右室流出路再建に用いるePTFE弁の弁開閉メカニズムの基礎研究

• 研究課題/領域番号: 25462151
• 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: 心臓血管外科学
• 研究機関: 関東学院大学
• 研究代表者: 阿久津 敏乃介 関東学院大学, 理工学部, 教授 (90231852)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2013年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 人工心臓弁 / ePTFE弁 / PIV / 右室流出路再建 / 流体解析、PIV法 / PIV法

研究成果の概要

本研究の目的は，小児右室流出路再建に良好な京都府立大学山岸正明教授らの膨らみを有するePTFE弁内の弁葉形状，bulging sinus形状が，弁開閉に与える影響を検証することにある．
初年度は模擬大動脈を用い，弁開口面積の変化に対する膨らみの影響と，最適寸法について検討し，流れ場解析により，膨らみ内の渦の重要性，弁葉形状変化の影響を検討した．研究2年目は，膨らみ具合に変化を加えた実験を実施し，実験範囲の拡大を図った．最終年度は，実寸法のePTFE弁モデルを使用し，更に精度の高い実験を実施し，大動脈モデルでの結果に類似した結果が得られ，膨らみ内の渦の動きにかなりの違いがあることを明らかにした．

研究成果

• [雑誌論文] 人工心臓弁の流体力学的評価と課題（機械的人工弁の歴史的進展と流れを視る流体力学的評価） (2015)
  • 著者名/発表者名: 阿久津敏乃介
  • 雑誌名: 設計工学 巻: 50-3 ページ: 105-111
  • 査読あり
• [雑誌論文] 右室流出路再建に用いるePTFE弁の膨らみが流れ場と弁開閉に与える影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 阿久津敏乃介、奥山晃一
  • 雑誌名: 関東学院大学理工/建築・環境学会研究報告 巻: 58 ページ: 1-6
  • NAID: 120006026137
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] INFLUENCE OF THE BULGING SINUS SIZE OF THE SIMULATED LIVESIZE EPTFE VALVE ON THE LEAFLET MOVEMENT OF THE VALVE CONDUIT (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Akutsu, H. Kakizaki
  • 雑誌名: Abstracts from the XLII Congress of the European Society for Artificial Organs, Sep. 2-5, 2015, Lueuven, Belgium, IJAO 巻: 38-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] High speed video study of the valve leaflet motion of the ePTFE valve conduit: influence of the bulging sinus size of the valve conduit on the valve opening area and flow field (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Akutsu, K. Okuyama
  • 雑誌名: Proceedings of 14th World Congress in Mechanism and Machine Science, Taipei, Taiwan, 25-30 October, 2015 巻: PS1-006 (CDROM)
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 大動脈の膨らみが弁開閉に与える影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 阿久津敏乃介、大貫達也、奥山晃一
  • 雑誌名: 関東学院大学理工/建築・環境学会研究報告 巻: 57-1 ページ: 1-5
  • NAID: 120006026125
  • 査読あり
• [学会発表] 右室流出路再建に用いるePTFE弁の膨らみおよび弁葉形状が流れ場に与える 影響（実寸法モデルによる弁開口面積の解析） (2016)
  • 著者名/発表者名: 阿久津敏乃介，柿崎熙
  • 学会等名: 第２８回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-01-09
• [学会発表] 右室流出路再建に用いるePTFE弁の膨らみが弁の開閉に与える影響：実物大モデルによる検証 (2015)
  • 著者名/発表者名: 阿久津敏乃介
  • 学会等名: 第53回日本人工臓器学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-11-19
• [学会発表] Experimental Evaluation of the Prosthetic Heart Valve Flow (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshinosuke Akutsu
  • 学会等名: 第54回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2015-05-07
• [学会発表] Influence of rotational speed of Rotating Cylinder Electrode on convective layer vorticity strength and distribution: space distribution (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshinosuke Akutsu
  • 学会等名: International Symposium on Highly-Controlled Nano- and Micro-Scale Functional Surface Structures for Frontier Smart Materials 2013
  • 発表場所: Yokohama
• [学会発表] Fundamental Study on the Sliding Wear Characteristics of Electroless Composite Plating (Ni-P-SiC) (2013)
  • 著者名/発表者名: Masato Oomura, Toshihiro Miyatake, Kouichi Sekino, Toshinosuke Akutsu, Mitsuhiro Watanabe, Akira Teranishi, Takuya Ishida
  • 学会等名: The Second International Conference on Materials, Energy and Environments (ICMEE)
  • 発表場所: Yokohama
• [学会発表] Influence of the Bulging sinus size of the aorta on the flow and leaflet movement of the aortic valve (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Akutsu, K. Okuyama and T. Oonuki
  • 学会等名: The XL Congress of the ESAO
  • 発表場所: Glasgow, Scotland
• [学会発表] Hemodynamic Effect of an Atrial Contraction on Pulmonary Valve Functions in the Right Ventricular Simulator (2013)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Tsuboko, Yasuyuki Shiraishi, Satoshi Matsuo, Hidekatsu Miura, Akihiro Yamada, Takuya Shiga, Mohamed Omran Hashem, Takuya Ito, Kyosuke Sano, Yasunori Taira, Toshinosuke Akutsu, Zhonggang Feng, Mitsuo Umezu, Masaaki Yamagishi, Yoshikatsu Saiki, Tomoyuki Yambe
  • 学会等名: 第51回日本人工臓器学会大会/第5回国際人工臓器学術大会
  • 発表場所: Yokohama
• [学会発表] Influence of rotational speed of Rotating Cylinder Electrode on vorticity strength and space distribution of convective flow field (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshinosuke Akutsu and Kouichi Sekino
  • 学会等名: 1st International Conference on Surface Engineering (ICSE2013)
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 招待講演
• [学会発表] Influence of the Bulging sinus size of the ePTFE valve conduit on the flow and opening area of the valve conduit (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Okuyama, and T. Akutsu
  • 学会等名: The 15th International Conference on Biomedical Engineering
  • 発表場所: Singapore
• [学会発表] Design of a Right Ventricular Simulator for the Evaluation of Artificial Pulmonary (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Tsuboko, S. Matsuo, Y. Shiraishi, H. Miura, A. Yamada1, M.O. Hashem, T. Ito1, K. Sano1, Y., Taira1, T. Akutsu, Z. Feng6, M. Umezu, M. Yamagishi8, Y. Saiki, and T. Yambe
  • 学会等名: The 15th International Conference on Biomedical Engineering
  • 発表場所: Singapore
• [学会発表] Influence of Rotating Cylinder Electrode on convective layer vorticity and velocity strength and space distribution (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshinosuke Akutsu, and Kouichi Sekino
  • 学会等名: The International Symposium on Materials Science and Surface Technology 2013
  • 発表場所: Yokohama