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2018 年度 実績報告書

生体組織-電子・機械工学系を融合した生体融合化新世代人工心臓システムの開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K01375
研究機関東海大学

研究代表者

岡本 英治  東海大学, 札幌教養教育センター, 教授 (30240633)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード人工臓器 / 人工心臓 / 軸流型ポンプ / 第2世代人工心臓 / 組織工学 / チタンメッシュ
研究実績の概要

本研究では,大動脈弁位置埋込みを目的としたインペラ後部設置式軸流型補助人工心臓の開発と,唯一の金属製細胞外マトリックスであるチタンメッシュの新しい人工心臓の材料としての可能性を検討する研究を行っている.
インペラ後部設置式軸流型補助人工心臓は,インペラがモータ前面にある通常の軸流型補助人工心臓と異なりインペラへの血液流入経路が複雑でポンプ性能が劣るのではないかという指摘に対し,in vitro実験によるポンプ特性の測定後に規格化されたポンプ性能数値を用い,Cordier図を作成し他の高性能ポンプと相対的性能比較を行ったところ,インペラを前面にもつ通常の軸流型血液ポンプと性能がほぼ同じであることが分かった.この結果を受け,さらなる小型化を進めるためモータ設計より研究を開始した.その結果,ネオジウムロータ磁石の技術的製作可能な厚み最小値が2mmであることより,ロータ外径4mm×長さ20mm,ステータ外径10.2mm×長さ20mmで,理論上12600rpmで9Wの出力を持つモータを開発した.次にこのモータを用いた第二世代ポンプ最小のインペラ後部設置式軸流型補助人工心臓の設計・開発を行った.その結果,ポンプ外径12mm,長さ63mmの小型化したインペラ後部設置式軸流型補助人工心臓の基本設計を行った.インペラの最適設計を含めた実際のデバイス製遺作と性能評価に係わる部分に関しては今後の課題である.
チタンメッシュの人工心臓への応用に関する研究では,人体通信を応用した経皮的情報通信システムへのチタンメッシュ電極の応用を想定し,ラット皮下にチタンメッシュ電極を埋込み実際の通信電流を3ヶ月間,1000mAh相当を印加した.現在に2回目の実験を行っている途上で,今後に結果をまとめ報告予定である.

備考

科学研究費は使用していないが,本研究と密接に関わる第57回日本生体医工学会大会を大会長として札幌で開催した.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Histological investigation of the titanium fiber mesh with one side sealed with non-porous material for its application to the artificial heart system2018

    • 著者名/発表者名
      Okamoto E, Arimura K, Mitamura Y
    • 雑誌名

      Journal of Artificial Organs

      巻: 21(4) ページ: 486-490

    • DOI

      10.1007/s10047-018-1066-x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of transcutaneous communication system using intra-body communication for practical use2018

    • 著者名/発表者名
      Okamoto E, Miura H, Shiraishi Y,Yambe T, Mitamura Y
    • 雑誌名

      Proceeding of the 57th annual meeting of the Japanese Society for Medical and Biological Engineering

      巻: 57 ページ: 590-591

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] インペラ後部設置式軸流型補助人工心臓のインペラ設計2018

    • 著者名/発表者名
      岡本英治,矢野哲也,白石泰之,井上雄介,山家智之,三田村好矩
    • 雑誌名

      北海道外科学会誌

      巻: 63(1) ページ: 63

  • [学会発表] 人体通信を利用した経皮的情報伝送システムの実用化に向けた改良2018

    • 著者名/発表者名
      岡本 英治,三浦英和,白石泰之,山家智之,三田村好矩
    • 学会等名
      第57回日本生体医工学会大会(6/19―21,札幌,札幌コンベンションセンター)
  • [学会発表] Development of a percutaneously deployable axial flow blood pump placed at aortic valve position: early prototype and its performance2018

    • 著者名/発表者名
      Eiji Okamoto, Tetsuya Yano, Yusuke Inoue, Yasuyuki Shiraishi, Tomoyuki Yambe, and Yoshinori Mitamura
    • 学会等名
      26th annual meeting of the international society for mechanical circulatory support(10/31-11/2,Tokyo, Tokyo Hilton Odaiba)
    • 国際学会
  • [備考] 東海大学札幌キャンパス 人工臓器・再生医療研究室

    • URL

      http://artificialorgans.web.fc2.com/

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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