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2017 年度 実績報告書

Fontan循環非臨床試験システム構築による小児用超小型肺循環補助装置の開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H06618
研究機関東北大学

研究代表者

山田 昭博  東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (40781448)

研究期間 (年度) 2016-08-26 – 2018-03-31
キーワード先天性心疾患 / 人工臓器 / Fontan循環 / 小児用肺補助循環デバイス / 形状記憶合金
研究実績の概要

小児先天性心疾患に対する外科治療において、人工臓器技術の応用によるニーズは増加しており、小児用補助循環デバイスの早期実用化が望まれている。現在我々の研究グループでは、Fontan循環サポートのための小児用肺循環装置の開発に取り組んでいる。本研究では、複雑な血行動態を伴う小児先天性心疾患の病態メカニズムを生理学的解剖学的に高度に再現するモデル循環シミュレータの開発を行なう。本研究により具現化するモデルシミュレータ試験系により、先天性心疾患の臨床病態生理に基づくFontan循環の総合的非臨床評価試験系を構築が実現される。動物新鮮摘出肺を用いて、シリンダ型リニアアクチュエータにより呼吸変動を再現する肺モデルの開発を行った。新鮮摘出肺モデル循環回路により得られた肺循環の血行力学データを解析し、呼吸性変動を伴う肺循環の変動を再現でき、吸気時に肺動脈に逆流を生じる循環動態を再現するとともに、肺血管インピーダンスの定量解析が可能であり、Fontan循環補助デバイスの評価のための試験系としての有用性が示唆された。また、健常成ヤギを用いた動物実験を行い、Fontan循環動物実験モデル構築を試みた。上下大静脈と肺動脈を、人工血管を介して吻合するFontan手術(EC-TCPC術)を成山羊に施行した。体循環維持のために左心補助人工心臓を用いることで、健常成山羊でも比較的容易に先天性心疾患の特殊な肺循環を再現する急性動物実験モデルが構築可能となった。先天性心疾患の複雑な病態生理学的にも高度な再現性をもつ肺循環シミュレーションシステムを構築し、Fontan循環補助デバイスの実機評価試験システムを開発するともに、先天性心疾患の臨床病態生理に基づくFontan循環動物実験モデルを考案し、循環補助デバイスの総合的な非臨床試験評価試験系を構築した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Esophageal biomechanical analysis for the modeling of a food propelling function2018

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Taira, Yasuyuki Shiraishi, Yusuke Inoue, Akihiro Yamada, Tomoya Arakawa, Mitsuru Yuba, Masato Karube, Tatsuya Genda, Tomoyuki Yambe
    • 雑誌名

      医工学治療

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 摺動部洗浄水を用いる補助人工心臓の完全漏水モデルを用いた溶血実験2017

    • 著者名/発表者名
      平恭紀, 白石泰之, 井上雄介, 三浦英和, 山田昭博, 北野智哉, 山家智之
    • 雑誌名

      医工学治療

      巻: 29 ページ: 127-134

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of a mock pulmonary circulation system using lung specimen for evaluation of Fontan regulation clip2017

    • 著者名/発表者名
      Masato Karube, Yasuyuki Shiraishi, Akihiro Yamada, Yusuke Inoue, Yasunori Taira, Aoi Nakahata, Tomoya Arakawa, Mituru Yuba, Tatuya Genda, Masaaki Yamagishi, Tomoyuki Yambe
    • 雑誌名

      Medical Engineering and Preclinical Studies

      巻: 4 ページ: 15-18

  • [学会発表] 伝熱工学技術を応用したFontan循環補助装置の冷却システムに関する基礎的検討2018

    • 著者名/発表者名
      山田昭博,岡島淳之介,井上雄介,平恭紀,弓場充,白石泰之,山家智之
    • 学会等名
      第46回人工心臓と補助循環懇話会学術集会
  • [学会発表] フォンタン循環の現状と取り組み2018

    • 著者名/発表者名
      山田昭博
    • 学会等名
      第4回医工学懇親議会(冬期議会)
  • [学会発表] Collaboration によるSynergyが求められる時代の研究開発 -機械循環と出血の関係-2018

    • 著者名/発表者名
      井上雄介、早川正樹、松本雅則、堀内久徳、山田昭博、白石泰之、圦本晃海、久保純、平恭紀、荒川友哉、弓場充、軽部雅人、源田達也、山家智之
    • 学会等名
      第4回医工学懇親議会(冬期議会)
  • [学会発表] Design of a mock pulmonary circulation system using lung specimen for evaluation of Fontan regulation clip2018

    • 著者名/発表者名
      Masato Karube, Yasuyuki Shiraishi, Akihiro Yamada, Yusuke Inoue, Yasunori Taira, Aoi Nakahata, Tomoya Arakawa, Mituru Yuba, Tatuya Genda, Masaaki Yamagishi, Tomoyuki Yambe
    • 学会等名
      5th Biomedical Sciences & Technology Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] 新鮮摘出肺を用いたハイブリッド模擬循環試験装置開発の試み2017

    • 著者名/発表者名
      軽部雅人、白石泰之、山田昭博、坪子侑佑、中畑碧、山家智之
    • 学会等名
      第4回加齢研リトリート
  • [学会発表] Mock pulmonary circulatory system for the examination of a new fontan clip for congenial heart failure2017

    • 著者名/発表者名
      軽部雅人、白石泰之、山田昭博、坪子侑佑、中畑碧、山家智之
    • 学会等名
      第55回日本人工臓器学会
  • [学会発表] 自律神経応答解析を用いた心臓血管系研究2017

    • 著者名/発表者名
      山田昭博、井上雄介、白石泰之、平恭紀、荒川友哉、弓場充、軽部雅人、源田達也、阿部裕輔、山家智之
    • 学会等名
      第3回医工学懇親議会(夏期議会)
  • [学会発表] フレキシブルヒートパイプを応用した体内埋込型小児用肺循環補助装置の冷却システム開発の試み2017

    • 著者名/発表者名
      山田 昭博、岡島 淳之介、井上 雄介、平 恭紀、池田 純平
    • 学会等名
      シンポジウム『附置研究所が提案する若手研究者アンサンブルプロジェクト』
  • [学会発表] Fontan circulation assist system in animal models2017

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Yamada, Yasuyuki Shiraishi, Junpei Ikeda, Yusuke Tsuboko, Yasunori Taira, Yusuke Inoue, Masaaki Yamagishi, Dai Homma, Tomoyuki Yambe
    • 学会等名
      4th Biomedical Sciences & 3rd Biomedical Engineering Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒートパイプを応用した体内埋込型小児用肺循環補助装置の冷却システムの基礎的検討2017

    • 著者名/発表者名
      山田昭博、岡島淳之介、井上雄介、平恭紀、池田純平、弓場充、白石泰之、坪子侑佑、荒川友哉、山家智之
    • 学会等名
      第56回日本生体医工学会大会

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公開日: 2018-12-17  

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