1999 年度実績報告書

超小型、永久完全埋め込み式補助および全置換型人工心臓システムの実用化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号	11558102
研究種目	基盤研究(B)
研究機関	東京医科歯科大学
研究代表者	高谷節雄東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (40154786)
研究分担者	村上泰治川崎医科大学, 医学部, 助教授 (10142332) 坂本徹東京医科歯科大学, 医学部, 助教授 (10101875) 浜中人士東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (10013955) 野川雅道山形大学, 工学部, 助手 (40292445) 大原康壽名古屋大学, 医学部, 医員
キーワード	モータ駆動全置換型人工心臓 / モータ駆動補助人工心臓 / 循環制御 / エネルギー変換効率 / チタン合金
研究概要	平均体重50-60Kgの成人を対象に小型、高性能体内埋め込み式全置換型(TAH)及び補助人工心臓(VAD)を開発した。TAHは直径90mm、高さ73mm、体積400cc、重量440gで、VADは直径90mm、高さ56mm、体積280cc、重量380gと小型化されており、本邦での臨床応用への期待も高い。本年度は、慢性動物実験に向けた人工心臓システムの性能向上、改良を目標に、駆動装置のエネルギー変換効率向上を、モータの駆動制御方法の改良、流入・流出弁の選択によるポンプ性能評価を模擬循環回路を用いて行った。駆動制御方法に関しては、モータ消費電力を軽減するために、(1)収縮期・拡張期方形波、(2)収縮期方形波・拡張期ランプ、(3)収縮期ランプ・拡張期方形波の3種類の駆動制御電圧波形による消費電力、効率の変化を測定した。結果として、(2)の収縮期方形波・拡張期ランプ駆動がポンプ効率を向上するために最適であることが示唆された。流入・流出弁によるポンプ性能の変化に関して、B・S弁、St.Jude弁、ポリウレタン三尖弁の3種類の弁を使用した時のポンプ拍出量の変化を求め、ポンプ効率を算出した。結果、ポリウレタン三尖弁が逆流を最小限に押さえ、ポンプ効率を改良できることが示唆された。ポンプ効率は最高で24%が可能で、使用電力も4-5L/min拍出時に5ワット前後に軽減された。最高流量8L/min時において、必要とする電力は約9ワットであった。この条件で、体内電池として、NiMH(ニッケル水素電池14個)を使用した場合、平均流量4-5L/min駆動で、約3時間の駆動が可能であることが確認された。現在、慢性動物実験に向け、ポンプハウジングのチタン合金による作製、マイクロプロセッサによる駆動制御装置の小型・高性能化、コンラインスチェンバーの影響等に着目し、研究開発を継続しいる。

研究成果

(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] Kaiwa T, Takatani S, et al.: "Measurement of blood hematocrit inside the magnetically suspended centrifugal pump using an opticaltechniqe; Application to assessment of pump flow."Artificial Organs. 23・6. 490-495 (1999)
[文献書誌] Yuhki A, Takatani S, et al.: "Detection of the suction and regurgitation of the implantable centrifugal pump besed on the motor current waveform analysis and its application to optimization of pump flow"Artificial Organs. 23・6. 532-537 (1999)
[文献書誌] Kaiwa T, Takatani S, et al.: "Measurement of blood hematocrit inside the magnetically suspended centrifugal pump using an opticaltechniqe; Application to assessment of pump flow."Artificial Organs. 23・3. 253-261 (1999)
[文献書誌] Kikugawa D, Takatani S, et al.: "Evaluation of an implantable motor driven,permanent use electomechanical VAD."Artificial Organs. 23・3. 249-252 (1999)
[文献書誌] 海和健史、高谷節雄他: "磁気浮上型遠心ポンプ内における光学的手法による血液のヘマトクリット測定"人工臓器. 28・1. 173-177 (1999)
[文献書誌] 本田敦久、高谷節雄他: "永久使用を目的とした超小型体内完全埋め込み式モータ駆動 VAD 試作とその評価"人工臓器. 28・1. 37-42 (1999)

1999 年度 実績報告書

超小型、永久完全埋め込み式補助および全置換型人工心臓システムの実用化に関する研究

研究代表者

高谷 節雄 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (40154786)

研究成果

[文献書誌] Kaiwa T, Takatani S, et al.: "Measurement of blood hematocrit inside the magnetically suspended centrifugal pump using an opticaltechniqe; Application to assessment of pump flow."Artificial Organs. 23・6. 490-495 (1999)

[文献書誌] Yuhki A, Takatani S, et al.: "Detection of the suction and regurgitation of the implantable centrifugal pump besed on the motor current waveform analysis and its application to optimization of pump flow"Artificial Organs. 23・6. 532-537 (1999)

[文献書誌] Kaiwa T, Takatani S, et al.: "Measurement of blood hematocrit inside the magnetically suspended centrifugal pump using an opticaltechniqe; Application to assessment of pump flow."Artificial Organs. 23・3. 253-261 (1999)

[文献書誌] Kikugawa D, Takatani S, et al.: "Evaluation of an implantable motor driven,permanent use electomechanical VAD."Artificial Organs. 23・3. 249-252 (1999)

[文献書誌] 海和健史、高谷節雄 他: "磁気浮上型遠心ポンプ内における光学的手法による血液のヘマトクリット測定"人工臓器. 28・1. 173-177 (1999)

[文献書誌] 本田敦久、高谷節雄 他: "永久使用を目的とした超小型体内完全埋め込み式モータ駆動 VAD 試作とその評価"人工臓器. 28・1. 37-42 (1999)

1999 年度実績報告書

高谷節雄東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (40154786)

[文献書誌] 海和健史、高谷節雄他: "磁気浮上型遠心ポンプ内における光学的手法による血液のヘマトクリット測定"人工臓器. 28・1. 173-177 (1999)

[文献書誌] 本田敦久、高谷節雄他: "永久使用を目的とした超小型体内完全埋め込み式モータ駆動 VAD 試作とその評価"人工臓器. 28・1. 37-42 (1999)