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緊急~長期使用が可能な世界最小最軽量ヘパリンフリーECMOシステムの開発と製品化

研究課題

研究課題/領域番号 17H01594
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 救急医学
研究機関国立研究開発法人国立循環器病研究センター

研究代表者

巽 英介  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, オープンイノベーションセンター, 副オープンイノベーションセンター長 (00216996)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
42,770千円 (直接経費: 32,900千円、間接経費: 9,870千円)
2019年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
2018年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
2017年度: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
キーワードECMO / 心肺補助 / ヘパリンフリー / 超小型 / 長期慢性動物試験 / 安全性試験 / 治験開始 / PCPS / 補助循環 / 抗血栓性 / モバイル
研究成果の概要

本研究では、搬送使用可能で長期耐久性に優れる超小型ECMOシステムの開発を行なった。本システムは、血漿漏出耐性に優れる膜型人工肺、動圧浮上方式の遠心ポンプおよび内蔵モニタをプレコネクトした血液回路、ポンプ駆動装置と計測機器を統合した小型軽量の駆動装置、ガスボンベユニットより構成される。各種安全性試験、基本性能評価および長期慢性動物試験による耐久性と生体適合性の評価を行なった。動物試験では成ヤギに本システムによるECMOを導入し,最長4週間にわたる評価を行ない、全例で交換を要することなく連続使用可能であった.本システムの治験計画策定、体制構築および教育訓練を進め、最終年度にて治験の開始に至った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果として、我々が中心となって開発した長期耐久性と生体適合性に優れる要素技術を一体化したECMOシステムを開発した。本システムは、カセット化された血液回路が駆動装置に搭載されるため、多様なモニタ機能が最小限のケーブルで運用可能で、操作性・携帯性に優れている。世界最小・最軽量を達成した上、1時間のスタンドアローン駆動が可能であるため、安全性・移動性の面からも強い国際競争力が期待できる。本システムの製品化により、緊急時の迅速適用、ヘパリンフリー使用、長期使用などが考えられる。また、急性重症呼吸不全をもたらすウィルス感染症パンデミックに対する有効な生命維持手段として社会的意義も期待できる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 12件)

  • [雑誌論文] PaO2 greater than 300 mmHg promotes an inflammatory response during extracorporeal circulation in a rat extracorporeal membrane oxygenation model.2020

    • 著者名/発表者名
      Fujii Y, Tatsumi E, Nakamura F, Oite T
    • 雑誌名

      J Thorac Dis

      巻: 12 号: 3 ページ: 749-757

    • DOI

      10.21037/jtd.2019.12.113

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Miniaturized centrifugal ventricular assist device for bridge to decision: preclinical chronic study in a bovine model.2019

    • 著者名/発表者名
      Shimamura J, Mizuno T, Takewa Y, Tsukiya T, Naito N, Akiyama D, Iiduka K, Katagiri N, Nishimura T, Ono M, Tatsumi E.
    • 雑誌名

      Artif Organs.

      巻: 印刷中 号: 9 ページ: 821-827

    • DOI

      10.1111/aor.13459

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Differences in clotting parameters between species for preclinical large animal studies of cardiovascular devices2018

    • 著者名/発表者名
      Mizuno Toshihide、Tsukiya Tomonori、Takewa Yoshiaki、Tatsumi Eisuke
    • 雑誌名

      Journal of Artificial Organs

      巻: 21 号: 2 ページ: 138-141

    • DOI

      10.1007/s10047-017-1003-4

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimal drainage cannula position in dual cannulation for veno-venous extracorporeal membrane oxygenation.2018

    • 著者名/発表者名
      Togo K, Takewa Y, Katagiri N, Fujii Y, Yamashita AC, Tastumi E
    • 雑誌名

      Int J Artif Organs.

      巻: 41 号: 12 ページ: 867-871

    • DOI

      10.1177/0391398818795357

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 呼吸ECMO用のデバイス2017

    • 著者名/発表者名
      片桐伸将
    • 雑誌名

      人工臓器

      巻: 46 ページ: 202-207

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ディスポーザブル連続流血液ポンプを用いた補助循環システムの適切な評価と体外式VAD/中長期ECMOシステム開発への展開2020

    • 著者名/発表者名
      巽 英介
    • 学会等名
      医療機器レギュラトリーサイエンス研究会 (21)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Cleavage and re-supply of von Willebrand factor in continuous flow blood pump2019

    • 著者名/発表者名
      Mizuno T, Eura Y, Kokame K, Tsukiya T, Takewa Y, Tatsumi E
    • 学会等名
      International Society for Heart and Lung Transplantation Annual Meeting and Scientific Sessions (39)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Long-term evaluation of an ultra compact ECMO system with built-in monitors in chronic animal experiments for up to 5 weeks2019

    • 著者名/発表者名
      Katagiri N, Takewa Y, Tsukiya T, Mizino T, Shimamura J, Tatsumi E
    • 学会等名
      American Society for Artificial Internal Organs (65)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An ultra-compact ECMO system consisting of a novel centrifugal pump with hydrodynamic bearings and its long-term evaluation in animal experiments for up to 5 weeks2019

    • 著者名/発表者名
      Katagiri N, Nishinaka T, Takewa Y, Tsukiya T, Mizuno T, Shimamura J, Tatsumi E
    • 学会等名
      Annual Meeting of the International Society for Mechanical Circulatory Support (27)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Assessment of safety and effectiveness of the ultracompact extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) system (BR13030) use as a long-term cardiopulmonary support for severe heart and/or respiratory failure: Study protocol for multiple-center, single-arm non-randomized, uncontrolled, and investigator-initiated clinical trial2019

    • 著者名/発表者名
      Fukushima N, Tatsumi E, Watanabe T, Katagiri N, Takewa Y, Nishinaka T, Hamasaki T, Onda K, Yamamoto H, Hayashi T, Fujita T, Kobayashi J
    • 学会等名
      Annual Meeting of the International Society for Mechanical Circulatory Support (27)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultra-compact ECMO system consisting with built-in monitors and its long-term evaluation in animal experiments for up to 5 weeks2019

    • 著者名/発表者名
      Katagiri N, Nishinaka T, Tsukiya T, Mizuno T, Shimamura J, Takewa Y, Tatsumi E
    • 学会等名
      International Federation for Artificial Organs (8)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多様なモニタを備えた超小型心肺補助システムの慢性動物実験による長期性能評価2019

    • 著者名/発表者名
      片桐伸将, 武輪能明. 築谷朋典, 水野敏秀, 島村 淳一, 巽 英介
    • 学会等名
      人工心臓と補助循環懇話会学術集会 (47)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 非接触式血液ポンプによる機械的補助循環法の発展2019

    • 著者名/発表者名
      築谷朋典, 片桐伸将, 水野敏秀, 武輪能明, 巽 英介
    • 学会等名
      日本医工学治療学会学術大会 (35)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [学会発表] 優れた抗血栓性と長期耐久性をもつ世界最小・最軽量の次世代型ECMOシステムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      巽 英介
    • 学会等名
      日本経皮的心肺補助研究会 (29)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [学会発表] 人工肺ガス流出側の結露防止機能を備えた超小型ECMOシステムの慢性動物実験における評価2019

    • 著者名/発表者名
      片桐伸将, 西中知博, 水野敏秀, 築谷朋典, 武輪能明, 巽 英介
    • 学会等名
      日本人工臓器学会大会 (57)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 多様なモニタを備えた超小型心肺補助システムの慢性動物実験による長期性能評価2019

    • 著者名/発表者名
      片桐伸将, 武輪能明, 築谷朋典, 水野敏秀, 島村 淳一, 巽 英介
    • 学会等名
      人工心臓と補助循環懇話会学術集会 (47)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of an ultra compact durable ECMO system and evaluation in a chronic animal experiment for 4 weeks2018

    • 著者名/発表者名
      Akiyama D, Katagiri N, Iizuka K, Mizuno T, Tsukiya T, Takewa Y, Tatsumi E
    • 学会等名
      International Society for Heart and Lung Transplantation Annual Meeting and Scientific Sessions (38)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Differences in fibrin metabolism among the species for preclinical large animal models for cardiovascular devices2018

    • 著者名/発表者名
      Mizuno T, Tsukiya T, Takewa Y, Tatsumi E
    • 学会等名
      International Society for Heart and Lung Transplantation Annual Meeting and Scientific Sessions (38)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of an ultra compact durable ECMO system with built-in monitors and long-term evaluation in chronic animal experiments for 4 weeks2018

    • 著者名/発表者名
      Katagiri N, Takewa Y, Tsukiya T, Mizuno T, Takeshita D, Akiyama D, Tatsumi E
    • 学会等名
      American Society for Artificial Internal Organs (64)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of an ultra compact durable ECMO system with built-in monitors and continuous use evaluation in chronic animal experiments up to 4 weeks2018

    • 著者名/発表者名
      Katagiri N, Takewa Y, Tsukiya T, Mizuno T, Tatsumi E
    • 学会等名
      Annual European Society for Artificial Organs Congress (45)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Species differences in fibrin metabolism for preclinical animal study for cardiovascular device2018

    • 著者名/発表者名
      Mizuno T, Tsukiya T, Takewa Y, Tatsumi E
    • 学会等名
      International Society for Mechanical Circulatory Support (26)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a compact ECMO system consisting of a centrifugal pump with hydrodynamic bearings and long-term evaluation in animal experiments2018

    • 著者名/発表者名
      Katagiri N, Takewa Y, Tsukiya T, Mizuno T, Tatsumi E
    • 学会等名
      International Society for Mechanical Circulatory Support (26)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多様な内蔵モニタ機能を有する長期耐久性に優れた超小型ECMOシステムの開発と中長期慢性動物実験による評価2018

    • 著者名/発表者名
      片桐伸将, 武輪能明, 築谷朋典, 水野敏秀, 竹下大輔, 秋山大地, 巽 英介
    • 学会等名
      日本生体医工学会大会 (57)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 多様な内蔵モニタ機能を有する超小型ECMOシステムの開発と4週間を超える慢性動物実験による耐久性と生体適合性の評価2018

    • 著者名/発表者名
      片桐伸将, 武輪能明, 築谷朋典, 水野敏秀, 巽 英介
    • 学会等名
      日本人工臓器学会大会 (56)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 動物種間における血液凝固特性の違いについて2018

    • 著者名/発表者名
      水野敏秀, 築谷朋典, 武輪能明, 巽 英介
    • 学会等名
      日本人工臓器学会大会 (56)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Current situation analysis or the reimbursement price of a new medical devices in Japanese insurance system during 2015-20172018

    • 著者名/発表者名
      Akagawa E, Tatsumi E
    • 学会等名
      European Society for Artificial Organs Congress (45)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多様な内蔵モニタ機能を有する超小型ECMOシステムの長期耐久性と生体適合性の評価2018

    • 著者名/発表者名
      片桐伸将, 武輪能明, 築谷朋典, 水野敏秀, 竹下大輔, 秋山大地, 巽 英介
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] 多様な内蔵モニタ機能を有する超小型ECMOシステムの長期慢性動物実験による耐久性と生体適合性の評価2018

    • 著者名/発表者名
      片桐伸将, 武輪能明, 築谷朋典, 水野敏秀, 竹下大輔, 秋山大地, 巽 英介
    • 学会等名
      第28回日本経皮的心肺補助研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] これからのMCSに必要とされる工学技術について2018

    • 著者名/発表者名
      築谷朋典, 水野敏秀, 武輪能明, 片桐伸将, 角田幸秀, 竹下大輔, 飯塚 慶, 秋山大地, 巽 英介
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] 長期耐久性と携帯性に優れる超小型ECMOシステムの開発と長期生体適合性評価2017

    • 著者名/発表者名
      秋山大地, 飯塚 慶, 武輪能明, 巽 英介
    • 学会等名
      日本胸部外科学会定期学術集会 (70)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 人工心臓・補助循環装置の開発・実用化と医工連携の推進2017

    • 著者名/発表者名
      巽 英介
    • 学会等名
      バイオエンジニアリング講演会 (30)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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