結石治療と対戦車兵器の数奇な関係 航空機メーカーの失敗がもたらした大きな恩恵とは

結石治療と対戦車兵器の数奇な関係 航空機メーカーの失敗がもたらした大きな恩恵とは

かつて航空機メーカーとして名を馳せたドルニエ社の、完成当時、世界最大を誇った飛行艇「ドルニエDo X」(画像:アメリカ海軍)。

名の知れた企業が、出自は別業界というのは珍しくありませんが、航空機メーカーが兵器開発に失敗し、そこから医療機器で名を馳せるのはレアケースかもしれません。独ドルニエ社のたどった失敗と成功のお話。

突然ですが、尿路結石のお話です

 誰でも痛いのはイヤですよね。人間が経験する痛みのなかでも、上位になるとされる尿路結石は、生涯罹患率が男性15.1%、女性が6.8%と、珍しくない病気のひとつです。そして、わりと最近になるまで、開腹をともなう手術がその治療法とされてきました。

 患者に負担が大きい開腹手術以外に方法はないかと、世界中で治療法の開発が行われ、旧ソ連では体内に直流電流を流して火花で破壊する方式が考案され、日本では微量の爆薬を体内で爆発させる方法も考案されるなど、結石を破壊するための様々な試みがされていました。

 しかし、近年は「ESWL(体外衝撃波結石破砕)」の普及によって、手術をせずに日帰りでの治療も可能になりました。これは、体外から衝撃波を結石に集中させることで結石のみを破砕する技術で、確実性が高い上、従来と比べ身体への負担が大幅に減らせることから、いまや尿路結石に対する標準的な治療法になっています。

「乗りものニュース」の配信記事で、なぜ結石治療の話なのでしょうか。実はこの技術、歴史的に重要な航空機メーカーの、兵器研究が元になっているのです。

世界と日本の航空機に影響を与えたドルニエ社

 1914(大正3)年にクラウディウス・ドルニエが設立したドルニエ航空機製造(ドルニエ社・ドイツ)は、航空機への軽金属使用や、飛行艇の開発で歴史に大きな名を残したメーカーです。特に有名なのは、1929(昭和4)年の完成当時、世界最大の航空機だった12発飛行艇の「ドルニエDo X」です。大西洋横断飛行を目指して作られた大型航空機で、世界に大きなインパクトを与えましたが、大恐慌の影響もあり3機の製造に留まりました。

 また、ドルニエ社は日本の航空産業にも大きな影響を与えています。第二次世界大戦前にドルニエ社は、川崎造船所(現在の川崎重工業)と技術提携し、リヒャルト・フォークト博士を日本に派遣します。フォークト博士は川崎造船所で航空機の設計に携わると共に、日本人設計者の育成も行い、そのなかには後に三式戦闘機「飛燕」や、YS-11の設計に携わる土居武夫もいました。

衝撃波が人体に与える影響の研究

 このドルニエ社。戦後もドルニエシステム社として続いていますが、自社設計の軍用機を大量に製造していた戦中とは異なり、航空機メーカーとしてはだいぶ規模が縮小しています。しかし、社内では航空機の衝撃波に関する研究などが行われていました。

「衝撃波」とは、「音速以上の速さで伝わる強烈な圧力変化の波(小学館『デジタル大辞泉』)」のことで、たとえば火山の噴火の際などに、爆発によって周囲の空気が瞬時に圧縮され、それが音より速く周囲に伝播する様が見られます。

 この衝撃波の研究のなかには、戦車内の乗員に対する衝撃波の影響を調べる研究も行われていました。時代は冷戦真っただなか。ドイツは東西に分割され、西ドイツは強大なソ連戦車部隊と対峙しており、衝撃波を使った対戦車兵器が検討されていたのです。

 この研究のなかで、衝撃波に関する次の特性が明らかになりました。

・衝撃波は水中ではほとんど減衰せずに伝播するが、空気中ではエネルギー損失が大きい。また、水中では衝撃波を焦点に集めることができる。
・衝撃波は肺以外のほとんどの生体組織に障害を与えない。
・結晶体のような脆い物質は生体内で、周囲組織に障害を与えることなく衝撃波により破砕される。
・生体組織を通過する際の衝撃波の減衰は超音波よりもはるかに少ない。

 この研究結果から、戦車内の乗員に対して衝撃波を兵器に使うことは難しい、ということが分かりました。

 ではほかのことに使えないか、1969(昭和44)年にドルニエ社にてエンジニアによる研究成果の検討が行われ、その後の夕食会の席では水中の潜水艦に対して衝撃波は有効ではないかと話し合われていましたが、そのなかで人体中の結石を衝撃波で破壊することができるのではないか、というアイデアが出てきたそうです。

転んでもただでは起きず、ESWLの実用化へ

 このアイデアを元に、1972(昭和47)年に試験管内の結石の破砕に成功。1979(昭和54)年には世界初の人体用腎結石破砕装置が完成し、翌年には人体内にある1.5cmの結石の破砕に成功します。これが初のESWL(体外衝撃波結石破砕)による人体治療例となりました。1983(昭和58)年には「HM3」として初めて販売されることになり、日本でも1984(昭和59)年9月に北海道の三樹会病院が初めて導入。それを皮切りに、一気にESWLが普及していきます。

 航空機の歴史に名を残し、日本の航空機産業にも影響を与え、ESWLを実用化したドルニエ社。大戦中はおもに、Do17やDo217といった爆撃機を生産し、戦後はDo27、Do228といった短距離離着陸性能に優れた航空機も生み出しました。1996(平成8)年、アメリカのフェアチャイルド社に買収され、フェアチャイルド・ドルニエ社となりましたが、そのフェアチャイルド・ドルニエ社は2002(平成14)年に経営破綻し、航空機メーカーとしてのドルニエ社は消滅してしまいました。

 しかし、その医療部門は現在も存続し、ドルニエの名前を受け継いだドルニエメドテック社(ドイツ)が、ESWLの大手メーカーとして活動しています。

 もともとは人を殺傷するための兵器研究が、人を激しい痛みから低リスクで救う技術になったという、稀有な例かもしれません。

※参考文献
阿曽佳郎編『衝撃波結石破砕のすべて』(東洋書店)
松永猛裕『火薬のはなし』(講談社)
日本泌尿器学会『尿路結石症診療ガイドライン 第2版 2013年度版』

【写真】衝撃波といえばコンコルド

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