体外循環補助装置の安心・安全な中長期使用を実現するための血球性状評価技術の開発

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本研究は，体外循環補助装置に搭載される血液ポンプおよびその構成要素の血液適合性評価に適用可能な血球性状評価法を確立することを目標としている．良好な血液適合性を有する循環器デバイスの開発と安全な体外循環管理を実現するために，医療機器開発段階から臨床使用段階まで適用可能な血球性状評価法の開発を進め，2022年度中に以下の成果を得た．【血球脆弱性評価】循環回路中の非崩壊血球に着目し，その脆弱性の変化について調べた．その結果，循環時間の経過とともに見かけの血球脆弱性が単調に亢進せず，低下する時相が存在することを確認した．この結果について説明するために，血中には低脆弱から高脆弱まで脆弱性の異なる血球が存在し，このうち高脆弱の血球が優先的に溶血したことで血球全体の見かけの脆弱性が低下したという仮説を立て，この検証を行った．血球に与える負荷を定量的に調整可能な装置であるエレクトロポレータを使用し，血球分散液に印加する電界強度を変化させ，血球の見かけの脆弱性の変化を調べた．その結果，見かけの脆弱性は低電界強度の条件（1900 V/cm）で低下，高電界強度（3300 V/cm～）の条件において亢進することを確認し，上記の仮説をサポートする結果を得た．【自動採血装置】体外循環装置を用いた実験を行うために，循環回路からの採血を自動化する装置を設計，製作した．これにより，シリンジを用いた採血時に血球に与える負荷を一定にすることが可能となった．また，採血ポートの洗浄を含めて自動化し，臨床用装置の試作機としての役割を果たすものができた．【光散乱シミュレーション】光学的血球損傷度評価における低張曝露による血球体積の増加および血球内部ヘモグロビン濃度の低下を反映した，血球分散液の光散乱シミュレーション法を確立した．