研究開発された技術紹介

医療従事者の負担軽減や医療事故の未然防止に、人工呼吸器の自動化が強く求められている。この実現のためには、患者の口元で使用可能な、これまでにない安全で高精度のﾌﾛｰｾﾝｻｰが必要である。本提案では、高度な成型技術により測定管の安全性を確保し、また、超音波式気体流量・酸素濃度測定機能によりｸﾛｰｽﾞﾄﾞﾙｰﾌﾟ制御用信号を得るという技術で、安全で高精度の自動人工呼吸器用ﾌﾛｰｾﾝｻｰを開発する

安全で高精度のクローズドループ制御式の自動人工呼吸器用フローセンサーを開発
・薄型成形カバーの開発→肉厚0.2mm、耐圧0.2MPa、耐滅菌性能
・異種樹脂一体化成形「装置内蔵用フローセンサー」の開発→既存サイズ(全長125mm、管直径22mm)で安全な測定管(接着剤不使用、0.2MPaでエアーリ－クが無い)
・小径用フローセンサーの開発→サイズ：直径15mm、温度検知精度：0.1℃以内、応答性能：カバーの影響10msec以下
(新技術)
サーミスタを樹脂でカバー後、管成形時に一体化
(特徴)
・安全性確保
・測定精度が高い
⇒患者の口元で使用できるフローセンサーが得られる
⇒人工呼吸器の自動化が可能になる

・厚さ0.2mm、耐滅菌性能の薄型成形カバーを開発
‐温度測定精度0.1℃以内を保ちつつサーミスタを樹脂で覆うカバーを開発
‐解析や3D造形を用いた設計と薄肉インサート成形の技術によりカバーを試作
‐厚さ0.2mmの肉厚、温度検知精度0.1℃以下、耐滅菌性等の目標を達成
・接着剤不使用の装置内蔵用フローセンサーを開発
‐測定管を設計し、カバーをインサート成形し、金型内での異種樹脂一体化成形する装置内蔵用フローセンサーを開発
‐2種類の測定管を評価し、カバーの突出量、カバーと測定管を金型内で異種樹脂の接合の成形条件を決定
‐温度検知精度0.1℃、流量200L/M、酸素濃度0-99%、耐圧0.2MPa、耐滅菌を達成
・患者の状態変化を迅速にレスポンス良く感知できる小径用フローセンサーを開発
‐自動人工呼吸器用の小径用フローセンサーを開発
‐形状を当初予定のストレート形状からL字形状に変更可能な構造とし、患者の口元で状態変化をレスポンス良く感知できる
‐温度測定は精度0.1℃を達成

論文：プラスチック成形加工学会「人口呼吸器用フローセンサーのインサート成形の開発」(H24)、日本機械学会「酸素濃度測定と超音波流量計」(H24)

研究成果は、主に医療機器への利用が想定される。川下企業が行っているHFO人工呼吸器の国際標準規格（ISO)の制定に本事業の試作品が仮採用されている。また、肺活量計の呼気流量測定、在宅医療機器の酸素濃度や流量測定、麻酔器の麻酔ガス濃度測定、への応用が検討されている。

・補完研究完了
・川下企業の行うHFO人工呼吸器の開発事業へ、超音波フローセンサーのサンプル提供している(無償)
・市場での安全性などの実績を得るために、技術応用の可能性がある医療機器への売込みを行っている

・精度向上→温度検知精度0.1℃、流量200L/M、酸素濃度0-99%、耐圧0.4MPa、耐滅菌、等の各種目標を達成
・精度向上→サーミスタが樹脂に覆われることにより、応答性が低下する事が予想されていたが、参画企業の解析技術により、短期間で数値で補足出来た
・耐久性向上→測定管本体の耐滅菌性能については、ポリカーボネートでは限界がある事が分かっていたが、より分子量の多いポリカーボネート材料を選定する事で解決

H30年度には、一定の成果を得られたことで補完を完了している。
・事業化について、川下企業の行う人工呼吸器の開発について、規制・規格改定など、新たに求められる市場の要求課題を解決して、成果品の採用を目指していく。
・成果の技術応用が可能な製品として、リスクレベルの低い「肺活量計、在宅医療機器」に採用されており、安全と高精度について医療機器市場の実績を得て、人工呼吸器などリスクレベルの高い分野へも販路を広げる。