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世界初、体内埋設型超小型補助人工心臓実現への夢と苦闘

と   き:2007年10月17日(水)
訪 問 先:(株)サンメディカル技術研究所 本社工場
      (株)ミスズ工業
講   師:代表取締役会長 山崎壮一 氏
      代表取締役社長 山崎俊一 氏
      東京女子医科大学講師 山崎健二氏 
コーディネーター: 相馬和彦氏(元帝人(株)取締役 研究部門長)
 

 平成19年度後半の第三回は、長野県諏訪市にあるサンメディカル技術研究所を訪問した。諏訪市は精密機械部品の集積都市として有名であるが、同研究所も兄弟会社の精密部品製造会社であるミスズ工業の敷地に隣接しており、経営的・技術的にも密接な関係にある。今回のサンメディカル技術研究所は、異業種・独自企業研究会で過去訪問してきたものづくり企業の中でも、埋め込み型補助人工心臓という特異な製品を製造している。精密機械ではあるが、生命維持のために必要不可欠であり、かつ一瞬の誤作動も許容出来ない心臓補助機器であるため、製品のコンセプトを初め、誤作動や不良品の排除、更には認可に至るまでの安全性確認、保険申請など、実用化に至るまでには様々な課題を克服せざるを得ない。
 補助人工心臓の開発の中心となったのは、東京女子医大心臓血管外科の准教授である山崎健二先生であるが、ご家族全員が一丸となってこのプロジェクトを推進している。サンメディカル技術研究所は山崎俊一社長、ミスズ工業は山崎泰三社長といずれもご兄弟が就任し、グループ企業全体をご尊父の山崎荘一会長が纏めている。聞くところによると、本プロジェクトの当初の開発資金は、会長の決断により家族保有株の売却で得た資金を当てたとのことで、家族全員の支援があってこそ今日の成功が可能であったことが分かる。
   当日はまずサンメディカル技術研究所山崎俊一社長のご挨拶があり、ミスズ工業の紹介ビデオおよび「特ダネ」で放映された人工心臓に関するテレビ番組を見た後、グループに分かれて工場見学に移った。
ミスズ工業では金型制作、打ち抜き、メッキ、場合によってはその後の組み立てまで自社で行っている。元々はセイコーの部品供給から出発しているので、大きなものはやっておらず、小さな部品製造を得意としていて、自分で最後まで作り上げることを方針としている。従業員はミスズ工業全体で正社員が約500人、それに臨時社員がプラスされる。工場は国内に三ヶ所、中国に一ヶ所あり、諏訪工場には約300人が働いている。製品群を見せて貰ったが、時計部品から出発したと言うとおり、歯車などの部品も肉眼では細部が良く分からないほど細かい出来であった。工場では一年に二回、自分の好きなものを作って全員で評価する催しが行われているとのことで、ものづくりの原点を大切にしている社風が伺われた。
   サンメディカル技術研究所では、研究開始以来試作した人工心臓が保存されており、技術の進歩がプロペラの形状変化やポンプ・バッテリーの小型化で具体的に理解出来るようになっている。人工心臓はいったん埋め込んだ後は永久使用を目的としているので、部品の寿命には気をつけている。故障を排除するため、製品コンセプトとしてメカニカルで作動するように工夫し、センサーや電気的な作動は避けていて、軸受けは50年、シール部分は25年の耐久試験に耐えるように作られている。血栓防止はMPCの内面コートで対応しているが、MPCが剥がれても血栓は起きにくいようである。羊を使用したテストでは、埋め込み後二年半で人工心臓を取り出して検査したところ、血栓はまったく形成されていなかったとのことである。部品は総て無垢のチタンから削り出したものを使い、製造のクリーン度も10,000から初めて1,000へ上げ、最後の工程では100にしている。一ヶ月に1個しか製造出来ず、製造コストも1個当たり1,300~1,500万円程度と高価であるため、保険申請では1,400万円で申請中である。現在保険がついている米国製は1,310万円なので、性能から言ってもこの位は合理的であろうと考えている。
講演会場へ戻ってから、東京女子医大心臓血管外科准教授山崎健二先生による体内埋め込み型補助人工心臓についての講演をお聞きしたが、医師としての使命感だけでなく、ものづくりのエンジニアとしての視点も極めて高く、ものづくりの本質でも教えられることが多い内容であり感銘を受けた。
   補助型人工心臓は、拡張型心筋症という強心剤も効かなくなった末期の重症心不全の患者が対象となる。拡張型心筋症と診断されると、生存率は6ヶ月で26%、12ヶ月で6%と極めて低い。そのため、人工心臓に頼るか、心臓移植を受けるかしか選択肢がないが、後者は移植用心臓の供給数に限りがあり、移植後も拒絶反応が問題となる。人工心臓は米国でリンドバークが最初に提案し、1935年にプロトタイプが試作され、その後様々な形のものが提案されている。
重症心不全の患者数は、米国で5万~10万人、日本では2,000~3,000人と推定されている。補助人工心臓としては、HeartMateやNovaCoreがあり、薬物治療対比で生存率はアップするが、感染症、装置故障、脳血管障害などの合併症が課題となっている。そのため次世代の人工心臓が提案されており、軸流ポンプタイプではDeBakey、HeartMateなど、遠心ポンプタイプではEverheart(山崎先生)などがある。日本企業としてはサンメディカル技術研究所とテルモが開発しており、サンメディカル技術研究所は国内中心で、テルモは米国・欧州で治験を進めている。
 サンメディカル技術研究所は、1991年に山崎先生の考案した補助型人工心臓を実用化するために設立され、2005年度より臨床試験を開始した。血液を送るポンプは2,000rpmを中心とし、患者毎に微調整した固定回転数に設定する。心臓の血液循環量は患者の運動量によって変動するが、心臓には拍動によって内部に圧力差が生じるため、ポンプの回転数が一定であっても、その圧力差の変動に応じてポンプの循環量が変動する。そのため、ポンプは固定回転数であっても、結果的に患者の心拍数に追随した血液量の調節が出来る仕組みになっている。ポンプは毎分14リットル以上送れるので十分な能力を有している。
   人工心臓の内壁と血液の接触による血液凝固を防止するため、内壁には東大の石原先生の研究成果であるMPC(リン脂質)をコーティングしている。この装置を装着したヤギで823日間の稼動を確認しており、特に血栓の問題は認められていない。
治験プロトコールは、日米共通のものを末期の重症心不全患者で実施中であり、三分の二まで終了している。抗凝固剤としてアスピリン、ワーファリンの投与を併用している。医療費としては、入院中は毎月200万円掛かるが、退院後の自宅療養では毎月2~3万円で済む。治験は第1相が3名、第2相が11名で進めており、脳出血の合併症で亡くなった2名を除き、生存率は6ヶ月で91%、12ヶ月で78%、2年で78%と、強心剤投与(生存率は6ヶ月で26%、12ヶ月で6%)と比較し飛躍的に向上している(Kaplan-Meier法での推算による)。
   2007年6月には医療ニーズの高い医療装置の早期導入対象に選ばれ、7月6日にオーファンデバイスの指定を受けたので、最初の関門は突破した今回の訪問で印象に残ったことを三項目に纏めた。①ニーズは高いが極めて事業リスクの高い目標への挑戦。大企業ではこういうリスクの高い事業を手掛けることは極めて難しい。それに挑戦するのは、これこそまさに「夢」と「志」がなければ不可能である。必ずしも当初は潤沢な資金に恵まれていなかったにも拘わらず、手持ちの株を手放してまで開発資金を捻出したことは、それを雄弁に物語っている。②技術課題の克服。埋め込み型の医療器具では、血栓形成および装置の故障が大きな障害となっている。特に人工心臓のように故障があってはならないような器具は、技術的障害も極めて高い。それを長い時間を掛け、一つ一つ解決していった努力には敬服した。血栓はMPC塗布とシール部の水循環により解決し、故障除去には徹底的なシンプル化で対処したとのことであるが、ものづくりに携わる我々にとっても、設計コンセプトそのものの段階から学ぶことが多い。③このプロジェクトは会長を中心とした3人のご兄弟のチームワークなしには不可能であった。毛利元就の三本の矢のエピソードにもあるように、協力こそ強力な力となる。父親の存在感そのものが弱くなった現在では、非常に珍しい例ではないだろうか。講演中再三示されたように、健二先生はエンジニアとしての見識も極めて高く、心臓外科の専門医である先生がエンジニアとして一流のセンスをどうやって取得したものかに興味を惹かれた。最後のパーティーで伺ったところ、先生はピッツパーグ大学の大学院に留学中、自分が知りたいと思った専門外の学問を積極的に学ぶことに心がけ、医学以外についても習得することが出来た。その後になって人工心臓の開発を始めてからも、自分の知らないこと、必要なことはそれぞれの専門家から積極的に学ぶことを心がけた結果、様々な課題を解決することが出来たとのことであった。「壁は自分で作るものだが、それを除くことは出来ますよ」と穏やかに話された言葉は、技術者としての我々に対するまさに頂門の一針であった。(文責 相馬和彦)

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