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2016 年度 実績報告書

心不全の能動的治療を可能とする超小型カテーテル式補助循環デバイスの研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 25293300
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

住倉 博仁  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 特任研究員 (20433998)

研究分担者 妙中 義之  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究開発基盤センター, 所長 (00142183)
巽 英介  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 部長 (00216996)
大沼 健太郎  桐蔭横浜大学, 医用工学部, 講師 (50527992)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード補助循環装置 / 血液ポンプ / カテーテル / モータ / 心不全治療
研究実績の概要

本研究では、冠動脈や腎動脈などの微小血管に対し、早期に低侵襲にて直接能動的に流量補助を行うことで、心不全患者の心機能、または腎機能の維持・回復を促進可能なカテーテル式補助循環デバイスの開発を目的としている。本年度は昨年度試作した血液ポンプと注水装置との一体化を行った。また、腎灌流用カテーテル式血液ポンプの流量制御法について、数値流体解析(Computational fluid dynamics:以下、CFD)による検討を行った。
(1)カテーテル式血液ポンプを血管内で駆動する際、モータによる発熱やそれに伴う血栓形成、またインペラの軸周りの血栓形成が考えられる。そこで、外部からカテーテルを通じて生食等をモータ内部に持続的に送液可能な注水装置を組み込んだ。注水装置には低流量、高揚程での送液が可能なプランジャポンプを応用し、耐圧チューブを用いて試作した血液ポンプと接続した。注水装置を組み込むことにより血液ポンプへの生食等の持続注入が可能となることから、モータの冷却と共に血液停滞部のウォッシュアウトに有効であると考えられた。
(2)カテーテル式血液ポンプにおいて腎動脈を対象として流量補助を行う場合、左右それぞれの腎臓に対して適切な流量を補助する必要があると考えられる。そこで、腎灌流用カテーテル式血液ポンプの流量制御法についてCFDによる検討を行った。解析の結果、血液ポンプの左右流出路を意図的に異なる高さに設け、インペラ位置を能動的に変更することで、左右流出路からの流量が左右共に約0.5 L/minの同等の状態から、左流量約0.68 L/min、右流量約0.32 L/minなど、左右の流量に差を生じさせることが可能であった。本流量制御法により、左右の腎臓に対して独立して流量を制御可能なことが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2017 2016

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] 選択的腎灌流用カテーテル式血液ポンプの研究開発 -数値流体解析を用いた流量制御法に関する検討-2017

    • 著者名/発表者名
      住倉博仁、大沼健太郎、花田 繁、築谷朋典、水野敏秀、本間章彦、武輪能明、巽 英介
    • 学会等名
      人工心臓と補助循環懇話会学術集会 (45)
    • 発表場所
      笛吹市
    • 年月日
      2017-02-17 – 2017-02-18
  • [学会発表] 選択的腎灌流用カテーテル式血液ポンプの流量制御に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      住倉博仁、大沼健太郎、花田 繁、築谷朋典、水野敏秀、本間章彦、武輪能明、巽 英介
    • 学会等名
      日本人工臓器学会大会 (54)
    • 発表場所
      米子市
    • 年月日
      2016-11-23 – 2016-11-25
  • [学会発表] Hydrodynamic evaluation of a catheter-based itravascular rotary blood pump for assisting selective renal blood circulation2016

    • 著者名/発表者名
      Sumikura H, Ohnuma K, Hanada S, Tsukiya T, Mizuno T, Homma A, Mukaibayashi H, Kojima K, Takewa Y, Tatsumi E
    • 学会等名
      Annual Congress of the European Society for Artificial Organs (43)
    • 発表場所
      Warsaw
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-17
    • 国際学会
  • [学会発表] 数値流体解析を応用した選択的腎灌流用カテーテル式血液ポンプの流路形状に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      住倉博仁、大沼健太郎、花田 繁、築谷朋典、水野敏秀、本間章彦、向林 宏、小嶋孝一、武輪能明、巽 英介
    • 学会等名
      ライフサポート学会大会(32)、日本生活支援工学会大会 (16)、日本機械学会福祉工学シンポジウム2016
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2016-09-04 – 2016-09-06

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公開日: 2018-01-16  

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