補助人工心臓システムの携帯性と抗血栓性向上及び完全体内埋め込み化の早期実現研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14370369
• Research Institution: National Cardiovascular Center Research Institute
• Principal Investigator: 本間 章彦 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 室員 (20287428)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 巽 英介 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 室長 (00216996) ; 武輪 能明 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 室長 (20332405) ; 築谷 朋典 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 室員 (00311449) ; 高野 久輝 国立循環器病センター研究所, 副所長 (60028595) ; 妙中 義之 国立循環器病センター研究所, 人工臓器部, 部長 (00142183)
• Keywords: 補助人工心臓システム / 体内埋め込みシステム / 携帯型システム / 小型外部駆動装置 / 電気油圧駆動方式 / 監視警報安全機構 / 血液ポンプ / コンプライアンスチャンバ

Research Abstract

1.空気駆動型補助人工心臓用小型駆動装置の開発
従来の駆動装置の大型、重量化、高電力、高ノイズの原因であったエアーコンプレッサを排除し、電気油圧駆動式アクチュエータを用いて駆動用空気圧を発生させる構造により大きさ35x27x17cm、重量約13kgの小型駆動装置を開発した。駆動空気圧などの情報を利用し、血液ポンプの駆動状態を制御して拍出量を確保する自動駆動モードの開発を行い、その基礎検討と評価を行った。また成ヤギを用いた左心補助の慢性動物実験にて、本駆動装置により東洋紡社製VAD血液ポンプを駆動し73日間と87日間の安定した駆動を行うことが可能であった。
2.電気駆動方式体内埋め込み型の補助人工心臓の開発
電気駆動方式体内埋め込み型補助人工心臓システム(EHVAD)の試作を行った。血液ポンプおよびアクチュエータはEHTAHの開発技術を利用し、患者への体内埋め込み考慮した扁平形状ケーシングとなるよう楕円形とU字形のコンプライアンスチャンバのモデルを製作し評価を行った。楕円形オイルチャンバーモデルの大きさは縦110mm×横160mm×厚み55mm、容積610mL、重量950gとなり、U字形チャンバーモデルの大きさは縦110mm×横160mmと厚み58mm、容積540mL、重量940gとなった。模擬回路(前負荷10mHg、後負荷100mmHg)を用いたin vitro試験では、楕円形オイルチャンバーモデルで、9.4L/minの最大抽出量および16.4%の最大効率が得られ、U字形チャンバーモデルでは、7.6L/minの最大拍出量および12.6%の最大効率が得られた。

Research Products

• [Publications] E.Tatsumi, Y.Takewa, A.Homma, T.Nishinaka, Y.Takewa, et al.: "The National Cardiovascular Center Electrohydraulic Total Artificial Heart and Ventricular Assist Device Systems : Current Status of Development"ASAIO Journal. Vol.49. 243-249 (2003)
• [Publications] H.S.Lee, T.Tsukiya, A.Homma, Y.Taenaka, E.Tatsumi, et al.: "Measurement of the Closing Behavior of the Bjork-shiley Monoleaflet Mechanical Heart Valve With an Electrohydraulic Total Artificial Heart"Artificial Organs. Vol.27 No.8. 744-748 (2003)
• [Publications] Y.Ohgoe, S.Takada, K.Hirakuri, K.Tsuchimoto, A.Homma, et al.: "Investigating the Functionality of Diamond-Like Carbon Films on a Artificial Heart Diaphragm"ASAIO Journal. Vol.49,No.6,Nov-Dec. 701-707 (2003)
• [Publications] 本間章彦, 和久井秀樹, 虫鹿貞彦, 巽英介, 西中知博, 大西裕幸, 武輪能明 他: "空気駆動方式補助人工心臓装着患者のQOL向上を目的とした携帯型駆動装置の開発"生体医工学,第41巻特別号,第42回日本エム・イー学会大会抄録・論文集. Vol.41 Suppl.. 557 (2003)
• [Publications] A.Homma, H.Wakui, S.Mushika, E.Tatsumi, T.Nishinaka et al.: "Current status of development of an ultra-compact and low-noise portable driver for pneumatic ventricular assist device"ASAIO Journal. Vol.49 No.2. 154 (2003)
• [Publications] 本間章彦, 和久井秀樹, 虫鹿貞彦, 巽英介, 西中知博, 大西裕幸, 武輪能明 他: "空気駆動方式VAD装着患者のQOL向上を目的とした携帯型駆動装置の開発"日本医工学治療学会,第19回学術大会抄録集. Vol.15 Suppl.. 128 (2003)