Reduction of Radial Shaft Deflection in Cascade Blood Pump for Total Artificial Heart

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本研究では、完全人工心臓用ポンプとして拍動流発生能力の高いカスケードポンプを応用することを目指している。カスケードポンプのハウジングは馬蹄形のような環状形状であるため、解剖学的に重要となる流入・流出ポートの配置を、周側面近傍に開口させることが可能となる。一方で環状の流路にそって圧力差が発生することにより、インペラの回転軸を流出側から流入側に偏心させる力が働く。この偏心を改善させるため、本研究では、ポンプ内圧力分布を軸中心に平衡させる独自の流路によって、インペラに加わる偏心力を回転中心で相殺できる構造を提案し、血液ポンプとしての実現可能性を検討することを目的とした。本研究では、ポンプの外部からポンプ内部で回転するインペラの偏心力を測定するため、回転させない中心軸をポンプ外部まで延長し、その軸に回転支持されたインペラを回転させるシステムを構築した。このとき、中心軸を介してX軸、Y軸方向に伝わった偏心力を2つのロードセルによって測定する仕様となっているが、前年度までの研究では、ポンプの回転とともに中心軸が貫通したケーシング部から水漏れが生じ、水漏れをいかに防止するかが課題となっていた。2022年度は、偏心力測定時の水漏れを防止するため、中心軸とケーシングの間隙が最小限となるような設計に変更し、周囲を酢酸ビニル樹脂を用いてコーティングすることで、ポンプが安定して動作することを確認した。一方で、測定に使用する予定であった動ひずみ測定器が、半導体不足により期限ぎりぎりまで入手できず、測定環境を整備するにとどまってしまった。