バイオ３Dプリンティング──実現迫る臓器印刷技術

今から10年前。東日本大震災直前の3月、世界中の素晴らしいアイデアを持った人々が未来への展望を語り合う「TEDカンファレンス」で衝撃のデモンストレーションが行われた。

医師のAnthony Atala（アンソニー・アタラ）が「腎臓を印刷する試み」と題した講演を行い、実際に壇上で印刷された臓器を手に取って見せたのだ。

「印刷」と聞くと、首をかしげる人もいるかもしれないが、いわゆる３Dプリンターでの立体印刷のことだ。通常、3Dプリンターでは樹脂やナイロンの粒を噴出して立体をつくるが、このデモではその代わりに細胞を噴出して臓器をつくったのだ。

再生医療の世界でも今、最も熱い注目を集める「バイオ３Dプリンティング」と呼ばれる技術が、医学の世界の外に知られた瞬間だった。

一方、この講演を見て歯痒い思いをしていた人たちも少なくない。佐賀大学の中山功一教授もその一人だ。彼は前年の2010年、まさにこの分野で起業をし、サイフューズ社を立ち上げたところだった。当時、彼以外にも世界中で多くの研究者が、このバイオ3Dプリンティングの研究を進めていた。

バイオ３Dプリンティングは何がすごいのか。現在、事故や病気などで自分の臓器が使えなくなると、ほかの部位の似た臓器を移植したり、大きな臓器では、事故などで亡くなった人の臓器を提供してもらい移植を受けたりする必要がある。しかし、亡くなった人の臓器はそうそう都合よく手に入るものではないし、場合によっては体質に合わず拒否反応などが出る可能性もある。

バイオ３Dプリンティングは、こうした課題をクリアしてくれる技術として注目を集めているのだ。今後、iPS細胞の研究などがうまく進めば、今よりも若い状態の臓器をつくり出せる可能性すらある。

生物の身体の必要な部位だけをつくり出せるバイオ３Dプリンティングの応用は移植だけではない。

変わったところでは、バイオ３Dプリンティングの技術を使って食用肉をつくるといった研究をしている人たちもいる。

また、医療目的で、急速に注目を集めているのは、人工的につくった身体の部位に、薬を与え、その効果や副作用を見る創薬への応用だ。この分野の急速な成長を受け、バイオ３Dプリンター用に素材となるゲルを提供している会社がIPO（新規株式公開）をしてしまったほどだという。

一方で、人体移植のためのバイオ３Dプリンティングの技術の進歩はかなりペースが遅い。

10年前、冒頭で紹介したTEDの動画を、筆者が中山功一さんに紹介したところ、最初は先を越して注目を集めたことにショックを受けていた中山氏が、「でも、この臓器はおそらくしばらくすると形が崩れる」と解説をしてくれた。

３Dプリンターで噴出して重ねただけの細胞は、まだ固まっておらずドロドロのゼリーのような状態。しばらくの間なら形を保てるがだんだんと崩れてしまって、人体への移植などには使えない。薬を試すくらいであれば、細胞がそこまで立体的な構造を保つ必要はない。昨今の創薬への応用が広がらない裏事情の一つだろう。

一方、中山氏らが研究している剣山方式のバイオ3Dプリンティングは、剣山のような極めて細い針の山に細胞を刺しながら臓器を形づくる。出来上がった臓器がある程度、形として固まったら剣山を抜いて、穴が埋まるのを待つ、という方式。崩れない立体臓器をつくれるという大きな強みがある。

ただバイオ３Dプリンターで印刷するだけでなく、印刷した臓器（血管）を実際に人体に移植したという点では世界初の実績を持っている。

2020年秋には、京都大学医学部と中山氏らが起こしたバイオ３Dプリンティングのベンチャー企業、サイフューズ社らの協業で指先などの末梢神経の再生に世界で初めて成功。

まもなく手指の末梢神経損傷患者に対する医師主導治験も開始するという。

冒頭でも紹介したようにバイオ３Dプリンティングは、再生医療の中でも特に熱い分野であり、世界には異なる方式でこれに挑む研究者らが他にも大勢いるし、今後、どこがこの分野をリードするかは誰にもわからない。

彼らが凌ぎを削ることで、バイオ３Dプリンティングが実用化され、亡くなった人からの臓器提供を待つ必要のない世界がすぐそこまできていることに期待を感じずにはいられない。

ちなみに、すべての基礎となっている３Dプリンターという技術革新は、元々1980年、日本の名古屋市工業研究所にて小玉秀男という日本人によって発明されている。彼が生み出した光造形法という３Dプリントの方法が、その後、歯科技工師の間で広まったことを考えると、一人一人で異なる体型や体質に合わせて個別生産できる３Dプリンターの技術は、元々、医療であったり移植であったりに向いていたのかもしれない。