| 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。これらを解決すべく本研究では人工血管にウシ心膜を用いて様々な交連角度の2尖弁を形成し、最適な交連角度を決定し、その交連角度における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尖を再現し、これを人工血管に縫着して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。
そこで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、当初の目的を達成できたと考えている。
本年度は交連間距離を短縮することによる弁開放改善効果を検討してきたので報告する。
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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: 人工血管（24 mm）にウシ心膜で二尖弁を6組作成し（free margin length (FML)=30 mm, Geometric height=20 mm）、拍出量5.0 L/min、拍動数70 bpm、大動脈圧120/80 mmHgに設定した拍動回路シミュレーターに組み込み、流入量、逆流量、圧較差、弁口面積を計測し、これをcontrol群とした。その上で交連同士に糸をかけ、2、4、6、8 mmと交連間直線距離（inter-commissural distance: ICD)を短縮し、各人工血管3回ずつ、計18回同様の測定を行った。
結果: Control群での流入量、逆流量、平均・最大圧較差、弁口面積は各々4.95±0.073 L/min、0.65±0.291 L/min、6.13±0.894 mmHg、13.81±1.923 mmHg、3.66±±0.6 cm2であった。逆流量は8 mmで最大0.87±0.614 L/minと増加したが有意差なし（p=0.19）。平均圧較差は短縮につれて増加し8 mmで最大6.99±0.691 mmHgと増加（p<0.01）したが、最大圧較差は4 mmで最小12.97±1.379 mmHgと減少（p=0.15）し、6-8 mmで再度増加した。弁口面積は2、4、6 mmで各々3.98±0.535、4,15±0.512、4.35±0.573 cm2（p<0.01）と有意に拡大したが、8 mmでは逆に4.29±0.667 cm2と6 mmに比べやや縮小した。
結論: ICD短縮による弁口面積拡大効果が確認できた。逆に短縮しすぎると最大圧較差が上昇するため、FML=30 mm の二尖弁に24 mm人工血管を使用した場合4-6 mm程度のICD短縮が理想的と考えられた。今後様々なFMLと人工血管径の組み合わせを検討すれば大動脈二尖弁形成の成績向上に寄与する可能性が示唆された。
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| 今後の研究の推進方策 |
初年度は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。その成果は2020年10月開催予定の欧州心臓胸部外科学会で発表し、原著論文がEuropean Journal of Cardio-Thoracic Surgeryに掲載された。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。
二年度は交連間距離を短縮することによる弁開放改善効果を第74回日本胸部外科学会定期学術集会に抄録を登録したので発表を目指し、引き続き論文投稿を目指していく。
最終年度は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。ついで今回見いだした最適な交連間距離を基にして最適な形状を模した大動脈リングの開発にもつなげ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 |
分担者の研究の進捗に伴い、昨年度繰り越した研究費が本年度も未使用となった。
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