研究課題
基盤研究(B)
空気駆動方式補助人工心臓用小型駆動装置の開発を行った。電気油圧式アクチュエータを使用して血液ポンプ駆動用の空気圧を作り出す機構により、小型化(35×30×45cm)、軽量化(13kg)、低消費電力化(45W)、低騒音化(39d8)、バッテリーによる2時間駆動、自動運転モード、流量監視機構を実現した。東洋紡VAD血液ポンプを用いた模擬循環回路試験で7L/minの拍出性能、15000時間以上の駆動耐久性を認し、6頭の山羊による左心補助で3ヶ月以上の駆動実績を示した。電気油圧駆動方式体内埋め込み型補助人工心臓(EHVAD)システムの開発を行った。重量は1160gで、模擬循環回路試験で最大流量8.8L/min、最大効率14.2%を確認し、3頭の仔牛(体重:61〜67[kg])による左心補助で1頭は90日以上の生存を得た。推定補助流量は4L/minであった。体内電池、経皮エネルギー伝送システム(TETS)、経皮光情報伝送システム(TOTS)の開発を行った。慢性動物実験によりTETSによるエネルギー供給と1日1回約40分の電池駆動、駆動パラメータの送受信が可能であることを確認した。血液ポンプ一体型の駆動圧センサ、ダイアフラム位置を直接計測する超音波センサから血液ポンプの駆動状態監視システムの開発を行った。本システムによりポンプ駆出不良の認識、さらに生体需要に応える駆動制御方法として完全充満完全駆出制御を実現した。患者のCT画像から3次元胸腔構造をコンピュータ上に構築し、人工臓器パーツを合成表示することで、解剖学的適合性に優れた人工臓器の形状やサイズの検討を行うシミュレータの開発を行った。新規開発のヘパリン化材料による抗血栓性処理方法の開発、新規材料による皮膚貫通装置の開発もあわせて行った。皮膚貫通装置については山羊を用いた慢性動物実験において1年間の消毒なしでの管理実績を得た。
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