令和3年度　官民による若手研究者発掘支援事業　キックオフミーティング 活動報告

2021年6月29日、東京大学において「令和3年度 官民による若手研究者発掘支援事業」のキックオフミーティングが開催されました。このイベントでは、AMEDによる概要説明や講話、東京大学開発サポートコアチームからのプログラム内容説明や教育公演などがあり、参加した若手研究者は相互の親睦を図り、今後に取り組むプログラムに向けて理解を深めることができました。

社会実装目的型の医療機器創出支援プロジェクト　事業説明

キックオフミーティング前半、AMEDより本事業の構成や主なスケジュール、進捗管理と評価および成果の報告について説明がありました。続いて、プログラムオフィサー（PO）・プログラムスーパーバイザー（PS）・プログラムディレクター（PD）による講話がありました。

オンライン講話：医工連携研究とその実用化についての私見

私はレーザーガイダンスシステムの開発に携わってきました。きっかけは、ある大学から「経皮的椎体形成術の手術の際にナビゲーション情報を提示するロボットを作ってほしい」と依頼をうけたことです。

当初の医側からの要望は、ドリルを保持するロボットアームの開発でした。その実現には、ドリルの挿入位置と姿勢を術野に呈示する機能が要求されます。一方、ロボットアームが術野を専有することで、緊急時の迅速な撤去は可能か、外科医の動作の障害にならないかなど、新たなリスクの発生が懸念されました。そこで、レーザー光を用いた新しいナビゲーション情報提示装置を考案することになったのです。

考案したレーザーガイダンスシステムは、3次元位置センサと平面レーザー光線を使い、2平面の交差によって直線上術具の刺入・位置をガイドしようというものでした。臨床応用を目指してシステム改良を重ね、ヒトでの手術操作ができる状態まで完成し、いよいよ製品化への期待が大きく膨らんできました。ところが、実用化を断念することになってしまったのです。

その大きな要因は、開発にあたって提携した企業の事業部門との連携がなく、研究開発部門のみとの連携であったことです。つまり、ビジネス化に対する議論の欠如があったのです。さらに、手術ナビゲーションシステムはインプラントなどの消耗品とセットで販売しなければビジネスが成り立たないことも、後からわかりました。こうした経験から、開発の初期段階からビジネス化に対する議論をしっかりとしておくことが大切だと感じていただけるのではないでしょうか。

続いて承認審査についてです。承認審査で行われるのは、医療機器の性能と同時に「効能・効果または性能に比して著しく有害な作用を有していないこと」の確認です。何を承認するかではなく、承認しないものは何かを規定しているわけです。
ここで「リスク・ベネフィットバランス」の評価が重要になります。承認審査では、申請資料に基づき、有効性・安全性のリスク・ベネフィットバランスを評価し、使用目的または効能・効果、操作方法、使用方法、使用上の注意の妥当性が評価されます。たとえリスクがあったとしても、ベネフィットが上回れば認められるという考え方です。医療機器開発には、レギュラトリーサイエンスの視点も必要なのです。

トランスレーショナルリサーチでは、新しい機能の実現とともに、システムの問題点やその解決法を明らかにするという、研究者の通常の思考形態とはやや異なる発想が求められます。また、革新性を追求した医療技術の開発においては、研究開発段階で市場規模を推定することが難しい場合も多いため、信念を持って継続することが重要です。さらに、新しい技術は、臨床使用される中でより良い使用方法が考案されることが多く、臨床研究を通じて技術を段階的に適応拡大させ、市場拡大につなげられることも覚えておくといいかもしれません。

複数の研究機関が連携した研究プロジェクトでは、機器技術の開発のほか、応用技術の開発も合わせ、なおかつ技術の普及にも考慮して進めるべきです。また、国際標準化・事業化推進も視野に入れ、研究者のみならず、標準化エキスパートや事業化推進者も含めた研究体制の構築も大切です。本事業を通じて、臨床的な有効性が高い新規医療機器が実用化されることを願っています。

講話：新規医療機器開発について思うこと

まず医工連携から生まれた製品の事例を紹介します。1949年、東大分院のある医師からオリンパスに「患者の胃内部の写真撮影ができるカメラを作ってほしい」という難題が持ち込まれました。当時は胃がんによる死亡率が圧倒的に高く、胃カメラの社会ニーズが生まれていたのです。開発は、たった3人の社内ベンチャーから始まりました。それから70年後の現在、この事業がどうなっているかというと、医療事業合計で6,418億円の売上があり、軟性内視鏡のシェア約70％の事業に成長しました。

もう一つ、朝日インテック社によるガイドワイヤーの事例です。これまで治療法がなかった慢性完全閉塞用のガイドワイヤーを世界で初めて製品化し、2019年のデータでは売上高が約600億円。国内シェアは約70％を占めています。これを実現できた理由の一つとして、開発した医師達により治療の成果が学会で発表されるとともに評価を獲得していったことが挙げられます。つまり先生方が広告塔になり、各地で講演するごとにユーザーが増えていくというわけです。

新しい製品を市場に投入する際は、さまざまなハードルがあります。成功した企業をみると、全社を挙げた取り組みを行っているという共通点が見えてきます。つまり、トップがコミットして総力戦を展開しているのです。ですから、研究者が事業を進めるうえでは、その母体となる企業にコミットしてもらう必要があります。

医師と緊密に連携して現場のニーズを拾うことも大切です。胃カメラは、アンメットニーズを満たすことによって高いシェアを獲得し、他分野にも応用を拡大しました。ベンチャーでは内部リソースの確保が難しいケースもありますが、大学・病院・他企業から、自社に足りない技術やノウハウ、販売開拓能力などを柔軟に補うことも重要です。

医療機器の事業化プロセスは、数多くの経営会議を経て進み、投資額もフェーズが進むごとに膨らんでいきます。その都度、企業のトップにコミットしていくのが重要なのですが、そのためにも、開発企画段階で現場ニーズが明確かつ差別化できる医療機器かを判断し、事業機会や競合の状況、自社の強みや弱みを評価して、仮の事業計画をきちんと作っておくことが求められます。

私は、医療機器のイノベーションとは社会的な課題の解決であると考えています。米国では循環器疾患の死亡率が非常に高かったため、莫大な投資がなされて人工心臓など循環器の治療器具の牙城を築きました。日本でも、先ほどの事例のように、胃カメラやガイドワイヤーといった医療機器が生まれました。医療機器開発はこうした医療現場のニーズが由来となるため、医工連携は医師主導で行われ、医師とメーカーがWin-Winの関係であることが大切です。そのうえで、誰にも真似できない技術を確立するという気概も必要でしょう。

知的財産においては、差別化できる発想は特許出願し、製造する製品に関係する特許は権利化されていないか確認してください。先進技術を特許化しても、競合他社の特許に抵触すると商品化はできません。特許分析マップにより、常に出願特許と権利化特許を把握する技術者が必要です。

講話：若手研究者発掘支援事業のキックオフミーティングに際して

私は、人工心臓や人工肺などを開発してきた経験があります。私自身は心臓血管外科医であったので、とにかく患者さんを助けたいというのが一番大きな目的でした。しかし、ただ研究しているだけでは患者さんは助かりません。事業化して製品になることはとても大事で、事業になってこそ患者さんに使ってもらえます。

私たちの開発チームには、医師だけでなく、医療機器メーカーや異業種の企業の方にも幅広く参加していただきました。私はこれまでも「新しい技術を世の中に出す」ことを意識しており、新たな市場を開拓するという意味でもイノベーションは重要だと考えています。

医工連携イノベーション推進事業で目指すのは、医療ニーズからスタートする医療機器開発です。医療ニーズとは、医療従事者が求めるものだけではなく、「市場が欲しがるもの」です。現場におけるニーズや課題の洗い出しは、市場ニーズも含めて考えることです。

従来はシーズ由来の研究開発が中心でしたが、いざ開発してみると限られた症例にしか使えなかったり、出口にいくための戦略ができていなかったりして、研究開発だけで終わってしまうケースが多々ありました。ですから私たちはあえて、事業化に成功するためにニーズ由来の開発を強調しています。その結果、医工連携事業では約100製品が上市されました。

このような実績を残せている理由は、開発資金支援だけでなく、専門家による事業化成功のためのコンサルティングも合わせて実施することで、事業化が加速するからです。医工連携事業では、医療機器の開発プロセスの各段階で検証をしてリスク管理を行い、出口戦略を含めて支援しています。

医療機器開発プロセスにおいては、試作品制作の前に、ニーズ発掘や市場調査、知財調査、保険関係調査などをしっかりと行ってコンセプトを立案し、ビジネスモデルを検討しておくことが極めて重要です。

若手研究者の方々には、地域連携拠点自立化推進事業や医療機器インキュベーションハブなど、AMEDのさまざまな事業も合わせて研究開発を進めていただきたいと考えています。

開発サポートプログラム内容説明および教育公演

キックオフミーティング後半、開発サポートコアチームからバイオデザインプロセスや開発サポートプログラムの概要、本プロジェクトのスケジュールなどについて説明があり、続いてジャパン・バイオデザイン学会の小野稔理事による教育公演がありました。

教育公演：医療機器開発の極意

本日は私が開発した縫合デバイスの話をします。新しい医療機器は一定の段階を経て開発されるため、ここではその順を追って説明します。

「動機付け・マインド」「メンタリング・トレーニング」

新しいデバイスを作るには、やはり動機付けや開発マインドが必須です。さらに、知的財産の獲得や、現場でアプリケーションとして利用できるものに高めるためには、一定のメンタリングが必要になります。そのメンタリング手法において、世界で最も注目されているのがバイオデザインです。

「ニーズ・新規性」

1990年代後半に、心臓にも低侵襲手術を導入しようという機運が高まりました。私は幸運にも、渡米先の州立大学病院で手術支援ロボット「ダヴィンチ」による全米初の臨床試験を経験できましたが、当時感じたのは、それでも依然として高度な技術が必要だということでした。とくに連続吻合や結紮作業は、非常に高度な技術を要しました。そこで、どうにかして連続吻合や結紮作業が簡単にできるデバイスはできないかと考えていたのです。

このようなニーズファインディングで大事なことは、自分の中に浮かんだ発想をメモに残すことです。その中に画期的なアイデアや、いわゆる“コロンブスの卵”があるかもしれません。そのアイデアを生かしてくれる開発パートナーを見つけることも極めて重要です。
医工連携のギャップは昔からよく言われることで、臨床家とエンジニアが意見を戦わせ、出口に至らずに“死の谷”の手前で開発が止まってしまうことは少なくありません。大事なのは、同じ土俵に立って相手の主張に耳を傾けることです。

医師とエンジニアだけでなく、医療とは関係しない分野を含めさまざまなステークホルダーの人達が、一堂に介してニーズファインディングから初めてアイデアを絞っていく。プロトタイピングではエンジニアが、マーケティングではビジネスに長けた人が活躍する。これらの関係者全員が、同じ発想で同じ土俵にいることが大切なのです。

話を戻しましょう。私はその後も、自動血管縫合デバイスや日本初のサージカルマニピュレーターの開発に関わる中で、やはり連続吻合や結紮作業は大変だと再認識していました。そこで考案したのが「いかり型カシメ縫合デバイス」です。これはデバイスに設けられた溝に糸を滑り込ませ、持針器でデバイスをかしめると溝が圧着されて、糸を結ばなくても固定されるというものです。調査をしたところ、この形状の知財は世界にまったくないものでした。

「機能性の向上」「安全性・確実性の改善」「小型化」

「いかり型カシメ縫合デバイス」は、NEDO開発プロジェクト中に出たアイデアで、単純な発想ですが、それだけにコストを下げられるメリットがあります。これはいけるぞということで治験を始めることになりました。

まず、約3年間の基盤研究（C）で実用化の確認に着手。それを進めている間に、文部科学省の橋渡し研究加速ネットワークに出会い、「ニーズに十分応えられる機能性と安全性がある」と認められ、シーズBに移行しました。シーズBは2年間の予定でしたが、中間報告の時点で厚生労働省の医療機器開発研究推進事業に採択されたという流れです。

この縫合デバイスには当初、さまざまな形状のアイデアがありました。モデルを作り、外科医の我々が実際に使い勝手や視認性などを繰り返し確認し、最終的にいかり型を採用。国際特許を取得しました。0.9mm×0.5mmと非常に小さく、拡大鏡をつければ見えるほどのサイズです。素材には生体適合性ステンレスを用いたことで、安全性という観点では有利なものでした。その後、生物学的安全試験や非臨床試験、動物実験のいずれも良好な結果を得ることができました。

こうした過程の中でも、先述した医工のギャップを解決するため企業の方々とは綿密にデータ交換をして進めました。エンジニアも医師も一緒にものづくりに取り組み、ときには友好の場を設けるなど、まさに“同じ釜の飯を食う”活動です。こうすることで立場や考え方の違いを理解でき、ときには医者もエンジニアになり、エンジニアも医者の考え方をする。ビジネスマンも医療のことを必死で考える、ということが起きてきます。

「市場性・価格」「臨床試験の必要性」「保険適用」

このデバイスは、普通の縫合糸よりも価格が高いぶん、何かしらの優位性を示さなければなりません。私は内視鏡下で血管をつないだときに、普通の縫合糸よりも優れていることを示そうと決めていました。

そこでウサギを用いた生体シミュレーションとして、内視鏡下で頸静脈による頸動脈バイパス行いました。内視鏡の手術では、縫合の時間や手術時間を短縮でき、縫合後の血液の流れも良く、素晴らしい結果を出すことができました。また、動物実験で必要以上のデータを取得していたため、このデバイスは臨床試験が免除されました。ですから、実際にデバイスを使った動物実験をするときには、どういうデータを取るのかという計画を立てておくことが非常に大事です。

ここで、実は困ったことが起きます。サポート企業が突然離れてしまったのです。これも“死の谷”ですね。しかし、たまたま本郷にある中小企業の縫合糸メーカーの方と話ができ、開発スピリットのある企業だったこともあって、提携してプロジェクトを進めることができました。そこからNEDOの中堅・中小企業への橋渡し研究開発事業に採用されたことで商品化への道が開け、2018年に医療機器製造販売承認を取得しました。

保険適用については、一般的に、価格の優位性を使って市場に出し、それから保険適用につなげるというステップを踏むことが多い印象です。

承認までは、PMDAと計4回の事前相談などを行いました。こちらから可能な限りのデータを出し、何が必要で何が足りないか、あらゆる情報を引き出すことを心がけました。何度も通うと、次第にお互いを理解するようになり、取り組みやすくなるものです。ですから、PMDAと良好な関係を築くことも大切です。

若手研究者 自己紹介

最後に参加した若手研究者の自己紹介があり、研究開発課題や研究概要、本事業への期待やニーズが発表されました。若手研究者からは活発な意見交換がなされ、キックオフミーティングは終了しました。