小型一体型心肺補助装置の開発

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07044164
• 研究機関: 東京電機大学
• 研究代表者: 福井 康裕 東京電機大学, 理工学部, 教授 (60112877)
• 研究分担者: ORIME Yukihi Baylor College of Medicine, Assist. Pro ; OHARA Yasuhi Baylor College of Medicine, Research I ; TAKATANI Set Baylor College of Medicine, Assoc. Prof ; NOON George Baylor College of Medicine, Professor ; NOSE Yukihik Baylor College of Medicine, Professor ; 船久保 昭夫 能力開発大学校, 講師 ; 佐久間 一郎 東京電機大学, 理工学部, 助教授 (50178597)
• キーワード: 補助循環 / 経皮的補助循環 / PCPS / 膜型人工肺 / シリコン中空糸 / 遠心血液ポンプ / 定常流補助循環

研究概要

小型一体型心肺補助装置開発の初年度として、開発するシステムの要素技術の開発に重点をおいて研究を実施した。日本側では主として長期使用可能な新規なシリコン素材を用いる膜型人工肺の研究を、米国では主として長期使用可能な遠心血液ポンプの開発を実施した。また相互に情報・交換を行い、開発システムの基本構成について検討を加え、次年度以降の研究の基礎を固めた。
本研究で開発を行っているシリコン中空糸膜型人工肺の特徴は、均質膜であるため多孔質膜で問題となるガス側への血漿の漏出の問題がなく長時間に使用が可能となること、膜の機械的強度が大きく薄膜化、小口径化が可能であるため従来のシリコン膜人工肺と同体積にて約2倍の膜面積が得られること、シリコン膜人工肺として、はじめて外部潅流方式を採用することにより均質膜のガス交換において問題となる血液側の境膜抵抗を低滅できること等である。本年度はガス交換能の評価を中心に検討し、PCPSシステム用人工肺として使用する場合の血流量領域(3〜4L/min)において十分なガス交換能を得るための膜面積を求めた。その結果、実用的には1.5から2m^2の膜面積が必要になるものと考えられた。膜面積2m^2の試作人工肺の酸素及び炭酸ガス移動量は、それぞれ196ml/min、161ml/minであり、従来より臨床使用されている多孔質膜を使用する中空糸膜人工肺と同等の性能を示した。
開発中の遠心血液ポンプの長期抗血栓性については米国側研究者により5例の動物実験にて検討され、最短15日から24日の連続運転が可能であった。
システム全体の基本構成に関して、小型のポンプ駆動装置を新たに開発する必要性が指摘された。開発中の人工肺システムと組み合わせて、PCPSシステムを構成する場合に必要となるモータ容量を決定するための実験装置を試作し、駆動装置設計のための基礎検討を行っている。

研究成果

• [文献書誌] 船久保昭夫、福井康裕: "小口径シリコン中空糸を用いた人工肺の開発" 医用電子と生体工学. 33 (suppl). 519-519 (1995)
• [文献書誌] 船久保昭夫、渡正充、福井康裕、佐藤耕司郎: "長期使用をめざした膜型人工肺の開発" 第11回ライフサポート学会大会講演予稿集. 108-108 (1995)
• [文献書誌] 船久保昭夫、福井康裕、佐藤耕司郎: "小口径シリコン中空糸を用いた外部潅流型人工肺の開発" 人工臓器. 24 (suppl). S-94-S-74 (1995)
• [文献書誌] 船久保昭夫、福井康裕、佐藤耕司郎: "小口径シリコン中空糸を用いた外部潅流型人工肺の開発 (掲載予定)" 人工臓器. 25. (1996)
• [文献書誌] I.Sakuma,H.Tadokoro,Y.Fukui,T,Dohi: "Flow visuzliation Study on Centrifugal Blood Pump Using a High Speed Video Camera" Artificial Organs. 19. 665-670 (1995)
• [文献書誌] I.Sakuma,Y.Fukui,T.Dohi: "Study on Secondary Flow in Centrifugal Blood Pump" The 3rd Congress of the International Society for Rotary Blood Pump,Abstract. 27-27 (1995)
• [文献書誌] A.Funakubo,T.Higami,I.Sakuma,Y.Fukui,T.Kawamura,K.Sato,A.Sueoka,Y.Nose: "DEVELOPMENT OF A MEMBRANE OXYGENATOR FOR ECMO USING A NOVEL FINE SILICON HOLLOW FIBER" ASAIO 42nd Annual Meeting. (発表予定). (1996)