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小型遠心ポンプを応用した可搬型血液濾過装置開発のレギュラトリーサイエンス研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K12130
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分90140:医療技術評価学関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

山根 隆志  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 客員研究員 (10358278)

研究分担者 山本 健一郎  川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 准教授 (00434316)
松田 兼一  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (60282480)
西田 正浩  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (80357714)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード血液濾過 / 遠心ポンプ / 血液フィルター / 血栓 / 溶血 / 血液浄化 / ヘモフィルター / 白色血栓 / モニタリング
研究成果の概要

現行の血液浄化装置の遠心ポンプをローラーポンプに置換し、耐久性を連続2週間程度まで高めることを目標とし、白色血栓の解明と防止設計に重点をおいた。低流量遠心ポンプ2台と200umメッシュフィルターの回路にブタ新鮮血とヘパリンを充填し、流量の時間変化を見た。その結果、中溶血ポンプでは75%以上の流量減少もあったが、低溶血ポンプでは30%以上の流量減少は生じなかった。20分間あたりの遊離ヘモグロビン総量で求めた溶血指数NIH20[g/20min]を使って、遠心ポンプの溶血が許容値以下(NIH20<0.007)であれば、ヘパリン抗凝固回路で流量減少をおこすような血小板凝集の発生はないと確認された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本提案は、普及型のローラーポンプを遠心ポンプで置換し、大幅な装置小型化を実現しようとするものである。しかしその実用化を阻む第1の未開な課題は抗血栓性であり、とくに「白色血栓」の現象解明と防止設計(安全性)に重点的に取り組む必要がある。さらに、現在のローラーポンプでは、チューブの耐久性を、連続2週間程度まで高めることが第2の課題である。本研究では、血液フィルターとセットで、溶血・血栓無く静脈アクセス(安全性)で使用でき、2週間連続使用できる耐久性(有効性)ある装置を構築し、既存臨床システムと比較して、レギュラトリーサイエンスの視点から、有効性と安全性がバランスの取れたシステム開発をめざす。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 特集 近未来の透析医療 2.未来の透析室・透析機器の展望(4)災害時に使用可能な携行型透析機器2020

    • 著者名/発表者名
      小久保謙一,小林こず恵,山根隆志,山本健一郎,松田兼一
    • 雑誌名

      臨床透析

      巻: 36 号: 5 ページ: 459-464

    • DOI

      10.19020/CD.0000001257

    • ISSN
      0910-5808, 2433-247X
    • 年月日
      2020-05-10
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Suitable hemolysis index for low-flow rotary blood pumps2020

    • 著者名/発表者名
      Takashi YAMANE, Kazuki ADACHI, Ryo KOSAKA, Osamu MARUYAMA, Masahiro NISHIDA
    • 雑誌名

      Journal of Artificial Organs

      巻: 0 号: 2 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1007/s10047-020-01218-4

    • NAID

      120007041608

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 医療機器のレギュラトリーサイエンスとは2019

    • 著者名/発表者名
      山根隆志
    • 雑誌名

      人工臓器

      巻: 48 号: 1 ページ: 52-55

    • DOI

      10.11392/jsao.48.52

    • NAID

      130007706932

    • ISSN
      0300-0818, 1883-6097
    • 年月日
      2019-06-15
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 人工心臓2019

    • 著者名/発表者名
      山根隆志
    • 雑誌名

      日本フルードパワーシステム学会誌

      巻: 50-4 ページ: 178-181

    • NAID

      130001730737

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 人工臓器の技術開発に携わって2019

    • 著者名/発表者名
      山根隆志
    • 雑誌名

      人工臓器

      巻: 48-1 ページ: 85-87

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 低流量ポンプin vitro抗血栓性評価における血小板凝集能の効果2020

    • 著者名/発表者名
      太田 晶子,山根隆志,迫田 大輔,小阪 亮,丸山修,西田正浩
    • 学会等名
      日本機械学会茨城講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 低流量遠心ポンプの剪断応力が誘起する血小板凝集の抑制2020

    • 著者名/発表者名
      山根隆志, 太田晶子, 迫田大輔, 小阪 亮, 丸山 修, 西田正浩,山本健一郎, 小久保謙一, 松田兼一
    • 学会等名
      日本人工臓器学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 遠心ポンプと軸流ポンプの溶血特性の比較2020

    • 著者名/発表者名
      4)山根隆志、迫田大輔、小阪亮、丸山修、西田正浩
    • 学会等名
      日本人工臓器学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 遠心ポンプでローラーポンプを置換した可搬型血液濾過装置の開発2020

    • 著者名/発表者名
      山根隆志,小阪亮,丸山修,西田正浩,山本健一郎,小久保謙一,松田兼一
    • 学会等名
      つくば医工連携フォーラム2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 携帯可能な小型血液浄化システムの現状と今後の展望2019

    • 著者名/発表者名
      松田兼一,小久保謙一,山根隆志,山本健一郎
    • 学会等名
      第46回日本血液浄化技術学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 基礎工学「血液ポンプの血液適合性」2019

    • 著者名/発表者名
      山根隆志
    • 学会等名
      日本体外循環技術医学会教育セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 携帯可能な小型血液浄化システムへの新たなる展開-最終章-2019

    • 著者名/発表者名
      松田兼一,小久保謙一,山根隆志,山本健一郎
    • 学会等名
      日本透析医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 低流量回転血液ポンプの適切な溶血指標2019

    • 著者名/発表者名
      山根隆志,足立和貴,小阪 亮,西田正浩
    • 学会等名
      ライフサポート学会LIFE2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Comparison of hemolysis between a centrifugal pump and an axial-flow pump2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Yamane, Daisuke Sakota, Ryo Kosaka, Masahiro Nishida, Hiroshi Tanaka
    • 学会等名
      International Society for Mechanical Circulatory Support
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 遠心ポンプでローラーポンプを置換して小型可搬化した血液濾過装置における血液回路抵抗推定2019

    • 著者名/発表者名
      山根隆志,小阪 亮,西田正浩,山本健一郎,小久保謙一,松田兼一
    • 学会等名
      日本定常流ポンプ研究会学術集会2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規開発した可搬型血液濾過装置における遠心ポンプ使った血液回路抵抗の推定2019

    • 著者名/発表者名
      山根隆志,小阪 亮,西田正浩,山本健一郎,小久保謙一,松田兼一
    • 学会等名
      日本人工臓器学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 低流量回転血液ポンプに適切な溶血指標2018

    • 著者名/発表者名
      山根隆志,足立和貴,西田正浩,丸山 修
    • 学会等名
      日本機械学会第31回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 血液濾過システムにおける遠心血液ポンプと従来ポンプとの比較検討2018

    • 著者名/発表者名
      山根隆志,湯浅若菜,丸山修,山本健一郎,松田兼一
    • 学会等名
      第56回日本人工臓器学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規に開発した可搬型血液浄化装置における細径中空糸と遠心ポンプ定常流による膜ファウリング制御の検討2018

    • 著者名/発表者名
      菅原久徳,松田兼一,森口武史,針井則一,後藤順子,原田大希,山根隆志,小久保謙一,山本健一郎
    • 学会等名
      第56回日本人工臓器学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 携帯可能な小型血液浄化システムへの新たなる展開2018

    • 著者名/発表者名
      松田兼一,小久保謙一,山根隆志,山本健一郎
    • 学会等名
      第63回日本透析医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 救急医療及び災害医療のための可搬型小型血液浄化システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      松田兼一,森口武史,菅原久徳,後藤順子,小久保謙一,栗原佳孝,植木駿一,小林こず恵,守田憲崇,山根隆志,湯浅若菜,多儀篤真,山本健一郎
    • 学会等名
      第18回医療機器レギュラトリーサイエンス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] 遠心型血液ポンプ2018

    • 発明者名
      山根隆志、松田兼一、春原隆司、柳園宜紀、一之瀬高紀
    • 権利者名
      神戸大学、山梨大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 取得年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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