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人工臓器部

業績

2018年の業績

研究活動の概要

 人工臓器部では、平成30年度も従来に引き続いて、循環器系人工臓器に関する研究開発を進め、さらに研究開発促進のためのシステム構築についても推進した。患者を救命し社会復帰せしめるための循環器系治療系高リスク医療機器、とくに人工心臓や心肺補助装置などの開発・製品化・臨床応用を目指した活動を行った。実用化を最優先とし、学会・論文発表等の学術的業績のみにとらわれることなく、トランスレーショナルリサーチの成果を国際競争力のある医療機器として迅速に世の中に出し、製品として臨床現場に届けることに重点を置いた活動に注力した。具体的な研究開発としては、1) 体外設置型連続流VADシステムの開発および臨床応用、2) 次世代型ポータブル心肺補助(ECMO)システムの開発、の2点を中心に推進した。

 研究開発のフレームとしては、平成25~28年度は、スーパー特区事業におけるNEDOの「基礎研究から臨床研究への橋渡し促進技術開発/次世代型高機能血液ポンプシステムの研究開発」(NEDO橋渡し研究)の代表的成果物である、世界初の動圧浮上方式の高耐久性遠心血液ポンプをコア技術とした「Bridge to Decision(BTD)目的の体外設置型連続流VADシステム」のトランスレーショナル開発研究について、これを中核シーズの1つとする厚生労働省の「早期・探索的臨床試験拠点整備事業」およびかかる新規機器に対する評価ガイドライン作成などを主な研究課題とする「革新的医薬品・医療機器・再生医療製品実用化促進事業」を通じて研究開発を推進した。そして、平成29年度10月より開始した「BTD目的の体外設置型連続流VADシステム」については、当センター単施設での医師主導治験を平成30年5月に完了した。また「次世代型ポータブルECMOシステム」については、平成29年度に日本医療研究開発機構(AMED)の補助事業名である「医工連携事業化推進事業」に新たに採択され(3年間)、平成30年度も平成31年度の治験開始を目指した開発を継続した。

2018年の主な研究成果

 NEDO橋渡し研究のもとで開発を進めた、動圧浮上式非接触回転型連続流ポンプである高耐久性ディスポ遠心ポンプ(BIOFLOAT-NCVC)については、研究開発担当企業から製造販売担当医療機器メーカーの連携企業への技術移転が完了し、その連携企業から平成27年に体外循環用として薬事申請が行われ、平成28年には製造販売承認を取得した。これをコアパーツとして用いた「BTD目的の体外設置型連続流VADシステム」は「早期・探索的臨床試験拠点整備事業」のシーズ研究として認定され、PMDA相談下で平成29年度には非臨床試験最終評価段階に入って安全性試験や耐久性試験、長期in vivo評価を完了し、平成29~30年度は臨床治験と平行する形で追加的な超長期間試験(承認申請標榜使用期間30日に対して最長90日までのin vivo評価)を進めた。臨床治験に関しては、PMDAの治験相談を経て、平成29年10月より当センターでの単施設医師主導治験「体外設置型連続流補助人工心臓システム「BR16010」を用いた重症心不全患者に対する補助循環法の安全性及び有効性に関する単施設単一群治験(NCVC-BTD_01)」として臨床治験(治験責任医師:福嶌教偉移植医療部長)を開始した。平成30年5月には、治験予定9症例全例を極めて良好な成績で完了し、その結果を非臨床試験成績とともに企業(ニプロ社)に導出し、製造承認申請の準備に取りかかった。

 一方、次世代ECMOシステムに関する研究では、当部が開発した長期耐久性と抗血栓性に優れた革新的人工肺BIOCUBEと上記のBIOFLOAT-NCVC遠心ポンプを組み合わせて小型パッケージ化した持ち運び可能な高機能超小型ECMOシステムの開発を進めており、平成29年度には最終試作を完成させた。酸素ボンベを含めて総重量7kg以下の手荷物サイズのECMOシステムで、スタンドアローンで1~2時間の連続駆動が可能な革新的システムである。この開発に関して、平成26年度に採択されたAMED早期探索的・国際水準臨床研究事業「救急使用~安全な長期使用が可能な世界最小・最軽量・最高性能の次世代型心肺補助システムの開発・臨床応用と製品化・世界展開」は平成28年度が最終年度であったが、平成29年度には新たに、臨床治験の計画も組込んだAMEDの補助事業である「医工連携事業化推進事業」で課題名「世界最小最軽量の高機能次世代型心肺補助システムの開発・事業化」として採択された。平成29~30年度は開発目標装置の最終形完成に加えてPMDA相談も進め、慢性動物実験評価も含めた非臨床試験を進めるとともに、平成31年度中の医師主導治験の開始を見据えた当センター内での体制整備(人工臓器部、移植医療部、臨床試験推進センター、データサイエンス部、心臓血管外科、小児心臓血管外科)と具体的な治験準備を進めた。平成30年度の長期動物試験に関しては、PMDAとの相談の元で、機器使用の標榜期間である2週間の2倍の期間に当たる4週間の長期試験をQMS下で進めた。

研究業績

  1. Iizuka K, Katagiri N, Takewa Y, Tsukiya T, Mizuno T, Itamochi Y, Kumano K, Tatsumi E. Evaluation of the Novel Centrifugal Pump, CAPIOX SL, in Chronic Large Animal Experiments. Artificial Organs. 42, 835-841, 2018.
  2. Akiyama D, Nishimura T, Sumikura H, Iizuka K, Mizuno T, Tsukiya T, Takewa Y, Ono M, Tatsumi E. Accurate Method of Quantification of Aortic Insufficiency During Left Ventricular Assist Device Support by Thermodilution Analysis: Proof of Concept and Validation by a Mock Circulatory System. Artificial Organs. 42, 954-960, 2018.
  3. Takewa Y, Sumikura H, Kishimoto S, Naito N, Iizuka K, Akiyama D, Iwai R, Tatsumi E, Nakayama Y. Implanted In-Body Tissue-Engineered Heart Valve Can Adapt the Histological Structure to the Environment. Asaio Journal. 64, 395-405, 2018.
  4. Fukushima N, Tatsumi E, Seguchi O, Takewa Y, Hamasaki T, Onda K, Yamamoto H, Hayashi T, Fujita T, Kobayashi J. Assessment of Safety and Effectiveness of the Extracorporeal Continuous-Flow Ventricular Assist Device (BR16010) Use as a Bridge-to-Decision Therapy for Severe Heart Failure or Refractory Cardiogenic Shock: Study Protocol for Single-Arm Non-randomized, Uncontrolled, and Investigator-Initiated Clinical Trial. Cardiovascular Drugs and Therapy. 32, 373-379, 2018.
  5. Ishii D, Enmi JI, Iwai R, Kurisu K, Tatsumi E, Nakayama Y. One year Rat Study of iBTA-induced "Microbiotube"Microvascular Grafts With an Ultra-Small Diameter of 0.6 mm. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 55, 882-887, 2018.
  6. Sukumaran V, Tsuchimochi H, Fujii Y, Hosoda H, Kangawa K, Akiyama T, Shirai M, Tatsumi E, Pearson JT. Ghrelin Pre-treatment Attenuates Local Oxidative Stress and End Organ Damage During Cardiopulmonary Bypass in Anesthetized Rats. Frontiers In Physiology. 9, 196, 2018.
  7. Nakayama Y, Oshima N, Tatsumi E, Ichii O, Nishimura T. iBTA-induced bovine Biosheet for repair of abdominal wall defects in a beagle model: proof of concept. Hernia. 22, 1033-1039, 2018.
  8. Naito N, Nishimura T, Iizuka K, Takewa Y, Umeki A, Ando M, Ono M, Tatsumi E. Rotational speed modulation used with continuous-flow left ventricular assist device provides good pulsatility. Interactive Cardiovascular and Thoracic Surgery. 26, 119-123, 2018.
  9. Togo K, Takewa Y, Katagiri N, Fujii Y, Yamashita AC, Tastumi E. Optimal drainage cannula position in dual cannulation for veno-venous extracorporeal membrane oxygenation. International Journal of Artificial Organs. 41, 867-871, 2018.
  10. Kishimoto S, Takewa Y, Tsukiya T, Mizuno T, Date K, Sumikura H, Fujii Y, Ohnuma K, Togo K, Katagiri N, Naito N, Kishimoto Y, Nakamura Y, Nishimura M, Tatsumi E. Novel temporary left ventricular assist system with hydrodynamically levitated bearing pump for bridge to decision: initial preclinical assessment in a goat model. Journal of Artificial Organs. 21, 23-30, 2018.
  11. Mizuno T, Tsukiya T, Takewa Y, Tatsumi E. Differences in clotting parameters between species for preclinical large animal studies of cardiovascular devices. Journal of Artificial Organs. 21, 138-141, 2018.
  12. Naito N, Takewa Y, Kishimoto S, Iizuka K, Mizuno T, Tsukiya T, Ono M, Tatsumi E. Preclinical animal study of the NIPRO-ventricular assist device for use in pediatric patients. Journal of Artificial Organs. 21, 156-163, 2018.
  13. Iizuka K, Nishinaka T, Naito N, Akiyama D, Takewa Y, Yamazaki K, Tatsumi E. Left heart pressures can be the key to know the limitation of left ventricular assist device support against progression of aortic insufficiency. Journal of Artificial Organs. 21, 265-270, 2018.
  14. Terazawa T, Nishimura T, Mitani T, Ichii O, Ikeda T, Kosenda K, Tatsumi E, Nakayama Y. Wall thickness control in biotubes prepared using type-C mold. Journal of Artificial Organs. 21, 387-391, 2018.
  15. Iizuka K, Nishinaka T, Akiyama D, Sumikura H, Mizuno T, Tsukiya T, Takewa Y, Yamazaki K, Tatsumi E. The angle of the outflow graft to the aorta can affect recirculation due to aortic insufficiency under left ventricular assist device support. Journal of Artificial Organs. 21, 399-404, 2018.
  16. Okuyama H, Umeda S, Takama Y, Terasawa T, Nakayama Y. Patch esophagoplasty using an in-body-tissue-engineered collagenous connective tissue membrane. Journal of Pediatric Surgery. 53, 223-226, 2018.
  17. Sawa Y, Matsumiya G, Matsuda K, Tatsumi E, Abe T, Fukunaga K, Ichiba S, Kishida A, Kokubo K, Masuzawa T, Myoui A, Nishimura M, Nishimura T, Nishinaka T, Okamoto E, Tokunaga S, Tomo T, Tsukiya T, Yagi Y, Yamaoka T. Journal of Artificial Organs 2017: the year in review. Journal of Artificial Organs. 21, 43472, 2018.
  18. Motomura T, Tuzun E, Yamazaki K, Tatsumi E, Benkowski R, Yamazaki S. Preclinical evaluation of the EVAHEART 2 centrifugal left ventricular assist device in bovines. Asaio Journal. Epub, 2018.
  19. 築谷 朋典. 植込み型人工心臓の運転管理方法. 計測と制御. 57, 588-592, 2018.
  20. 伊達 数馬, 西村 隆, 武輪 能明, 岸本 諭, 荒川 衛, 梅木 昭秀, 安藤 政彦, 水野 敏秀, 築谷 朋典, 小野 稔, 巽 英介. Shifting the pulsatility by increasing the change in rotational speed for a rotary LVAD using a native heart load control system. 人工臓器. 47, 21-23, 2018.
  21. 住倉 博仁, 中山 泰秀, 大沼 健太郎, 武輪 能明, 巽 英介. Development of a stent-biovalve with round-shaped leaflets: in vitro hydrodynamic evaluation for transcatheter pulmonary valve implantation (TPVI). 人工臓器. 47, 24-26, 2018.
  22. 秋山 大地, 水野 敏秀, 築谷 朋典, 武輪 能明, 巽 英介. 熱希釈法を用いた補助人工心臓装着患者における大動脈弁閉鎖不全定量法の開発. 人工臓器. 47, 33-34, 2018.
  23. 河島 毅之, 梅野 惟史, 岡本 啓太郎, 和田 朋之, 首藤 敬史, 寺澤 武, 中山 泰秀, 穴井 博文, 巽 英介, 宮本 伸二. 生体内組織形成術(IBTA)による大動脈弁再建術の開発. 日本心臓血管外科学会雑誌. 47, 29-33, 2018.

過去の業績

最終更新日:2021年10月01日

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