1ヶ月保証の超低価格血液ポンプの実用化を阻む要素の徹低解明

彻底剖析阻碍1个月保修超低价血泵实际应用的因素

• 批准号: 14657328
• 负责人: 岩崎 清隆
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14657328/
• 关键词: 人工臓器工学; 補助人工心臓; 急性心不全; 拍動ポンプ; 低価格; 真空成形法; 高周波溶着法; 品質管理; 耐久試験; 低価格拍動ポンプ; 真空成形; 高周波溶着; 短期使用; コスト; ディスポーサブル; 大量生産

補助人工心臓は重症心不全患者に対して有効な治療手段であるが,高価格であり,またその利用が高度先進医療施設に限定されることから適用数は極めて少ない.このため,急性心不全といった短期間での回復が期待される症例に対しては,有効な医療デバイスが国内において存在しない現状にある.本最終年度は,真空成形法により大量生産技術を確立した旋回渦流型拍動血液ポンプを基盤とし,どの市中病院でもほぼ常備している大動脈バルーンパンピング用駆動装置(IABP駆動装置)を流用して臨床で要求される性能を満足すべく,駆動装置のアタッチメントを開発した.あわせて,カニューレのプロトタイプを作製してポンプシステムとしての総合的性能を明確化した.IABP駆動装置を用いた際には,人工心臓用駆動装置と比較して1.5倍の溶血量が生じることが判明した.この原因として,IABP駆動装置による駆動圧力波形の急激な変化による血球へのダメージが考えられた.そこで,駆動圧の最大,最小圧及びdP/dtを低減させること目的に,ニードル弁・圧力タンクで構成する一次遅れ系要素を応用した圧力制御ユニットを開発した.このユニットをポンプと駆動装置の間に接続するだけで,ポンプの拍出量は維持したまま駆動陽・陰圧をそれぞれ32%,55%減少させることができた.さらに,人工心臓用駆動装置を用いた場合と比較して溶血量を7.4%減少させることに成功した.あわせて,患者の精神的負担と感染リスクを低減させることを目的とし,内径が体外部19mm,皮膚貫通部10mm,体内部12mmという皮膚貫通部のみを細径化したカニューレを設計・製作して性能試験を行った.その結果,本ポンプシステムで5L/minを超える平均流量の確保が可能であることが判明し,各要素の開発はほぼ完了した.今後,動物実験を行い,解剖学的フィッティングを包括してカニューレを開発する必要がある.

Benefits patients with artificial heart perforatien は severe heart に し seaborne て have sharper な treatment で あ る が, high 価 lattice で あ り, ま た そ の using highly advanced medical facilities が に qualified さ れ る こ と か ら applicable number は め て less な い. こ の た め, acute heart insufficiency と い っ た で during short reply の が expect さ れ る cases に し seaborne て は, have sharper な medical デ バ イ ス が domestic Youdaoplaceholder0 にお て exists in the current situation of な な にある. The final annual は, vacuum forming に よ り を mass production technology to establish し た cycle type vortex flap blood ポ ン プ を base plate と し, ど の city hospital in で も ほ ぼ regular し て い る artery バ ル ー ン パ ン ピ ン グ with 駆 actuator (IABP 駆 gear) を flow with し て clinical で requirements さ れ る を performance against foot す べ く, 駆 gear の ア タ ッ チ メ ン ト を open 発 し た. あ わ せ て, カ ニ ュ ー レ の プ ロ ト タ イ プ を cropping し て ポ ン プ シ ス テ ム と し て の 総 performance of を explicit し た. IABP 駆 gear を with い た interstate に は, artificial heart perforatien comparing 駆 move device と し て amount of 1.5 times の hemolysis が raw じ る こ と が.at し た. こ の reason と し て, IABP 駆 gear に よ Dynamic pressure waveform る 駆 の nasty shock な variations change に よ る blood へ の ダ メ ー ジ が exam え ら れ た. そ こ で, dynamic 圧 駆 の is the largest, smallest 圧 and び dP/dt を low cut さ せ る こ に と purpose, ニ ー ド ル, chemical pressure タ ン ク で constitute す る a 遅 れ system elements を 応 with し た pressure suppression ユ ニ ッ ト を open 発 し た. こ の ユ ニ ッ ト を ポ ン プ と 駆 dynamic loading Buy の に connect between 続 す る だ け で, ポ ン プ は の clap a quantity to maintain し た ま ま 駆 dynamic Yang, Yin 圧 を そ れ ぞ れ 32%, reduce 55% さ せ る こ と が で き た. さ ら に, artificial heart is crucial in を 駆 move device in い た occasions と compare し て hemolysis を 7.4% reduce さ せ る こ と に successful し た. あ わ せ て, の mental burden と infection リ ス ク を low cut さ せ る こ と を purpose と し, 19 mm diameter が body outside, the skin penetration of 10 mm, 12 mm body internal と い う skin penetration of の み を fine diameter change し た カ ニ ュ ー レ を design, production of し て performance test line を っ た. そ の as a result, this ポ ン プ シ ス テ ム で 5 l/min を super え る average flow の may ensure が で あ る こ と が The judgment is clear, and each element is controlled to develop ほぼ and complete た. In the future, animal experiments will conduct を, and anatomy will include フィッティ, てカニュ, and レを, as well as する and がある.

项目成果

八木高伸, William Yang, 長沼寛樹, 佐藤芳行, 岩崎清隆, 梅津光生: "Spiral Vortex型血液ポンプ内の3次元流れ解析に向けて-PIV可視化解析及び数値流体モデルによる検討"日本機械学会第16回バイオエンジニアリング講演会講演論文集. 245-246 (2004)

Takanobu Yagi、William Yang、Hiroki Naganuma、Yoshiyuki Sato、Kiyotaka Iwasaki、Mitsuo Umezu：“螺旋涡流血泵中的三维流动分析 - 使用 PIV 可视化分析和计算流体模型的研究”日本机械工程师学会第 16 届会议论文集年度生物工程会议。245-246（2004）

Iwasaki K, Umezu M, et al.: "A novel in vitro methodology for blood compatibility tests for artificial organs in pulsatile flow and pressure environments"Proc.of World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering 4^<th> Volume. ISSN:1727-1983(in

Iwasaki K、Umezu M 等人：“脉动流和压力环境中人造器官血液相容性测试的新型体外方法”Proc.of 世界医学物理和生物医学工程大会第 4 卷。

拍動型人工心臓内の流れ場の3次元構造および時系列現象を計測する新可視化技術の基礎検討

新型可视化技术测量跳动人工心脏流场三维结构和时间序列现象的基础研究

• 发表时间: 2004
• 期刊: 第42回日本人工臓器学会予稿集 Vol.33 No.2
• 作者: 八木高伸;石川大輔;Yang Wilham;阿久津敏乃介;岩崎清隆;野口康雄;梅津光生
• 通讯作者: 梅津光生

吉田敬, 岩崎清隆, 小崎哲也, 梅津光生, 桜井靖久: "低価格旋回渦流型拍動血液ポンプの製作法の検討"第9会関東甲信越機械学会. 2003.03.15(発表予定)(in press). (2003)

Takashi Yoshida、Kiyotaka Iwasaki、Tetsuya Ozaki、Mitsuo Umezu、Yasuhisa Sakurai：“低成本回旋涡流型脉动血泵的制造方法的研究”第 9 届关东甲信越机械工程师学会 2003.03.15（发表预定）（出版中） ）（2003）

Inexpensive ventricular assist system (VAS) for short time use by spiral vortex (SV) pump

廉价的心室辅助系统 (VAS)，可通过螺旋涡流 (SV) 泵短时间使用

• 发表时间: 2004
• 期刊: ASAIO Journal Vol.50 No.2
• 作者: Umezu M;Iwasaki K;Tanaka T;Itoh K;Imachi K;Ishihara K;Ye C X
• 通讯作者: Ye C X