歯の培養は近い将来実現するの？

2016年に米国コロンビア大学の組織工学・再生医療研究所の主任教授ジェレミー・マオ博士と彼のチームは、体内の幹細胞を誘導して歯を作ることに成功しました。この歯は、天然素材からなる3次元の足場材をベースに作られた。マオ博士によると、この方法は、高品質の歯科用インプラントを購入できない患者にとって、費用対効果の高い代替方法であるとのことです。

コロンビア大学医療センターは最近、このスタイルの再生歯がより早い回復率に役立つと報告しました。さらに、これらの歯は顎の骨に適応して成長する能力を持っています。

現在もマオ教授は研究チームと真剣に取り組んでいます。





不幸な出来事によって、歯を失うことは珍しいことではありません。交通事故で歯を失うこともあれば、正しい方法で歯の手入れをしなかったこともあります。アンダーグラウンド・ヘルス・レポートが共有する統計によると、26％の人が75歳に達すると永久歯をすべて失っていることは興味深いことです。

歯の喪失に対する最も一般的な解決策は、入れ歯、歯科インプラント、そして幹細胞歯科インプラントの入手です。

なぜ、インプラントや入れ歯が必ずしも最善の解決策ではないのでしょうか？

インプラントの問題は、その治癒過程が広範囲に及ぶことです。インプラントが完全に治癒するまでには、何ヶ月もかかることがあります。インプラントの2つ目の問題は、顎の骨は生涯を通じて成長し続けるということです。インプラントが成長する顎の骨と一致しない場合、それは問題を引き起こす可能性があります。最後に、適切に行われた場合、最小限のリスクはありますが、固有のリスクがあります。インプラントの問題点としては、神経の損傷、移植部位の感染、副鼻腔の問題、感染した場合にさらに骨が失われる可能性などが挙げられます。

入れ歯に関しては、それなりの合併症があります。装着者は、口の中に存在することを一瞬たりとも忘れることはできません。何かを食べたり、普通に話したりすることが、患者さんにとって問題になることもあります。

当然ながら、歯を失った人は、永久的な、合併症のない解決策を持ちたいと思うものです。そこで、幹細胞歯科インプラントが登場するのです。

幹細胞歯科インプラントとは何ですか？

その名前から明らかなように、幹細胞歯科インプラントは、従来の歯科インプラントや入れ歯とは異なるアプローチを取ります。現代のテクノロジーと歯科分野の進歩のおかげで、私たちは歯の問題を解決するために、より洗練された方法を手に入れられる可能性があるのです。

幹細胞インプラントは、患者の口の中で失われた歯を再生させる働きをします。人間の歯の問題は、一生の間に2組の歯しか得られないことです（乳歯は12歳か13歳で失われ、大人の歯は一生続く必要があります）。

科学者たちは、幹細胞を使って人間の新しい歯を育てる方法を探っています。人間の身体はさまざまな種類の細胞で構成されています。幹細胞はその中の一つです。幹細胞は、基本的に人体のすべてのシステムと器官を作るのに役立っています。

幹細胞は、体のあらゆる組織に存在します。幹細胞は、体が自分自身を創造し、補充するのを助けています。幹細胞は通常、他の細胞の奥深くに隠れたり、埋もれたりしている場所にあります。科学者たちは、徹底的な研究、歯科学的研究、観察を経て、乳幼児と成人の歯の両方に、幹細胞の貯蔵庫があることを発見しました。この幹細胞を使って、歯を完全に再生することができるのです。

次は、人工的に大人用の歯を培養できるかどうかの未来についての記事です。



昨年、日本の研究者が幹細胞技術を使ってマウスの歯を培養し、それをネズミの顎に移植して、噛むための完全な機能を持つ歯を作ることに成功したと報道されました。これは本当に歯科医療の新時代の幕開けなのでしょうか。確かに歯科医療は大きく進歩した。もはや入れ歯やクラウンだけに頼る時代ではないのでしょう。

インプラント技術の進歩により、歯全体が生物学的、生理学的に機能するインプラントで置き換えられるようになりました。幹細胞研究の急速な進展により、この技術を使って育てた新しい歯がインプラントに置き換わるということもあり得るでしょう。実際、日本の研究者が最近発表した論文には、まさにそれを実現した研究者の姿が記されています。

研究者たちは、胚性マウスの発育中の歯から細胞を採取し、慎重に解剖した後、組織培養で3日から5日間、細胞を再結合させたと報告しています。そして、その再生した歯胚を腎臓を包むカプセルに移植しました。顎の骨に移植する前に、歯胚の形や長さなど成長をコントロールすることができました。このバイオエンジニアリングされた歯は、エナメル質、象牙質、歯髄、歯根セメント質、歯根膜、周囲の骨など、天然歯と同じ機能をすべて備えています。これらの組織は、それぞれ異なる成分からできているため、これはまさに快挙といえます。

研究者たちは、6つの異なる組織を作り、組み立てることに成功し、この研究の重要性を強調しました。過去5年間、新しい歯を作る研究は数多く報告されてきましたが、今回の研究は、人工歯が天然歯やその周囲の組織にどの程度似ているかという点で重要な意味を持ちます。これらの研究の背景には、生体の「マスターセル」と呼ばれる幹細胞の新たな可能性を利用することがあります。





幹細胞には、大きく分けて胚性幹細胞と成体幹細胞の2種類があります。

胚性幹細胞は、その名の通り胚に由来する細胞で、人体を構成する220種類すべての細胞に分化することができます。成体幹細胞は、成熟した組織に由来し、損傷した組織を再生させる役割を担っています。すべての幹細胞の特徴は、自己複製能力と分化の可能性があります。幹細胞の重要性は、再生医療への応用の可能性であり、その結果、個別化医療という新たな分野へと発展しています。

パーソナライズド・メディスンとは、患者さん自身の細胞をあらゆる病態の治療に利用することです。そこで生まれたのが、組織工学という概念です。生体適合性のある足場の中で細胞を培養し、それを移植して組織を再生させるというものです。このような考え方が、バイオエンジニアリングによる歯の基礎となったのです。しかし、新しい科学の発展と同様に、興奮は現実によって抑えられなければなりません。






この研究は、歯を培養して顎に埋め込み、完全に機能する人工歯を作ることが可能であることを明確に示しています。これは動物モデルにおける「概念実証」の研究であることを忘れてはならないのです。著者らは、このことを苦心して指摘しています。つまり、人間のために差し歯を育てることが現実になるまでには、まだ多くの課題が残っているということなのです。

移植された歯の免疫適合性や受容性、歯の成長過程の制御や調節、移植された歯の長期生存などの問題は、まだ解決されなければならないのです。また、胚性幹細胞をヒトの医療に用いることも重要な課題です。成体幹細胞を使ってこれを克服できるかどうかは、まだ未知数です。成体細胞から胚に似た幹細胞を作ることができます。いわゆる人工多能性幹細胞（iPS細胞）の開発は有望です。




iPS技術を使えば、歯胚の培養に必要なさまざまな種類の細胞を作ることができるかもしれないでしょう。そうなれば、胚の歯胚細胞を使う必要性がなくなります。この研究は、私たちが新しい歯を作る技術を持っていることを明らかにしましたが、臨床的に実現するまでにどれくらいの時間がかかるかはまだ不明です。


アデレード大学コルゲートオーストラリア臨床歯科研究センター教授兼所長であるマーク・バートルドの記事　2021年5月31日
Building Replacement Teeth - Do We Really Have The Technology?