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ホーム  > 生体システム分野  > 研究テーマ  > 人工心臓の研究

人工心臓の研究

1) 人工心臓の研究

a) 成人用、体外式、磁気浮上遠心血液ポンプの研究開発:成人を対象とした短期~中長期体外設置可能な人工心臓システムの開発研究を行う。人工心臓としては、流入・流出弁を要せず、小型化が可能な連続流血液ポンプを対象に、CAD/CAM設計・加工、InVitro性能評価、耐久試験、InVivo動物実験を行い、臨床応用可能なシステムの実現を目指す。インペラーを非接触式に回転可能な磁気浮上式遠心血液ポンプの開発を目指す。体重70-90Kgの仔牛を用い、実験期間は、60~90日を目指す。本プロジェクトは、科学技術振興機構(JST)の大学発ベンチャー創出事業として、平成20年度からスタートし、ゴールは、1ヶ月間、安全な循環補助が可能な循環補助デバイスの研究開発を目指す。現在までに、2頭60日間、1頭46日間、1頭35日間の成果を得ている。現在、企業化に向け、検討中である

First 60 day successful study with a mag-lev centrifugal blood pump, MedTech Dispo

MedTech Dispo placed back of a calf

MedTech Dispo after 60 days pumping in a calf, showing clean surface without thrombus formation

b) 小児用、体外式、小型、遠心血液ポンプ TinyPumpの研究開発:本研究は、先天性並びに後天性小児心疾患の治療において、合併症の軽減、QOL(Quality of life)の向上、心機能の診断並びに次なる治療手段の構築を可能にする (bridge-to-bridge又はbridge-to-decision)(図1)小型、ウエアラブルな遠心式補助人工心臓システムの開発に必要な1)ポンプ素材、成形法、血液接触面処理方法の研究、2)回転する羽根車を非接触の状態に支える流体動圧軸受の研究、3)薄型、高効率ディレクトドライブDCブラッシュレスモータの研究、4)ポンプ流量、ヘマトクリット、溶血量並びにポンプ消費電力の非侵襲的計測方法の研究を推進し、5)体重10~15Kgの芝ヤギにおいて、最低3ヶ月間、安全・有効な左心バイパスを立証し、小児用、補助人工心臓の臨床応用並びに実用化のための基盤を形成することを目的とする。
 現在までの成果:2008年度より、体重10-15kgの芝ヤギを用い、左心補助循環の実験を開始した。回転するインペラーの構造、ポンプハウジング、磁気カプリング力、ポンプ内流体隙間等の調整を行い、実験を継続した結果、2頭において30日間の生存を得た。剖検を行なったところ、ポンプ内には、一切血栓形成を認めず、重要臓器にも梗塞は認めなかった。現在、3ヶ月間の安全な循環補助を目指し、研究を継続している。

Assembled TinyPump with driver

Pump head without driver

A Shiba-goat implanted with a TinyPump kep in a cage. The flow meter indicates pump flow of 1.14 L/min.

A TinyPump mounted back of a goat showing how the pump is accessed to blood