| 研究課題/領域番号 |
10357013
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 研究機関 | 国立循環器病センター |
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研究代表者 |
巽 英介 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 室長 (00216996)
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| 研究分担者 |
増澤 徹 茨城大学, 工学部, 助教授 (40199691)
中村 真人 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 室員 (90301803)
中谷 武嗣 国立循環器病センター研究所, 生体工学部, 室長 (60155752)
妙中 義之 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 部長 (00142183)
高野 久輝 国立循環器病センター研究所, 副所長 (60028595)
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| キーワード | 埋込み型人工心臓 / 全置換型人工心臓 / エレクトロハイドローリック方式 / 解剖学的適合性 / 駆出性能 / 制御アルゴリズム / 血液ポンプ / アクチュエータ |
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| 研究概要 |
本研究の目的は、長期〜永久使用を目的とした電気油圧駆動方式完全体内埋込み型人工心臓システムを開発することである。本システムは、平成7年度から3年間の科学研究補助金による基礎研究開発で実用化を目指し得る段階に到達したが、本研究では臨床応用に向けた統合的システムとしての開発・改良を段階的に進めることにより、臨床治験を行い得るレベルにまで本システムを発展させることを目標とする。本年度は三次試作モデルの設計・製作・評価を行った。設計・製作に関しては、(1)性能向上を目指して、摩擦ポンプ内のオイル流路形状の最適化を図ったアクチュエータを新たに設計・製作した。(2)コンピュータシミュレーションおよび流れの可視化手法による評価結果に基づいて、血液ポンプの形状の改良を行った。(3)混合静脈血酸素飽和度を用いた制御法を開発した。(4)動物実験成績から心房シャントのサイズを4.5mm径とした。また自然心房中隔にパンチアウトしたシャント孔では血栓形成による初期狭窄例を認めたため、シャント孔付きの人工心房中隔を新たに設計・製作した。以上のような改良を施して製作した三次試作モデルの評価に関しては、(1)モック回路でのシステム性能については、最高拍出量は10L/minから12L/minに、また最高エネルギ効率は8%から13%へと大幅に改善した。(2)形状改良した血液ポンプは左右ともに実効1回拍出量は90mlで、また左右を合わせた体積は440mlと小型化された。(3)混合静脈血酸素飽和度に基づく制御法を慢性動物実験で検討したところ耐運動能の著明な改善(最大酸素消費量で約1.5倍)を認め、その生理学的有用性が示された。(4)シャント付き人工心房中隔は、慢性動物実験の全例で血栓形成を起こすことなく十分な左右差代償能力を示した。次年度は、三次試作モデルの改良をさらに進めるとともに、慢性動物実験で長期生存を目指す予定である。
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