開始するとともに、体内埋込制御システム、生理的制御法、テーブル式圧流量推定法、体内埋込血圧センサー、ソフトTETSおよびハイブリッドパーツの研究と開発を行い、循環生理、自律神経機能や運動負荷時の血行動態などを解析し、最終的に小型高性能かつ高耐久高機能な完全埋込式完全人工心臓を完成させ、実用化の目処をたてる。なお、現在、研究計画の変更あるいは研究を遂行する上での問題点は特にない。
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[Journal Article] Computational fluid dynamics analysis of the pump parameters in the helical flow pump2014
Author(s)
Hosoda K, Ishii K, Isoyama T, Saito I, Inoue Y, Ariyoshi K, Ono T, Nakagawa H, Imachi K, Kumagai H, Abe Y
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Journal Title
Journal of Artificial Organs
Volume: 17
Pages: 9-15
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Concept of left atrial pressure estimation using its pulsatile amplitude in the helical flow total artificial heart2014
Author(s)
Wu S, Saito I, Isoyama T, Inoue Y, Sato M, Hara S, Li X, Yurimoto T, Murakami H, Kawase K, Ono T, Abe Y
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Journal Title
Journal of Artificial Organs
Volume: 17
Pages: 301-307
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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