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針使わぬ「貼る注射器」、衝撃波で薬剤注入　名古屋大学

名古屋大学の市原大輔助教らは針なしで薬剤を注入できる注射器を開発した。薄いシートを皮膚に貼り、ロケットの打ち上げ時などに生じる衝撃波で皮下組織まで薬剤を届ける。自己注射が必要な糖尿病患者や不妊治療中の人などの注射への負担を減らす医療機器として実用化を目指す。

針なし注射器は糖尿病や不妊治療の自己注射の負担を軽減できる=名古屋大学提供
物体が音速を超えて進むときに衝撃波が発生する。爆発が起きた際、離れた場所の窓ガラスが割れるのは衝撃波が出ているためだ。

市原助教らは衝撃波を駆使することで、針なしで薬剤を注入できる手のひらサイズの貼る注射器を開発した。ばんそうこうのような厚さ0.3ミリメートルの薄いシートで、皮膚に貼って使う。

瞬間的に高い電流を与えて衝撃波を発生させることで、薬剤を体内に注入することができる。使用する電気エネルギーはごくわずかで痛みを感じるレベルでもないとしている。

シートは3層構造になっており、皮膚から一番遠い上層が電流を供給する基盤になっている。中間層は「ブリッジ部」という構造で、電流が流れると一部分にエネルギーが集中して衝撃波が発生する。皮膚に一番近い下層は絶縁体のポリイミドでできており、粒子状の薬剤を塗布する。衝撃波によって皮下組織に注入される仕組みだ。

通常の針がある注射器では、薬剤の粒子を液体に溶かしてから注入しているが、新しい注射器は液体で薄めずに粒子のまま注入する。

人肌を模したゲルに貼って作動させ、約50マイクロ（マイクロは100万分の1）メートルの粒子が中に入るのを確認した。この大きさは市販の注射用の薬剤で液体に溶かす前の粒子の大きさとほぼ同じになる。皮膚から約2ミリメートルの深さまで届き、皮下注射をするときの深さに相当する。粒子が小さいため、針を刺すより痛点を刺激する確率が低く、痛みは少なくなるとみている。

基盤は導電性のインクを使って印刷して作ることができるため、大量生産が可能だ。針がないため、廃棄時の管理費用も抑えられる利点がある。