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赤血球・血漿分離法を応用した動圧浮上遠心血液ポンプの研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 14J12429
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関東京理科大学

研究代表者

村重 智崇  東京理科大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード遠心血液ポンプ / 軸受隙間 / スパイラルグルーブ動圧軸受 / ポンプ流量 / 溶血 / スパイラルグルーブ軸受 / 平均赤血球容積 / ヘマトクリット / 動圧軸受 / プラズマスキミング
研究実績の概要

本課題では,赤血球・血漿分離法を応用した動圧浮上遠心血液ポンプの研究開発を行った.
本年度は,スパイラルグルーブ動圧軸受におけるプラズマスキミング現象に影響を与えるパラメータの評価およびプラズマスキミング現象と血液ポンプの溶血特性との関係評価を行った.
1.軸受隙間内のプラズマスキミング現象がどのような条件下で生じるかを明らかにするため,これまで評価してきた軸受隙間に加え,観察位置およびポンプ流量による影響を評価した.まず,観察位置を軸受半径方向に対して内側,中央,外側と変えて観察を行った.その結果,軸受隙間が40 μm以下の時に観察位置によってスキミング効率が異なることが分かった.本結果をインペラ周速度で整理した結果,同一隙間においては,インペラ周速度が高いほどスキミング効率は向上した.次に,ポンプ流量を回路上の流路抵抗によって変化させてプラズマスキミング現象の評価を行った.その結果,本実験条件下でのポンプ流量が軸受隙間内のプラズマスキミング現象に与える影響は小さいことが分かった.
2.高剪断応力が生じやすい軸受隙間でプラズマスキミング現象を生じさせることで,血液ポンプの溶血量が減少するかを評価するため,ヘマトクリットを1.0%に希釈したウシ血液を用いたin vitro溶血試験を行った.その結果,スキミング効率の向上に伴って溶血量は増加する結果となった.溶血量は剪断応力と暴露時間に相関することが報告されている.この実験式の内,暴露時間に関しては各回転数とも非常に短いために無視できるものと仮定し,剪断応力のみに依存する溶血予測比を算出した.この溶血予測比と実溶血比を比較した結果,プラズマスキミング現象が生じている条件では,実溶血比は溶血予測比よりも低い値となった.よって,軸受隙間におけるプラズマスキミング現象は血液ポンプの溶血量を低減する可能性が示唆された.

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 動圧浮上遠心血液ポンプの軸受隙間内ヘマトクリット算出法の有効性評価2017

    • 著者名/発表者名
      村重智崇, 迫田大輔, 小阪亮, 西田正弘, 川口靖夫, 山根隆志, 丸山修
    • 雑誌名

      ライフサポート

      巻: 印刷中

    • NAID

      130007626920

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Plasma skimming in a spiral groove bearing of a centrifugal blood pump2016

    • 著者名/発表者名
      T. Murashige, D. Sakota, R. Kosaka, M. Nishida, Y. Kawaguchi, T. Yamane, O. Maruyama
    • 雑誌名

      Artificial Organs

      巻: 40 号: 9 ページ: 856-866

    • DOI

      10.1111/aor.12799

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evaluation of a spiral groove geometry for improvement of hemolysis level in a hydrodynamically levitated centrifugal blood pump2015

    • 著者名/発表者名
      T. Murashige, R. Kosaka, D. Sakota, M. Nishida, Y. Kawaguchi, T. Yamane, O. Maruyama
    • 雑誌名

      Artificial Organs

      巻: 39 号: 8 ページ: 710-714

    • DOI

      10.1111/aor.12546

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of animal species on plasma skimming in a hydrodynamic bearing of a centrifugal blood pump2016

    • 著者名/発表者名
      T. Murashige, D. Sakota, R. Kosaka, M. Nishida, Y. Kawaguchi, T. Yamane, O. Maruyama
    • 学会等名
      24th Annual Congress of the International Society for Rotary Blood Pumps
    • 発表場所
      ホテルレイクビュー水戸(茨城県・水戸市)
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of mean corpuscular volume on plasma skimming in a hydrodynamically levitated centrifugal blood pump2016

    • 著者名/発表者名
      T. Murashige, D. Sakota, R. Kosaka, M. Nishida, Y. Kawaguchi, T. Yamane, O. Maruyama
    • 学会等名
      38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Orlando (USA)
    • 年月日
      2016-08-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 平均赤血球容積が動圧浮上遠心血液ポンプ軸受部のプラズマスキミング現象に与える影響2016

    • 著者名/発表者名
      村重智崇,迫田大輔,小阪亮,西田正浩,川口靖夫,山根隆志,丸山修
    • 学会等名
      第44回人工心臓と補助循環懇話会学術集会
    • 発表場所
      ホテル松島大観荘(宮城県・松島)
    • 年月日
      2016-03-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 動圧浮上遠心血液ポンプの軸受隙間の血流観察2016

    • 著者名/発表者名
      村重智崇,迫田大輔,小阪亮,西田正浩,川口靖夫,山根隆志,丸山修
    • 学会等名
      つくば医工連携フォーラム2016
    • 発表場所
      産業技術総合研究所つくばセンター(茨城県・つくば)
    • 年月日
      2016-01-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Microscopic observation of erythrocyte behavior at a bearing gap in a hydrodynamically levitated centrifugal blood pump2015

    • 著者名/発表者名
      T. Murashige, R. Kosaka, D. Sakota, M. Nishida, Y. Kawaguchi, T. Yamane, O. Maruyama
    • 学会等名
      23rd Annual Congress of the International Society for Rotary Blood Pumps
    • 発表場所
      Dubrovnik (Croatia)
    • 年月日
      2015-09-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of erythrocyte flow at a bearing gap in a hydrodynamically levitated centrifugal blood pump2015

    • 著者名/発表者名
      T. Murashige, R. Kosaka, D. Sakota, M. Nishida, Y. Kawaguchi, T. Yamane, O. Maruyama
    • 学会等名
      37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Milano (Italy)
    • 年月日
      2015-08-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 動圧浮上遠心血液ポンプの軸受隙間流れの微視的観察2015

    • 著者名/発表者名
      村重智崇,迫田大輔,小阪亮,西田正浩,川口靖夫,山根隆志,丸山修
    • 学会等名
      第43回人工心臓と補助循環懇話会学術集会
    • 発表場所
      熱海後楽園ホテル (静岡・熱海)
    • 年月日
      2015-02-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] スパイラルグルーブ形状が動圧浮上遠心血液ポンプの血液適合性に与える影響2015

    • 著者名/発表者名
      村重智崇,小阪亮,迫田大輔,西田正浩,川口靖夫,山根隆志,丸山修
    • 学会等名
      つくば医工連携フォーラム2015
    • 発表場所
      農林水産技術会議事務局筑波事務局 (茨城・つくば)
    • 年月日
      2015-01-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 血液適合性改善を目的とした動圧浮上遠心血液ポンプのスパイラルグルーブ形状の検討2014

    • 著者名/発表者名
      村重智崇,小阪亮,迫田大輔,西田正浩,川口靖夫,山根隆志,丸山修
    • 学会等名
      第52回日本人工臓器学会大会
    • 発表場所
      京王プラザホテル札幌 (北海道・札幌)
    • 年月日
      2014-10-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] In Vitro Evaluation of the Hemocompatibility in a Hydrodynamically Levitated Centrifugal Blood Pump2014

    • 著者名/発表者名
      Murashige T, Kosaka R, Sakota D, Nishida M, Kawaguchi Y, Yamane T, Maruyama O
    • 学会等名
      22nd Congress of the International Society for Rotary Blood Pumps (ISRBP)
    • 発表場所
      San Francisco (USA)
    • 年月日
      2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Geometric Design of Spiral Groove Bearing to Reduce Hemolysis in a Hydrodynamically Levitated Centrifugal Blood Pump2014

    • 著者名/発表者名
      Murashige T, Kosaka R, Sakota D, Nishida M, Kawaguchi Y, Yamane T, Maruyama O
    • 学会等名
      American Society for Artificial Internal Organs (ASAIO) 60th Annual Conference
    • 発表場所
      Washington D.C. (USA)
    • 年月日
      2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 血液ポンプ2015

    • 発明者名
      小阪亮,村重智崇
    • 権利者名
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-163030
    • 出願年月日
      2015-08-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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