Elucidation of the optimal shape of the cannula for improving blood oxygenation in extracorporeal membrane oxygenation

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本研究の目的は、良好な酸素化を得るための最適なカニューレの特性をサイドホールに焦点を当てて明らかにすることである。当該年度は、静脈脱血静脈送血方式膜型人工肺（veno-venous extracorporeal membrane oxygenation, V-V ECMO）用カニューレのサイドホールの間隔の違いによる酸素化効率を解明することを目的とした。本研究の成果は、V-V ECMOのための最適なカニューレを選択する指標となり、適切なカニューレの選択が効率的な酸素化につながることによって、重症呼吸不全患者のECMO離脱率が向上することが期待できる。本年度は、まず、先端から(a)1cm、(b)3cm、(c)5cm間隔でサイドホールを付けたカニューレをそれぞれ作成した。実験は生体模擬回路を用いて実施した。まず、生体模擬回路にブタ血液を流した。その生体模擬回路にECMO回路を組み合わせた。ECMO開始前にブタ血の酸素飽和度を60±5%、二酸化炭素分圧を70±10mmHgに調節した。次に、人工肺へ血液酸素流量比1:1、酸素濃度100%で酸素ガスを流し、ECMOを開始した。ECMO開始後に再循環率、ECMO開始から3分後の酸素分圧を上記(a)～(c)のカニューレにおいて比較した。結果は、心拍出量を4.5L/min、ECMOポンプ流量を4L/minに設定したときのECMO開始から3分後のブタ血の酸素分圧は(a)327.4±13.9mmHg、(b)305.5±15.9mmHg、(c)316.6±15.6mmHgであった。その際の、再循環率は(a)13.0±1.3%、(b)19.0±1.9%、(c)17.3±1.3%であった。サイドホールの孔の間隔が短い(a)のカニューレを用いた時に、ブタ血の酸素分圧が最も高くなると仮説を立てていたが、酸素分圧および二酸化炭素分圧に有意差はなかった。