体内埋込型全人工心臓のための高効率油圧アクチュエータの開発

植入式全人工心脏高效液压执行器的研制

• 批准号: 07780797
• 负责人: 増澤 徹
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: National Cardiovascular Center Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07780797/
• 关键词: 人工心臓; 体内埋込型人工心臓; エレクトロハイドロ-リック方式人工心臓; 摩擦ポンプ; ブラシレスDCモータ

臨床応用可能な体内埋込型全人工心臓の実現のために、エレクトロハイドロ-リック方式全人工心臓の高効率油圧アクチュエータの開発を行った。主に、駆動用ブラシレスDCモータの改良および油圧ポンプである摩擦ポンプの流路断面寸法変更による効率改善を行った。ブラシレスDCモータは、ロータマグネットにネオジウム鉄ボロンの焼結マグネットを用い、外径70mm、3相4極24突極のモータを新たに設計した。これにより、使用回転域1000〜2500rpm、トルク域500〜1000g・cmにて80%の効率を有した人工心臓専用組込ブラシレスDCモータの開発が図れた。摩擦ポンプに関しては、直径60mm、羽数40のインペラを用い、その周辺部の流路断面寸法を10x8(mm)〜18x12(mm)の間で変化させた6種類の摩擦ポンプを作成し、評価することによりその最適化を図った。その結果を基に、流路断面寸法14x10(mm)、一方向回転時、揚程150mmHgにて最大流量28L/min、最大効率31%の摩擦ポンプを開発した。開発したモータと摩擦ポンプを用いて外径80mm、厚さ68mmの油圧アクチュエータを作成し、ダイアフラム型血液ポンプと組み合わせ全人工心臓を組み上げ、In vitro、In vivo評価実験を行った。In vitro評価実験では、左心後負荷100mmHg、右心後負荷20mmHg、左右心前負荷10mmHgの条件にて、水を用いた駆動評価実験を行い、最大左心拍出流量8L/min、最大効率12%の結果を得た。In vivo評価では体重50kgの仔牛に本全人工心臓を植え込み、6時間以上にわたり循環維持を行い、アクチュエータ表面の温度上昇を観察した。その結果、アクチチュエータ表面における温度上昇は4℃以下であり、全人工心臓用アクチュエータとして十分な性能、効率を有したアクチュエータの開発が行えたこと確認した。

Clinical 応 with total artificial heart may な body buried 込 type perforatien の be presently の た め に, エ レ ク ト ロ ハ イ ド ロ - リ ッ ク perforatien の way total artificial heart rate of high working oil 圧 ア ク チ ュ エ ー タ の open 発 を line っ た. Main に, 駆 use ブ ラ シ レ ス DC モ ー タ の improved お よ び oil 圧 ポ ン プ で あ る friction ポ ン プ の flow section "method - more に よ る line working rate improve を っ た. ブ ラ シ レ ス DC モ ー タ は, ロ ー タ マ グ ネ ッ ト に ネ オ ジ ウ ム iron objects ボ ロ ン の 焼 knot マ グ ネ ッ ト を with い, 70 mm diameter, 3 phase 4 extremely 24 tu の モ ー タ を new た に design し た. こ れ に よ り, using 1000 ~ 2500 RPM, back to the planning domain ト ル ク domain of 500 ~ 1000 g · cm に て 80% の を have sharper rate し た artificial heart viscera 専 with group 込 ブ ラ シ レ ス DC モ ー タ の open 発 が 図 れ た. Friction ポ ン プ に masato し て は, diameter of 60 mm, feather number 40 の イ ン ペ ラ を い, そ の week 6 辺 の flow cross-section を 10 by 8 inch method (mm) ~ 18 x12 (mm) between の で variations change さ せ た 6 kinds の friction ポ ン プ を し, consummate evaluation 価 す る こ と に よ り そ の optimization を 図 っ た. The そ そ results show that the base of を, the cross-section of the flow path is 14x10(mm), when returning in one direction 転, the head is 150mmHgにて, the maximum flow rate is 28L/min, the maximum efficiency is 31%, and the <s:1> friction ポ <e:1> プを occurs at た. Open 発 し た モ ー タ と friction ポ ン プ を with い て diameter 80 mm, 68 mm thick さ の oil 圧 ア ク チ ュ エ ー タ を し, consummate ダ イ ア フ ラ ム type blood ポ ン プ と group み close わ せ perforatien み を group of total artificial heart げ, In vitro and In vivo evaluation of 価 be 験 を line っ た. The In vitro assessment 価 be 験 で は, left heart after load 100 MMHG, right heart load before 20 MMHG, left and right heart load after 10 MMHG の conditions に て, water を い た 駆 dynamic evaluation 価 be 験 を い, maximum left heart clap a flow 8 l/min, the maximum working rate 12% の results を た. The In vivo evaluation of 価 で は weight 50 kg の young cow に this crucial total artificial heart を plant え 込 み, 6 time above に わ た り loop line maintain を い, ア ク チ ュ エ ー の タ surface temperature rise を 観 examine し た. そ の results, ア ク チ チ ュ エ ー タ surface に お け る temperature rise below 4 ℃ は で あ り, total artificial heart viscera ア ク チ ュ エ ー タ と し て very な performance, working rate を し た ア ク チ ュ エ ー タ の open 発 が line え た こ と confirm し た.

项目成果

増澤 徹: "体内完全埋込型電気油圧駆動方式全人工心臓の長期体内埋込実験を目指した開発と改良" 人工臓器. 25(掲載予定). (1996)

Toru Masuzawa：“用于长期植入实验的完全植入式电液人工心脏的开发和改进”Artificial Organs 25（待出版）。