| 研究課題/領域番号 |
14208103
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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 | 一般 |
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| 研究分野 |
医用生体工学・生体材料学
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| 研究機関 | 東京医科歯科大学 |
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研究代表者 |
高谷 節雄 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (40154786)
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| 研究分担者 |
坂本 徹 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (10101875)
荒井 裕國 (荒井 裕国) 東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 講師 (50202718)
進士 忠彦 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教授 (60272720)
下河辺 明 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (40016796)
岩崎 泰彦 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教授 (90280990)
大内 克洋 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助手 (20322084)
中村 真人 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教授 (90301803)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
52,520千円 (直接経費: 40,400千円、間接経費: 12,120千円)
2004年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2003年度: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
2002年度: 17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
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| キーワード | 拍動流補助人工心臓 / 全置換型人工心臓 / 磁気浮上遠心血液ポンプ / 動圧軸受心血液ポンプ / 数値流体解析(CFD) / 流れの可視化 / 血球バイオメカニクス / 光散乱 / 解剖学的適合性 / 磁気軸受 / マイクロプロセッサ / 経皮エネルギー伝送 / ナノテクノロジー / 数値流体解析 / 電気機械カプリング / 耐久試験 / 補助人工心臓 / 磁気軸受け / 動圧軸受け / 連続流血液ポンプ / 全置換型人工心臓(TAH) / 補助人工心臓(VAD) / CFD数値解析 / ナノ表面修飾 / 抗血栓性 / オーダーメード人工心臓 |
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| 研究概要 |
本研究では、高機能、長期耐久性、身体適合性を有し、何時でも、何処でも、どの患者にも適用可能な最先端、革新的、人工心臓の開発のための以下の基礎研究を行った。
1)拍動流人工心臓の研究ではこモーターの回転運動をローラネジの直線運動に変換して血液ポンプを押し出す電気機械駆動補助人工心臓の耐久試験を生体内環境を模擬した37度℃の温水にポンプユニツトを浸水させて行った。ローラネジの摩擦部にはダイアモンドライクコーテイングを施した結果、13ヶ月間の長期耐久性を得ることができた。血液適合性の研究では、リン脂質ポリマーのコーティーング方法について検討した。
2)2軸の制御自由度を有する磁気軸受の設計開発を行い、体外式及び体内植え込み式ラジナル駆動式遠心血液ポンプを実現させた。磁気軸受の制御電力は1ワット以下であり、回転インペラーの振動は20ミクロン以下に制御されおり、市販されている遠心血液ポンプとの比較実験において、非接触式磁気軸受ポンプの溶血指数は約1/6に軽減された。
3)2)のラジアル駆動式遠心血液ポンプ内の流れの解析を数値流体解析や可視化実験を用い行い、ポンプ内2次流れによるポンプ特性、溶血特性、抗血栓性の改善を図った。
4)変動せん断流れ場発生装置を開発し、血球の動的な変形挙動の粘弾性的形状変化応答性を明らかにした。この研究成果を血液ポンプ設計に応用し、赤血球に優しい血液ポンプの実現を目指す。
5)心血管系デバイス内における血栓形成、血球破壊のメカニズムの解明のためめ基礎研究を進め、光ファイバーを用いた反射型血栓形成モニタリング装置の開発に成功し特許化した。血液ポンプや人工肺などにおける血栓形成の機除解明に応用し、生体適合性に優れた心血管系デバイスの開発を目指す。
6)人工心臓などの心血管デバイスの植え込みに際し、被験者のCT画像やデバイスの3次元CADデータを基に、植え込み時に術者を支援できるナビゲーションシステムの開発を行い、仔牛への人工心臓植え込みなどにおいてシミュレーションを行った。
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