東京大学の研究グループがPTC Creo(R)で完全置換型人工心臓の開発を推進

PR TIMES / 2014年11月19日 10時6分

【2014年11月18日】PTC(本社:米国マサチューセッツ州、Nasdaq: PTC、社長兼CEO:ジェームス・E・へプルマン)の日本法人であるPTCジャパン株式会社(本社:東京都新宿区、代表取締役社長:桑原 宏昭)は、本日、人工心臓開発のパイオニアである東京大学大学院医学系研究科の研究グループが完全置換型人工心臓の開発に設計ソフトウェアであるPTC Creo(R)を活用していることを発表しました。同大学では1959年から人工心臓の研究が実施され、1970年からは動物実験が進められてきました。PTC Creoの高度な3Dモデリング機能は、2016年までに体内完全埋込式完全置換型人工心臓を完成させるという研究チームの目標を達成する上で、非常に重要な要素となっています。



世界保健機関(WHO)によると、心不全の患者数は世界全体で2,000万人、新たに罹患する患者数は年間200万人と推定されています。心臓移植手術は世界で年間約5,000件実施されており、日本における患者の平均待機時間は981日と報告されています。この心臓疾患の増加と深刻なドナー不足が人工心臓研究の原動力となっており、既存の心臓に完全に置き換わる埋め込み型人工心臓の開発は、医療分野のブレークスルーとなります。

人工心臓には、心臓を切除して置換する完全置換型人工心臓(TAH)と、機能不全の心臓に装着してポンプ機能を補助する補助人工心臓(VAD)の2種類があります。東京大学人工心臓開発チームは、PTC Creoを用いて、完全置換型人工心臓を中心とした総合的な研究開発を推進しており、現在研究開発中の体内埋込式完全置換型人工心臓は、血液を潤滑媒体とするインペラーの非接触浮上(動圧軸受)により耐久性の著しい向上が見込まれています。2008年には、体内埋込式完全置換型人工心臓としては日本国内最長生存記録の153日を達成しました。体外に血液ポンプと駆動装置を置く空気圧駆動方式の完全置換型人工心臓では、最長532日の生存実績があり、動物実験としては世界最長生存記録があります。

東京大学では2003年よりPTC Creoの前身であるPro/ENGINEER(R)設計ソリューションを活用しており、2012年にPTC Creoを導入しました。PTCのCADソリューション導入の背景として、次世代の完全置換型人工心臓の開発においては回転型非接触血液ポンプを使用しますが、動圧軸受の安定性向上に注力することでデバイス全体の性能・効率・耐久性を高め、血流を改善するポンプの形状を目指す上で視覚的な情報共有が必要であったことが挙げられます。また、PTC Creoの3Dモデリング機能は、切削加工や数値流体解析を用いたシミュレーションの実施時にも大きな役割を担っています。2014年10月には、PTC Creoを活用して導圧軸受の安定性の大幅な向上と、溶血や血栓の問題のさらなる改善を実現しました。PTC Creoは、日常的な議論においても3Dモデルの断面図や動画により、視覚的にわかりやすい資料の作成と共有が可能になっています。

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