| 研究課題/領域番号 |
21K03886
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分19010:流体工学関連
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| 研究機関 | 神戸市立工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
鈴木 隆起 神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (00570631)
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| 研究分担者 |
築谷 朋典 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (00311449)
堀口 祐憲 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (60314837)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 血液ポンプ / 遠心ポンプ / 右心補助人工心臓 / 動圧軸受 / 磁気駆動 / 非定常流体力 / ふれまわり運動 / 歳差運動 / 非接触駆動 / 軸振動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、将来的な右心補助人工心臓を実現すべく，小型・シンプル・低コストの要件を満たす新しい非接触磁気駆動動圧軸受システムの確立を目指した検討を実施する。具体的には、磁気駆動部における吸着力や磁石個数が羽根車の非接触安定性に及ぼす影響の解明、数値流体解析および磁場解析を用いた羽根車の非接触駆動メカニズムの解明、血液成分への影響の検討となる。
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| 研究成果の概要 |
体内埋込型補助人工心臓は，機能不全の心臓の役割を補助する医用機器である。心臓の機能不全の約8割が左心側で発生していることから，左心用の補助人工心臓（以下，LVAD）は既に実用化されている。一方で，右心補助にはLVADが非設計点で流用されており，右心補助専用の人工心臓の開発が望まれている。このような背景から体内埋込型の右心補助人工心臓（以下，RVAD）の開発を行なっている。本研究では，永久磁石を用いた磁気駆動システムと動圧軸受により，血液ポンプにおいて重要事項となる非接触での羽根車の運転を実現させるため、提案する磁気駆動動圧軸受システムの設計指針や最適化を行うことを目的としている。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、これまで実用化されていない右心補助人工心臓開発に向け、提案する磁気駆動動圧軸受方式を採用した試作機において、これまで解明できていなかった、磁石特性に対する羽根車の運動特性について評価した。その結果、羽根車の安定的な駆動には、磁石における吸着力に加えて、トルクが重要な影響をもつことが確認された。加えて、それらの結果をもとに、羽根車を非接触のもと安定的に駆動できる設計指針が得られた。今後、適切な設計条件のものと、溶血試験を実施することで、実用可能か判断できる状況に至ることができた。また、学術的にも、比較的隙間の広い動圧軸受における羽根車の特異な挙動を明らかにすることができた。
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