三尖弁閉鎖不全症：3D技術が治療アイデアの実用化を加速

三尖弁閉鎖不全症では、静脈圧の上昇により浮腫が生じ、進行すると多臓器への影響につながる可能性があります。現在の治療では、利尿薬による体液管理や、症状悪化時の入院対応が一般的です。しかし、三尖弁疾患は構造的な問題であり、薬物療法のみでの対応には限界があり、最終的には外科的介入が検討されることもあります。

一方で、高齢患者における開胸手術はリスクが高いとされています。三尖弁の治療は、大動脈弁狭窄症に対するカテーテル治療（TAVI）と比較しても、より複雑です。 

三尖弁は円形ではなく、弁輪の形状は患者ごとに異なる3次元構造を持つため、固定が難しいという課題があります。さらに、腱索や乳頭筋とともに心周期に応じて形状が変化する点も、設計上の難しさにつながります。

InnoventricのCEO兼創業者であるAmir Danino氏は、このような複雑性を踏まえ、弁そのものを置換するのではなく、逆流を防ぐ別の弁を追加するというコンセプトを考案しました。 

つまり、三尖弁そのものには手をつけないということです。このアプローチでは、三尖弁自体には直接介入せず、上大静脈（SVC）から下大静脈（IVC）にかけてステントグラフトを留置し、その側壁に弁を配置します。静脈は管状構造であり、三尖弁輪と比較してサイズが小さいため、固定が比較的容易になります。また、回転方向および位置決めを補助するマーカーにより、適切な位置への配置が可能になります。 

適切なデバイス設計のためには、IVCおよびSVCの径、ステント長、右心房（RA）への入口位置、隔壁からの距離、心房壁との距離、心房容積などの詳細な計測が必要でした。

InnoventricはMaterialise Medicalチームと連携し、データのセグメンテーションおよび各種計測を実施しました。 

取得した3Dモデルと計測結果をもとに、デバイス設計の妥当性評価（V&V）を行い、サイズや形状の適合性を検討しました。さらに、デバイスの送達性や展開挙動についても検証が行われました。

前臨床段階では、血行動態環境を再現するために構築したパルスデュプリケータシステムを用いて評価を実施しました。FIH（First-in-Human）試験に先立ち、耐久性、疲労、 生体適合性、滅菌などの各種試験も実施されています。

動物試験では、急性TRモデルを作成した30頭の豚にデバイスを留置しました。豚の右心系に解剖学的な異常や個体差が見られなかったため、サイズ設定は標準化されており、CT撮影や3Dプリントは使用されませんでした。

2020年初頭、Innoventricチームは初めてのヒト試験に着手しました。スクリーニングに関しては、チームはさまざまな医学的変数をスクリーニングして患者を選びました。 

カラードップラー超音波により逆流の程度を評価し、CTによってIVC/SVC径や解剖学的距離を測定しました。その後、CTを用いてIVCおよびSVCの各部位の径や、肝静脈から右心房までの距離を測定し、デバイスの適合性を確認しました。さらに、Mimicsによる解剖学的計測に加え、右心房・右心室・肺動脈・静脈系における血行動態（圧）も評価されました。

適応と判断された症例については、セグメンテーションと3Dモデルを用いた術前計画が実施されました。患者ごとのデータをもとに、仮想インプラントによる検証を行い、その後、データを医師に送り、結果のフィードバックを受ける。また、柔軟性のある3Dプリントモデルを用いた手技トレーニングも行われています。

彼らの手法は、まずモデルを作成し、イスラエルで手技の検証を行ったうえで、現地にて術者トレーニングを実施するというものでした。透視マーカーを使用することで、装置を正しい位置と流れ方向に配置することができる。このワークフローにより、これまで複数の症例に対する適用が進められており、FIH試験の完了に向けてさらに適用が進められています。InnoventricのR&DプロジェクトマネージャーであるYair Pichersky氏は、次のように述べています。 「3Dで可視化することで、解剖構造や手技において直面する課題をより理解しやすくなります。」

今後も、これまでの成果を踏まえ、このワークフローは継続されていくと考えられます。また、Mimicsはスクリーニングおよびデバイス留置シミュレーションの支援において有効なツールとして活用されています。初期のFIH対象患者から、今後のスケールアップに至るまでの目標は、適切な3Dツールの活用により現実的なものとなりつつあります。Yair氏はさらに次のように述べています。「私たちはより多くのデータと知見をもとに手技に臨んでおり、それが術者の判断にも寄与しています。」

3D技術は、研究開発から検証（V&V）に至るまで重要な役割を果たしており、今後の承認プロセスにおいても引き続き活用されていくと考えられます。Materialise Medicalとの連携により、デバイスの構想から臨床応用に向けた検討プロセスが推進されています。