貴金屬對身體有益的手術治療的最佳應用及價值

研究人員和開發人員

長穀部光泉
東海大學醫學部醫學科教授
東海大學醫學部附屬八王寺醫院醫長
慶應大學理工學部訪問教授

中西千尋
田中貴金屬工業
醫療器材推廣辦公室主任

在醫學領域，微創和非侵入性手術及治療，因其對身體溫和、創傷小，正逐漸成為一種趨勢。在某些情況下，傳統的、需要較大切口的經典手術可能仍然必要，但這些手術對於老年人或體力不支的人來說可能並不適用。如今，對身體創傷較小的腹腔鏡手術、胸腔鏡手術以及導管介入手術正變得越來越普遍。
導管介入治療是指在局部麻醉下，將一根稱為導絲的細金屬絲插入血管，只需在皮膚上做一個1毫米的切口。沿著導絲，可以將醫療器械送至患處，進行藥物注射或器械植入。治療時間相對較短，對身體的負擔也最小。無需進行大型手術即可完成外科手術的技術已經發展成熟，包括用於擴張動脈硬化（一種稱為心肌梗塞或閉塞性動脈硬化的疾病）引起的狹窄血管以及填充腦動脈瘤的治療。用於這些治療的植入體內的貴金屬必須先安全且與人體組織融合良好，不會引起任何過敏反應。此外，由於在治療過程中需要在X光影像的引導下將醫療器材推進至患處，因此良好的透視成像至關重要。
鉑金、黃金和銥等貴金屬是理想的標記物，可以確定設備本身的材質及其精確位置，精確到毫米。

貴金屬在醫療領域的應用日益廣泛。外科手術正朝著微創或非侵入性方向發展，力求將對人體造成的傷害降至最低。心肌梗塞和心臟手術的治療方法包括將導管插入血管，並在狹窄的血管內放置一種名為「支架」的金屬網狀裝置。為了避免可能直接導致死亡的危急情況，人們正在研發更溫和的治療技術，例如，將一種名為彈簧圈的金屬填充物植入因動脈硬化而膨脹的動脈瘤中，以防止動脈瘤破裂。
東海大學醫學部臨床醫學專科診斷影像學系的長谷部光泉教授表示：“對於長期留在體內的醫療設備而言，鉑金、黃金、銥等貴金屬及其合金與人體具有極佳的相容性。”
貴金屬耐酸鹼腐蝕和氧化，因此常用於電子元件和半導體的連接。廢棄電子設備的印刷迴路基板含有大量的黃金，因此被稱為「都市礦山」。貴金屬也常用於需要長期留在人體內的應用，例如人工心臟。這是因為人體內含有許多氧化劑，包括強酸（如胃酸）、食物消化系統和血管中的酸，普通金屬在這些環境中難以發揮作用。

一邊看X線影像 (透視) 一邊做導管手術

長谷部教授是X光診斷影像領域的專家，也是導管介入血管內治療（也稱為導管療法，IVR：介入放射學）的專家。血管內治療是指將一根直徑小於1毫米的細管（稱為導管）沿著導線插入血管。導管隨後會導入合適的導管和其他治療裝置。對於因膽固醇或其他因素導致的動脈狹窄，會插入一種稱為「球囊導管」的球囊狀裝置並充氣以擴張血管。或者，也可以擴張並放置一種金屬絲狀裝置（支架）。傳統上，冠狀動脈繞道手術主要採用藥物或手術治療。由於傳統手術創傷較大，因此不適合老年或體弱患者。因此，血管內治療作為一種微創降低損傷風險，因而越來越受歡迎。

尤其值得一提的是，近年來外科手術的發展趨勢是盡可能減少創傷，採用微創治療，以減輕患者的負擔。在東海大學醫院和八王子醫院，介入放射學（IVR），例如血管內治療（局部麻醉下進行的手術），縮短了手術時間，減輕了患者的負擔，並縮短了患者的出院時間。
在進行血管內治療時，需在X射線透視下透過監視器螢幕確認導管的位置。導管和球囊的前後兩端都連接有小型貴金屬標記。即使在X射線照射下，這些貴金屬部件也不會透射X射線，因此它們起到標記的作用。手術過程中即使幾毫米的偏差都可能導致致命的併發症或副作用，因此貴金屬標記物的作用至關重要。目前，所有具有先進功能的導管和治療設備都使用貴金屬標記物，貴金屬在其中發揮著舉足輕重的作用。透過觀察這些標記物，可以確認球囊的位置，並可在體內以毫米為單位調整支架的位置，從而擴張狹窄的血管。

醫學博士和工程學博士

長谷部教授的優點在於他擁有材料工程博士學位和醫學博士學位。由於他親自進行手術，因此能夠識別出只有醫生才能發現的材料相關問題。在母校慶應義塾大學醫學院獲得醫學博士學位後，他又在慶應義塾大學理工學院獲得工學博士學位，目前在該校擔任客座教授。他也曾在哈佛醫學院（布萊根婦女醫院）留學，並與麻省理工學院（MIT）的工程研究人員合作。在此期間，他深感醫學的最新進展只有透過工程（技術）的應用才能實現。因此，回國後，他孜孜不倦地尋求醫學與工程的合作。此後，他與鈴木哲也教授（現任慶應義塾大學先進科學技術研究中心（KLL）主任）共同領導醫學與工程合作團隊超過15年，在醫學與工程合作領域取得了顯著成果。這支醫療工程合作團隊的畢業生們拓展了各自的職業領域，他們就職於海外研究機構、國內大學、日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）、JR東日本、JR東海等知名企業。近年來，他們也成為國內多家成功醫療創業公司的總裁和研究員。
伊藤教授在材料研發過程中能夠精準掌握醫師和醫療專業人員的需求，即使在開發實際應用於病患的醫療器材時，也能提出適當的要求。然而，目前大多數強大的植入式醫療器材都產自海外，即便它們並非最適合日本患者，其規格也無法立即更改。為了盡快將滿足臨床需求的器材推向市場，必須採用國產技術進行研發。此外，日本醫療器材進出口貿易順差高達6,000億日圓，為了平衡這項貿易逆差，他希望研發以國產技術為基礎的醫療器材。他認為，醫療器材市場未來將在全球範圍內持續成長。儘管伊藤教授致力於國產技術，但他同時也認為，為了造福更多人，無論其製造商是國內企業還是國際企業，都應該在全球廣泛推廣。
田中貴金屬表示，該公司不僅採購材料，還擁有製造設備的微加工技術，促成了產學研在研發領域的合作。

貴金屬顆粒是標記

教授負責的血管內治療 (IVR:圖像下治療) 是一邊看圖像一邊擴張血管，或者反過來堵塞血管。動脈硬化引起的心臟血管堵塞會引起心肌梗塞、心絞痛，腿部血管堵塞會引起無法行走、疼痛、腳腐爛等。在這種情況下，進行血管內治療以擴張血管。相反，由於動脈硬化在血管上形成瘤子 (動脈瘤) 時，如果破裂的話，很多情況下會衹死，因此，為了防止破裂，要對流入動脈瘤和動脈瘤的血管進行填充物堵塞治療。在防止血管治療方法的應用實例中，例如在肝癌的治療中也進行導管治療。由於肝癌是由動脈血營養的，因此它是一種通過堵塞這種營養血管來攻擊癌癥的治療方法。將導管從血管內帶到癌癥附近，在填充填充物的同時，同時註入抗癌劑。據說這種治療也是一種常見的治療方法。另外，在急救醫療中，因交通事故等骨盆骨折引起的血管損傷或臟器損傷導衹血流不止時，從血管中插入導管，通過填充物止血。
作為用於體內留置裝置的材料，除了金屬之外，還可以舉出聚合物材料作為候選。由於一般聚合物被水解，因此在體內的長期耐久性仍然存在問題。關於可在生物體內溶解的聚合物，通過有意識地使用，作為醫療材料已經變得普遍，但在以在生物體內長期留置為目標的情況下，出於對身體熟悉、不會引起過剩反應 (生物相容性好)、可進行微細加工、耐久性優異等理由，還是首選金屬。其中，包括鉑在內的“貴金屬”在生物穩定性，生物相容性，微細化加工性和輻射透視下的可視性方面具有極高的性能。

醫學和工程之間的合作

我們將繼續使用“先進技術”開發滿足醫療需求的醫療設備。如果技術得到改進，將生產出更好的產品，通過將其用於患者，人類生活質量 (QOL) 和壽命將會延長。醫療，工業，政府和學術界之間的合作正在變得流行，但這一運動將在未來作為國家政策得到推廣，此外，醫療企業正在爭奪硅穀和歐洲的發展競爭。到目前為止，主要的醫療設備制造商一直處於領先地位，但近年來，具有特定先進技術的醫療企業與醫療領域合作並加速發展的運動正在變得活躍。此外，取得成果的醫療企業越來越多地被主要醫療設備制造商投資或收購。日本也出現了有前途的醫療企業。工程師和醫療需求捆綁在一起的方向將在未來變得更加流行。

即使是後來的人也可以在質量上競爭

田中貴金屬工業在醫用植入器械鉑金材料市場起步較晚。儘管如此，該公司對其進軍醫療領域的努力充滿信心。該公司新業務公司技術開發部的中西千尋表示：“儘管我們是後起之秀，但我們擁有優質的基礎材料和先進的微加工技術，因此我們能夠打入這個市場。”
首先，田中貴金屬公司技術的特色處在於其能夠生產純度高達99.99%的鉑金，即所謂的「四個九」。公司在取得鉑金原料後，會在自有工廠進行進一步提煉，製成鉑金錠並檢測其純度。這些高純度鉑金錠隨後被軋製成細絲，再加工成公司的產品。最終產品是由直徑30微米或20微米的細絲纏繞而成。如果在此階段有任何雜質團塊，細絲就會斷裂。能夠將其加工成細絲，正是高純度帶來的挑戰。
負責提供該產品的醫療器械製造商將其加工成直徑小於1毫米的微型線圈，使其形狀和性能便於醫生使用。然後，該醫療器械製造商利用該線圈製造最終的醫療器械，並將其交付給醫療機構。
鉑合金是醫生使用X射線進行導管治療時必不可少的材料。鉑金難以被X射線穿透，因此可以將其置於導管內，使其在透視下清晰可見，從而能夠精確到毫米地確定導管的位置。這是醫生安全可靠地進行先進治療的唯一途徑，因為它能確保導管尖端和治療器械準確無誤地送達患處。此外，鉑金即使在體內長期保持穩定，毒性低，並且能很好地被人體吸收。

然而，作為純材料的細線滿足了機械特性，並不意味著它也滿足了作為醫療裝置的特性。因此，作為醫療器材對醫生的滿意度必須達到可以用醫生使用時的手感來操作的程度。田中貴金屬是對其產品有信心，具有乾淨如鏡的細線表面。他們說，如果鋁錠表面有條紋，在製成細線時，條紋就會出現在細線表面。該公司聲稱在其產品上看不到這種痕跡。
當東海大學的 Kosen Hasebe 教授萌生了製造更方便使用的儀器來取代傳統醫療儀器的想法時，田中貴金屬，他偶然想到貴金屬的微加工技術可以用於醫療領域。當時，教授和田中貴金屬的執行董事是高中和大學的同班同學，兩家公司在合作的想法上開始重疊。此外，曾任職於大型醫療器材製造商、熟悉器材許可證申請與藥事的平松良典（Dream Medical Partners 代表、東海大學醫學院客座講師）也加入了他們的行列，一場材料製造商與擁有臨床基地的大學醫學院之間的產學合作就此誕生。
美國和歐洲引領導管治療裝置的發展。導管治療是目前最先進的治療方法之一。微創。對於「透過貴金屬貢獻社會」（中西先生）田中貴金屬，進入醫療領域似乎是符合時代的事業。

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