人工心筋

人工心筋とは

人工心筋とは、心筋を模倣し、収縮機能を持つ人工的な臓器を指します。その機能は、主に人々の心臓の役割を補助することにあります。また、再生医療の手法を用いた「再生心筋」も同様に人工心筋と呼ばれることがありますが、これは生きた細胞を使用するため、人工臓器とは異なる特性を持っています。近年、特にメカニカルな人工心筋への関心が高まっています。このタイプの人工心筋は、人間や動物の細胞を用いないため、倫理的な問題が少なく、開発が進めやすい特徴があります。

歴史的背景

人工心筋の開発は1980年代に始まりました。当初、空気圧駆動型の人工心筋は長期にわたる動物実験で成功を収めたものの、日本においてはその後の臨床試験が進まない状況が続きました。アメリカでは、心室全体を覆う「心室カップ」に関連する研究が進められたほか、オーストラリアでは空気圧駆動のサック型人工心筋の研究も行われ、良好な結果が報告されています。

日本では、その後、エレクトロハイドローリック方式の開発が始まり、アクチュエータを肋間に固定する方法による埋め込み型人工心筋の研究が進められました。例えば、東北大学では右心補助のための空気圧駆動型補助心筋が開発され、埼玉県では左心補助が試みられ、専門家同士の活発な議論が交わされました。

最近の進展

近年、ナノテクノロジーの進展に伴い、心筋の代替として高い耐久性と収縮性を持つ「バイオメタル」などの人工筋肉が開発されています。これにより、完全埋め込み型の新しい人工内臓技術が提案され、現在、東北大学加齢医学研究所で山羊を使用した動物実験が進行中です。この新たなシステムは、ナノテクノロジーによって作られた形状記憶合金を基盤とし、経皮エネルギー伝送技術を用いています。これにより、心臓機能が低下した部分を直接サポートすることができ、血液との接触がないため血栓の懸念も少なくなるという利点があります。

この新世代の人工心筋は、次世代型の人工内臓として期待されており、ナノテクノロジーがもたらした飛躍的な進歩が見込まれています。また、ナノテクを駆使した分子結晶配列制御による「バイオメタル」は、従来の形状記憶合金と比べて数千倍の耐久性を持っていることから、この分野における技術革新を象徴する存在となっています。

参考情報

外部リンク

• - トキ・コーポレーション株式会社

「バイオメタルファイバー」及び「バイオメタルヘリックス」製造・販売会社

もう一度検索