群馬大学｜小児重症心不全患者を救いたい！超小型人工心臓の開発

 

 

超小型磁気浮上モータを用いた
長期間使用でき、体内に埋め込める小児用人工心臓の開発へ！

 

はじめまして、群馬大学 大学院理工学府電子情報部門 准教授の栗田伸幸と申します。大学時代から一貫して「磁気力」を利用した産業応用機器の研究開発に取り組んでいますが、現在私は「人工心臓」についての研究を行っています。

 

心不全など、薬での治療も難しい重度の循環器の患者さんの命を救うためには「心臓移植」が有効です。しかしながら、心臓移植が必要になり実際にドナーが見つかり移植できるまでには平均4年間※1と多くの時間が必要です。その「待つ時間」に重要なのが「人工心臓」です。

 

特に小児の心臓移植はドナーが少ないため「移植を待つ時間」も長くなります。しかし、成人用人工心臓と比較して、小児用人工心臓は開発が遅れています。心臓移植を待つ子どもたちに少しでも安心して過ごせるような人工心臓を開発したい。そんな思いで小児用人工心臓の開発に、15年間以上取り組んでいます。

 

子どもたちがドナーを待つ時間も安心して過ごせるように、超小型磁気浮上モータを用いた、長期間使用できる耐久性も優れた小児用体内埋込型人工心臓の開発へ向けて、応援お願いします！

 

 

▼研究への思いはこちらからご覧ください！（所要時間1分）

 

 

「心臓移植」への待ち時間は約4年間。
ドナーが見つかるまでの橋渡しとなる「人工心臓」

 

全世界の死因の約30% ※2、日本では年間20万人 ※3 の方が、心不全を含む循環器系の病気で死亡しています。循環器系の病気の場合、薬物治療も効果をなさない重度の心不全患者を救うためには「心臓移植」が最も有効とされています。

 

 

しかし、そんな心不全の患者さんを救う「心臓移植」ですが、心臓移植が必要と判断されても、実際にドナーとなる心臓が見つかり移植手術を行うことができるまでの待機時間は約4年間（平均1500日）※1 と長期化してきており、ドナー不足が深刻です。

 

そこで、ドナーが見つかるまでの橋渡しとして利用されているのが「人工心臓」です。

 

健康な方の場合、安静時に心臓は1分間に約60回拍動し、約5Lの血液を全身に送り出します。しかしなんらかの原因により、この能力が例えば半分になってしまう状態が心不全です。仮に血流量が半分に減少すれば生命維持が困難になるため心臓が心拍数を2倍にし、必要な血液を体に送ろうとします。つまり、安静にしているときでも心臓だけはマラソンをしているような状態になってしまいます。

 

 

この状態が続けば心臓にとても負担がかかります。そこで、人工心臓によって血流量をポンプで半分を補うことで、心臓を休ませ、4年間におよぶ長い待機時間を乗り切れるようにします。心臓を休ませることによって、心臓の機能が回復することもあります。

 

そんな人工心臓ですが、小児用の人工心臓の開発が遅れています。

 

 

 

命をつなぐ人工心臓。
患者数の少なさ、小型の難しさから小児用の人工心臓の開発が遅れています。

 

先天性心疾患である肥大型心筋症・拡張型心筋症・拘束型心筋症・心筋緻密化障害などが原因で、現在人工心臓を必要としている15歳未満の子供たちは日本に71人 ※4 。日本心臓移植研究会の全国調査によると、2018年末までに国内で心臓移植を受けた18歳未満の小児33例中27例が人工心臓を経た後の心臓移植でした。

 

小児の心臓移植は、ドナーが成人よりも少ないため、さらに長い待機時間を安全に過ごすための人工心臓が必要です。

 

しかし成人用人工心臓と比較して、小型であるため製作が難しく、また成人に比べ患者数が少ないこともあり、収益を出すことが難しいため企業の開発費用も出にくく、小児用人工心臓は開発が遅れています。

 

現在、日本で利用可能な小児用人工心臓はBerlin Heart EXCORのみですが、EXCORは体外設置型であるため、使用中は太い人工血管が体を貫通することになります。

 

また、駆動装置が大型であるため患者は基本的にベッドから離れられず、行動が制限されてしまいます。

 

出典：

Saka, R., Sakai, T., Kanaya, T. et al., “Thoracoscopic repair of diaphragmatic hernia following ventricular assist device implantation,” surg case rep 6, 170 (2020). （ https://surgicalcasereports.springeropen.com/articles/10.1186/s40792-020-00933-7）

Licensed under Creative Commons Attribution 4.0 International License（ https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ ）

※ 一部加工して作成

 

そこで私たちは、重症心臓病を患った小児の救命のため、彼らのQOLをできる限り保つために、小児の体内に埋め込むことができるほど小型な人工心臓を開発したいと考えています。

 

 

科研費等でも研究資金を得ることができますが、その先の製品化を目指すには企業による開発が必要になります。しかし、小児人工心臓は収益を得ることが難しいため、企業にとっては障壁が高いです。

 

こうした医療サイドからは必要性を訴えているものの企業サイドから事業化が難しく、なかなか進められない現状は医療業界では多々あります。そのため、まずはクラウドファンディングで支援を集め前に進めたいと考えています。

 

 

 

心臓病を患う子どもたちが人工心臓をしていても
自由に遊ぶことができる未来のための研究を！

 

人工心臓は患者への侵襲性が高く、不具合が生じた場合に命の危機に直結します。そのため高度管理医療機器に分類されます。製造販売には、厚生労働大臣の承認が必要であり、医薬品医療機器総合機構（PMDA）が審査を行っています。

 

今回製作する人工心臓が無事に製品化するのは、臨床試験などを実施し必要な認証を得るまで約10年と時間がかかり、かつ製造販売までのハードルはなかなか高いものがあります。

 

しかし、今から着実に一歩を踏み出すことで、小児の体内にも埋込可能な小型人工心臓を製品化し、ゆくゆくは日本のみならずこの人工心臓を世界に届けることで、重い心臓病を患う子どもたちをベッドから開放し、彼らが自由に遊ぶことのできる世界を作りたいと思っています。

 

心移植代替治療としての人工心臓の永久使用が保険適用になったため、今後ますます人工心臓の利用は広まっていくと考えられます。心臓移植を待つ子供たちが、ドナーを待つ間にも安心して過ごせる未来を、皆様の応援で作っていきたいと思います。是非ともお力を貸していただければと思います。どうぞよろしくお願いします。

 

 

 

メンバー紹介

 

このプロジェクトは、磁気浮上技術の専門家である私、栗田の他に、アメリカでの人工心臓の埋込手術の経験も豊富な群馬大学大学院医学系研究科循環器外科学分野の阿部教授、プロジェクトのマネジメントを担当していただく群馬大学 板橋副学長、同じく浅尾副学長という強力なメンバーとともに進めて参ります。

 

栗田 伸幸

群馬大学 大学院理工学府電子情報部門 准教授

はじめまして、栗田伸幸と申します。大学時代から一貫して磁気浮上技術を利用した産業応用機器の研究開発に取り組んでいますが、現在は主に人工心臓の研究を行っています。深刻なドナー不足により、心臓移植を受けたくても受けられない小児重症心不全患者がたくさんいます。彼らがドナーを待つ時間も安心して過ごせるように、長期間使用できる小児用体内埋込型人工心臓をぜひとも実現したいと思っています。彼らの明るい未来のためにも、ご賛同・応援をよろしくお願い致します！

 

阿部 知伸

群馬大学 大学院医学系研究科循環器外科学分野 教授

みなさん、こんにちは。群馬大学循環器外科の阿部知伸です。心補助装置（人工心臓）も含めた心臓の外科治療に携わっています。成人の患者さんでは駆動装置自体を身体の中に植え込んでしまう製品が開発されてから心補助装置の臨床成績は著しく向上しました。子供の患者さんでもそのような機械が待たれますが、小児は症例数が少なく採算の問題もあって民間企業での開発が遅れております。みなさまのご支援をお願い申し上げます。

 

板橋 英之

群馬大学 副学長（大学院理工学府環境創生部門 教授）

皆さん、こんにちは。今回のプロジェクトのプロモーター的役割を担当している副学長の板橋英之です。今回開発する磁気浮上型の小児用人工心臓が実用化され、心臓移植を待っている患者さんの命を繋ぐことに貢献できるよう、部品の製作から制御システムの構築に至るまで、理工・医学が一丸となったチームを形成して取り組んでまいります。必ずお役に立てるように全力を尽くす所存です。皆様方のご支援の程宜しくお願い申し上げます。

 

浅尾 高行

群馬大学 副学長（数理データ科学教育研究センター 教授）

皆さん、こんにちは。群馬大学副学長の浅尾高行です。消化器外科医として手術に携わりながら医療機器の開発を進めてきました。群馬大学医学部附属病院では先端医療開発センターのセンター長も兼任しており、全力で取り組んでいきます。子供用の人工心臓は、技術的にも医療経済上も開発には困難が伴います。子供たちの切実な願いを叶えるためには、皆様の温かいご支援が不可欠です。どうぞよろしくお願いします。

 

 

資金使途の内訳

 

目標金額700万円として以下費用に充てさせていただきます。

・人工心臓試作機の製作費用：3,500,000円

・人工心臓駆動のための制御器製作費用：2,000,000円

・クラウドファンディング/大学事務手数料等：1,500,000円

・手数料等（大学事務手数料5%・クラウドファンディング委託費用16.5%）：1,500,000円

※2023年2月28日までの人工心臓の試作機製作をもって、プロジェクト実施完了といたします。

 

700万円以上のご支援をいただけた場合、以下費用に充てさせていただきます。

 ・人工心臓試作機の性能検証のための費用：3,000,000円

 ・人工心臓試作機の高性能化（プロトタイプ2号機の製作費用）：3,000,000円

・手数料等

 

ご支援の前にご確認ください

 

・本クラウドファンディングは超小型磁気浮上モータを用いた小児用体内埋込型人工心臓の開発を目指しますが、本クラウドファンディングにおいて最終的に販売・製造を保証するものではないことをご理解ください。

 

・ページ内に記載している開発スケジュールはあくまでも現時点での予測になっております。確実なものではなく、開発や今後の臨床試験の状況によっては大きくズレが生じる場合もございます。ご理解ください。

 

・今後行う臨床試験等の結果によっては、途中で開発内容の調整や変更を行う可能性がございます。

 

・寄附金領収書のお名前は、ギフトお届け先にご登録いただいたお名前となります。ご寄附後にアカウント情報を変更した場合でも、ご寄附時に入力したお届け先の宛名と住所は変更されません（個別にご連絡いただかない限り、原則としてご寄附時に入力いただいた宛名と住所に寄附金領収書をお送りさせていただきます）のでご注意ください。

 

・ 本プロジェクトのギフトのうち、【お名前掲載】に関するギフトの条件詳細については、リンク先（https://readyfor.jp/terms_of_service#appendix）の「支援契約」の中にある「●命名権、メッセージの掲載その他これに類するリターン」をご確認ください。

 

・日本国外からのご寄附につきましては、寄附金控除の対象外です。寄附金領収書は発行はできませんのでご注意ください。

 

 

税制優遇に関しまして

 

＜寄附金領収書の発行について＞

寄附をされた方には、後日「寄附金領収書」を送付致します。
※ 寄附金領収書のお名前はギフトお届け先にご登録いただいたお名前となります。確定申告の際は、ご本名と現住所（住民票に記載のご住所）、法人様の場合は登記簿上の名称での寄附金領収書が必要となりますので、ご注意ください。
※ 寄附金領収書の日付は、READYFORから群馬大学に入金のある2022年2月の日付となります。
※ 寄附金領収書の発行は、READYFORから群馬大学に入金があってからの手続きとなりますので、2022年4月末までに送付します。

 

 

＜税制上の優遇措置について＞
 

本プロジェクトへのご寄附は、群馬大学へのご寄附となり、税制上の優遇措置が受けられます。
※ 日本の納税者のみ対象となり、海外の方は優遇を受けることはできません。

 

■個人の皆様
 

〇所得税（所得控除）
　寄附金額が年間2,000円を超える分について、所得控除を受けることができます。
　寄附金額 － 2,000円 ＝ 所得控除額
　（控除対象となる寄附金の上限額は、当該年分の総所得金額の40％です)
 

〇住民税
本学を「寄附金税額控除対象法人等」として指定している自治体（群馬県/前橋市/高崎市/桐生市/太田市）にお住まいの寄附者の皆様は、所得控除に加えて、翌年の個人住民税が軽減されます。
（寄附金額 － 2,000円） × 4～10％ ＝ 住民税控除額
（控除対象となる寄附金の上限額は，当該年分の総所得金額の30％です）
※ 上記の計算式の4～10％について
・都道府県が指定した寄附金は4％
・市区町村が指定した寄附金は6％
（都道府県と市区町村双方が指定した寄附金の場合は10％）

■法人様
寄附金の全額を損金算入することができます。

 

 

プロジェクトへのご寄附に関するお問い合わせ

 

群馬大学総務部総務課広報係（基金事務室）

電話番号：027-220-7018

メールアドレス：s-public@jimu.gunma-u.ac.jp

 

 

参考文献一覧

 

※1　2021年改訂版 重症心不全に対する植込型補助人工心臓治療ガイドライン

 https://www.j-circ.or.jp/cms/wp-content/uploads/2021/03/JCS2021_Ono_Yamaguchi.pdf

P7, 1. ガイドライン改訂の背景

1997年に臓器移植法が制定され、法制下で心臓移植が行われて20年以上が経過した。2010年に臓器移植法が改正され、臓器提供数は緩徐ではあるものの着実に増加してきた。しかしながら、心臓移植希望登録者数の増加には追いついておらず、2019年には心臓移植待機期間が1,500日を超えた。

 

※2

https://ourworldindata.org/causes-of-death

https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/the-top-10-causes-of-death

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_causes_of_death_by_rate

 

※3　心疾患でなくなる方は約20万人です。そのうち約8万人が心不全で亡くなります。

日本生活習慣予防協会　http://www.seikatsusyukanbyo.com/statistics/2019/009997.php

日本心臓財団HP　https://www.jhf.or.jp/topics/2016/004211/

 

※4　現在人工心臓を必要としている15歳未満の子供たちについて

日本小児循環器学会  https://jspccs.jp/wp-content/uploads/citizen_cardiomyopathy.pdf