| 研究課題/領域番号 |
19K09252
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| 研究機関 | 東京慈恵会医科大学 |
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研究代表者 |
國原 孝 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (80725268)
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| 研究分担者 |
岩崎 清隆 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20339691)
加瀬川 均 昭和大学, 医学部, その他 (60535467)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 大動脈弁形成術 / 大動脈弁閉鎖不全症 / 大動脈二尖弁 / 拍動循環シミュレータ |
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| 研究実績の概要 |
大動脈弁閉鎖不全症に対する弁形成術は未だ広く普及しておらず、その遠隔成績の向上が望まれるが、とりわけ二尖弁の成績が劣り、その原因として術後狭窄の発生と形成後の最適な交連角度が不明であることが挙げられる。これらを解決するために本研究では人工血管にウシ心膜を用いてさまざまな交連角度の2尖弁を形成し、最適な交連角度を決定し、最終的にはその交連角度において最適な交連間距離および交連高を決定することを目標としている。初年度はまず二尖弁モデルの確立と、拍動循環シミュレータを用いて弁機能、弁圧力損失、弁開放面積、弁開閉運動を検証し、最適な交連角度を決定することを目標とした。
まず二尖弁に大動脈弁閉鎖不全症を合併した8症例の術前CTデータより、ブタ心膜で大動脈弁弁尖を再現し、これを人工血管に縫着することによりで大動脈基部形態を再現し二尖弁モデルを作成した。しかしこれでは逆流が重度のため十分な測定ができず解析を断念した。
そこで6例の術後CTデータより同様のモデルを作成したところ、モデルは作成可能であり、回路条件の設定も可能であり解析は可能と判断した。このモデルを持用い全周性の弁輪縫縮と癒合弁尖側のみの弁輪縫縮の効果に関する実験を拍動循環シミュレータを用いて行ったが、弁逆流の制御には有効であったが、弁開放の改善には有意差を認めなかった。
最後にこのモデルを用いて癒合弁尖側のvalsalva洞縫縮の効果を検討するべく実験を行ったところ、弁逆流量は有意に減少し、弁開放も有意に改善を認めた。我々が追求していた二尖弁の弁逆流と開放の双方を改善する方として、癒合側のvalsalva洞縫縮が有効であることを示唆する結果であり、下記の如く当初の目的を達成できたと考えている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
方法: (1) 二尖弁による大動脈弁閉鎖不全症に対する単独大動脈弁形成術後患者のCT画像より癒合尖と非癒合尖のfree margin length , valve insertion line length, geometric heightをそれぞれ測定し、人工血管とブタ心膜を用いて大動脈二尖弁モデルを作成した。交連角度は150°に設定した。(2) 二尖弁形成術後モデル（Group C: n=6）における血行動態を拍動循環シミュレータ回路を用いて測定した。実験条件はforward flow 5L/min、大動脈圧120/80 mmHg, 心拍数 70回/分、収縮期比率35%とした。また、エコーにより弁輪径 (mm)、effective height(mm)、交連角度を測定した。(3) 二尖弁形成術後モデルに弁輪からsinotublar junctionまでのsinus plicationを行い（Group SP: n=6）、同項目の前後比較を行った。
結果: (1) Group Cと比較しGroup SPでは平均流量が平均0.11 L/min有意に上昇し、逆流量は平均0.18 L/min有意に減少し、逆流率は平均3.4%有意に減少した。弁圧較差もpeakで4.2 mmHg、meanで5 mmHg有意に低下した。(2) エコー測定によると、Group SPでは弁輪径は平均2.3 mm減少し、effective heightは平均1.5 mm上昇し、交連角度は平均11°拡大を認めた。
結論: 交連角度＜160°のType1二尖弁モデルに対するSinus plicationは弁接合の改善効果があり、大動脈弁逆流量を減少し、なおかつ弁圧較差を減少させ、平均流量を上昇させることから弁開放の改善に寄与すると考えられた。
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| 今後の研究の推進方策 |
二尖弁モデルと拍動流回路実験上を用いてValsalva洞縫縮の有効性を示すことができた。今後弁尖縫縮を減らす方法の一つとして、実臨床での応用を目指し、より簡便で一般的に応用できる手術手技として確立する方法を検討したい。まずは今回の結果を2020年10月に開催予定の日本胸部外科学会総会で報告を予定し、抄録を登録している。また、2020年10月開催予定の欧州心臓胸部外科学会にも演題登録をおこなっている。2020年中に論文にまとめ、投稿を予定している。
次年度以降はまずMicro CTを用いて3次元構築して有限要素解析法によりこのモデルにおける弁尖に生じる応力値を解析することを予定している。ついで今回の交連角度において最適な交連間距離および交連高を決定することを目標とする。最終的には本研究結果により、最適な形状を模した大動脈リングの開発にもつながていきたいと考えている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究分担者による研究の進捗に伴い、一部研究費を次年度に繰り越すこととなった。
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