2015 Fiscal Year Annual Research Report
血液浄化用小型遠心ポンプと極細径小型血液濾過器を用いた可搬型血液浄化装置の開発
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15H05005
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
松田 兼一 山梨大学, 総合研究部, 教授 (60282480)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 健一郎 東京女子医科大学, 医学部, 助教 (00434316)
山根 隆志 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10358278)
小久保 謙一 北里大学, 医療衛生学部, 准教授 (20287965)
森口 武史 山梨大学, 総合研究部, 講師 (60422680)
後藤 順子 山梨大学, 総合研究部, 助教 (60530102)
針井 則一 山梨大学, 総合研究部, 准教授 (80377522)
柳沢 政彦 山梨大学, 総合研究部, 助教 (90597022)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 救命 / 救急医学 / 災害医学 / 人工臓器 / 血液浄化 / 人工腎臓 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度の実績について可搬型血液浄化装置の重要な要素である極細径化中空糸小型血液濾過器、血液浄化用低流量小型遠心ポンプ、可搬型小型血液浄化システムの3つに分けて報告する。
血液濾過器においてはブタ血を用いたin vitro実験で、中空糸を極細径化する事で、血液濾過器性能が飛躍的に延びることが判明した。そこで次の段階として極細径化中空糸小型血液濾過器にふさわしい、抗血栓性に優れた全く新しい形状の血液濾過器（膜面積0.3m2で、ハウジングサイズ68x98x18mm）を作成した。つまり、中空糸を100ミクロンという極細径化により長期連続使用可能な超小型血液濾過器が完成した。
小型遠心ポンプにおいては少ない回転数でより多くの血液流量を得られるようにポンプの羽直径を30mmから34mmに拡大し、これまでに無い超薄型小型遠心ポンプを試作した。本遠心ポンプの溶血率は体外循環ポンプと比較して50%以下と溶血成績が臨床許容限度内の血液浄化用低流量小型遠心ポンプが完成した。
最後にこれらを組み合わせた全体の大きさが300x160x95 mmの可搬型小型血液浄化システムを作成し、健常ブタを用いた装置性能評価実験と健常ヤギを用いた長期性能評価実験も施行することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
昨年度は研究一年目で可搬型血液浄化装置を試作することができ、しかも、健常ブタを用いた装置性能評価実験と健常ヤギを用いた長期性能評価実験を実現する事ができた。さらにブタを用いたin vivo実験では、昨年度開発した極細径化中空糸小型血液濾過器は血液流量の9.3％までの濾液流量であれは濾過性能が低下しないことが判明し、予想以上の性能であった。また血液浄化用低流量小型遠心ポンプの血液流量出力も予想以上（4000回転/分で血液流量160mL/min）であることが判明した。さらに健常ヤギを用いた長期性能評価実験では血液回路や血液濾過器を全く交換することなく、6日間以上の連続使用が可能であることが初回の実験で判明したことから、本可搬型小型血液浄化装置が予想以上の性能を持つことが証明された。
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| Strategy for Future Research Activity |
可搬型血液浄化装置の重要な要素である極細径化中空糸小型血液濾過器、血液浄化用低流量小型遠心ポンプ、可搬型小型血液浄化システムの3つに分けて報告する。
極細径化中空糸小型血液濾過器については、昨年度得られたデータを元に、処理濾液量の増大と長期使用に耐えられるよう、膜面積、モジュール構造などの血液濾過器設計の見直しを行う予定である。さらに、腎不全ヤギを長期間治療した際の、本極細径化中空糸小型血液濾過器による最大処理濾液量、血液濾過を長時間施行した際のUN、Cre等の代謝産物の血中濃度変化、肺水腫やうっ血心の有無を検討し、血液浄化器として安全に臨床使用可能か否かの検討を行う予定である。
血液浄化用低流量小型遠心ポンプについては、昨年度得られたデータを元に、さらに少ない回転数でより多くの血液流量を得られるように血液浄化用低流量遠心ポンプの羽直径を拡大した設計の見直しを行う予定である。また長期間使用に耐えられるようポンプ軸受けにおいても改良していく予定である。さらには腎不全ヤギを用いた長期治療実験を施行し、本血液浄化用低流量小型遠心ポンプが血液浄化用のポンプとして安全に臨床使用可能か否かの検討を行う予定である。
可搬型小型血液浄化システムについては昨年度得られたデータを元に、より小型でかつ安全で、夜間緊急時や災害現場で使用しやすい操作性の高い可搬型小型血液浄化システムに仕上げる予定である。さらに可能ならば、極細径化中空糸小型血液濾過器と血液浄化用低流量小型遠心ポンプを腎不全ヤギの皮下に埋め込み、機械部分を体外に装着する新たな小型装着型血液浄化装置の作成に挑戦する予定である。
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[Journal Article] 細径化したファイバを用いたヘモフィルタの開発2015
Author(s)
栗原佳孝, 小久保謙一, 小林こず恵, 後田洋輔, 塚尾浩, 柳沢政彦, 後藤順子, 針井則一, 森口武史, 松田兼一, 小林弘祐
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Journal Title
医工学治療
Volume: 27
Pages: 44-47
Peer Reviewed
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[Presentation] 細径の中空糸を用いた小型血液浄化器の長時間安定施行条件の検討2015
Author(s)
栗原佳孝, 渡部紗己, 後田洋輔, 塚尾浩, 小林こず恵, 小久保謙一, 柳沢政彦, 後藤順子, 針井則一, 森口武史, 松田兼一, 小林弘祐
Organizer
第42回血液浄化技術学会学術大会・総会
Place of Presentation
東京都新宿区
Year and Date
2015-04-25
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