永久使用可能な完全人工心臓用血液ポンプに関する研究

心臓移植のドナー不足は深刻な問題であるため、人工心臓は、重症心不全の最終的な治療手段として重要である。感染症の問題や患者のQ.O.L(生活の質)を考えるとすべてのデバイスを体内に埋め込む小型の体内埋め込み式の人工心臓が望まれている。現在、体内埋込式補助人工心臓の臨床応用が始まり、有効な治療方法として認知されている。他方、体内埋込式完全人工心臓では、米国で人への臨床応用がなされ、最長1年7ケ月の生存を実現している。しかし、体内埋込式完全人工心臓の問題点として、サイズと耐久性そして解剖学的適合性を満たすデザインがある。上記の機種はサイズに起因する適応限界から2006年4月製造中止となった。したがって日本人など小柄な体格の人への埋め込みも可能な完全人工心臓を開発する必要がある。そこで新しい構造の回転式血液ポンプ(ヘリカルフローポンプ)を用いて永久使用を目指した完全埋込式完全置換型人工心臓の研究開発を行った。このポンプは流入ポートと流出ポートをポンプ周側面に設置し、軸方向に螺旋状の流路をインペラの前後に設けた構造のポンプである。この構造であれば、周側面に流入、流出ポートが開口するために、完全人工心臓をデザインすることが可能となる。インペラは、軸方向には永久磁石の吸引力、周方向には動圧浮上により非接触に支持される。今回は非接触支持機構を持つ試作モデルを製作しポンプとして特性と非接触支持を確認した。試作した左心用ポンプの大きさは外径80mm厚さ35mmであり、1200rpmにて5L、100mmHgを出力し、周方向の浮上距離は60μmを実現できた。

心臓移植のドナー不足は深刻な問題であるため、人工心臓は、重症心不全の最終的な治療手段として重要である。感染症の問題や患者のQ.O.L(生活の質)を考えるとすべてのデバイスを体内に埋め込む小型の体内埋め込み式の人工心臓が望まれている。現在、体内埋込式補助人工心臓の臨床応用が始まり、有効な治療方法として認知されている。他方、体内埋込式完全人工心臓では、米国で人への臨床応用がなされ、最長1年7ケ月の生存を実現している。しかし、体内埋込式完全人工心臓の問題点として、サイズと耐久性そして解剖学的適合性を満たすデザインがある。上記の機種はサイズに起因する適応限界から2006年4月製造中止となった。したがって日本人など小柄な体格の人への埋め込みも可能な完全人工心臓を開発する必要がある。そこで新しい構造の回転式血液ポンプ(ヘリカルフローポンプ)を用いて永久使用を目指した完全埋込式完全置換型人工心臓の研究開発を行った。このポンプは流入ポートと流出ポートをポンプ周側面に設置し、軸方向に螺旋状の流路をインペラの前後に設けた構造のポンプである。この構造であれば、周側面に流入、流出ポートが開口するために、完全人工心臓をデザインすることが可能となる。インペラは、軸方向には永久磁石の吸引力、周方向には動圧浮上により非接触に支持される。今回は非接触支持機構を持つ試作モデルを製作しポンプとして特性と非接触支持を確認した。試作した左心用ポンプの大きさは外径80mm厚さ35mmであり、1200rpmにて5L、100mmHgを出力し、周方向の浮上距離は60μmを実現できた。