動圧軸受非接触回転方式遠心ポンプによる小型高性能植込型左室補助人工心臓の開発

使用流体动力轴承非接触式旋转离心泵开发紧凑型高性能植入式左心室辅助人工心脏

• 批准号: 21H03018
• 负责人: 西中 知博
• 金额: $ 10.82万
• 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 Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03018/
• 关键词: 心不全; 補助人工心臓; 遠心ポンプ

本研究開発では、重症心不全に対する治療の発展に貢献することを目標に、左室補助人工心臓血液ポンプとしての動圧軸受非接触回転方式遠心ポンプの長期耐久性・抗血栓性・生体適合性の確保と本ポンプを用いた患者体内植込みを可能とする小型高性能左室補助人工心臓血液ポンプ・システムの開発を目指している。長期耐久性等を確保するためにポンプケーシングをチタン製とした動圧軸受非接触回転方式遠心ポンプの製作を行った。インペラ（羽根車）はポリカーボネート製とした。本動圧軸受非接触回転方式遠心ポンプに対して各種試験等による検討を施行している。この動圧軸受非接触回転方式遠心ポンプを模擬循環回路に接続し、モデル左室による拍動流下に100時間までの循環試験を行い、連続ポンプ駆動が可能であること及び課題が示された。動物血液を充填した模擬循環回路において左室補助人工心臓条件で循環試験を行い、発生する溶血は許容範囲内であることが示された。生体内評価試験として大型動物を用いた動物実験を施行している。左開胸、心拍動下に左心室脱血、大動脈送血にて左室補助人工心臓としての装着術を施行し、脱血・送血システムを血液回路に接続して体外に導き、動圧軸受非接触回転方式遠心ポンプに接続する体外設置型左室補助人工心臓形式とした。抗血栓療法はヘパリンの持続投与によって行った。これまでの試験において、最長２か月超の動物実験における動圧軸受非接触回転方式遠心ポンプの連続駆動を達成した。許容範囲を超える溶血、動圧軸受非接触回転方式遠心ポンプ起因の血栓は観察されていない。送血・脱血システム等を含む左室補助人工心臓システムの長期耐久性・抗血栓性・生体適合性等に関する課題が示された。

在这项研究和开发中，我们的目标是通过提高流体动力轴承非接触式旋转离心泵作为左心室辅助人工心脏血液的长期耐用性、抗血栓特性和生物相容性，为严重心力衰竭治疗的发展做出贡献我们的目标是开发一种紧凑、高性能的左心室辅助人工心脏血泵系统，可以使用该泵植入患者体内。为了确保长期耐用性，我们制造了带有钛泵壳的动压轴承非接触式旋转离心泵。叶轮由聚碳酸酯制成。我们正在对这种动压轴承非接触式旋转离心泵进行各种测试和其他研究。该流体动压轴承非接触式旋转离心泵连接到模拟循环回路，并使用模型左心室在脉动流下进行长达 100 小时的循环测试，证明连续泵运行是可能的，并且存在问题得到解决。在左心室辅助人工心脏条件下，在充满动物血液的模拟循环回路中进行循环测试，发生的溶血显示在可接受的范围内。我们正在使用大型动物进行动物实验作为体内评估测试。进行左胸切开术，在心脏跳动的同时取出左心室血液，利用主动脉供血安装左心室辅助人工心脏。将血液取出和供血系统连接到血液回路并引导到体外，是一种与非接触式旋转轴承离心泵连接的体外左心室辅助装置。通过持续给予肝素进行抗血栓治疗。迄今为止的测试中，我们已经在动物实验中实现了动压轴承非接触式旋转离心泵的连续运行长达两个月。未观察到动压轴承非接触旋转离心泵引起的过度溶血或血栓。确定了左心室辅助人工心脏系统（包括血液输送和血液排出系统）的长期耐用性、抗血栓特性、生物相容性等相关问题。