研究課題
基盤研究(B)
1.CAD/CAM/CAEシステムによる軸流型血液ポンプの設計、製作動圧軸受モータを用いる軸流型血液ポンプを開発した。動圧軸受、磁性流体シールおよびブラシレスDCモータを用いることにより、制御系を必要とせず、機械的に非接触に羽根車を駆動することができる。開発した血液ポンプは、循環を維持するのに十分な流量(5L/min、差圧100mmHg)を拍出し、溶血量も臨床的に許容される範囲(N.I.H.<0.02)にある。2.ポンプ内流れと溶血、血栓との関係の解明ポンプ内の流れの解析結果に基づいて、溶血量を予測する方法を提案した。赤血球が流跡線に沿って移動するとし、せん断応力およびその印加時間履歴に基づいて溶血量を予測した。血液を用いた実験との比較により、よい相関があることを明らかにした。3.磁性流体内蔵の動圧軸受モータの開発磁性流体を作動液体とする動圧軸受の設計、製作を行い、ポンプに組み込んだ。また、モータ軸を非接触的にシールする液体中で長期使用可能な磁性流体シールを開発した。シール耐圧は400mmHg以上。60日間正常に動作した。また、磁性流体の流出量は1μL以下であること、使用した磁性流体の細胞毒性がないことを明らかにし、生体適合性を示した。4.ポンプ制御システムの研究モータ消費電力および回転数より、ポンプ流量およびポンプ差圧を推定する方法を提案した。実験の結果、±10%の誤差で流量および差圧を推定できることを示した。Walsh関数を用いてモータ電流波形のひずみ度を求め、ポンプ逆流および流入路狭窄を自動的に検出する方法を提案した。5.動物実験ヤギの左心室-大動脈間に軸流型ポンプを植込む実験を行い、2日間生存させた。開発した軸流ポンプで循環維持ができることを確認した。
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