35870563 - bone spongy structure close-up, healthy texture of bone

PHOTO: ERANICLE / 123RF

合成、柔軟、簡単に形成可能。これらが新しい「超弾性骨」(HB:Hyper-Elastic Bone)の特徴だ。再生医療における転換点を記すことになるかもしれない。つくり出したのは、米ノースウェスタン大学の研究者たちだ。

彼らは科学誌『Science Translational Medicine』で、一度皮膚の下に移植されたこの新しい素材が、新しい骨をつくる土台として、あるいは完全に別の骨の代替として機能すると語っている。いまのところ、人間ではテストされていない。しかし、最初の動物実験は成功した。専門家たちによると「十分に驚くべき」結果だったようだ。

新素材の大半は、水酸燐灰石と呼ばれる天然の鉱物によってつくられる。これが、骨組織を主に構成するミネラル成分となる。しかし、水酸燐灰石は脆い物質でもある。このため、研究者たちは素材に柔軟性をもたせるべく、あるポリマーを付加した。

「わたしたちが初めて実際にこの素材を3Dプリントしたとき、とても驚いたものです。素材を押し潰してみたら、弾んで再び元の形に戻るのに気づいたのです。」研究の共著者であるラミーユ・シャーは、そう説明する。「HBは簡単に切断したり、丸めたり、あるいは折ったりできます。骨組織のない場所で、そこに結合点がなくてもプレスすることも可能です。さらに多孔質で吸収力があります。外科手術を行う領域に血管が増加するのを促進します」

科学者たちはHBをさまざまな実験でテストした。まず、複数の骨の枠組みに人間の幹細胞を置いたところ、細胞が何の問題なく成長し、新しい骨を再構成するのに必要なミネラルもつくり出したことを発見した。別の実験では、研究者たちはこの骨をマウスの皮膚下に移植した。この場合も細胞はうまく反応した。HBは急速に成長し、免疫反応や炎症を起こすことはなかった。

実際の外科的状況でもテストが行われた。マウスの脊柱の2つの脊椎を一緒に融合させたり、サルの頭骨の病気にかかった脊髄の一部を交換したりした。いずれの場合も、このHBインプラントは完全に組織に組み込まれて、血管の成長を促進した。

HBがとりわけ有望なのは、それが経済的な素材だからだ。環境温度で生産することも可能で、研究者たちが説明しているように、これは製造を著しく容易にする特徴だ。前途有望な結果を見て、研究者たちはさらに、今後5年以内に人間での実験を始めることを考えている。

「発展途上国にとって理想的です。事前に送って、必要になるまで置いておくことができます。冷凍したり解凍したりすることが必要な複雑な生物適合素材をつくらなくていいのです」と、共著者のアダム・ジェイカスは説明する。「発展途上国ではこの種のインプラントは普通製造することができません。このため、箱を開けるだけでこの素材を利用できるのは素晴らしいことでしょう」