赤血球・血漿分離法を応用した動圧浮上遠心血液ポンプの研究開発

应用红细胞/血浆分离法的动压气浮离心血泵的研制

基本信息

批准号：
14J12429
负责人：
村重智崇
金额：
$ 1.86万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本課題では，赤血球・血漿分離法を応用した動圧浮上遠心血液ポンプの研究開発を行った．本年度は，スパイラルグルーブ動圧軸受におけるプラズマスキミング現象に影響を与えるパラメータの評価およびプラズマスキミング現象と血液ポンプの溶血特性との関係評価を行った．1.軸受隙間内のプラズマスキミング現象がどのような条件下で生じるかを明らかにするため，これまで評価してきた軸受隙間に加え，観察位置およびポンプ流量による影響を評価した．まず，観察位置を軸受半径方向に対して内側，中央，外側と変えて観察を行った．その結果，軸受隙間が40 μm以下の時に観察位置によってスキミング効率が異なることが分かった．本結果をインペラ周速度で整理した結果，同一隙間においては，インペラ周速度が高いほどスキミング効率は向上した．次に，ポンプ流量を回路上の流路抵抗によって変化させてプラズマスキミング現象の評価を行った．その結果，本実験条件下でのポンプ流量が軸受隙間内のプラズマスキミング現象に与える影響は小さいことが分かった．2.高剪断応力が生じやすい軸受隙間でプラズマスキミング現象を生じさせることで，血液ポンプの溶血量が減少するかを評価するため，ヘマトクリットを1.0%に希釈したウシ血液を用いたin vitro溶血試験を行った．その結果，スキミング効率の向上に伴って溶血量は増加する結果となった．溶血量は剪断応力と暴露時間に相関することが報告されている．この実験式の内，暴露時間に関しては各回転数とも非常に短いために無視できるものと仮定し，剪断応力のみに依存する溶血予測比を算出した．この溶血予測比と実溶血比を比較した結果，プラズマスキミング現象が生じている条件では，実溶血比は溶血予測比よりも低い値となった．よって，軸受隙間におけるプラズマスキミング現象は血液ポンプの溶血量を低減する可能性が示唆された．

在本项目中，我们研发了一种应用红细胞/血浆分离方法的动压气浮离心血泵。今年，我们评估了影响螺旋槽动压轴承中血浆撇渣现象的参数，并评估了血浆撇渣现象与血泵溶血特性之间的关系。 1. 为了明确在什么条件下轴承间隙内会发生等离子撇渣现象，除了迄今为止评估的轴承间隙之外，我们还评估了观察位置和泵流量的影响。首先，改变轴承径向的观察位置：内侧、中央、外侧进行观察。结果表明，当轴承间隙为 40 μm 以下时，撇油效率根据观察位置的不同而不同。通过叶轮圆周速度来组织这一结果，对于相同的间隙，随着叶轮圆周速度的增加，撇取效率提高。接下来，我们通过根据电路上的流路阻力改变泵流量来评估等离子体撇渣现象。结果发现，在实验条件下，泵流量对轴承间隙内的等离子体撇渣现象影响不大。 2.使用牛血进行体外溶血试验，将血细胞比容稀释至1.0%，以评估是否通过在可能发生高剪切应力的轴承间隙中产生血浆撇取现象来减少血泵中的溶血量。结果，随着脱脂效率的提高，溶血量增加。据报道，溶血量与剪切应力和暴露时间相关。在这个实验公式中，我们假设暴露时间可以忽略，因为每个旋转速度都很短，并且我们计算了仅取决于剪切应力的溶血预测比。将该预测溶血率与实际溶血率进行比较的结果是，在发生血浆撇渣现象的条件下，实际溶血率低于预测溶血率。因此，有人认为轴承间隙中的血浆撇渣现象可能会减少血泵的溶血量。