前回の記事では、ウェアラブル医療機器、特に補聴器や連続血糖モニターに使用されるはんだの種類について紹介しました。これらの機器の組み立てには、一般的にSAC305 はんだペースト、またはそれに相当するものが使用されています。これは、このはんだが機器の製造プロセスの要件を満たしているだけでなく、鉛フリーであるため、世界中の多くの環境・保健機関の基準にも適合しているからです。 しかし、これは医療機器の3つの主要な用途分野のうちの1つに過ぎず、他の2つである「埋め込み型医療機器」および「産業用医療機器」では、はんだに対する要件が異なる可能性があります。そこで、次は埋め込み型医療機器、特に最も広く知られているものの一つである「心臓ペースメーカー」について見ていきましょう。心臓ペースメーカーは体内に数年間、場合によっては数十年間も留置されるため、組み立てには適切な種類のはんだを使用することが極めて重要です。
20世紀は医療技術の進歩が著しかった時代であり、心臓ペースメーカーもこの時期に生まれた数多くの発明の一つでした。心臓ペースメーカーは、不整脈や、徐脈、失神、心不全、心筋肥大症などの関連疾患の治療に使用されます。 最初の心臓ペースメーカーは1958年に体内に埋め込まれましたが、電池がすぐに切れてしまったため、体内で長く機能し続けることはできませんでした。1960年代後半にリチウム電池が発明されると、心臓ペースメーカーは現代の時代に入り、より軽量で耐久性が高くなり、電池の寿命も大幅に延びました。今日では、心臓ペースメーカーは、目の前の心臓疾患を治療するだけでなく、不快感や追加の手術、その他の侵襲的な処置を減らすよう設計されています。
現在、利用・使用されている心臓ペースメーカーには、単室型、二室型、両心室型の3種類がありますが、その機能はすべて同じです。つまり、心臓を適切なリズムで鼓動させ続けることです。これには、通常、胸の左上部の皮膚直下に埋め込まれる、電池式の小型金属製コンピュータと、そのケースから心臓の1つまたは2つの心室へと伸びるリード線が必要です。 コンピュータが心臓の鼓動が遅すぎる、あるいは不規則であると検知すると、リード線を介して心臓の心室に電気インパルスを送り、心室を収縮させて血液を送り出し、1回の心拍を生み出します。心臓ペースメーカーは、治療対象となる病状に応じて、一時的に使用される場合もあれば、生涯にわたって使用される場合もあります。
心臓ペースメーカーのすべての部品は、生体環境で使用されるため、極めて高い信頼性と安全性が求められ、はんだ材料とその品質は最も重要な要素となります。 心臓ペースメーカーでは、一般的に、組立用のはんだ材料として純度99.99%の金（Au）プリフォームが使用されます。純金は純度が高く、不活性で生体適合性に優れ、耐食性にも優れているため、デバイス内の気密シールを 確保するのに極めて有効です。これらの特性はすべて、心臓ペースメーカーなどの埋め込み型医療機器に求められる高い品質と性能を実現するために必要な、理想的なはんだ材料としての条件を満たしています。
このテーマに関する次回の（そして最後の）ブログ記事では、産業用医療機器についてお話しします！
