気胸、膿胸、悪性胸水などの胸膜疾患に対して、呼吸器内科や呼吸器外科では胸腔ドレーンを挿入する場面が多い。救急医療機器として用いられる胸腔ドレナージシステムは、水封機構という独自の構造を有しており、他のドレーンとは明確に異なる。水封機構は、胸腔内から発生する空気を大気中へ逃がしつつ、大気からの逆流を防ぐ一方向弁の役割を担っており、この機構が失われると再度気胸が生じ、肺が虚脱して呼吸障害を引き起こす。
そのため、胸腔ドレーンの管理においては、ドレーンバッグの転倒を防ぐ必要がある。現行の水封装置は、転倒時に水槽内の液体が隣の槽に移動し、水封が破綻する構造となっている。これにより、胸腔ドレーンは他のドレーンと比べて管理が難しいとされており、たとえば末期肺がんに伴う難治性胸水でドレーンの抜去が困難な患者は、在宅医療への移行が阻まれることがある。
こうした課題を踏まえ、ドレーンバッグが転倒しても水封機構が損なわれない胸腔ドレーンシステムの開発が必要である。たとえば、ラムネ瓶の玉のような構造で水封液の移動を防ぐ仕組みや、水封液そのものの性状を工夫することが有効と考えられる。水封機構は医療以外の分野でも応用されており、この技術が確立されれば他分野への展開も期待できる。
この技術により、難治性胸水や乳び胸、膿胸で苦しむ患者が、胸腔ドレーンを留置したままでも在宅医療へと移行し、自宅で大切な時間を過ごせるようになることを目指している。