前回の長濱先生の研究紹介の続きです。

　では、具体的にポリ乳酸をどのように高機能化するのか。私は、ポリ乳酸に「知能」をもたせることで、高機能なインテリジェントバイオマテリアルを創ることに取り組んでいます。

　聞きなれない言葉かもしれませんが、知能をもつ材料は「インテリジェントマテリアル」と呼ばれており、材料自体がセンサー（感覚器）、コントローラー（脳）、アクチュエーター（筋肉）を持ちます。そのセンサー部位が、温度、pH、光、特定分子などの外部環境変化を感知し、その刺激をコントローラーに伝え、コントローラーがアクチュエーターに指令を出して所定の反応を行わせることで、物性変化・相転移・形状変化・応力発生などのダイナミックな動きを生み出し、その結果として、ある特定の機能を発現します。この応用対象を医療に向けたものが「インテリジェントバイオマテリアル」です。
　では、ポリ乳酸系インテリジェントバイオマテリアルを用いて、どのような革新的な医療技術が開発できるのか。その一例が、体が弱っている患者さんに負担をかけない治療（低侵襲治療）技術です。私はこれまでに、室温から体温への温度上昇で液体からゲル（水を含んだ半固体状物質）へと変化するシステムを組み込んだポリ乳酸を創りました。これにより、手術で切開しなくても、注射という低侵襲な方法により、浅部臓器から深部臓器まで、あらゆる患部にゲルを投与することができます。また、この液体中に薬を混ぜておき、これを患部に注射すると、その部位で薬を閉じ込めたゲルができます。ゲルの中に入っている薬は一気に広がらず、ゲルが分解するとともに少しずつ漏れ出すため、投与回数を減らすことによる副作用の軽減やQOLの向上、薬の局所（患部周辺）濃度を一定に保つことによる治療効果の向上をもたらします。このような治療技術は、脳内、眼内、脊髄内など、切開を伴う手術が難しい部位の疾患において特に功を奏します。さらには、薬の代わりに細胞を生かしたままゲル内に閉じ込めることも可能であり、この技術を現在注目されている再生医療の分野などにも役立てることを考えています。その他の例として、新しいがん治療技術が考えられます。私は、がん細胞を認識して細胞内に侵入し、そこで自ら壊れることで抗がん剤を放出するようなポリ乳酸ナノカプセルの開発に取り組んでいます。このようなシステムでは、がん細胞のみを狙い撃ちすることができるため、治療成果の向上とともに、抗がん剤で避けがたい副作用の軽減にもつながります。

　このように、高分子化学者である私が医療の未来を切り拓くことができるかもしれないのは、大変にやりがいを感じます。新素材を創り出すことで、従来なかった医療技術を世界に提供でき、いままでは救えなかった人々を救えることができれば幸せです。
また、こうした材料主導の治療を追求するもうひとつのメリットは、「医療の質」の面でも向上が期待できることです。医師によって医療技術にばらつきがあり、医師の技量に委ねられている面も大きいのが、医療の現状でもあります。私の研究成果が実用化され、誰もが平等に安定した質の高い医療を受けることができるようになったらいいなと思います。

　生命科学分野は、化学、生物、医学、薬学、環境、ナノテクノロジー、バイオテクノロジーとその応用は多岐にわたります。特に、化学的な知見から創りだした材料を他の分野に応用することなど、分野の融合によって、これまでにはない新しいテクノロジーを生み出されることが特徴です。
　近い将来、このような素材が医療の現場で使われたら嬉しいですね。

FIRSTには、生命科学分野の最先端を研究する１５名の教員が所属しています。今回は生命高分子科学研究室の長濱宏治先生をご紹介します。
長濱先生は、「化学で医療を革新する。夢では終わらない、夢のような新素材開発をめざす」という研究目標を掲げ、体に優しい高分子素材で新しい医療材料の開発に取り組まれています。

　みなさんは、「ポリ乳酸」という素材を知っていますか？
　ポリ乳酸は、グルコース（ブドウ糖）を乳酸菌で発酵して得られる乳酸を化学的に連結して作られる高分子です。実用化の歴史は浅いのですが、近年急速に私達の身の回りに広がっている新素材で、コップや皿、洋服、漁業用網、農業用シートなどに使われているほか、携帯電話、パソコンなどの電化製品や自動車用部品などにも使われはじめ、現在さまざまな分野でとても注目されています。その理由は、何より「地球環境にやさしい素材」であるということです。

　第一に、ポリ乳酸は従来の石油を主成分とするプラスチックとは異なり、トウモロコシや米などの植物から得られるデンプン（多くのグルコースが連結した天然高分子）を原料として合成できるバイオプラスチックです。

　第二に、ポリ乳酸は環境中の水による加水分解や微生物分解によって、最終的に水と二酸化炭素に分解されるため、焼却処理に頼らない廃棄が可能になります。

　第三に、ポリ乳酸は分解過程で二酸化炭素を排出しますが、その一方で大気中の二酸化炭素を吸収して成長する植物を原料としているため、地球温暖化の原因とされる二酸化炭素量を増やすことがないカーボンニュートラル素材です。

　ポリ乳酸はこのような性質をもつため、エコプラスチックとして、環境、エネルギー、ライフサイエンスなどのさまざまな分野での実用化が期待されています。
　一方、ポリ乳酸は生体内分解吸収性高分子であり、生体内で乳酸にまで分解され、これが代謝されて体外に排出されます。乳酸はもともと体内に存在する物質であり、人体に無毒であるため、ポリ乳酸は生体適合性（体に入れても毒性や免疫応答のない性質）をもち、外科手術時に用いる縫合糸や、骨折時に用いる骨接合材など、生体内で使用できる医療材料（バイオマテリアル）としてもすでに実用化されています。しかし、ポリ乳酸は物性や機能のバリエーションが乏しいために用途の拡張性に欠け、縫合糸や骨接合材などの単純な用途のみに使用が限定されているのが現状です。
　そこで私は、ポリ乳酸をベースにした高機能なバイオマテリアルを創り、それを用いることで初めて可能になる革新的な医療技術を開発し、それを世界に向けて提供することを目標に、日々研究に取り組んでいます。

手術後に自然と溶けていく抜糸のいらない医療用の糸は、このポリ乳酸からつくられていたんですね。
長濱先生が今行われている研究は、次回に詳しくお話しますね。（つづく）

「感謝と友情」がテーマの神戸マラソン。このところの市民マラソンブームもあって、たいへん大きな注目を集めているようです。

実は、FIRSTにも神戸マラソンでフルマラソン完走を目指す教員がいます！ 

分子設計化学研究室の三好先生です。

しかし、定員18,000人のところ、最終エントリー数は約64,000という狭き門。当落結果通知をどきどきしながら待っているところだそうです。

走るのが好きな学生のみなさん、三好先生と一緒にマラソンサークルをつくったらどうですか！ （ただし、走るのは早朝ですよ。三好先生は昼間に走ったりはしませんので、一緒に走ろうという学生さんは早起きの覚悟を！）

（朝７時、走り込みを終えてポートアイランドキャンパス前でクールダウン中の三好先生。）

余談ですが（というか、こちらが本職の話ですが）、現在、三好先生は、ミュンヘン工科大学のSimmel教授、ネブラスカ大学医療センターのMarky教授、インド・ゲノム・統合生物学研究所のMaiti教授と一緒に、Journal of Nucleic Acidsというインターネット版科学雑誌の、特集号の客員編集者（Guest Editor）をしています。

（Nucleic AcidsとはDNAなどの「核酸」のことです。）

われわれ研究者の大事な仕事のひとつに、「研究成果を論文にまとめて専門分野の科学雑誌に投稿し、審査を経て、掲載してもらう」というのがあります。科学雑誌に掲載された論文が他の研究者の参考になって、新しい研究が生まれ、、、、という過程の積み重ねで科学や科学技術が進歩していくのですね。その審査の、いわば審査委員長のような仕事を任されたということは、その道の権威と認められているいうことですね。