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ナノテクアクチュエータを応用した小児用循環補助システム開発プラットフォーム創生(国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 15KK0294
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)

配分区分基金
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関東北大学

研究代表者

白石 泰之  東北大学, 加齢医学研究所, 准教授 (00329137)

研究協力者 Qian Yi  Macquarie University, Faculty of Medicine, Professor
Narracott Andrew James  University of Sheffield, Department of Infection, Immunity and Cardiovascular Disease, Senior Lecturer
Fenner John  University of Sheffield, Department of Infection, Immunity and Cardiovascular Disease, Senior Lecturer
Rod Hose Pat Lawford  University of Sheffield, Department of Infection, Immunity and Cardiovascular Disease, Professor
Diaz Vanessa  
山岸 正明  
山家 智之  
研究期間 (年度) 2016 – 2018
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
キーワード重症心不全 / 先天性心疾患 / モデリング数値解析 / Fontan補助循環 / 心臓代用弁 / 重症心疾患
研究成果の概要

小児先天性心疾患患者に応用する革新的循環補助デバイス開発が必用とされている。本研究課題では、国内で研究開発を進めた小児用循環補助デバイスのうち肺動脈弁および右心循環バイパス補助装置の医工学医用物理学的解析に基づいて国内外の研究開発および臨床試験に向けた数値-実験解析の応用を国際共同研究において実施した。豪Macquarie大学医学部バイオメカニクス教室および英国Sheffield大学医用物理学教室において、心臓血管系の血管形状変化に対する流体解析および小児用肺動脈弁挙動の流体数値解析モデリングに関して研究の深化と開発デバイスの革新的な定量評価が行われた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、人工臓器を用いた先天性心疾患治療において世界に先んじて行われている右室流出路再建の医工学-医用物理学解析に基づいて設計および血行力学的解析を進め、さらなる臨床応用への有効な設計指標を提示することを目的としている。小児先天性心疾患に対しては、成人のすぐれた循環補助技術をそのまま応用することでは解決が困難である。本研究課題の新しい試みは国内外で臨床研究およびレギュラトリーサイエンスの観点から開発改良の方法論を含めて議論する必要がある。本研究では、欧州など海外独自の基礎研究開発から臨床試験に至るデータの位置づけと、豪州の国際的非臨床試験審査評価を視野に入れ研究を進めた。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 7件、 査読あり 5件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (3件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] The University of Sheffield(英国)2018

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Macquarie University(オーストラリア)2017

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 3D ePTFE heart valve leaflet analysis using multi high speed camera digital image correlation2019

    • 著者名/発表者名
      Shiraishi Y, Iwamoto N, Narracott AJ, Fenner J, Yambe T, Yamagishi M
    • 雑誌名

      3次元画像カンファレンス論文集

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of rear-impeller axial-flow blood pump for realization of axial flow blood pump installed at aortic valve position2019

    • 著者名/発表者名
      Okamoto E, Yano T, Inoue Y, Shiraishi Y, Yambe T, Mitamura Y.
    • 雑誌名

      Artif Organs

      巻: - 号: 9 ページ: 828-833

    • DOI

      10.1111/aor.13476

    • NAID

      120006882085

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 腎神経局所冷却法による可逆的な腎神経活動制御を介した新たな高血圧治療の実験的研究2018

    • 著者名/発表者名
      中潟寛、白石泰之、弓場充、山田昭博、井上雄介、山家智之
    • 雑誌名

      日本臨床生理学会雑誌

      巻: 48(2) ページ: 73-79

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 非侵襲三次元時系列解析による世界初の食品紛体摂取時における嚥下蠕動機能の非接触定量診断2018

    • 著者名/発表者名
      山家智之、白石泰之、井上雄介、山田昭博
    • 雑誌名

      紛体工学春季発表プログラム

      巻: 5 ページ: 18-19

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Esophageal biomechanical analysis for the modeling of a food propeling function2018

    • 著者名/発表者名
      Y.Taira, Y.Shiraishi, Y.Inoue, A.Yamada, T.Arakawa, M.Yuba, M.Karube, T.Genda, T.Yambe
    • 雑誌名

      Therapeutics & Engineering

      巻: 30(2) ページ: 91-98

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of hemodynamic changes with the axial flow blood pump installed in descending aorta2017

    • 著者名/発表者名
      Okamoto E, Yano T, Miura H, Shiraishi Y, Yambe T, Mitamura Y
    • 雑誌名

      Journal of Artificial Organs

      巻: 20(4) 号: 4 ページ: 390-393

    • DOI

      10.1007/s10047-017-0985-2

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Fontan循環クリップ開発のための設計構成要素の基礎検討2017

    • 著者名/発表者名
      池田純平、白石泰之、平恭紀、山田昭博、井上雄介、山岸正明、山家智之、本間大
    • 雑誌名

      東北醫學雑誌

      巻: 129 ページ: 100-100

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 食物運搬機能を有する人工食道ステント開発のための非線形粘弾性モデルを用いた生体力学的特性解析2017

    • 著者名/発表者名
      平恭紀、白石泰之、井上雄介、山田昭博、坪子侑佑、池田純平、荒川友哉、弓場充、馮忠剛、山家智之
    • 雑誌名

      人工臓器 The Japanese Journal of Artificial Organs

      巻: 46 ページ: 34-34

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Fontan循環クリップ開発のための設計構成要素の基礎検討2017

    • 著者名/発表者名
      池田純平、白石泰之、坪子侑佑、平恭紀、山田昭博、井上雄介、山岸正明、山家智之
    • 雑誌名

      人工臓器 The Japanese Journal of Artificial Organs

      巻: 46 ページ: 35-35

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Hemodynamic examination of stent graft in goat experiment2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Arakawa, Yasuyuki Shiraishi, Yusuke Tsuboko, Akihiro Yamada, Yasunori Taira, Jumpei Ikeda, Mitusuru Yuba, T Takano, M Takano, H Yokoyama, Tomoyuki Yambe
    • 雑誌名

      4th Biomedical Sciences & 3rd Biomedical Engineering Symposium

      巻: 3 ページ: 17-18

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Development of artificial esophagus with an active food-propelling function2017

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Taira, Yasuyuki Shiraishi, Yusuke Inoue, Akihiro Yamada, Yusuke Tsuboko, Jumpei Ikeda, Tomoya Arakawa, Mitsuru Yuba, Tomoyuki Yambe
    • 雑誌名

      4th Biomedical Sciences & 3rd Biomedical Engineering Symposium

      巻: 3 ページ: 15-16

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Preclinical approach for improving the shape design of paediatric pulmonary valved conduit2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Tsuboko, Yasuyuki Shiraishi, Akihiro Yamada, Yasunori Taira, Yusuke Inoue, Tomoya Arakawa, Mitsuru Yuba, Sen Itsu, Tomoyuki Yambe
    • 雑誌名

      4th Biomedical Sciences & 3rd Biomedical Engineering Symposium

      巻: 3 ページ: 11-12

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Fontan circulation assist system in animal models2017

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Yamada, Yasuyuki Shiraishi, Jumpei Ikeda, Yusuke Tsuboko, Yasunori Taira, Yusuke Inoue, Masaaki Yamagishi, Homma Dai, Tomoyuki Yambe
    • 雑誌名

      4th Biomedical Sciences & 3rd Biomedical Engineering Symposium

      巻: 3 ページ: 9-10

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of microcirculation by total artificial heart : Observation of the blood vessels2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Inoue, Yasuyuki Shiraishi, Akihiro Yamada, Yusuke Tsuboko, Yasunori Taira, Jumpei Ikeda, Tomoya Arakawa, Mitsuru Yuba, Yusuke Abe, Takashi Isoyama, Itsuro Saito, Tomoyuki Yambe
    • 雑誌名

      4th Biomedical Sciences & 3rd Biomedical Engineering Symposium

      巻: 3 ページ: 5-6

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [学会発表] Fontan循環用逆流抑制能動デバイスの性能評価シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      軽部雅人、白石泰之、山田昭博、井上雄介、山岸正明、山家智之
    • 学会等名
      第47回人工心臓と補助循環懇話会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高せん断によって引き起こされる後天性フォンヴィレブランド症候群に関する基礎研究2019

    • 著者名/発表者名
      井上雄介、早川正樹、松本雅則、堀内久徳、山田昭博、白石泰之、軽部雅人、源田達也、岩元直樹、舘崎祐馬、盛田良介、山家智之
    • 学会等名
      第47回人工心臓と補助循環懇話会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 可視化によるチップレスカニューラ心室内血流歪み剪断速度評価2019

    • 著者名/発表者名
      盛田良介、白石泰之、深谷碧、井上 雄介、山田 昭博、宮嶋 直文、小川 大祐、Brian Kelly、本村 禎、山家 智之
    • 学会等名
      第47回人工心臓と補助循環懇話会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 解離性大動脈瘤治療用ステント開発のための模擬循環による拡張性能評価の試み2019

    • 著者名/発表者名
      第47回人工心臓と補助循環懇話会学術集会
    • 学会等名
      第47回人工心臓と補助循環懇話会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 人工心臓開発のためのVWFに及ぼす流体剪断負荷定量化の基礎検討2019

    • 著者名/発表者名
      舘崎祐馬、白石泰之、井上雄介、山田昭博、軽部雅人、源田達也、岩元直樹、盛田良介、早川正樹、松本雅則、堀内久徳、山家智之
    • 学会等名
      第47回人工心臓と補助循環懇話会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 臨床応用を加速化する非臨床試験に向けた東北大学加齢医学研究所共同利用・共同研究施設設立2019

    • 著者名/発表者名
      白石泰之、井上雄介、山田昭博、山家智之
    • 学会等名
      第47回人工心臓と補助循環懇話会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高せん断応力とフォンウィルブランド因子に関する基礎研究2018

    • 著者名/発表者名
      井上雄介、早川正樹、松本雅則、堀内久徳、山田昭博、白石泰之、軽部雅人、源田達也、岩元直樹、舘崎祐馬、盛田良介、山家智之
    • 学会等名
      第56回日本人工臓器学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 小児用肺循環補助装置のための体内埋込型排熱システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      山田昭博、岡島淳之介、井上雄介、平郡諭、軽部雅人、白石泰之、山家智之
    • 学会等名
      第56回日本人工臓器学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 電気刺激による骨格筋収縮を用いた人工内蔵用体内発電の基礎研究2018

    • 著者名/発表者名
      佐原玄太、土方亘、山田昭博、井上雄介、白石泰之、軽部雅人、源田達也、岩元直樹、舘崎祐馬、盛田良介、山家智之
    • 学会等名
      第56回日本人工臓器学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 三分以内で補助人工心臓の補助を開始するための左心室直接穿刺の可能性と解剖学的経路2018

    • 著者名/発表者名
      山家智之、白石泰之、井上雄介、山田昭博
    • 学会等名
      第56回日本人工臓器学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高ひずみ剪断流体のVWF損傷評価用往復動流体試験システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      舘崎祐馬、白石泰之、井上雄介、山田昭博、軽部雅人、源田達也、岩元直樹、盛田良介、堀内久徳、松本雅則、早川正樹、山家智之
    • 学会等名
      第56回日本人工臓器学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 右心不全モデリングに基づく先天性心疾患治療用逆流抑制デバイスの基礎特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      軽部雅人、白石泰之、山田昭博、井上雄介、佐原玄太、深谷碧、源田達也、岩元直樹、舘崎祐馬、盛田良介、山岸正明、山家智之
    • 学会等名
      第56回日本人工臓器学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 解離性大動脈瘤治療用ステントによる血流評価―血流速環境の制御性に関するモデル循環回路2018

    • 著者名/発表者名
      源田達也、盛田良介、白石泰之、大久保由華、榛沢和彦、Yi Qian、軽部 雅人、山田昭博、井上雄介、山家智之
    • 学会等名
      第56回日本人工臓器学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Fontan循環逆流抑制能動クリップ評価用拍動流シミュレーションモデルの開発2018

    • 著者名/発表者名
      軽部雅人、白石泰之、山田昭博、井上雄介、山家智之、山岸正明
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ドップラー画像位相差による断面流速の三次元的可視化の試み2018

    • 著者名/発表者名
      軽部雅人、白石泰之、岩元直樹、山田昭博、井上雄介、源田達也、舘崎祐馬、盛田良介、山家智之
    • 学会等名
      第2回先端生体超音波シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of Evaluation System for Von Willebrand Factor Degradation by Shear Stress of Mechanical Circulation2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Inoue, Masaki Hayakawa, Masanori Matsumoto, Hisanori Horiuchi, Yasuyuki Shiraishi, Akihiro Yamada, Masato Karube, Tatsuya Genda, Tomoyuki Yambe
    • 学会等名
      40th IEEE EMBS
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 経皮的心肺補助循環装置使用時に合併する後天性von Willebrand 症候群の基礎解析2018

    • 著者名/発表者名
      早川正樹、井上雄介、堀内久徳、山田昭博、白石泰之、山家智之、松本雅則
    • 学会等名
      第40回 日本血栓止血学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 東北大学の非臨床ME2018

    • 著者名/発表者名
      白石泰之
    • 学会等名
      第57回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 先天性心疾患治療用逆流抑制デバイスの流体抵抗制御の基礎検討2018

    • 著者名/発表者名
      軽部雅人、白石泰之、山田昭博、井上雄介、源田達也、山岸正明、山家智之
    • 学会等名
      第57回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 拍動同期タイミングの遅れが自己心に与える影響とその動的評価補償法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      神保有紀、田中明、吉澤誠、白石泰之、山家智之、本村禎
    • 学会等名
      第57回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] インペラ後部設置式軸流型補助人工心臓のインペラ設計2018

    • 著者名/発表者名
      岡本英治、矢野哲也、白石泰之、井上雄介、山家智之、三田村好矩
    • 学会等名
      第30回代用臓器・再生医学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] インペラ後部設置式軸流型補助人工心臓のインペラ設計2017

    • 著者名/発表者名
      岡本英治、矢野哲也、白石泰之、井上雄介、山家智之、三田村好矩
    • 学会等名
      第30回代用臓器・再生医学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] VWFに注目した高せん断応力と出血に関する基礎研究2017

    • 著者名/発表者名
      井上雄介、早川正樹、松本雅則、堀内久徳、山田昭博、白石泰之、平恭紀、荒川友哉、弓場充、軽部雅人、源田達也、山家智之
    • 学会等名
      第46回人工心臓と補助循環懇話会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 伝熱工学技術を応用したFontan循環補助装置の冷却システムに関する基礎的検討2017

    • 著者名/発表者名
      山田昭博,岡島淳之介,井上雄介,平恭紀,弓場充,白石泰之,山家智之
    • 学会等名
      第46回人工心臓と補助循環懇話会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Ventricular afterload coupling simulation with stent graft installation2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Arakawa, Yasuyuki Shiraishi, Yusuke Tsuboko, Tomohiro Takano, Masumi Takano, Hitoshi Yokoyama, Tomoyuki Yambe
    • 学会等名
      5th Biomedical Sciences & Technology Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Design of a mock pulmonary circulation system using lung specimen for evaluation of Fontan regulation clip2017

    • 著者名/発表者名
      Masato Karube, Yasuyuki Shiraishi, Akihiro Yamada, Yusuke Inoue, Yasunori Taira, Aoi Nakahata, Tomoya Arakawa, Mituru Yuba, Tatuya Genda, Masaaki Yamagishi, Tomoyuki Yambe
    • 学会等名
      5th Biomedical Sciences & Technology Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Mock pulmonary circulatory system for the examination of a new fontan clip for congenial heart failure2017

    • 著者名/発表者名
      軽部雅人、白石泰之、山田昭博、坪子侑佑、中畑碧、山家智之
    • 学会等名
      第55回日本人工臓器学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ワイヤレス蠕動人工食道ステント制御による機能系の構築2017

    • 著者名/発表者名
      平恭紀、白石泰之、井上雄介、山田昭博、荒川友哉、弓場充、軽部雅人、源田達也、山家智之
    • 学会等名
      第55回日本人工臓器学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 循環シミュレーターを用いた大動脈ステント挿入時の心機能負荷変化に関する基礎検討2017

    • 著者名/発表者名
      荒川友哉、白石泰之、坪子侑佑、山田昭博、井上雄介、佐々木一益、平恭紀、弓場充、軽部雅人、源田達也、高野智弘、高野真澄、横山斉、山家智之
    • 学会等名
      第55回日本人工臓器学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ポンプのモデル式を利用した心拍同期制御下における逆流の検出と解消2017

    • 著者名/発表者名
      池川彩夏、田中明、吉澤誠。白石泰之、山家智之
    • 学会等名
      第55回日本人工臓器学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒートパイプを応用した体内埋込型小児用肺循環補助装置の冷却システムの基礎的検討2017

    • 著者名/発表者名
      山田昭博、岡島淳之介、井上雄介、平恭紀、池田純平、弓場充、白石泰之、坪子侑佑、荒川友哉、山家智之
    • 学会等名
      第56回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 小児用肺動脈弁葉挙動評価のための加振試験系の構築2017

    • 著者名/発表者名
      坪子侑佑、白石泰之、山家智之
    • 学会等名
      第56回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 東北大学加齢医学研究所

    • URL

      https://www.idac.tohoku.ac.jp

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 東北大学加齢医学研究所心臓病電子医学/非臨床試験推進分野

    • URL

      https://mec1.idac.tohoku.ac.jp

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 東北大学加齢医学研究所心臓病電子医学分野

    • URL

      http://mec1.idac.tohoku.ac.jp

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公開日: 2016-10-04   更新日: 2020-03-30  

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