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2015 年度 実績報告書

生体組織と電子回路・精密機械を融合した生体組織融合化新世代人工臓器の開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 25350539
研究機関東海大学

研究代表者

岡本 英治  東海大学, 札幌教養教育センター, 教授 (30240633)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード人工臓器 / 人工心臓 / 補助人工心臓 / 人体通信 / 経皮的情報伝送 / チタンメッシュ / 細胞外マトリックス / 組織工学
研究実績の概要

本研究では,生体組織と人工物を融合した新しい人工臓器技術を人工心臓を対象に実施するもので,大動脈基部装着式補助人工心臓の開発と,人体をリード線として活用する人体通信を応用した新しい経皮的情報通信システムの開発を目指すものである.
大動脈基部装着式補助人工心臓では,ヤギ下行大動脈に開発した大動脈基部装着式補助人工心臓を装着し,体循環,冠循環,脳循環の血行動態変化を測定した.その結果,体循環系はポンプ拍出量の増加にもかかわらず拍動性を維持しており良好な末梢臓器補助を実現できることを確認した.一方,脳循環と冠循環ではともに循環血流量の低下することが明らかになった.その結果,大動脈に直列に接続する新しい補助循環は,可能な限り冠循環,脳循環の手前にポンプを設置することが必要であり,大動脈弁位置近傍が最も適切なポンプ設置位置であることを明らかにした.
人体通信を応用した新しい経皮的情報通信システムでは,体内通信ユニットに装着するチタンメッシュ電極の組織学的特性について検討した.チタンメッシュ電極の通信ユニットへの装着を想定し,チタンメッシュ電極の片面をシリコーンゴムで閉鎖してラット皮下に植え込み12週間の植え込み実験を行ったところ,チタンメッシュ電極周辺部には毛細血管が見られ細胞が生存しているが,チタンメッシュ中央部は細胞数が減少し結合組織部分が死滅・空隙化しているところが多く見られた.チタンメッシュ電極周辺部の細胞は生存することができることより,実際にチタンメッシュ電極を体内通信ユニットに応用した場合であっても,本電極の最大の目的である生体との機械的安定な結合は十分に得られるが,チタンメッシュ電極誘導組織の質的改善は今後の検討課題であることが明らかになった.

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Numerical analysis of the effects of a high gradient magnetic field on flowing erythrocytes in a membrane oxygenator2015

    • 著者名/発表者名
      Mitamura Y, Okamoto E
    • 雑誌名

      J. Magnetism and Magnetic Materials

      巻: 380 ページ: 54-60

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Passive magnetic bearing in the 3rd generation miniature axial flow pump-the valvo pump 22015

    • 著者名/発表者名
      Okamoto E, Ishida Y, Yano T, Mitamura Y
    • 雑誌名

      J.Artificial Organs

      巻: 18(2) ページ: 181-184

    • DOI

      10.1007/s10047-014-0806-9

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Initial acute animal experiment using a new miniature axial flow pump in series with the natural heart2015

    • 著者名/発表者名
      Okamoto E, Yano T, Shiraishi Y, Miura H, Yambe T, Mitamura Y
    • 雑誌名

      Artificial Organs

      巻: 39(8) ページ: 701-704

    • DOI

      10.1111/aor.12558

    • 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Histological observation of titanium mesh electrode for transcutaneous information transmission using human body as conductive medium2015

    • 著者名/発表者名
      Okamoto E, Shida A,Miura H, Shiraishi Y, Yambe T, Mitamura Y
    • 雑誌名

      Proceeding of 54 th annual meeting of Japan Society of Medical and Biological Engineering

      巻: 54 ページ: 410-412

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 体内植込み用バッテリーと体内―体外間通信の現状と未来2015

    • 著者名/発表者名
      )岡本英治
    • 雑誌名

      電気学会誌

      巻: 135(9) ページ: 623-625

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 循環系へ直列接続される軸流型血液ポンプの数値設計および評価2015

    • 著者名/発表者名
      矢野哲也,佐藤陵介,須藤誠一,岡本英治,三田村好矩
    • 雑誌名

      日本定常流ポンプ研究会2015抄録集

      巻: 20 ページ: 16-17

  • [学会発表] 人体通信を用いた経皮的情報通信システムの開発と体内埋込み通信用電極の評価2016

    • 著者名/発表者名
      岡本英治,有村響子,三浦英和,白石泰之 ,山家智之,三田村好矩
    • 学会等名
      第44回人工心臓と補助循環懇話会
    • 発表場所
      ホテル松島大観荘(宮城県松島町
    • 年月日
      2016-03-04 – 2016-03-05
  • [学会発表] 大動脈内への埋込みを想定した小型軸流血液ポンプValvoPump 2Sのインペラ設計と性能評価2016

    • 著者名/発表者名
      矢野 哲也, 佐藤 陵介, 石本 志高,須藤 誠一,岡本 英治, 三田村好矩
    • 学会等名
      第28回代用臓器再生医学研究会
    • 発表場所
      北大(札幌)
    • 年月日
      2016-02-27
  • [学会発表] チタンメッシュを用いた経皮的情報システム用電極の毛細血管分布の検討2016

    • 著者名/発表者名
      有村響子,岡本英治,三田村好矩
    • 学会等名
      第28回代用臓器再生医学研究会
    • 発表場所
      北大(札幌)
    • 年月日
      2016-02-27
  • [学会発表] 軸流型補助人工心臓の下行大動脈装着下補助循環における血行動態の評価2016

    • 著者名/発表者名
      岡本英治,矢野哲也,白石泰之,三浦英和,山家智之,三田村好矩
    • 学会等名
      第28回代用臓器再生医学研究会
    • 発表場所
      北大(札幌)
    • 年月日
      2016-02-27
  • [学会発表] 生体―電子機械を融合する次世代型人工心臓の開発2015

    • 著者名/発表者名
      岡本英治
    • 学会等名
      医療産業育成支援事業”医療機器等参入支援・産学連携促進セミナー
    • 発表場所
      TKP札幌駅カンファレンスセンター(札幌市北区)
    • 年月日
      2015-12-17
  • [学会発表] 軸流型補助人工心臓による大動脈直列挿入循環補助における血行動態2015

    • 著者名/発表者名
      岡本英治,矢野哲也,白石泰之,三浦英和,山家智之,三田村好矩
    • 学会等名
      第53回日本人工臓器学会大会
    • 発表場所
      東京ドームホテル(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-10-19 – 2015-10-21
  • [学会発表] 循環系へ直列接続される軸流型血液ポンプの数値設計および評価2015

    • 著者名/発表者名
      矢野哲也,佐藤陵介,須藤誠一,岡本英治,三田村好矩
    • 学会等名
      日本定常流ポンプ研究会2015
    • 発表場所
      東京ドームホテル(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-10-19
  • [学会発表] 大動脈装着式軸流型ポンプの開発と工学的課題2015

    • 著者名/発表者名
      岡本英治,矢野哲也,三浦英和,白石泰之,山家智之,三田村好矩
    • 学会等名
      日本生体医工学会専門別研究会医用アクチュエーション研究会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市北区)
    • 年月日
      2015-09-05
  • [学会発表] Electrical and Histological Evaluation of Titanium Mesh as Electrode for Transcutaneous Communication System of Implantable Artificial Hearts2015

    • 著者名/発表者名
      Okamoto E, Shida A, Miura H, Shiraishi Y, Yambe T, Mitamura Y,
    • 学会等名
      The 61th annual conference of American Society of Artificial Internal Organs in conjunction with the Internal Federation of Artificial Organs
    • 発表場所
      Chcago,USA
    • 年月日
      2015-06-24 – 2015-06-27
    • 国際学会
  • [学会発表] チタンメッシュを用いた経皮情報システム用組織誘導電型電極の組織学的検討2015

    • 著者名/発表者名
      岡本英治,志田茜,三浦英和,白石泰之,山家智之,三田村好矩
    • 学会等名
      第54回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議議場(名古屋市熱田区)
    • 年月日
      2015-05-07 – 2015-05-09
  • [学会発表] 血液ポンプ流れの数値解析2015

    • 著者名/発表者名
      矢野哲也,須藤誠一,岡本英治,三田村好矩
    • 学会等名
      第54回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議議場(名古屋市熱田区)
    • 年月日
      2015-05-07 – 2015-05-09
  • [備考] 東海大学札幌キャンパス・人工臓器・再生医療研究室

    • URL

      http://artificialorgans.web.fc2.com/

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公開日: 2017-01-06  

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