「拍動流補助循環」の重症呼吸不全治療に対する効果 -定常流補助と比較する-

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K09407
• 研究機関: 日本文理大学
• 研究代表者: 伊藤 英史 日本文理大学, 工学部, 教授 (50711462)
• 研究分担者: 市場 晋吾 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (30284102) ; 岡原 重幸 純真学園大学, 医療工学科, 准教授 (50771185) ; 小畑 秀明 岡山理科大学, 工学部, 准教授 (60437118)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 救急医学 / 集中治療医学 / 呼吸不全 / 体外循環 / 補助循環 / ECMO / 拍動流 / 定常流

研究実績の概要

本研究は、拍動流補助循環法によるECMO（Extracorporeal Membrane Oxygenation）を用いた重症呼吸不全に対する肺機能改善効果を明らかにすることを目的としている。重症呼吸不全に対するECMO治療は定常流循環によるものが主流で、生体の自然な生理的拍動、肺循環とは全く異なる環境で循環が維持されている。生体と同様の拍動が得られる拍動流ECMOによる治療効果についてはこれまで十分な学術的研究・成果は認められていない。本研究では、重症呼吸不全モデルの動物実験によって、拍動流ECMOが定常流ECMOに比較して治療効果がみちめられることを検証するものであって、実証されれば拍動流ECMOが重症呼吸不全に対する新たな治療法の一つとして選択されることが期待される。
2019年4月から7月には、純真学園大学内にてオーバーフロー式模擬循環回路によるIn-Vitro試験（2019年4－7月）を実施した。小動物実験前の予備実験としての位置付けで、オーバーフロー式模擬循環回路で肺血管抵抗をもぎさせながら、抵抗値を可変させながら、肺血管抵抗変化に対する拍動流ECMOの機械的な応答特性について検証した。その結果を受けて、2019年8月から2022年3月には岡山理科大学内動物実験質にて重症呼吸不全モデルの小動物を用いた拍動流ECMOの肺機能改善効果の検証を実施した。本来の予定では、2022年3月には全ての動物実験を完了し、拍動流と定常流群のECMOによる肺機能改善効果に関する検証結果を論文に報告予定であったが、新型コロナ感染症の拡大による蔓延防止策や社会状況に鑑み、対面による動物実験が予定より大幅に遅れている。これまでに、定常流３例、拍動流１例の動物実験データが揃っているので、本研究を延長して、2022年度内に追加の動物実験を実施し、定常流ECMOと拍動流による重症呼吸不全の肺機能改善効果について検証を続けていく。

現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

2021年度の新型コロナ蔓延防止対策によって、対面による動物実験が十分に実施できなかったため、動物実験によるデータ収集が遅れている。そのために、研究機関を1年延長し、2022年度内に本研究を完成予定である。

今後の研究の推進方策

重症呼吸不全モデルによるIn-Vivo試験を継続実施し、2022年度内に実験を終了する。その成果の一部を学会発表し、最終的な成果を論文としてまとめる予定である。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナ感染症の蔓延による蔓延防止策等の影響により、当初予定していた動物実験の中止と学会の中止の結果、予定していた助成金を使用することが困難であった。そのために、研究期間を翌年度まで延長して申請したために、次年度使用額が生じた。

研究成果

• [雑誌論文] EXTRACORPOREAL MEMBRANE OXYGENATION FOR ACUTE RESPIRATORY AND CARDIAC FAILURE (2021)
  • 著者名/発表者名: Hideshi ITOH, Nguyen The Binh, Le Ngoc Thanh, Hitomi Ando, Naohiro Inagawa, Shingo Ichiba
  • 雑誌名: The Vietnam Journal of Cardiovascular and Thoracic Surgery 巻: 33 ページ: 55-64
  • DOI: 10.47972/vjcts.v33i.565
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Iliopsoas hematoma in patients undergoing venovenous ECMO (2021)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi H, Ikeda T, Takeuchi I, Ichiba S
  • 雑誌名: Am J Crit Care 巻: 30 ページ: 55-63
  • DOI: 10.4037/ajcc2021351.
  • 査読あり
• [雑誌論文] COVID-19 Critical Care Consortium. An appraisal of respiratory system compliance in mechanically ventilated covid-19 patients (2021)
  • 著者名/発表者名: 4.Li Bassi G, Suen JY, Dalton HJ, White N, Shrapnel S, Fanning JP, Liquet B, Hinton S, Vuorinen A, Booth G, Millar JE, Forsyth S, Panigada M, Laffey J, Brodie D, Fan E, Torres A, Chiumello D, Corley A, Elhazmi A, Hodgson C, Ichiba S, Luna C, Murthy S, Nichol A, Ng PY, Ogino M, Pesenti A, Trieu HT, Fraser JF
  • 雑誌名: Crit Care 巻: 25 ページ: 199
  • DOI: 10.1097/CCE.0000000000000567
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Expanding controlled donation after the circulatory determination of death: stronger emphasis on different cultural, religious, and legal backgrounds is needed (2021)
  • 著者名/発表者名: Muller T, Brodie D, Lorusso R, MacLaren G, Ichiba S
  • 雑誌名: Intensive Care Med 巻: 47 ページ: 724-725
  • DOI: 10.1007/s00134-021-06405-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Lung transplant after long-term veno-venous extracorporeal membrane oxygenation: a case report (2021)
  • 著者名/発表者名: Yoshiyasu N, Sato M, Anraku M, Ichiba S, Nakajima J
  • 雑誌名: J Cardiovasc Surg 巻: 16 ページ: 246
  • DOI: 10.1186/s13019-021-01614-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Catheter related thrombosis after cardiac surg-ery in patients with central venous and pulmonary artery catheters inserted into the right internal jugular vein: a single-center, prospective, observational study (2021)
  • 著者名/発表者名: 7.Idei M, Seino Y, Sato N, Saishu Y, Goto S, Namekawa M, Moriwaki S, Ishikawa J, Kamei D, Nakagawa M, Ichiba S, Nomura T
  • 雑誌名: Heart vessels 巻: 37 ページ: 691-696
  • DOI: 10.1007/s00380-021-01955-3.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hospital survival outcomes in acute respiratory distress syndrome patients receiving veno-venous extracorporeal membrane oxygenation for longer than 28 days: A retrospective study (2021)
  • 著者名/発表者名: Umei N, Ichiba S, Genda Y, Mase H, Sakamoto A
  • 雑誌名: Artif Organs 巻: 45 ページ: 1533-1542
  • DOI: 10.1111/aor.14051
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assessment of 28-Day in-hospital mortality in mechanically ventilated patients with Coronavirus disease 2019: An international cohort study (2021)
  • 著者名/発表者名: Li Bassi G, Suen JY, White N, Dalton HJ, Fanning J, Corley A, Shrapnel S, Hinton S, Forsyth S, Parsons R, Laffey JG, Fan E, Bartlett R, Ichiba S, , Pelosi P, Torres A, Ng PY, Ogino M, Fraser JF
  • 雑誌名: Crit Care Explor 巻: 3 ページ: e0567
  • DOI: 10.1097/CCE.0000000000000567
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] COVID-19とECMO/血液浄化装置の管理 (2021)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健一, 中山拓也, 市場晋吾
  • 雑誌名: 日本急性血液浄化学会雑誌 巻: 12 ページ: 15-19
  • 査読あり
• [雑誌論文] 今, 臨床工学技士が知っておきたいCOVID-19 up-to-date（第3回）. COVID-19症例におけるECMOの成績. (2021)
  • 著者名/発表者名: 市場晋吾
  • 雑誌名: Clinical Engineering 巻: 32 ページ: 484-491
• [雑誌論文] 体外循環と補助循環の基礎と臨床 -循環と呼吸の補助循環, 基礎と臨床-. (2021)
  • 著者名/発表者名: 市場晋吾
  • 雑誌名: Clinical Engineering. 巻: 32 ページ: 477-483
• [雑誌論文] An appraisal of respiratory system compliance in mechanically ventilated covid-19 patients (2021)
  • 著者名/発表者名: Li Bassi G, Suen JY, Dalton HJ, Liquet B, Hinton S, Millar JE, Forsyth S, Panigada M, Laffey J,Corley A, Hodgson C, Ichiba S, Luna C, Murthy S, Nichol A, Ng PY, Ogino M, Pesenti A, Trieu HT, Fraser JF; COVID-19 Critical Care Consortium
  • 雑誌名: Crit Care. 巻: 25 ページ: 199
  • DOI: 10.1186/s13054-021-03518-4.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著