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2019 年度 実績報告書

緊急~長期使用が可能な世界最小最軽量ヘパリンフリーECMOシステムの開発と製品化

研究課題

研究課題/領域番号 17H01594
研究機関国立研究開発法人国立循環器病研究センター

研究代表者

巽 英介  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, オープンイノベーションセンター, 副オープンイノベーションセンター長 (00216996)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードECMO / 超小型 / 長期慢性動物試験 / 安全性試験 / 治験開始
研究実績の概要

新規に開発したモニタ内蔵コネクタと長期耐久性に優れる膜型人工肺および遠心血液ポンプをプレコネクトしたヘパリンコーティングの血液回路(ディスポーザブルユニット)と、ポンプ駆動モータと各種モニタ機器をコンパクトに一体化した駆動装置(ドライブユニット:W298 x D205 x H260 mm、6.8 kg)から成る超小型ECMOシステムの試作品を対象として、標榜する2週間の2倍の4週間にわたる長期慢性動物試験を行った。成ヤギ3例(48, 50, 49 kg)に対して本システムによるV-A ECMOを導入し、活性化凝固時間が150 - 200秒の範囲に収まるように極微量のヘパリン持続投与を行なった。バイパス血流量は、2.0 - 3.0 L/minの範囲に収まる様に適宜ポンプ回転数を調節した。4週間の過酷条件であったにも関わらず、全例にて人工肺性能や血液ポンプ性能の低下を認めず、交換を要することなく連続で使用可能であった。ECMO使用後の血液回路観察では、新規に開発したモニタ内蔵コネクタを含め人工肺および血液ポンプのいずれもほぼ血栓を認めなかった。
専用に開発した脱血および送血カニューレについても、生物学的安全性試験および過酷条件での機械的耐久性試験を実施し、いずれも問題なかった。
PMDA相談に基づき、当施設が代表となり、大阪大学医学部附属病院と関西医科大学総合医療センターが参加施設となる医師主導治験の準備を進めた。循環補助を主体するV-Aバイパス方式と呼吸補助のためのV-Vバイパス方式の両方を含めた血液灌流方式が選択可能で、当施設の大型ドクターカーのみECMO装着患者の搬送を可能とする斬新な計画を策定した。当施設内IRB審査の承認を経て、その後のPMDA30日審査に伴う照会事項回答も終了し、本年度末に医師主導治験を開始することができた。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] 人工肺2020

    • 著者名/発表者名
      片桐伸将
    • 雑誌名

      人工臓器

      巻: 48 ページ: 163-167

    • DOI

      10.21037/jtd.2019.12.113

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Miniaturized centrifugal ventricular assist device for bridge to decision: Preclinical chronic study in a bovine model2019

    • 著者名/発表者名
      Shimamura J, Mizuno T, Takewa Y, Tsukiya T, Naito N, Akiyama D, Iizuka K, Katagiri N, Nishimura T. Ono M, Tatsumi E
    • 雑誌名

      Artif Organs

      巻: 43 ページ: 821-827

    • DOI

      10.1111/aor.13459

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ディスポーザブル連続流血液ポンプを用いた補助循環システムの適切な評価と体外式VAD/中長期ECMOシステム開発への展開2020

    • 著者名/発表者名
      巽 英介
    • 学会等名
      医療機器レギュラトリーサイエンス研究会 (21)
  • [学会発表] Cleavage and re-supply of von Willebrand factor in continuous flow blood pump2019

    • 著者名/発表者名
      Mizuno T, Eura Y, Kokame K, Tsukiya T, Takewa Y, Tatsumi E
    • 学会等名
      International Society for Heart and Lung Transplantation Annual Meeting and Scientific Sessions (39)
    • 国際学会
  • [学会発表] Long-term evaluation of an ultra compact ECMO system with built-in monitors in chronic animal experiments for up to 5 weeks2019

    • 著者名/発表者名
      Katagiri N, Takewa Y, Tsukiya T, Mizino T, Shimamura J, Tatsumi E
    • 学会等名
      American Society for Artificial Internal Organs (65)
    • 国際学会
  • [学会発表] An ultra-compact ECMO system consisting of a novel centrifugal pump with hydrodynamic bearings and its long-term evaluation in animal experiments for up to 5 weeks2019

    • 著者名/発表者名
      Katagiri N, Nishinaka T, Takewa Y, Tsukiya T, Mizuno T, Shimamura J, Tatsumi E
    • 学会等名
      Annual Meeting of the International Society for Mechanical Circulatory Support (27)
    • 国際学会
  • [学会発表] Assessment of safety and effectiveness of the ultracompact extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) system (BR13030) use as a long-term cardiopulmonary support for severe heart and/or respiratory failure: Study protocol for multiple-center, single-arm non-randomized, uncontrolled, and investigator-initiated clinical trial2019

    • 著者名/発表者名
      Fukushima N, Tatsumi E, Watanabe T, Katagiri N, Takewa Y, Nishinaka T, Hamasaki T, Onda K, Yamamoto H, Hayashi T, Fujita T, Kobayashi J
    • 学会等名
      Annual Meeting of the International Society for Mechanical Circulatory Support (27)
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultra-compact ECMO system consisting with built-in monitors and its long-term evaluation in animal experiments for up to 5 weeks2019

    • 著者名/発表者名
      Katagiri N, Nishinaka T, Tsukiya T, Mizuno T, Shimamura J, Takewa Y, Tatsumi E
    • 学会等名
      International Federation for Artificial Organs (8)
    • 国際学会
  • [学会発表] 多様なモニタを備えた超小型心肺補助システムの慢性動物実験による長期性能評価2019

    • 著者名/発表者名
      片桐伸将, 武輪能明. 築谷朋典, 水野敏秀, 島村 淳一, 巽 英介
    • 学会等名
      人工心臓と補助循環懇話会学術集会 (47)
  • [学会発表] 非接触式血液ポンプによる機械的補助循環法の発展2019

    • 著者名/発表者名
      築谷朋典, 片桐伸将, 水野敏秀, 武輪能明, 巽 英介
    • 学会等名
      日本医工学治療学会学術大会 (35)
  • [学会発表] 優れた抗血栓性と長期耐久性をもつ世界最小・最軽量の次世代型ECMOシステムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      巽 英介
    • 学会等名
      日本経皮的心肺補助研究会 (29)
  • [学会発表] 人工肺ガス流出側の結露防止機能を備えた超小型ECMOシステムの慢性動物実験における評価2019

    • 著者名/発表者名
      片桐伸将, 西中知博, 水野敏秀, 築谷朋典, 武輪能明, 巽 英介
    • 学会等名
      日本人工臓器学会大会 (57)

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公開日: 2021-01-27  

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