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生体組織-電子・機械工学系を融合した生体融合化新世代人工心臓システムの開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K01375
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関東海大学

研究代表者

岡本 英治  東海大学, 札幌教養教育センター, 教授 (30240633)

研究協力者 三田村 好矩  北海道大学, 名誉教授
山家 智之  東北大学, 加齢医学研究所, 教授
矢野 哲也  弘前大学, 准教授
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード人工心臓 / 補助循環 / 経皮的情報通信 / 軸流ポンプ / チタンメッシュ / scaffold / 電極 / 人工臓器 / 軸流型ポンプ / 第2世代人工心臓 / 組織工学 / 拡散 / 補助心臓 / 軸流型補助人工心臓 / 人体通信
研究成果の概要

大動脈と大動脈弁を構成要素として使用し,自然心臓と補助人工心臓を直列に接続する新しい補助循環方式の軸流型補助人工心臓と,強い剛性と電気伝導性を示す唯一の人工細胞外マトリックスであるチタンメッシュの人工心臓システムへの応用に関する研究を行った.その結果,左心室内にモータ,大動脈弁位置にインペラを設置する後部インペラ設置式軸流型血液ポンプを開発すると同時に,チタンメッシュを用いた組織誘導電極を装着する人工心臓用経皮的情報通信システムの開発を行い良好な結果を得た.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,生体と機械・電子回路を融合する新しい人工心臓のコンセプトを提唱したことに学術的意義がある.具体的には,左心室や大動脈を補助人工心臓の一部として使用し左心室が作り出す拍動流をそのまま循環補助に活かすこと目的に,左心室内にモータ部,大動脈弁位置にインペラを配置する後部インペラ設置式軸流型補助人工心臓を提案し開発したこと,また唯一の金属製人工細胞外マトリックスである強い剛性と電気伝導性を有するチタンメッシュを,金属・高分子で作られる人工心臓と生体との融合を目的に使用することを提唱したもので,今後の人工心臓開発における新たな方向性を示すことができたものと考えている.

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

    (27件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Histological investigation of the titanium fiber mesh with one side sealed with non-porous material for its application to the artificial heart system2018

    • 著者名/発表者名
      Okamoto E, Arimura K, Mitamura Y
    • 雑誌名

      Journal of Artificial Organs

      巻: 21(4) 号: 4 ページ: 486-490

    • DOI

      10.1007/s10047-018-1066-x

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of transcutaneous communication system using intra-body communication for practical use2018

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

      Proceeding of the 57th annual meeting of the Japanese Society for Medical and Biological Engineering

      巻: 57 ページ: 590-591

    • NAID

      130007483850

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 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
    • 雑誌名

      北海道外科学会誌

      巻: 63(1) ページ: 63-63

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [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] 大動脈弁位置への設置を目指した軸流型補助人工心臓に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      岡本英治,矢野哲也,三浦英和,白石泰之,山家智之,三田村好矩
    • 雑誌名

      北海道外科雑誌

      巻: 62(1) ページ: 98-98

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of Axial Flow Blood Pumps That Implanted at Aortic Valve Position to Realize Concept of Valvo Pump2017

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

      Abstracts of ASAIO 63th annual conference

      巻: 63 ページ: 4-4

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] インペラ後部設置式軸流型補助人工心臓のポンプ設計2017

    • 著者名/発表者名
      岡本英治,矢野哲也,白石泰之,山家智之,三田村好矩
    • 雑誌名

      人工臓器

      巻: 46(2) ページ: 130-130

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electrical characteristic of the titanium mesh electrode for transcutanenous intrabody communication to monitor implantable artificial organs2016

    • 著者名/発表者名
      .Okamoto E, Kikuchi S, Mitamura Y
    • 雑誌名

      J. Artificial Organs

      巻: 19(3) 号: 3 ページ: 257-261

    • DOI

      10.1007/s10047-016-0889-6

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 健康寿命延伸に向けた大動脈基部装着補助人工心臓システムの生理・組織学的評価2016

    • 著者名/発表者名
      岡本英治,山家智之,白石泰之,三浦英和,矢野哲也
    • 雑誌名

      平成27年度加齢医学研究拠点共同利用・共同研究報告書

      巻: 27

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 人体通信を利用した経皮的情報伝送システムの実用化に向けた改良2018

    • 著者名/発表者名
      岡本 英治,三浦英和,白石泰之,山家智之,三田村好矩
    • 学会等名
      第57回日本生体医工学会大会(6/19―21,札幌,札幌コンベンションセンター)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of a percutaneously deployable axial flow blood pump placed at aortic valve position: early prototype and its performance2018

    • 著者名/発表者名
      Eiji Okamoto, Tetsuya Yano, Yusuke Inoue, Yasuyuki Shiraishi, Tomoyuki Yambe, and Yoshinori Mitamura
    • 学会等名
      26th annual meeting of the international society for mechanical circulatory support(10/31-11/2,Tokyo, Tokyo Hilton Odaiba)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [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総会(札幌,2018年2月24日)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 大動脈弁位置への設置を目指した軸流型補助人工心臓に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      岡本英治,矢野哲也,三浦英和,白石泰之,山家智之,三田村好矩
    • 学会等名
      第29回代用臓器再生医学研究会
    • 発表場所
      かでる2・7(札幌)
    • 年月日
      2017-02-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 一面を塞いだチタンメッシュ電極の組織学的・電気的性能評価2017

    • 著者名/発表者名
      有村響子,岡本英治,三田村好矩
    • 学会等名
      第29回代用臓器再生医学研究会
    • 発表場所
      かでる2・7(札幌)
    • 年月日
      2017-02-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] チタンメッシュの組織誘導特性と人工心臓システムへの応用2017

    • 著者名/発表者名
      岡本英治,有村響子,三田村好矩
    • 学会等名
      第56回日本生体医工学会大会(仙台,2017年5月3日)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] インペラ後部設置式軸流型補助人工心臓のポンプ設計2017

    • 著者名/発表者名
      岡本英治,矢野哲也,白石泰之,山家智之,三田村好矩
    • 学会等名
      第55回日本人工臓器学会大会(東京,2017年9月3日)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 東海大学札幌キャンパスにおける物理教育ー物理の目で見た医学・生物ー2017

    • 著者名/発表者名
      岡本英治
    • 学会等名
      中学・高校・大学をつなぐ物理教育シンポジウム(札幌,2017年11月11日)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of axial flow blood pumps that implanted at aortic valve position to realize concept of Valvo Pump2017

    • 著者名/発表者名
      Eiji Okamoto, Tetsuya Yano, Hidekazu Miura, Yasuyuki Shiraishi, Tomoyuki Yambe, Yoshinori Mitamura
    • 学会等名
      The 63rd annual conference of ASAIO( Chicago, 6/22)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 一面を塞いだチタンメッシュの組織誘導特性とその電極特性の評価2016

    • 著者名/発表者名
      有村響子、岡本英治、三田村好矩
    • 学会等名
      第54回日本人工臓器学会大会
    • 発表場所
      米子コンベンションセンター(米子)
    • 年月日
      2016-11-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 大動脈弁位置埋込み式軸流型補助人工心臓の実現に向けたポンプ開発2016

    • 著者名/発表者名
      岡本英治,矢野哲也,三浦英和,白石泰之,山家智之,三田村好矩
    • 学会等名
      第54回日本人工臓器学会大会
    • 発表場所
      米子コンベンションセンター(米子)
    • 年月日
      2016-11-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 一面を塞さいだチタンメッシュ電極の電気的特性と組織誘導特性の検討2016

    • 著者名/発表者名
      有村響子、岡本英治、三田村好矩
    • 学会等名
      第55回日本生体医工学会北海道支部大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2016-10-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Development and Improvement of the Miniature Axial Flow Blood Pumps to Realize Concept of the Valvo Pump2016

    • 著者名/発表者名
      Okamoto E, Yano T, Shiraishi Y, Miura H, Yambe T, Mitamura Y
    • 学会等名
      24th Congress of International Society of Rotary Blood Pumps
    • 発表場所
      Hotel Lake View Mito(Mito)
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hemodynamic Evaluation of Ventricular Support Using the Axial Flow Blood Pump Placed at Descending Aorta2016

    • 著者名/発表者名
      Okamoto E, Yano T, Shiraishi Y, Miura H, Yambe T, Mitamura Y
    • 学会等名
      62th annual conference of ASAIO
    • 発表場所
      Hotel Hyatt Regency(Sanfrancisco)
    • 年月日
      2016-06-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大動脈弁埋込み補助人工心臓を目指した超小型軸流ポンプの試作2016

    • 著者名/発表者名
      岡本英治,矢野哲也,有村響子,三田村好矩
    • 学会等名
      第55回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山市)
    • 年月日
      2016-04-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 東海大学札幌キャンパス 人工臓器・再生医療研究室

    • URL

      http://artificialorgans.web.fc2.com/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 東海大学人工臓器再生医療研究室

    • URL

      http://artificialorgans.web.fc2.com/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 東海大学札幌キャンパス人工臓器・再生医療研究室

    • URL

      http://artificialorgans.web.fc2.com/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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