人工心臓の臨床応用のための共同研究

• 研究課題/領域番号: 06044067
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 共同研究
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 井街 宏 東京大学, 医学部(医), 教授 (10010076)
• 研究分担者: HELGA Siegl ウイーン大学, 医科学研究所, 助手 ; GEORG Wiesel ウイーン大学, 医学部, 助手 ; CHRISTIAN Sc ウイーン大学, 医学部, 助手 ; ROLF MULLER・ ウイーン大学, 医学部, 助手 ; REINALD Seit ウイーン大学, 医学部, 助手 ; ANTON Moritz ウイーン大学, 医学部, 助教授 ; HEINRICH Sch ウイーン大学, 医学部, 講師 ; HERWIG Thoma ウイーン大学, 医用工学研究所, 教授 ; UDO Losert ウイーン大学, 医科学研究所, 教授 ; ERNST Wolner ウイーン大学, 医学部, 教授 ; 今西 薫 東京女子医科大学附属第二病院, 講師 (70168516) ; 松浦 弘幸 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (30262116) ; 阿部 裕輔 東京大学, 医学部, 助手 (90193010) ; 鎮西 恒雄 東京大学, 医学部, 助手 (20197643) ; 満渕 邦彦 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (50192349) ; 馬場 一憲 東京大学, 医学部, 助教授 (30181035) ; 藤正 巌 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (30010028) ; WOINER Ernst Professor, Faculty of Medicine, University of Vienna ; ROLF Muller Michael Instructor, Faculty of Medicine, University of Vienna ; REINALD Seitelberger Instructor, Faculty of Medicine, University of Vienna ; MICHAEL Rolf ウィーン大学, 医学部, 助手
• 研究期間 (年度): 1994 – 1995
• 研究課題ステータス: 完了 (1995年度)
• 配分額: 10,600千円 (直接経費: 10,600千円); 1995年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円); 1994年度: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円)
• キーワード: 人工心臓 / 人工心臓の臨床応用 / 血液ポンプ / 血液適合性 / 人工心臓の制御方法 / センサ

研究概要

人工心臓にはまだ多くの臨床上の問題点が残されており、それらが長期間の臨床応用や患者の社会復帰の妨げとなっている。本研究グループは過去2年間共同して人工心臓の基礎的問題点の解決に努め、病態生理、血栓形成、制御方法などについて多くの知見を得、その結果、現在東京大学において500日を越えて完全人工心臓ヤギが長期生存するという成果を得るに至り、長期の臨床応用の見通しが出てきた。
本共同研究では、これらの研究成果を踏まえて人工心臓の臨床応用上の問題点を共同して解決し、人工心臓の長期の臨床応用を可能にすることを目的にしている。そのために双方の研究機関が独自に行なっている人工心臓の研究のオリジナリティを尊重しつつ、それらが臨床応用のレベルに到達するために何が問題で、どう解決すべきかをお互いの研究機関を訪問して、実際に実験に立ち会って討論を行ない、その成果を国際および国内学会で報告した。本年度は日本側から延べ7人がヨーロッパへ、3人が台湾へ派遣され、ウイーン大学から2人の研究者を招へいすることによって以下の共同研究成果を得た。
1 東京大学で開発中の波動型完全人工心臓についてその体内埋め込みのための解剖学的適合性、溶血などを含めた血液適合性、材料および成形方法などについて討論を行ない、多くの改良点を得た。これらは、第22回欧州人工臓器学会、第10回国際人工臓器学会、第34回日本ME学会、第33回日本人工臓器学会等に報告された。
2 東京大学で開発中の流れ変換型拍動流完全人工心臓については、血液混合の少ない遠心ポンプの羽根構造、切り替え弁の構造、血液適合性などについて意見を交換し、新しい発想を得て、第10回国際人工臓器学会、第34回日本ME学会、第33回日本人工臓器学会等に報告された。
3 新しい経皮的補助循環方法として東京大学と東京女子医大で共同開発中のMADについて、臨床の立場からの意見の求め、多くの示唆を得た。その成果は、第22回欧州人工臓器学会、第33回日本人工臓器学会等多くの学会で報告された。
4 人工心臓の制御方法については、人工心臓を装着した動物自身が自己の必要心拍出量を制御する新しい制御方法(I/R制御)の妥当性ついてこの数年議論を重ねてきたが、今年度はこの制御方法で532日という完全人工心臓の動物実験では世界最長生存を得ることができ、第22回欧州人工臓器学会、第10回国際人工臓器学会、第33回日本人工臓器学会等でその結果を報告した。また、この方法がウイーン大学で開発中の埋込型遠心ポンプに利用できるか否かについても深い議論を行なった。
5 材料の血液適合性に関しては、東京大学でヤギに長期に使用したポンプや高分子膜製の弁(Jellyfish弁)のデータを公開して、ことに弁に生じたカルシウム沈着んの原因について意見を交換した。その結果は、第22回欧州人工臓器学会、第17回日本バイオマテリアル学会、第33回日本人工臓器学会等で報告した。
6 人工心臓駆動時の微小循環の評価手段としてCCDを利用した埋込型微小循環観察装置を東京大学で開発中であるが、その改良点について意見を交換した。その結果、第34回日本ME学会にて報告した。
7 循環動態の評価や制御に使用することを目的に血中のカテコラミンのセンサーを東京大学で開発中であるが、その性能、制御への利用方法について討議を行なった。その成果は第10回国際人工臓器学会にて報告した。
8 ウイーン大学で開発中の埋込型遠心ポンプの血液適合性、サイズ、制御方法等についてその将来の臨床応用を含めた改良点を討議した。その結果は第10回国際人工臓器学会にて報告された。
9 ウイーン大学病院で心臓移植へのブリッジとして使用されているNovacor型埋込型補助心臓について実際の装着患者に面会すると共に、その性能、安全性等について情報を入手し、議論を行なった。これは現在我々が目指している埋込型完全人工心臓の開発にとって大いに参考になった。

研究成果

• [文献書誌] Kou Imachi: "Development of a New Apparatus to Observe Microcirculation Chronically in Continuous Flow Blood Pump Research" Artiticial Organs. 19. 725-728 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Yusuke Abe: "Basic Study to Develop the Undulation Pump for Practical Use : Antithrombogenicity,Hemolysis,and Flow Patterns Inside the Pump" Artiticial Organs. 19. 691-693 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Takashi Isoyama: "New Version of Flow-Transformed Pulsatile Total Artificial Heart with No Electrical Switching Valve" Artiticial Organs. 19. 694-696 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 今西 薫: "経皮的拍動流左心補助循環装置の臨床応用にむけての改良:MAD Type-4の開発と評価" 人工臓器. 24. 281-287 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 阿部裕輔: "波動ポンプ(UP-6)の血液適合性に関する基礎的研究:抗血栓性、溶血、ポンプ内の流れに関して" 人工臓器. 24. 319-322 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 阿部裕輔: "完全置換型人工心臓ヤギの1/R制御による360日生存記録の生理学的および生化学的分析" 人工臓器. 24. 864-869 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kou Imachi: "New Approach to the Implantable Total Artificial Heart in Progress in the Artificial Heart" Axel Springer Japan (Yisezai ads), 213 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kou Imachi: "Development of a new apparatus to observe microcirculation chronically in continuous flow blood pump research" Artificial Organs. 19. 725-728 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yusuke Abe: "Basic study to develop the undulation pump for practical use : Antithrombibenicity, hemolysis, and flow pattern inside the pump" Artificial Organs. 19. 691-693 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Takashi Isoyama: "New version of flow-transformed pulsatile total artificial heart with no electrical switching valve" Artificial Organs. 19. 694-696 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kaoru Imanishi: "A new model of percutaneously accessible left ventricular assist device (MAD Type-4) (in Japanese)" Japanese Journal of Artificial Organs. 24. 281-287 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yusuke Abe: "Basic study of blood compatibility of undulation pump (UP-6) (in Japanese)" Japanese Journal of Artificial Organs. 24. 319-322 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yusuke Abe: "Pathophysiological and biochemical analysis of the TAH goat survived for 360 days with 1/R control (in Japanese)" Japanese Journal of Artificial Organs. 24. 864-869 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kou Imachi: Axel Springer Japan. New approach to the implantable total artificial heart in "Progress in the Artificial Heart" (Y.Sezai eds.), 111-121 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] 阿部祐輔: "小型容積型連続流血液ポンプ(PDP)の完全埋込型人工心臓への応用" 人工臓器. 23. 25-29 (1994)
• [文献書誌] 阿部祐輔: "完全置換型人工心臓ヤギの1/R制御方法による長期生存" 人工臓器. 23. 1070-1076 (1994)
• [文献書誌] K.Imachi: "A new apparatus for chronic observation of the microcirculation insitu to evaluate artificial organ performance" ASAIO Journal. 40. 757-761 (1994)
• [文献書誌] K.Imachi: "Factors influencing hemodynamics,blood chemical data,and hormone secretion of total artificial heart goat" Progress in Microcirculation Research,Pergamon. 453-458 (1994)
• [文献書誌] Y.Abe: "Can total artificial heart animals control their TAH by themselves?One year survival of a TAH goat using a new sutomatic control method(1/R control)" ASAIO Journal. 40. 506-509 (1994)
• [文献書誌] K.Mabuchi: "Use of a catecholamine sensor in the control of an artificial heart system" Intern J Artif Organs. (in press). (1995)
• [文献書誌] 藤正 巌: "見えない機械-細胞の構造とマイクロマシン-" オーム社, 145 (1994)
• [文献書誌] 井街 宏: "人工臓器" 日本人工臓器学会, 81-88 (1994)
• [文献書誌] 井街 宏: "電磁駆動型人工心臓" コロナ社, 2-4, 41-44, 80-85, 92-94, 96-100 (1994)