歯科インプラントは見た目は似ていますが、天然の歯を置き換えるように設計されたものではありません。今回、科学者たちは、歯ぐきの中に「成長」し、既存の神経と融合して天然の歯の形と機能を模倣する革新的なインプラントを開発しました。さらに、移植はより簡単かつ穏やかです。骨に穴を開ける必要はありません。
タフツ大学歯学部および医学部の研究者は、彼らが「スマート」インプラントと呼ぶものを開発した。これは、幹細胞と、細胞が神経組織に成熟するのを促す特定のタンパク質を含む生分解性の外層を備えた人工歯である。
「天然の歯は、神経の豊富な軟組織を介して顎の骨に接続されており、これが圧力や質感を感知し、私たちがどのように噛んだり話したりするかをガイドするのに役立ちます」と、歯学部歯周病学教授の主任著者ジェイク・ジンクン・チェン氏は述べた。 「インプラントにはこの感覚フィードバックがありません。」
従来の歯科インプラントは、顎の骨に固定されたチタン製のネジ状のポストにセラミッククラウンが取り付けられています。歯科インプラントは長期にわたって歯を交換するように設計されていますが、手術により神経の切断や損傷などの局所的な外傷が生じる可能性があり、歯科インプラントは天然の歯と比較すると常に異物のように感じられます。
研究の共著者であるSubbashis Ghosh氏、Jake Jinkun Chen氏、Siddhartha Das氏（左から右へ）
そして、新しいテクノロジーでは、同じような複雑な外科手術は必要ありません。代わりに、インプラントは最初は交換する歯よりも小さく、外層が生分解するにつれて膨張するゴム状ナノファイバーの層を備えており、骨ではなくソケット内の軟組織にインプラントを固定します。それは最終的には成長し、ギャップを埋めます。
「画像にはインプラントと骨の間に明らかな隙間があり、インプラントが従来の骨との融合ではなく、軟組織を介して一体化されたことが示唆されました」とチェン氏は述べた。
治癒が進むにつれて、神経との再接続が継続され、抜歯によって失われるであろう口と脳のコミュニケーションを確立するのに役立ちます。これは、義歯が実際の隣人のように機能し、食べ物の質感や温度などを感知し、音声で役割を果たすことができることを意味します。
「この新しいインプラントと低侵襲技術は、神経を再接続するのに役立ち、インプラントが本物の歯のように脳と『会話』できるようになるはずです」とチェン氏は説明した。 「この画期的な進歩は、人工股関節置換術や骨折修復に使用される骨インプラントなど、他のタイプの骨インプラントも変革する可能性があります。」
このインプラントはまだ初期段階にありますが、齧歯動物を対象とした試験に成功し、術後 6 週間で生体適合性があり、正常な歯と同様に機能することが示されました。今後、研究者はげっ歯類の脳活動を観察して感覚情報を評価し、インプラントが新しい神経を既存のシグナル伝達経路とどの程度うまく統合しているかを確認する予定だ。
次のステップは、動物モデルでより大きな歯のセットでインプラントをテストし、続いて人体での試験を行う予定です。
特に日本では、骨の再生がある程度進んでいるにもかかわらず、科学者たちは、人間がどのようにして失われた歯や抜歯された歯の代わりに新しい歯を生えさせることができるのかという暗号をまだ解読していない。
この研究は科学誌「Scientific Reports」に掲載された。