| 研究課題/領域番号 |
14380416
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
医用生体工学・生体材料学
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| 研究機関 | 東京電機大学 |
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研究代表者 |
福井 康裕 東京電機大学, 理工学部, 教授 (60112877)
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| 研究分担者 |
船久保 昭夫 東京電機大学, 理工学部, 助教授 (00307670)
宮脇 富士夫 東京電機大学, 理工学部, 教授 (50174222)
増澤 徹 茨城大学, 工学部, 教授 (40199691)
佐久間 一郎 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (50178597)
福長 一義 東京電機大学, フロンティア共同研究センター, 助手 (30366405)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
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| キーワード | 人工心臓 / 補助人工心臓 / リニアモータ / リニア振動アクチュエータ / 非対称推力特性 / 磁場解析 / 運動変換機構 / 慢性動物実験 |
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| 研究概要 |
心臓移植は、重症心不全患者を治療する自的で行われているが、脳死からの臓器提供には限りがある。この様な状況において、補助人工心臓(Ventricular Assist Device:以下VAD)は移植までのブリッジユースとして必要不可欠な治療機器となっている。現在、拍動流式のVADを駆動するためのメカニズムとして、ローラースクリュ、ヘリカルカムといった運動変換機構が用いられている。運動変換機構は、VADの部品点数を増加させ小型化や信頼性向上の妨げとなっている。
本研究ではVADを駆動するアクチュエータとして、運動変換機構を使用せずに直接往復運動を得ることができるリニア振動アクチュエータ(Linear Oscillatory Actuator:以下LOA)の応用を試みた。LOAの開発に対し、内側固定子・外側可動子構造、非対称推力特性を有する構造、および起動推力改善構造の新規提案を行い、磁場解析などを用いてその特性を明らかとした。開発したLOAは、直径60mm、高さ24mm、重量465g、容積約68mlであった。次に、LOAを組み込んだVAD (Linear-VAD)を新規に設計・開発した。試作したLinear-VADは、直径96mm、高さ50mm、重量620g、容積280mlであり、現在臨床使用されている他の埋め込み型VADと比較して、大幅に軽量・小型化が図られた。模擬循環試験において、最大拍出量約10L/min、最大効率約18%というVADとして十分な性能が得られることを確認した。動物実験用デバイスの開発を行い、成山羊1頭を用いた慢性動物実験を行った。Linear-VADは、慢性動物実験において42日間に渡り動物を生存させることが可能であった。実験中は、駆動制御回路およびドライブラインに関連する問題は発生せず、本デバイスの耐久性および信頼性を確認した。
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