| 研究分担者 |
藤本 哲男 早稲田大学, 理工学総合研究センター, 講師 (50267473)
富岡 淳 早稲田大学, 理工学部, 助教授 (40217526)
TEOH S.H. シンガポール国立大学, 工学部, 助教授
CHEW Y.T. シンガポール国立大学, 工学部, 助教授
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| 研究概要 |
シンガポール国立大学で義手用グローブ製作のために開発された回転型成形機は,オープン内に設けられた90°の角をなす主軸(Max.25rpm)・副軸(Max.40rpm)の回転数をパソコンによって同時制御するものであり,将来広く人工臓器部品製作に使用し得るものと考えられる.本研究では,この回転型成形機を用いた人工臓器部品製作の基盤技術の確立に向けて,補助人工心臓用ポリウレタン弁(以下PU弁)とシミュレータに取り付けるシリコーン製大動脈弓の製作を行った.
PU弁の製作においては,2軸の回転数を制御することによって.弁葉の膜厚分布をいくつかの異なるパターンに再現性よく制御できることが確認できた.しかし,弁としての水力学的特性には大きな個体差が生じた.そこで,弁葉モ-ルドの形状の改良を試みた結果,拍動流下における弁閉鎖初期から完全閉鎖に至るまでの間の動的な漏れ(Regurgitation)では,個体差を表す変異係数(標準偏差/平均値)が10.3%から3.2%までに改善された.また,拍動流下における最大圧力損失のばらつきも7.2%から4.2%に改善できた.
また,シリコーン製大動脈弓モデルの製作にいては,従来から用いてきた制作方法では手作業による工程が多く,肉厚のばらつきを表す変異係数が約30%であったのに対して,2軸の回転数を適切(主軸:0.02rpm以下,副軸:8.00rpm)に設定し1回に肉厚を0.4mmづつ成形し,それを3回繰り返すことによって,変異係数が20%以下の肉厚が均一なモデルの製作が可能になった.
さらに,スポンジを併用した粘弾性管を製作することによって,管内圧の増加とともに外層の硬いシリコーンの拘束を受け,コンプライアンスが小さくなる特性をもつ粘弾性管の製作に成功した.
以上より,回転型成形機を用いて柔軟な人工臓器部品を製作することが可能であることが確認された.
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