外装臓器

質問

お世話になります。

・腎臓代替機
・肝臓代替機
・肺代替機
・活動エネルギー等、身体に必要な成分供給機
・血液循環器
・身体負荷、補助パワースーツ
・個別脱着可能な、複数バッテリー
・エマージェンシーバッテリー
・AC電源、及び電源ケーブル、
・燃料電池、及び燃料タンク
・エマージェンシー用緊急連絡回線、及び自動通報機能、位置特定用GPS、
等々を備えた
電車、乗用車、エレベーター、等
利用可能なサイズ感の
外装装備は

現在の技術で、製造可能
ですか？

と、言うのも
母が体調を、崩しまして

少し持ち直しては　いる
の、ですが…

回答No.4

kagakusuki · ベストアンサー

>外装内臓に寝具モードを設け、寝返り等、全てに対応させればいい　…？
>ので、しょうか？

　定位置に備え付ける方式であろうと、携帯式であろうと、外装式という事は身体の外に余計な出っ張りを設けるという事です。
　つまり、外装式を選択するという事は、寝返りの邪魔になる方式を選択するという事に外なりません。
　だからと言って、埋め込み式では、何かトラブルがあっても容易に切り離す事が出来ませんから、外装式以上に安全性の要求が厳しくなり、外装式ですら長期に亘る連続使用が可能なものの実用化の目途が立っていない現状では、そう簡単には埋め込み式の完全なものは実用化されない様な気がします。
　それにここまでのやり取りから考えますと、もしここで寝返りが可能なものが可能だったとしても、おそらく質問者様は更に要求を引き上げるだけではないでしょうか?

　そうなれば、結局、自前の健康な臓器と同等の性能を持つ、本人の細胞由来のiPS細胞などを基に作成される移植用臓器の技術の実用化を(何十年か掛けて)待つしかないのではないでしょうか?

お礼

有り難うございます

回答No.5

eroero4649

ひとつふたつならまだしも、肝臓が機能していない、腎臓も透析が必要、呼吸もままならない、なんて状況ですと本人の免疫力がほぼゼロに近い状態にあるといえると思います。
そういう人がうっかり外に出れば、たちまちのうちにばい菌やウイルスに毒されてしまいます。長期入院中の高齢者が肺炎で亡くなる場合の多くが、健康な人ならどうということはない弱い細菌にさえ抵抗する力を失ってしまう「日和見感染」と呼ばれるものです。

例えば今の時点でも、世間ではノロウイルスやインフルエンザウイルスが猛威を振るっているわけです。そんなところにそういう状態の人がウロチョロしてたら、あっという間に何らかの感染症にかかって重篤な状態になるでしょうね。

あと私ね、若いときにちょっと病気をこじらせて入院して手術したのですけれど、もう退院間近ってときは病院の中では元気で退屈してるくらいなんですよ。
んで、いざ退院して電車に乗りましたらね、電車に乗って座ってるだけでものすごく疲れたんです。自分の動きが病み上がりだからスローモーションなのに、世間はものすごいスピードで動きますでしょ。そういう人たちを見てるだけでもう眩暈がしてくるんですよ。あのときは「ああ、俺やっぱり病み上がりなんだ」って思いましたね。

お礼

有り難うございます

パワースーツに座ったまま
なので
多少は疲れも
大丈夫ですかね？

肝臓以外、ほぼ何もない
ので
軽いでしょうし
ね、

肝臓以外
何も無い訳
ですから
無い臓器回復を、待つ必要も無く

同様に、
免疫力を、浪費していた
内臓が、なくなり
免疫負荷が、軽減し
回復する可能性も、見えます

故に、早期退院する
だろうから
入院期間も、短くなり

総合すると
退院時ギャップは
少ないかも、知れませんね

回答No.3

kagakusuki

>メインシステムとサブシステムに分け更に、プラグカップリング等を用いる事に、よりかさばるメインシステムを脱着式可能にし

　プラグカップリング等を付け替える度に、少量ではあるものの血液が失われますし、脱着部分を切り離した際に空気が混入して血流を阻害するリスクや、雑菌が血流中に紛れ込んでしまう恐れがありますから、脱着だけであれば技術的には可能であっても、安全性の観点から実用化は禁止される恐れが少なくないと思います。

お礼

有難うございます

しつこい
とは、思います。

でも尚…

外装内臓に
寝具モードを設け、

寝返り等、
全てに対応させればいい　…？
ので、しょうか？

回答No.2

kagakusuki

>血液路に、ついてですが、内側を、本人の、血管内皮シートを張り、満たす此は、可能ですか？

　回答No.1に貼った参考URLの内の2つめの「人工臓器用材料に対する生体反応」の7枚目(p.528)には

>細胞付着の項で述べたように,材料表面に細胞結合性タンパク質を固定化しておくと,細胞がよく増殖するうえに,細胞から産生されたコラーゲンともよく接着する.

と書かれていますし、下記の参考URL

【参考URL】
　J-STAGE > Japanese > 資料を探す > 分野別一覧 > 臨床医学/ジャーナル > さ > 人工臓器 > Vol.44(2015) > 人工血管の現状と最近の進歩 本文PDF
　　https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsao/43/3/43_175/_pdf

　J-STAGE > Japanese > 資料を探す > 分野別一覧 > 臨床医学/ジャーナル > さ > 人工臓器 > Vol.43(2014) > 人工血管 本文PDF
　　https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsao/43/3/43_167/_pdf

には、

>組織工学を応用した人工血管(tissue-engineerd vascular graft:TEVG)には関しては,骨髄幹細胞を人工血管に注入して使用する人工血管,吸収性ポリマーが体内で徐々に吸収される性質を利用した再生血管,ヒト由来の材料を用いて三層構造をもった人工血管を体外で作製する培養人工血管,内因性サイトカイン活性型人工血管などが存在する。

>生分解性ポリマーであるpoly(lactic-co-glycolic acid)(PLGA)(glycolic acidとlactic acidの比率が90:10の共重合体)とコラーゲンマイクロスポンジからなるシート状のscaffoldを作成した。このパッチをイヌの肺動脈主幹部に移植することで,2ヶ月後にはPLGAは完全に吸収され,パッチ部が内皮細胞および平滑筋細胞からなる血管壁構造に再構築されていることを示した。

などとありますから、おそらくは不可能ではないとは思います。
　しかしこれらの例は、人体内で患者本人の組織と入れ替わる事で、埋め込んだ素材が消滅して影響を残さない様にする事を目的としているものであって、体外で長期間使用する配管に用いる事が出来る様にするものとは方向性が少し異なります。
　上記の人工血管は、埋め込んだ素材が徐々に消滅して行く様に設計されているものなのですから、そのままでは体外の配管には使用する事は出来ません。
　あくまで、上記の人工血管の技術の一部を応用すれば、質問者様が求めておられる

>血液路に、ついてですが、内側を、本人の、血管内皮シートを張り、満たす

という事が可能になる「可能性がないわけではない」という話に過ぎず、質問者様が求めておられる様な体外で用いる血液路としては、研究がどこまで進んでいるのかどうかは存じません。

　それに、肺や腎臓の場合、薄い毛細血管壁を介して酸素や老廃物といった物質交換を行わねばならず、それを人工的に再現するためには、一部の物質のみを透過する性質を持つ半透膜を使った細管内に血液を通して物質交換をしなければなりません。
　そんな所の内壁に本人の血管内皮などという余計なものが形成されてしまったのでは、酸素や老廃物の透過性がガタ落ちになってしまい、まともな性能を得る事が出来なくなりますから、本人の血管内皮細胞を利用する方法では問題の解決法にはならないと思います。

　だからと言って、人工物の内壁に血液が直接触れる様な構造では、蛋白質の沈着や血栓の形成を完全に防ぐ事が出来るほどの技術は未だ開発されておらず、毛細管レベルの小径の血液流路を長期間使用し続ける事には未だに課題が多いそうです。
　例えば、血栓の形成を抑制するために抗凝固剤を合わせて投与する必要があり、これは血が固まり難くするための薬ですから、長期間の人工臓器の連続使用のために抗凝固剤を投与し続けるという事は、血友病と同様に怪我をした際に血が止まり難くなるという状態が常に続いているという事になりますので、危険を伴う事になります。

>透析が必要な程では、ないのですが母は腎臓を、患っています。
>肝臓以外なら外部装備で、補完できる可能性は、ありますか？

　携帯式や体内埋め込み式の人工腎臓に関しては、1980年よりも以前から研究が続けられており、いつか未来においては実用化される日が来るものと思われます。
　しかし現段階では完全なものは開発されていないのが現状です。
　それと、本物の腎臓では、血液中に含まれている成分の内、低分子量のものを一旦、血液から分離して尿の素となる液体を作り出した後、その尿の素の中に含まれている有用成分を再吸収して血液中に戻すという機能があります。
　それに対して、現在研究中の人工腎臓は透析装置を小型化したものに過ぎず、再吸収を行う機能はありません。
　そのため、アミノ酸やリン、カリウムなどの一部の有用成分に関しては、必要なものであるのにもかかわらず血液中から過剰に除去されてしまうという問題があります。

【参考URL】
　J-STAGE > Japanese > 資料を探す > 分野別一覧 > 臨床医学/ジャーナル > さ > 人工臓器 > Vol.43(2014) > 人工腎臓 本文PDF
　　https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsao/43/3/43_175/_pdf
　　　※上記URLに掲載されているpdfファイルの「2)長時間透析」の項を参照のこと

　それに、もし今日にでも実用化可能なレベルの携帯式の人工腎臓が製作されたとしても、性能や安全性を確認するために動物実験を経た後で、臨床試験も行わねばならず、実用化されるまでには10年単位の年月が必要となりますので、質問者様の御母堂がそれまで待つ事が出来るのかどうかという問題があるのではないでしょうか?

お礼

お心遣いを
強く感じました
感謝致します。

私は、
私利を求めるのが
比較的に、少しだけ嫌な方
でして

母を見て、世を見れば
母に限らず、
腎臓に限らず、
難問山積が
容易に、目に余ります。

ですので、
気になった次第です。
有難うございます。

回答No.1

kagakusuki

少なくとも

>現在の技術で

という事であれば、残念ながら無理と言わざるを得ません。
　特に肝臓は何百種類もの化学反応を司っている非常に複雑且つ高度な働きをしている臓器であり、その内の数種類程度であれば兎も角、長期間の代替となればその全ての機能を併せ持ったものでなければならず、完全な人工物ではその全ての機能を果たす事など到底出来るものではありません。
　可能性としては、人間または動物の肝細胞を内蔵した半分だけ人工的なハイブリット型人工肝臓を用いるくらいしか方法はありませんが、人間の肝細胞は脆弱で、培養による増殖が困難で、凍結保存にも弱く、長期保存が出来ない上に、ハイブリッド人工肝臓にした際の機能の発現が不安定等々、様々な問題を抱えているため実用化はあまり期待出来ません。
　一方、豚などをはじめとする動物の肝細胞を使ったハイブリッド人工肝臓も昔は盛んに研究されていたそうなのですが、異種生物由来の細胞を使っているため、使用者が異種生物由来のウイルスに感染してしまう恐れがある事から、現在では研究は下火になっているそうです。

【参考URL】
　J-STAGE > Japanese > 資料を探す > 分野別一覧 > 臨床医学/ジャーナル > さ > 人工臓器 > Vol.43(2014) > 人工肝臓 本文PDF
　　https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsao/43/3/43_179/_pdf

　それに、肝臓以外の人工臓器の場合も、血液を流すための経路に使用されている配管の表面に蛋白質が沈着したり、血栓が生じたりする事で、配管等が目詰まりを起こす恐れがあったり、生じた血栓が血流に乗って脳などの重要臓器に辿り着き、その重要臓器の血管の狭小部で目詰まりを起こし、重要臓器に供給される血流を阻害して死を招く恐れがあったりします。
　この血栓の問題は昔と比べれば随分と改善されて来てはいるのですが、中期間程度であれば兎も角、人の寿命の何割かにも相当する様な長期間の使用においては、未だに問題が十分可決されているとは言い難く、血栓による脳梗塞等のリスクを完全に排除出来るまでには至っておりません。

【参考URL】
　J-STAGE > Japanese > 資料を探す > 資料名 > か > 化学と生物 > Vol.28(1990) > No.8 p.486- > 人工臓器用材料に対する生体反応 本文PDF
　　https://www.jstage.jst.go.jp/article/kagakutoseibutsu1962/28/8/28_8_522/_pdf

お礼

有難うございます

やはり未だ、肝臓がネックですか…

血液路に、ついて
ですが、
内側を、
本人の、血管内皮シートを張り、満たす
此は、可能ですか？

また、此が可能な場合
ですが、

透析が必要な程
では、ない
のですが
母は
腎臓を、患っています。

肝臓以外なら
外部装備で、補完できる可能性
は、ありますか？

更に、此の際
横になる事は
絶望的
ですか？

メインシステムとサブシステムに分け
更に、プラグカップリング等を
用いる事に、より
かさばるメインシステムを
脱着式可能にし、
ひいては、
横になる事を、実現する
此は、可能ですか？