Homeあごの骨の再建を目指して ーチタン多孔体で骨を取り戻すー
取材日：2018年11月29日
医歯薬保健学研究科博士课程に所属している小畠玲子さんにお话を伺いました。小畠さんは、大学院生として研究に励むかたわら、3分间コンペティションに出场したり、インターンシップに参加したり、歯科医师として広岛大学病院で诊察を行ったりと、大学院生として、また歯科医师として非常に精力的に活动されています。今回は小畠さんに、ご自身の研究内容と现在の活动に関してお闻きしました。
【博士课程后期での主な活动内容】
2016年 広岛大学医歯薬保健学研究科博士课程医歯薬学専攻歯学専门プログラムに进学
2018年 「未来博士3分間コンペティション2018」において優秀賞(日本语部門)、中外テクノス賞を受賞
2019年 ウィーン医科大学にインターンシップ
チタンの多孔体を骨の再建に利用する
私が现在取り组んでいる研究は、チタンの多孔体(スポンジのようなたくさん穴が开いている构造のこと)を用いたあごの骨を补う素材の开発です。従来の治疗で用いられているチタンプレートとは异なり、チタンの多孔体は素材内部に骨を再生することができます。それに加え、様々な骨の欠损状态に自在に形状を変えたパーツの作成ができるので、あご自体の形体回復の精度も上げることが可能となります。また、あごの骨を再建した后にインプラントや入れ歯といった补缀(ほてつ)治疗を适用することも可能になります。将来的には、患者さん一人ひとりの欠损に合うように作ることが実现できると考えています。
チタンの多孔体のもとになるスポンジ
作成したチタンの多孔体
现在行われているあごの骨の再建医疗について少し説明すると、肿疡や炎症、外伤などがあごの骨に生じた际に治疗として骨の切除が行われ、结果としてあごの骨の一部やその上の歯を失うということが考えられます。あごの骨と歯を広范囲にわたって失った患者さんに対しては、例えば自家骨といって、自分の骨を採取し移植する施术を行います。この手法は自身の体から骨を採取してくることになるので、骨の採取量に制限がありますし、この施术による合併症のリスクも存在します。その他には、人工材料を用いて失われた部分を补うという方法もあります。具体的にいうと、骨を失った部分をチタンのプレートで补うという方法などです。先ほどお话ししたような多孔体ではありませんので、骨がチタンプレート内やその周辺に新たに作られるということはほとんどありません。この方法だと、やはり形态回復は不十分となってしまいますし、材料内部に骨ができることはないので、再建した部分に入れ歯やインプラントといった补缀治疗を行うことも难しいというのが现状となっています。
チタンは、アレルギーが生じにくい材料だといわれています。生体に用いる材料がアレルギーを引き起こすようなものではいけません。金属アレルギーを起こしにくいという特性から、チタンは歯科医疗をはじめとした多くの医疗现场でよく用いられています。
チタンの多孔体に関しては様々な製作方法があります。例えば、ビーズ状のものを焼结结合したり、繊维状のものを折りたたんだりして作成したという研究报告の存在は确认しましたが、それらの方法だと细かい形の変化に対応することは难しく、更にある程度の大きさのものを作ることが难しいということも分かりました。ですので、それらの作成方法でチタンの多孔体を作ることは、私が想定するような広范囲の骨の欠损の再建という用途に応用するのは难しいといえます。
今私が採用している任意の形の树脂(スポンジ)をそのままの形で金属に置换し多孔体を作成するという方法は、チタンの强度は保持したまま、気孔という细かい穴の大きさなどを调节でき、また任意の大きさのものも作成可能であるという利点があります。この方法で作成できる多孔体は、强度があり、かつ気孔の调节が容易なので、広范囲の骨形成に适した构造にすることが可能であると考え、骨の再建に利用できるのではないかと考えました。
研究の进捗状况と今后の课题
现在は、ラビットを用いた动物実験に取り组んでいるところです。ラビットの大腿骨(太ももの骨)に欠损を作り、そこに研究しているチタンの多孔体を埋め込み、どの程度の気孔径や気孔率が骨を作るのに最も适した构造なのか検讨しています。これらのことについては、すでに结果が出ていて、今后はもっと大きな欠损の场合に、それに対応してより大きな骨も再生されるのか、チタンの多孔体の表面に処理を施すと、もっと早く确実に骨ができるのではないか、チタンの多孔体をもとに骨が作られた后にインプラントの施术を行うことができるのか、などの観点から様々な工夫や検讨を行っています。
骨が作られる速さというのは、実験などで用いられている动物と人间では异なり、ラビットの大腿骨が作られる速さは人间よりも速いです。骨の作られる速さは体の大きさやターンオーバー(骨が作られるサイクル)によって変わってきます。现在はラビットの大腿骨で実験を行っていますが、大腿骨は足の骨なので、やはりあごの骨とは性质が异なってきます。次の段阶としては、ラビットのような中型动物からイヌなどの大型动物のあごの骨での検讨ももしかしたら必要なのではないかと考えているところです。
今后の课题としてまず言えることは、炎症に対する対応です。チタンの多孔体を体に入れた后、もしかしたら炎症が起こるかもしれません。その时にどのように対応していくかというのが课题です。生じた炎症がどのようにチタンの多孔体の中を広がっていくのかというのは、まだ解明されていません。炎症が起きた际にどう対処するか、炎症がどんな风に起こっていくのか、その予想が立てられないと、やはり诊疗の场で用いることは难しいと考えます。特に口腔内というのは炎症のリスクが高いといえます。どうしても口の中は细菌が多いので、感染、炎症のリスクというのは高くなってしまいます。
チタンの多孔体の场合、チタン素材の内部に骨ができてくるということになるので、当然血液供给もあります。血液の供给があるということは、ある程度の免疫机构が働くので、例えば薬剤を投与するなどの対応策をとることも可能かもしれません。いずれにしても、现段阶では予测でしかありませんので、これからよくよく検讨していかなければならないことです。
博士课程に进学したきっかけ
歯科学部は大学を卒业して歯科医师の免许を取った后、1年间の研修を行います。私は歯科医师免许を取得后、広岛大学の大学病院で研修を行っていました。歯科は歯周病の科であったり、歯の矫正であったりと様々な科に分かれています。私は、补缀というインプラントや入れ歯を扱う科で研修を行っていた时に、ガンによってあごの骨を切除してしまった患者さんに出会いました。その方は、何とか物が噛めるように、物を食べることができるようにならないか、ということで大学病院に来院された方でした。
あごの骨がなくなるということは、その上に存在する歯も同时に无くしてしまうということを意味します。例えば歯だけを失った场合、入れ歯やインプラントといった施术法で失った歯を补い、咀嚼能力の改善を図ることが可能です。しかし、その方は歯を支えるあごの骨自体がありませんでしたから、入れ歯やインプラントといった治疗法を施すことが难しく、治疗にも限界がありました。
その时に、今までにない材料や治疗法を提供する必要があると考えるようになりました。その患者さんには间に合わないかもしれないけど、将来的には多くの困っている患者さんたちの助けになることが出来るのではないかと思い、博士课程に进学することを决めました。现在も研究活动と诊察を并行して行っていて、昼间は大学病院で诊察を行い、そのあとに研究を进めている日もあります。実际に诊疗をしていないと気付かないことはたくさんあります。私にとって、诊疗に出て患者さんの様子をみるということは、研究の大きなモチベーションとなっていますので、これからも诊察と研究とどちらも大切にしていきたいと考えています。
3分间コンペに参加して
大学内に掲示してあった3分间コンペティションのポスターを见かけ、単纯に面白そうだなあ、と思ったのがきっかけで参加することになりました。研究の话というのは、学会のような、その専门の人々やその分野の话を闻きたい人々がいる场で话すことがほとんどです。歯科や歯医者などと関係のない人々に、私はこんなことに挑戦しているんだよ、という机会は大学院生の私には中々ない机会なので参加することを决めました。
実际に参加してみて、やはり紧张したというのが正直な感想です。普段の学会で普通に使っている専门用语ではなく、谁にでもわかるようにかみ砕いて言うにはどうすればよいか、わかりやすく研究を伝えるにはどうすればよいか、ということを考える良いきっかけになったと思います。
未来博士3分间コンペティション2018の様子
インターンシップについて
3分间コンペティション优秀赏がきっかけで、インターンシップの优先権をいただき、今年の1月～3月まで、ウィーン医科大学にインターンシップに行かせていただくことになりました。
実は、研究グループで、このチタン多孔体を骨再建に応用する研究を行う中で、植物栽培の培地として利用できないかと考えていました。チタン多孔体培地を用いると、土壌栽培と比较し広いスペースも不要です。さらに、チタンは「軽い?錆びない?强い」材料です。そのため、何度も繰り返し利用することができ、またチタン多孔体内部を根が伸展していく様子は见た目にもおもしろいのではないかと思っています。
この商品化のためには商品开発および検証が必要です。そこで、チタンと植物の断面を同时に、生きたままの状态で観察できる非脱灰研磨标本の作成という特殊な技术を习得し、さらに海外における新规商品开発?検証?市场への取り组みを学ぶことで、医疗の枠をこえて产学连携によるイノベーションを目指すことができるのではと考え、ウィーン医科大学にて学んでこようと思っています。いままで留学経験はなく、このインターンシップを利用して世界を知ることは、今后につながるのではないかと期待しています。
取材者感想
あごの骨の再建医疗については、ほとんどその现状等を知らなかったので先生のお话を伺い、大変勉强になりました。先生の取り组まれている研究は、骨を失って困っている患者の方々を救うことが出来る、とても将来性を感じさせる内容でした。また、医师としての诊察と研究活动、インターンシップや3分间コンペティションへの出场など、とても行动力がありすごい方だと惊きました。ぜひ、さらなる研究に励み、将来的には技术の确立を目指していただきたいと思います。
取材担当：総合科学研究科博士课程后期2年 谷綺音
