広島大学生体システム論研究室では約10年前から人工心肺に関する研究を開始し，博士課程修了生の岡原 重幸先生（純真学園大学保健医療学部教授），高橋 秀暢先生（広島国際大学保健医療学部講師），宮本 聡史さん（広島大学病院診療支援部臨床工学部門部門長），博士課程D2の吉野 将さん（広島大学病院診療支援部臨床工学部門）らとともに，血液粘度推定，人工心肺装置の自動制御，血中マイクロバブル発生数の推定などの研究課題に取り組んできました．
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/17855

2024年11月，岡原 重幸先生と曽 智先生を中心に赤血球の突出型形態変化（エキノサイトーシス）ステージと人工心肺灌流中の血液粘度との相関解析に成功し，ASAIO Journalに論文が掲載されました．ASAIO JOURNALは1955年に創刊されたthe American Society for Artificial Internal Organs (ASAIO，米国人工内臓学会)の論文誌で，人工臓器の研究開発をカバーする査読付きの医学専門誌です．Web of Scienceの”TRANSPLANTATION”というカテゴリーのQ1ジャーナル（Journal Citation Indicatorによるランキング）です．

今後も本研究チームとともにこれまでの研究成果を発展的に統合し，自動制御可能でさまざまな機能を備えた人工心肺システム「スマートCPB (cardiopulmonary bypass)」の実現と臨床応用につなげていければと思っています．ひきつづきよろしくお願いします．

————————————————————————-
180. Correlation analysis between echinocytosis stages and blood viscosity during oxygenator perfusion: an in vitro study
Shigeyuki Okahara, Satoshi Miyamoto, Zu Soh, Masaru Yoshino, Hidenobu Takahashi, Hideshi Itoh, and Toshio Tsuji
ASAIO Journal, 70(11), pp.938-945, DOI: 10.1097/MAT.0000000000002214, November 2024. (SCI, IF=3.1)
URL

<論文内容>
The study aimed to investigate the effect of red blood cell (RBC) morphology on oxygenator perfusion, focusing on stages of echinocytosis and their correlation with blood viscosity. A test circuit with an oxygenator and human RBC mixtures was used to induce changes in RBC shape by increasing sodium salicylate concentrations (0, 10, 20, 30, 60, and 120 mmol/L), while hematocrit, blood temperature, and anticoagulation were maintained. Blood viscosity was measured using a continuous blood viscosity monitoring system based on pressure-flow characteristics. Under a scanning electron microscope, the percentages of discocytes, echinocytes I?III, spheroechinocytes, and spherocytes were determined from approximately 400 cells per RBC sample. Early echinocytes, mainly discocytes and echinocytes I and II in the range of 0-30 mmol/L were predominant, resulting in a gradual increase in blood viscosity from 1.78±0.12 to 1.94±0.12 mPa s. At 60 mmol/L spherocytes emerged, and at 120 mmol/L, spheroidal RBCs constituted 50% of the population, and blood viscosity sharply rose to 2.50±0.15 mPa s, indicating a 40% overall increase. In conclusion, the presence of spherocytes significantly increases blood viscosity, which may affect oxygenator perfusion.

本研究の目的は，赤血球（RBC）の形態変化が人工心肺灌流に及ぼす影響を，エキノサイトーシス（突出型形態変化）の段階と血液粘度との相関に着目して調べることであった．人工心肺とヒト赤血球混合液を備えた試験回路を用い，ヘマトクリット値，血液温度，抗凝固療法を維持したまま，サリチル酸ナトリウム濃度（0，10，20，30，60，120mmol/L）を上昇させることにより，赤血球形状の変化を誘導した．血液粘度は，我々が開発した圧力-流動特性に基づく連続血液粘度モニタリングシステムを用いて測定した．走査型電子顕微鏡で，赤血球サンプルあたり約400個の細胞から，円板細胞，エキノサイトI, II, III，球棘細胞，球状赤血球の割合を測定した．0-30mmol/Lの範囲では，主に円板細胞，エキノサイトIおよびIIといった初期のエキノサイトが優勢であり，その結果，血液粘度は1.78±0.12から1.94±0.12mPasへと徐々に上昇した，60mmol/Lでは球状赤血球が出現し，120mmol/Lでは球状赤血球が集団の50％を占め，血液粘度は2.50±0.15mPasへと急激に上昇し，全体として40％の上昇を示した．結論として，球状赤血球の存在は血液粘度を著しく上昇させ，酸素灌流に影響を及ぼす可能性がある．
————————————————————————-