| 研究課題/領域番号 |
11555063
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
機械力学・制御
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
長南 征二 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20005424)
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| 研究分担者 |
古屋 泰文 弘前大学, 理工学部・知能機械工学科, 教授 (20133051)
谷 順二 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30006192)
江 鐘偉 (江 鍾偉) 山口大学, 工学部・機械工学科, 教授 (60225357)
浪間 孝重 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (70282069)
田中 真美 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80271873)
折笠 精一 東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (60001004)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
2001年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2000年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
1999年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
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| キーワード | 形状記憶合金 / 人工尿道バルブ / 経皮的電力伝送装置 / 動物実験 |
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| 研究概要 |
本研究では管腔臓器の人工開閉弁の中でも特に人工尿道開閉弁に焦点を当て開発を目指し、形状記憶合金をアクチュエータとする尿道開閉用人口バルブの開発を行った。
(1)形状記憶合金の薄板からなる人工尿道バルブの開発を行い、小型化、安全な形状に留意して製作し、動物実験によってその動作特性を確認した。動物実験の際に得られた知見や生体適合性や装着性の向上を考慮してさらにバルブを改良した。特にバルブの加熱用の導線と2次側コイルなどの接合部が体内に挿入し位置を決定する際に大きな負荷がかかることが予想されるので、それらの部分を脱着可能であるように改良した。
(2)バルブを体外から動かすための電力伝送システムは発振・増幅・伝送回路から構成された小型経皮的電力伝送装置を開発した。携帯、省電力化などを考え、電池から直接発振回路を動作させるのではなく、定電圧回路を導入し繰り返し実験によりその有効性を確認した。さらに、省電力化のために正弦波発振となるように回路を改良し、これを用いたものでは150回の繰り返し実験ではバルブ開放に要する時間は最大でも7秒程度でありさらに伝送効率も向上していることが確認された。
(3)上述の製作したバルブおよび正弦波発振が可能となった小型の経皮的電力伝送装置を用い電力伝送システムによるバルブの駆動特性について動物実験より検討した。動物実験ではこれまで開腹における急性実験のみを行っていたが、閉腹を考慮し切開部分を小さくしバルブや電力伝送2次側回路を挿入し、開腹時および閉腹時両場合におけるバルブの開閉特性について調査した。結果より、閉腹時には開腹時よりSMAバルブの応答が遅くなること、また最大流量も開腹時より小さくなることが確認されたが、開腹・閉腹時、両場合において小型経皮的電力伝送によって人口尿道開閉弁が良好に動作可能であることが分かった。
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