| 研究分担者 |
中野 清治 国立循環器病センター, 心臓血管外科, 医長 (10138919)
林 純一 新潟大学, 医学部・付属病院, 講師 (30164940)
川副 浩平 岩手医科大学, 外科学第3講座, 教授 (50075561)
富岡 淳 早稲田大学, 理工学部, 助教授 (40217526)
川田 宏之 早稲田大学, 理工学部, 助教授 (20177702)
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| 研究概要 |
本研究では,生体内における人工弁の耐久性を加速耐久試験においていかに再現するかを検討し,国際規格対応の信頼性の高い装置を開発することを目的とした.その第一歩としてJelly-Fish弁(以下JF弁)を用いて,装置性能を向上させるという方法を採用した.1994年度の動物実験において,約1年間の駆動後人工心臓のJF弁の膜にクリープ破断が生じた.そこで,その結果の再現に必要な加速耐久試験に要求される条件を求めた.
加速耐久試験には試験弁が水中シリンダ内を10-20Hzで往復する中国製試験機(TH-2200)の成果を用いた.試験は室温(20℃)で,弁閉鎖期の最大荷重5.2N(生体内の約120%),力積2.5×10^<-2>(生体内の約2%)の力学条件下で行ったが,クリープ変形をJF弁の膜に見ることはできなかった.そこで力学的環境は不変だが材料の温度上昇に伴うヤング率の現象効果を考慮して同実験を行った.その結果,ヤング率低下傾向の大きなポリスチレン(膜厚900μm)を動物実験で確認したものと同等のクリープ変形を再現することに成功した.
一方,破断位置については動物実験と異なった.動物実験ではスポ-クの間の扇形部分において破断を生じていたが,加速試験では弁葉がリム内周およびスポ-クと接触する点において破断が生じていた.しかし,これと並行してJF弁の2本のスポ-クに挟まれた部分を取り上げて有限要素法により応力解析した結果,動物実験の結果も加速試験の結果も歪みが大きく生じる部分で破断している点では一致することを確認した.以上より,生体に用いた際のJF弁の破断特性を加速耐久試験で短期間に実現するための条件をある程度確立する基礎を得られた.
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