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3次元積層技術を用いた人工肺のための基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K17577
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分55010:外科学一般および小児外科学関連
研究機関東京女子医科大学 (2022-2023)
東京大学 (2020-2021)

研究代表者

原 伸太郎  東京女子医科大学, 医学部, 助教 (00791112)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードECMO / 人工臓器 / 人工肺 / 光硬化 / 3Dプリンター / マイクロ流路 / 3Dプリンター / シリコーン
研究開始時の研究の概要

近年、新型インフルエンザを始めとする急性呼吸器疾患に対して、生体肺による換気をベースに行う人工呼吸器治療と人工肺をベースに行う膜型人工肺治療の2つが実施される。しかし前者は肺損傷や慢性的な呼吸能の低下についてはむしろ悪影響であること、後者は侵襲性の観点や人工呼吸器で対応できない患者への治療であることや抗凝固管理などで技術的難易度から実施できる施設も限られている。そこで本研究では膜型人工肺を簡便かつ容易な管理を実施できるような新型の人工肺を開発することを目的とした研究である。

研究成果の概要

近年、Covid-19などで最後の砦としてECMOは国内外で大きく活躍した。ECMOの構成要素のうち、人工肺については血液ポンプ(人工心臓)と比べて耐久性・性能が乏しく、頻回の交換を余儀なくされる欠点がある。本研究では長期間使える人工肺としてこれまでの中空糸膜型人工肺を超える人工肺として3次元積層型人工肺を提案し、その製造方法および周辺システムの開発について基礎原理の構築を行った。その結果、主たる目的である人工肺についてプロトモデルについて完成した。今後、関連学会での発表を含めて実施する予定である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

長期耐久を可能とした人工肺についてはECMOとしての成果にとどまらず、血液ポンプにおける人工心臓同様、体内埋め込み型人工肺に繋がる研究へのロードマップとなる。本邦においては臓器移植が下火であるため、異種移植などの研究も盛んに進んでいるが、医療機器の本質は汎用性のある使用と生体組織と比べて免疫反応を考えないという利点がある。
また現状の完成度でも、動物モデルとしては研究者が研究・製作しやすいことから汎用性も高いことやマイクロ流路という特性上他分野への展開も視野に考えることができ、学術的意義や社会的意義も高いと考えている。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 学会発表 (6件) 産業財産権 (3件)

  • [学会発表] ECMOリアルタイム血液ガス計測システムの基礎研究2021

    • 著者名/発表者名
      原伸太郎, 伊藤菜乃, 増田造, 内田和杜, 磯山隆, 高井まどか
    • 学会等名
      日本人工臓器学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 医用応用をに向けたシリコーン表面への架橋型リン脂質ポリマー修飾とガス透過性に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      内田和杜, 原伸太郎, 増田造, 高井まどか
    • 学会等名
      日本生体医工学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規開発人工肺の耐久性とECMO装着形態の安全性の検討2021

    • 著者名/発表者名
      登祐哉, 安樂真樹, 原伸太郎, 横井涼, 小野俊哉, 磯山隆, 井下尚子, 高井まどか, 小野稔, 中島淳
    • 学会等名
      日本移植学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工肺による長期肺補助が自己肺に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      登 祐哉, 安樂 真樹, 原 伸太郎, 小野 俊哉, 磯山 隆, 竹下 尚子, 小野 稔, 中島 淳
    • 学会等名
      日本移植学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] シリコーン中空糸膜を利用した中長期型人工肺における血液適合性とガス交換性能の両立2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤 菜乃, 原 伸太郎, 周 ファンユ, 松尾 陽一, 増田 造, 高井 まどか
    • 学会等名
      第59回日本生体医工学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 医用応用をに向けたシリコーン表面への架橋型リン脂質ポリマー修飾とガス透過性に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤 菜乃,原 伸太郎,周 芳伃,松尾 陽一,増田 造,高井 まどか
    • 学会等名
      第30回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] 活性エネルギー線硬化シリコーン組成物とその硬化物2023

    • 発明者名
      原伸太郎 ほか
    • 権利者名
      原伸太郎 ほか
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [産業財産権] 血漿交換システム、および血漿根幹システムの制御方法2023

    • 発明者名
      原伸太郎 ほか
    • 権利者名
      原伸太郎 ほか
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2023
    • 取得年月日
      2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [産業財産権] 活性エネルギー線硬化シリコーン組成物とその硬化物2022

    • 発明者名
      原伸太郎
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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