責善学舎　好奇心のままに

「針なし注射器」の開発に成功　痛みなし、皮膚に押し当てるだけ　芝浦工大

　針を使わずに気泡の圧力で試薬や遺伝子を体内に届けられる「針なし注射器」の開発に、芝浦工業大学機械工学科の山西陽子准教授が成功した。直接皮膚に押し当てるだけで、痛みを伴わずに試薬や遺伝子を目的の場所へ高精度に輸送できるという。

既存の針なし注射器は、バネの力で液体を高圧で発射し、皮膚を貫いて筋肉に薬剤を投与するものなどがあるが、神経を傷つける恐れや、多少の痛みを感じるなどの問題があった。

　新開発の針なし注射器は、高速で発射した気泡がはじける力で細胞に微細な穴を空け、その穴から、試薬をまとった微細な気泡を細胞内に注入する。気泡のガスは細胞内で収縮し、試薬だけが患部に届く。穴の直径は4μメートルほどで、細胞へのダメージも少なくて済む。

　2012年に開発した「マイクロバブルインジェクションメス」を改良して開発した。マイクロバブルインジェクションメスは、液中で微細な気泡を連続して打ち出し、マイクロレベルの微細な穴を空けると同時に、試薬をまとった気泡を輸送できるメス。メスを覆うガラス製のシェルの位置を前方に突き出すことで細胞と気泡導入部との密着性を向上させ、空気中で使用できるようにした。

　薬剤を皮下注射する際に利用できるほか、植物細胞を含むあらゆる固さの細胞への遺伝子導入・治療など、幅広い用途に使用できるという。今後はデバイス構造の最適化、試薬の導入量、痛み、穿孔深度の評価を行い、企業と連携するなどして実用化を目指す。

世界発の注射針の開発へ

　誰しもができないことで、岡野氏だからできたこと――。それは、今までの岡野工業の歴史をふりかえると、とても一度の掲載で語りきれるものではない。しかし、あえて例をあげるなら、やはり医療機器メーカーテルモの 「ナノパス33」 の開発エピソードを紹介しよう。

　「ナノパス33」 は、「マイクロテーパー針」 という販売名の注射針である。
　注射針といえば、誰にとってもあまり好まれる響きではないかもしれない。誰もが、子どもの頃にインフルエンザワクチンの予防接種などで、あの痛みを経験しただろう。「注射は痛い」 というイメージは変えようがなく頭に残っている。太い針は痛い。注射に使われる針の直径は通常0.4ミリもあり、その後、0.3ミリの針も登場してきてはいるが、大同小異で決定的な改良とは言えなかった。
　だが、岡野氏が開発した「ナノパス33」 の直径は0.2ミリ。液が通過する針穴の内径はなんと0.08ミリという、常識を覆す細さを実現した。名実ともに 〔世界で最も細く・痛みのない注射針〕 をこの世に生み出したのだ。
　さらにこの針にはもうひとつ革新的な仕掛けがあった。先端の外径0.2ミリ／内径0.08ミリという細さの中で、根本から先に行くほど細くなるというテーパー形状にする工夫を実現したのである。この形状にすることで、液が針の中を通る際の抵抗がぐっと低くなる。