| 研究課題/領域番号 |
07507009
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
胸部外科学
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| 研究機関 | 国立循環器病センター |
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研究代表者 |
巽 英介 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 部長 (00216996)
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| 研究分担者 |
増澤 徹 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 室長 (40199691)
中谷 武嗣 国立循環器病センター研究所, 生体工学部, 室長 (60155752)
妙中 義之 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 部長 (00142183)
高野 久輝 国立循環器病センター研究所, 副所長 (60028595)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1997
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| 研究課題ステータス |
完了 (1997年度)
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| 配分額 *注記 |
21,400千円 (直接経費: 21,400千円)
1997年度: 9,200千円 (直接経費: 9,200千円)
1996年度: 12,200千円 (直接経費: 12,200千円)
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| キーワード | 埋込み型人工心臓 / 全置換型人工心臓 / エレクトロハイドロ-リック方式 / 解剖学的適合性 / 駆出性能 / 制御アルゴリズム / 血液ポンプ / アクチュエータ |
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| 研究概要 |
本研究の目的は、長期〜永久仕様を目的としたエレクトロハイドロ-リック方式完全体内埋込み型人工心臓システムを開発することである。平成7年土は、システム一次試作の設計・試作、評価を行った。本邦成人への適用が可能なスペックを決定し、またMRIを用いてシステムの許容容積や最適形状を明らかにして、駆動ユニット(アクチュエータおよび血液ポンプ)、心房シャフト、駆動制御回路、エネルギ伝送システム、制御アルゴリズムを設計・開発した。駆動ユニット一次試作をin vitro試験および急性動物実験で評価したところ、性能的に不十分であることが判明した。平成8年度は、これらの評価結果に基づいた改良を行なった。まず、血液ポンプの実効拍出量を増加させ形状の最適化を行い、また十分な動力性能を有する改良型モータを用いて新型アクチュエータを作成した。さらに駆動制御方式の改良、摩擦ポンプの最適化、オイルコンデュイットの改良などによりエネルギー消費の節減を試み、満足できる性能(最大拍出量:10LOMIN以上、消費電力およびエネルギ高率:5L/minにて10Wおよび12%)を有する二次試作を完成させた。平成9年度は、慢性動物実験で二次試作のin vivo評価を行った。体重62kgの仔牛を実験動物として用い、電気駆動方式の全置換型人工心臓システムとしては本邦で初めて10日間の生存を得ることに成功した。解剖学的適合性は良好で、安定した血行動態を得ることができ、心房間シャントによって広い範囲の心房圧で動的な左右拍出量差の代償を行い得ることも明らかとなった。生体内での電力消費・熱発生も十分許容できる範囲にあったが、ベアリング破損を伴うアクチュエータ停止が発生し、デバイスの耐久性における問題点も明らかとなった。これらの結果を基に、実用化に向けた三次試作開発を目指してシステム耐久性向上のための改良に着手した。
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