• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

埋め込み型インテリジェント人工心筋の開発

Research Project

Project/Area Number 14657315
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Thoracic surgery
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

山家 智之  東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (70241578)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 江刺 正喜  東北大学, 未来科学技術研究センター, 教授 (20108468)
圓山 重直  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (80173962)
吉澤 誠  東北大学, 情報シナジーセンター, 教授 (60166931)
仁田 新一  東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (90101138)
松木 英敏  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70134020)
Project Period (FY) 2002 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2003: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2002: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Keywords人工心筋 / マイクロマシン / 循環器 / 経皮エネルギ伝送システム / 埋め込み式型人工臓器 / リモートセンシング / 高齢者 / 血行力学的効果 / ナノテクノロジー / ナノセンサ / 血圧反射制御 / エレクトロハイドローリック / ペルチェ素子 / 心室カップ / ポールスクリュー / ボールスクリュー
Research Abstract

本年度は,人工心筋装置の長期動物実験の達成を目標として研究を進めた.エレクトロハイドローリック型心室補助装置を開発した.合成高分子材料を用いた心室モデルを用いて循環シミュレーションを行い,装置設計段階から心室補助装置による血行力学的補助効果を想定し,同システムの開発を行った.開発した埋め込み式心室補助装置は,成山羊第4-5肋間に固定され,動物実験で評価したところ生理学的に有効な補助効果を確認することができた.
4ヶ月以上継続した慢性実験4例においては,人工物の移植に起因すると想われる若干の炎症は観察されたものの,腎臓・肝臓・肺にはうっ血の所見は見られなかった.装置が設置された心筋表面にはうっ血所見がみられたが,ミクロ微細構造変化の観察はより専門的観点からの検討が必要と考えられた.過熱冷却能力が一定ならば,形状記憶合金のスケール(サイズ)が小さいほど,熱力学的効率が高く,速い収縮拡張動作が得られることに着目して,独自に開発した形状記憶合金及びファイバー型形状記憶合金(Biometal)とペルチェ素子を組み合わせて微小収縮補助装置を開発した.まず,縦1mm横0.8mm長さ100mmの形状記憶合金ロッド側面にペルチェ素子50個が搭載されたシートを接着し,ヒートシンクを有した構造とした心筋補助装置素子を作成した.このシステムでは,体内環境を模擬した電気絶縁性溶液内において1W,1Hzの動作を実現できた.さらに,直径150μmのナノテク形状記憶ファイバーを並列接続として収縮力評価を行った結果,ペルチェ冷却素子と併合したシステムによって最大で2Hz程度の収縮拡張運動を達成することができた.動物実験では,両形状記憶合金型システムの挙動を確認し,心室壁面への装着が充分に可能であることが分かった.生体心臓の収縮挙動に対する人工的収縮位相の最適化について,検討を進める必要があることが示された.

Report

(3 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2004 Other

All Journal Article (6 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results) Publications (11 results)

  • [Journal Article] Component Engineering for an Implantable System2004

    • Author(s)
      Yambe T, et al.
    • Journal Title

      Artificial Organs 28(10)

      Pages: 869-873

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] An aritificial myocardium assist system : Electrohydraulic ventricular actuation improves myocardial tissue perfusion in goats2004

    • Author(s)
      Yambe T, et al.
    • Journal Title

      Artificial Organs 28(9)

      Pages: 853-857

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 新しい人工心筋の開発2004

    • Author(s)
      山家智之, 白石泰之ほか
    • Journal Title

      日本AEM学会誌 12(2)

      Pages: 87-93

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Addition of rhythm to non-pulsatile circulation2004

    • Author(s)
      Yambe T, et al.
    • Journal Title

      Biomedicine & Pharmacotherapy 58

      Pages: 145-149

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Comparison of heart rate variability and stroke volume variability2004

    • Author(s)
      Yambe T, Liu H, et al.
    • Journal Title

      Autonomic Neuroscience 116(1-2)

      Pages: 69-75

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 熱電運動素子を用いた完全埋め込み型人工心筋の開発2004

    • Author(s)
      伊吹竜太, 圓山重直, 山家智之ほか
    • Journal Title

      Thermal Science & Engineering 12(3)

      Pages: 27-34

    • NAID

      10013067885

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 人工心筋装置2004

    • Inventor(s)
      山家ほか
    • Industrial Property Rights Holder
      山家ほか
    • Filing Date
      2004-02-17
    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 人工臓器2004

    • Inventor(s)
      山家ほか
    • Industrial Property Rights Holder
      山家ほか
    • Industrial Property Number
      2004-089279
    • Filing Date
      2004-06-11
    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] Tomoyuki Yambe: "Can personality traits predict pathological responses to audiovisual stimulation?"BIOMEDICINE & PHARMACOTHERAPY. 57. 83s-86s (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Tomoyuki Yambe: "Artificial myocardium with an artificial baroreflex system using nano technology"BIOMEDICINE & PHARMACOTHERAPY. 57. 122s-125s (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Tomoyuki Yambe: "Autonomic Nervous System and Oxygen Metabolism of the Brain during Bathing"Therapeutic Research. Vol.24 No.11. 2027-2031 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Tomoyuki Yambe: "Recent Progress in Artificial Organ Research at Tohoku University"Artificial organs. Vol.27 No.1. 2-7 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Tomoyuki Yambe: "Artificial Baroreflex System Makes Deterministic Chaos"日本臨床生理学会雑誌. 第33巻第3号. 177-182 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 山家 智之: "ナノテク集積人工心筋開発プロジェクト"循環制御. 第24巻第2号. 111-117 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Yambe, et al.: "Nonlinear Dynamical Analysis Of The Hemodynamic Parameters With An Undulation Type Artificial Heart System"Biomed Pharmacother. 56. 364-366 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] T.Yambe, et al.: "Development of new diagnosis tool for evaluating autonomic function during virtual reality immersion"Jpn J Applied Physiology. 32. 255-258 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] T.Yambe, et al.: "Nonlinear dynamical analysis of the hemodynamic behaviors during the virtual reality immersion"Biomed Pharmacother. 56. 367-369 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] T.Yambe, et al.: "Correlation dimension of the artificial Circulation"J Artif Organs. 5. 1-5 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] T.Yambe, et al.: "Recent progress in artificial organ research at Tohoku University"Artif Organs. 27. 2-7 (2003)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report

URL: 

Published: 2002-04-01   Modified: 2016-04-21  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi