Fontan循環非臨床試験システム構築による小児用超小型肺循環補助装置の開発研究

• 研究課題/領域番号: 16H06618
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 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: 山田 昭博 東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (40781448)
• 研究期間 (年度): 2016-08-26 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 先天性心疾患 / 人工臓器 / 小児用肺補助循環デバイス / 形状記憶合金 / 非臨床試験 / Fontan循環 / 肺循環補助装置

研究成果の概要

先天性心疾患の外科治療において、人工臓器開発技術を用いた循環補助の実用化への社会的ニーズが急速に拡大しており、小児用補助循環デバイスの開発を進めている。本研究では、動物新鮮摘出肺の血管構造力学解析と右心系血行力学的モデリングに基づく複雑な血行動態を再現可能な高機能肺循環模擬循環回路試験システムの開発と、先天性心疾患の臨床病態生理に基づくFontan循環動物実験モデルによる総合的評価試験系の開発により、新規開発デバイスの非臨床試験システムを構築した。先天性心疾患の複雑な病態生理学的にも高度な再現性をもつ肺循環シミュレーション装置を開発し、デバイスの有効性を評価検討可能なシステムを具現化した。

研究成果

• [雑誌論文] Esophageal biomechanical analysis for the modeling of a food propelling function (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasunori Taira, Yasuyuki Shiraishi, Yusuke Inoue, Akihiro Yamada, Tomoya Arakawa, Mitsuru Yuba, Masato Karube, Tatsuya Genda, Tomoyuki Yambe
  • 雑誌名: 医工学治療 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] 摺動部洗浄水を用いる補助人工心臓の完全漏水モデルを用いた溶血実験 (2017)
  • 著者名/発表者名: 平恭紀, 白石泰之, 井上雄介, 三浦英和, 山田昭博, 北野智哉, 山家智之
  • 雑誌名: 医工学治療 巻: 29 ページ: 127-134
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design of a mock pulmonary circulation system using lung specimen for evaluation of Fontan regulation clip (2017)
  • 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
  • 雑誌名: Medical Engineering and Preclinical Studies 巻: 4 ページ: 15-18
• [雑誌論文] 脈波診断に医工学的根拠を付与する定量的評価手法の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山田昭博、坪子侑佑、井上雄介、平恭紀、白石泰之、関隆志、山家智之
  • 雑誌名: 第20回日本統合医療学会学術大会論文集 巻: 20 ページ: 32-37
  • 査読あり
• [雑誌論文] 橈骨動脈モデル循環シミュレータを用いた脈診の定量的評価の試み (2016)
  • 著者名/発表者名: 山田昭博、坪子侑佑、平恭紀、白石泰之、井上雄介、池田純平、弓場充、荒川友哉、関隆志、山家智之
  • 雑誌名: Medical Engineering & Preclinical Studies 巻: 1 ページ: 13-14
• [雑誌論文] 人工心臓と心臓をシームレスに接続する新しいハイブリッド医療材料の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井上雄介、山家智之、白石泰之、山田昭博、三浦英和、石井耕平、阿部裕輔
  • 雑誌名: 生体医工学 巻: 54 ページ: 275-276
• [雑誌論文] 小児用Fontan循環サポート機器の評価用システム (2016)
  • 著者名/発表者名: 池田純平、白石泰之、山田昭博、坪子侑佑、平恭紀、井上雄介、荒川友哉、弓場充、本間大、山岸正明、山家智之
  • 雑誌名: Medical Engineering & Preclinical Studies 巻: １ ページ: 17-18
• [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 (2018)
  • 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
• [学会発表] フォンタン循環の現状と取り組み (2018)
  • 著者名/発表者名: 山田昭博
  • 学会等名: 第4回医工学懇親議会（冬期議会）
• [学会発表] Collaboration によるSynergyが求められる時代の研究開発 -機械循環と出血の関係- (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、圦本晃海、久保純、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4回医工学懇親議会（冬期議会）
• [学会発表] Design of a mock pulmonary circulation system using lung specimen for evaluation of Fontan regulation clip (2018)
  • 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
  • 国際学会
• [学会発表] 下大静脈‐肺動脈バイパス動物モデルを用いたFontan循環用逆流抑制デバイスの評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 池田純平、白石泰之、坪子侑佑、山田昭博、平恭紀、井上雄介、荒川友哉、弓場充、本間大、山岸正明、山家智之
  • 学会等名: 第45回人工心臓と補助循環懇話会学術集会
  • 発表場所: 華やぎの章 慶山（山梨県・笛吹市）
  • 年月日: 2017-02-17
• [学会発表] 形状記憶合金アクチュエータの人工臓器応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山田昭博、平恭紀、池田純平、白石泰之、井上雄介、山家智之
  • 学会等名: 第3回医工学懇親議会（冬期議会）
  • 発表場所: ホテル双葉（新潟県・南魚沼郡）
  • 年月日: 2017-01-08
• [学会発表] 新鮮摘出肺を用いたハイブリッド模擬循環試験装置開発の試み (2017)
  • 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4回加齢研リトリート
• [学会発表] Mock pulmonary circulatory system for the examination of a new fontan clip for congenial heart failure (2017)
  • 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
• [学会発表] 自律神経応答解析を用いた心臓血管系研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山田昭博、井上雄介、白石泰之、平恭紀、荒川友哉、弓場充、軽部雅人、源田達也、阿部裕輔、山家智之
  • 学会等名: 第3回医工学懇親議会（夏期議会）
• [学会発表] フレキシブル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開発の試み (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
  • 学会等名: シンポジウム『附置研究所が提案する若手研究者アンサンブルプロジェクト』
• [学会発表] Fontan circulation assist system in animal models (2017)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Yamada, Yasuyuki Shiraishi, Junpei Ikeda, Yusuke Tsuboko, Yasunori Taira, Yusuke Inoue, Masaaki Yamagishi, Dai Homma, Tomoyuki Yambe
  • 学会等名: 4th Biomedical Sciences & 3rd Biomedical Engineering Symposium
  • 国際学会
• [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
• [学会発表] 脈波診断に医工学的根拠を付与する定量的評価手法の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山田昭博、坪子侑佑、井上雄介、平恭紀、白石泰之、関隆志、山家智之
  • 学会等名: 第20回日本統合医療学会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2016-12-23
• [学会発表] 電力制御によるFontan循環補助装置のための収縮制御システムの構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山田昭博、三浦英和、白石泰之、坪子侑佑、平恭紀、本間大、山家智之
  • 学会等名: 第54回日本人工臓器学会
  • 発表場所: 米子コンベンションセンター（鳥取県・米子市）
  • 年月日: 2016-11-23
• [学会発表] Thermodynamic Effect on Fontan Circulation Assist Device (2016)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Yamada, Yasuyuki Shiraishi, Hidekazu Miura, Yusuke Tsuboko, Yasunori Taira, Yusuke Inoue, Homma Dai, Masaaki Yamagishi, Tomoyuki Yambe
  • 学会等名: Thirteenth International Conference on Flow Dynamics
  • 発表場所: Sendai International Center（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2016-11-10
  • 国際学会
• [学会発表] フレキシブル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開発の試み (2016)
  • 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
  • 学会等名: 第2回研究所若手アンサンブル研究会
  • 発表場所: 気仙沼プラザホテル（宮城県・気仙沼市）
  • 年月日: 2016-10-31
• [学会発表] Fontan循環動物実験モデルによる小児用肺循環補助デバイスの評価試験 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山田昭博、白石泰之、三浦英和、坪子侑佑、平恭紀、佐野恭介、山岸正明、本間大、山家智之
  • 学会等名: 第三回加齢医学研究所リトリート
  • 発表場所: 秋保リゾートホテルクレセント（宮城県・仙台市）