医療 MEDICAL

人工呼吸器不足が世界を直撃!供給を支える“車”と“掃除機”⁉︎

Yuka Shingai

新型コロナウィルスという未曽有の事態において、日々最前線に立つ医療従事者や医療機関を救うべく、いま、世界中の企業が動き出している。 患者の命綱にもなり得る人工呼吸器の製造・開発に関わる企業の取り組みを2回に渡ってお送りする。

F1チームや自動車メーカー
航空会社が人工呼吸器の製造にジョイン

コロナウィルスの感染拡大が大きく報じられてきた欧州の中でも、ボリス・ジョンソン首相や保健相など、主要な閣僚や担当者の感染が相次いだイギリス。男子ゴルフの全英オープンやウィンブルドン選手権、グランストンベリー・フェスティバルなどスポーツや音楽の大型イベントも開催中止となるなど大きく打撃を受ける中、F1チームが大きな活躍を見せている。

開発拠点を英国に持つレッドブル・レーシング、レーシング・ポイント、ハース、マクラーレン、メルセデス、ルノー、ロキット・ウィリアムズ・レーシングの7つのF1チームから成る「プロジェクト・ピットレーン」が始動し、英政府より要請を受けて人工呼吸器の製造に協力することとなった。

同プロジェクトがフォーカスする3つのワークストリームは、既存の医療機器のリバースエンジニアリング、既存の人工呼吸器の製造サポート、新機器の早急なデザインと製造。ロールスロイス、エアバス、BAEシステムズ、フォード、シーメンスなど14社が加わったコンソーシアム「Ventilator Challenge UK」の一部として、麻酔機器メーカーのPenlonとエンジニアリング企業のスミスグループが製造した既存の人工呼吸器の増産にあたって、1万台の受注を受け、生産がすでにスタートしている。

メルセデスが生産に協力した呼吸器「CPAP」

参加企業であるメルセデスが現在急ピッチで生産を進める機器、「CPAP (Continuous Positive Airway Pressure=持続的気道陽圧)」もそのひとつ。この人工呼吸器は、非侵襲的人口呼吸器と呼ばれるもので、自発呼吸に合わせ、鼻や口につけたマスクから気道を広げるための空気と足りなくなった酸素を持続的に送り込むことで、気道を開き、肺に届く酸素量を増やすものだ。一口に人口呼吸器と言っても呼吸機能の低下レベルにより様々なものがあり、このタイプは、弱いながらも残る患者の呼吸に合わせ空気を送り込むサポートを酸素吸入とともに行うことで換気の改善をする。

そのため、(手術のワンシーンにあるような) 気管にチューブを挿れるなど重篤な換気不全を管理するタイプの呼吸器に比べ、必要な医療スタッフの数や医療的処置の負担も少なくすみ、極めて重篤な患者を管理する集中治療室のベット数も最小限に抑えることができる。またイタリアからはこのCPAPで手当てを受けた患者の約50%が気道確保のための気管挿入などといった侵襲的処置を避けられたという報告も上がっている。

共同開発に携わったメルセデスは、装置の設計図を他メーカーに向けて無償公開する旨を発表、世界中での量産を後押しする一手となっている。

ハイパワー家電のダイソンは
10日で人工呼吸器を完成!

同じくイギリスでは、掃除機や扇風機、ドライヤーなどで知られるダイソンも人工呼吸器の政府の依頼を受け、製造に乗り出した。同社がすでに保持していたデジタルモーター技術をベースにしてわずか10日で完成させた人工呼吸器はベッドに取り付けられる、持ち運び可能なタイプ。
英政府からは1万台の生産受注を受けているが、追加で5,000台(うち1000台は英国内に)を寄贈することを誓約している。

政府及び医薬品・医療製品規制庁のMHRAから生産プロセスの承認を受ける必要がある点が既存製品との相違点だが、デザインの時点でヘルスケア企業やMHRAの識者を巻き込んでいたことから承認のスピードも速くなるだろうというコメントもあり、ダイソンならではのハイパワーをここでも期待したい。

人工呼吸器の不足が世界中で叫ばれるいま、製造業としての知見、ネットワークが最大限に活かされることを願う。

(text: Yuka Shingai)

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血栓除去がスムーズに!血管内をスルスル移動するロボット「Robotic-thread」

HERO X 編集部

赤い液体の入る管状の通路をするすると移動していく物体。ミミズやヘビを連想させるこの物体、実はロボット。マサチューセッツ工科大学のエンジニアが開発を進める血管の中を自在に移動できるロボットデバイス「Robotic - thread」(糸ロボット)は、動脈硬化などで現れる血栓を取り除くことを目的に、開発が進められている。

同大学の准教授Xuanhe Zhao氏によれば、脳卒中はアメリカで5番目に多い死因。急性脳卒中の場合「発生から90分以内に治療できれば、患者の生存率が大きく上がる可能性がある」と話す。この敏速な治療のために期待がかかっているのが、研究を進めている糸型のロボットデバイス。これまで、血栓を取り除くために使われてきたのはカテーテルと呼ばれる管状のものだが、糸型ロボットはこのカテーテルよりも小さく、しかもより狭い所への侵入が可能だという。操作に使うのは磁力。動画でもシルバーの塊をかざしてロボットデバイスの向きを変えていく映像が見られるが、このように磁力によって動かせるため、カテーテルよりも扱いやすいという特徴もあるらしい。

これまでのカテーテルによる治療では、医師がその手でカテーテルを操り血管内へと進めていた。血栓まで素早く辿りつけるかどうかはまさに医師の手腕にかかる。糸型ロボットデバイスも自走するわけではないため、人による操作は必要となるが、外側から磁気で操ることができるため、血管内を移動させる技術の習得がこれまでのカテーテルよりも容易になり、血管内を早く進めることができるという訳だ。このデバイスの実現は、わたしたち日本の医療にも大きく関わる。日本を含む東アジアでは、脳卒中を起こす割合が他と比べて高いといわれており、国内の死因原因ランキングを見てみても、堂々の第3位。死亡とまではいかずとも、脳卒中が原因で後遺症として麻痺が残るケースも少なくない。血栓がスムーズに取り省けるようになるとすれば、これら後遺症を防ぐことにも繋がるはずだ。糸型ロボットデバイスの研究成果を期待したい。

 [TOP動画引用元:http://news.mit.edu/2019/robot-brain-blood-vessels-0828

(text: HERO X 編集部)

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