自分が住む町は、どのような町であってほしいだろうか。世代やライフスタイルによって求めるものに違いはあっても、最大公約数的には「安心して暮らせる町」ということになるだろう。ところが、高齢化や核家族化が進み、また、地域のコミュニティもかつてほどの結びつきがなくなったいま、安心を手に入れるのは容易ではない。そんな時代にあって、奈良県立医科大学が中心となって進めているMBTは希望の光だ。同大MBT研究所の梅田智広教授にお話をうかがった。

人口医学的知見やノウハウと
最新のIT技術を組み合わせる

MBTリンク構成図（画像提供／梅田智広氏）
対象者のバイタルデータや、小型環境センサーが計測した環境データは、MBTリンクを通してMBT研究所に送られる。MBT研究所はデータを収集・評価し、対象者に的確なアドバイスを提供する。

MBTはMedicine-Based Townの略で、奈良県立医科大学MBT研究所では「医学を基礎とするまちづくり」と表現している。大学医学部および病院の医学的知見やノウハウを産業や行政の分野に投入し、少子高齢社会においても、安心して、快適に暮らすことのできる町とすることを目的とした、産学官連携のプロジェクトだ。

「私は以前、東京にいたとき、小型の心拍センサーを用いて、高齢者の身体の状態を遠隔でチェックする研究をしていました。心拍センサーを用いるとなると、ふつうは入院ということになりますが、このやり方ならば、在宅でも本人ならびに家族が安心できるのです。奈良に来てからは、この研究を発展させて、地域でもっと広範な健康管理ができるような社会システムを構築しようと試みています」

医学的知見やノウハウと、IoTをはじめとするIT技術を組み合わせることによって、MBTは可能になる。言い換えるなら、最新のIT技術を使って、医学的にどんなことができるかという発想が、MBTの質を決定する。

「対象者にはバイタルサイン（血圧、体重、体温、心拍数などの測定項目）を計測または測定する端末を身につけてもらい、クラウドにつなげて管理します。私たちが進めているMBTの大きな特徴は地域に特化していることで、具体的には室内外環境情報の活用です。室外情報としては気象情報も活用します。一般的にはあまり注目されることはありませんが、気象が身体に与える影響は、場合によっては無視できないものになります。たとえば、気圧差によって頭痛が起きたり、血圧が上昇したり、膝が痛くなったり、喘息の方だと咳が出たりします。MBTでは、そういったことも加味して、地域の皆さんの体調を管理します」

身体の状態そのものをチェックするのみならず、環境についてもチェックすることで、より的確なサポートができるようになるのだ。気象は室外における環境だが、室内の生活環境についても各種データ（気温、湿度、照度、騒音、気圧、UV）は、小型環境センサーから随時、クラウドに集められる。

「バイタルサインは、部屋が暑いのか寒いのかといった室内の環境によっても大きく変化します。小型の環境センサーで得た室内のデータとバイタルサインを組み合わせることで、より精度の高い評価が可能になります」

入浴時には脱衣時の温度差を主な原因とする脳梗塞や意識障害などの事故が起きやすいことが知られているが、室内環境をチェックすることでこうした事故も防ぐことができるだろう。

MBTウォッチ（画像提供／梅田智広氏）
コミュニケーションツールのMBTウォッチには、さまざまな使い方がある。たとえば、見守りサービスならば、高齢者や作業する人を対象に、熱中症指標への対応や気象情報など地域情報をプッシュにてウォッチの画面に表示。ウォッチを装着することで、携帯を見ることなく、本人にとり有益な個別情報の獲得が可能となる。

ビジネスに乗り出すことで
MBTの質は高まり、進化は加速する

MBTを機能させるためには、コンピューティングの環境を整えることが重要になる。MBT研究所では、MBTのためのゲートウェイ「MBT Link」を自前で開発した。

「我々はゲートウェイやコンテンツなど、ハードもソフトも必要なものは自分たちでつくり、自治体などからの要望があれば、BtoBもBtoCも含めて展開できるように、奈良県立医科大学初のベンチャーを設立することになりました（201806月）。理論でMBTを語るのではなく、入口から出口まで、本気で考えている姿を打ち出したいのです」

一般論だが、ビジネスから離れて大学が研究をすると、研究のための研究になるケースもある。ビジネスとしてプロジェクトを動かしたほうが、実用面での質が高まり、また、進化が加速するのは自明だ。

「論文だけ書いて満足してはいけないと思います。MBTを医大が単独で全部やるのは不可能です。そこでいろんな企業様に手伝っていただいていますので、我々の役割としては、論文は出すべきですが、会社にとっての時間と金、すなわち費用対効果も強く意識した取り組みにしてあげるべきだと思っています。企業が積極的に参加したくなる仕組みをつくることが大事です」

具体的な策として、MBT研究所は、市場、技術、製品がそれぞれ今後10年間でどのように変化していくかを予測し、ロードマップをつくった。ロードマップがあると、あくまでも見込みとはいえ、収益の予測を立てやすくなり、企業の窓口となる担当者は、社内での説得や調整がやりやすくなる。また、梅田教授は、仲介者としての大学の役割もあると考えている。

「コラボレーションを加速させたいのです。たとえば、A社とB社の間に入り、2社のコラボレーションを提案することがあります。企業同士だと、お互いに警戒するので、直接連絡することに対するハードルが高い。しかし、学者の立場だと、“一度、お会いしてみてはどうですか”と、気軽に言えるのです。自分がつなげてきた縁はたくさんあります。成果が出てくると関与する人も会社で動きやすくなるし、みんながよくなるはずです」

今井町風景（写真提供／橿原市）
MBTの実証が行われている奈良県橿原市今井町は伝統的建造物が多く、国の重要伝統的建造物群保存地区に指定されている。2017年、日本遺産に認定された。

今井町風景（写真提供／橿原市）

距離に伴うタイムラグがないので
過疎地でもMBT Linkによる健康管理は有効

ビジネスとして軌道に乗るということは、現時点では奈良県立医科大学から近い橿原市今井町での実証段階であり、2018年秋にサービス開始を予定しているMBTのサービスが全国各地に普及するということであり、そうなればハードの大量生産によるコストダウンも図れる。MBTのサービスが普及すると、どのような社会になるのだろうか。

「端末で集めた対象者の情報は、必要なときに、必要な人に、LINEで一斉送信されるようになっています。具体的には、バイタルサインに異変が起きたとき、たとえば、家族やホームドクターにリアルタイムで連絡が入るのです。本人が気を失って、SOSが発せないときでも、周囲の人は緊急事態の発生を知ることができます。生命の危機を回避できることもあるでしょうし、社会問題になっている孤独死も大幅に減らせるかもしれません。MBTパーソナルというこれらのサービスは、個々のデータをわかりやすくマップ上で表示することもできるので、子どもが端末を携帯していれば、早期に居場所を検出でき、犯罪から身を守ることにもつながります。時空間情報と健康情報を組み合わせたMBTのサービスによって、みんなが安心できて、安全に暮らせるようになるのです」

MBTは医大病院のような医療拠点がない地域でも機能するのだろうか。

「インターネットを用いるこれらMBTのサービスは、距離に伴う時間のラグがないので、過疎地でもデータによる体調管理は、現在のパッケージモデルと同様のことができます。サービスを地域に落とし込むことが必要ですが、地域の会社や行政に出口をつなぐことで、MBTは機能します」

MBTによるサービスが水道や電気と同じように、普及率の高いインフラになる日が来るのかもしれない。梅田教授自身は、未来にどんなものがあったらいいと考えているのだろうか。

「客観的に体調の変化を把握して、状態を教えてくれるセンサーです。僕は一卵性双生児で、兄とは見た目がそっくりなのに加え、部活も同じ野球部に所属していたように、中学までは生活様式もほぼいっしょでした。大人になると、兄は海外で生活し、僕は日本で研究者の道に進んだわけですが、いまは兄と雰囲気とか太り方とか、かなり違います。子どもの頃は、遺伝子の力は大きいと信じていましたが、実際は、人間は環境によって大きく変わるということを痛感しています。病気にしても同様で、とくに日本の方は、実際は病気ではないのに、本人がそう思い込むことにより、体調が悪くなっている方も少なくないと思われます。そのため、客観的に、地域情報も加味したうえで、体調の変化を判断してくれるセンサーがあれば、思い込みによる誤解などを防げていいですね」

梅田教授が現在、最も注目している対象も、客観性というキーワードでつながる。

「データを解析する人に興味があります。健康についてAIで客観的に解析しようとしている人が、データをどのように捉えるのか、どんなアウトプットが出てくるのか、精度はどの程度高いのか、など興味深いです」

梅田智広（Tomohiro Umeda）
1974年、埼玉県生まれ。高校時代に亡くなった恩師との約束を果たすために恩師が勧めていた東京理科大学に進学し、生体材料研究に専念。大学では材料工学、大学院では生物、さらに院生時にはインペリアルカレッジ医学部へ研究留学、研究を深掘りした。人工骨、再生医療研究において、材料の作製から生物学的評価まですべて一人で行えるスキルを身につけ、社会還元を目指し民間企業へ就職。臨床で使われる数々の技術を開発するなど大きな成果を上げるが、事業の売却が決まったことで、東邦大学にて医学博士を、東京理科大学MOTにて技術経営修士を取得。東京大学特任助教として大学での研究に戻る。その後、東京理科大学総合機構客員准教授、奈良女子大学社会連携センター特任准教授等を経て2015年、奈良県立医科大学産学官連携推進センター研究教授、2016年、MBT研究所兼任。高齢社会の中で、誰もが使いたくなるような健康管理システムをつくることを目標としている。

高齢化社会が進むにつれて、ますます重視されているのがQOL（Quality of Life／生活の質）だ。単に長生きできればいいというものではなく、命あるかぎり、充実した日々を過ごしたいという思いは、すべての人に共通するだろう。ところが、年齢を重ねるとQOLを損なうさまざまな事象と向き合うことになる。骨や関節軟骨などの変性による、骨粗鬆症、変形性脊椎症、変形性関節症などの疾患はその典型だ。上智大学理工学部機能創造理工学科では、人工関節を中心とした生体機能材料の研究によって、骨や関節に悩みを抱える患者を救おうとしている。研究のリーダーである久森紀之教授にお話をうかがった。

人工関節の多くは輸入品だが、
そのことによる問題も生じる

人工関節には、膝関節、股関節、肩関節、肘関節などがあるが、久森教授が専門領域としているのは人工膝関節だ。変形性膝関節症や関節リウマチによって膝関節の損傷が進むと、人工膝関節置換術という手術が行われ、その件数は現在、年間8万件に達する。これほど広く用いられている人工膝関節だが、まだまだ改良の余地は多い。

「日本で使われている人工関節はほとんどがアメリカやヨーロッパから輸入したものです。もちろん、手術においては患者さんの形状にできるだけ合った人工関節を選ぶのですが、輸入品は欧米の人の体型や体格、生活様式に合わせてつくっています。すなわち、日本人の患者さんに、完全に合っているとは言えないわけです。輸入品に頼るのではなく、日本人の体型、体格、生活様式に合わせた人工関節を、出だしから考える必要があります」

新たな独自の人工関節を設計する際は、日本の実情に合わせて、耐久性の向上も考慮される。現在の人工関節の耐久性は10～15年とされているが、高齢化が進む日本においては現状の耐久性が二次的な問題を発生させる恐れがあるのだ。

「70歳で人工関節にすると、80～85歳のときに交換する必要があります。高齢での手術は患者さんにとって肉体面、精神面で大きな負担になりますから、予期せぬ疾病を誘発するリスクもあるでしょう。そこで私たちは現状の2倍、20～30年の耐久性を目指して、研究・開発を進めています」

日本人の体型、体格、生活様式に合い、耐久性も向上させた人工関節をつくるとなると、素材と形状の両面から改良を進める必要がある。

「現在、人工関節の土台となるパーツの素材はチタンが一般的です。体内に入れていても毒性のある成分が出ることはないうえに、軽くて丈夫なことから選ばれているのですが、体に本当に適しているのかというと、確証はありません。そもそも、人工関節に使われているチタンは医療用に開発されたものではなく、航空機の材料として用いられているものです」

現行のチタンが、人工関節の素材としてベストであるとはかぎらないのだ。しかし、久森教授は、現時点ではチタンから離れるつもりはない。チタンを主成分としたチタン合金で、最適な素材がないかと探っている。

「まったく違う素材で、より人工関節に適したものがあるかもしれません。しかし、その素材を発見し、さらには安全性を検証して認可を受けるとなると、長い時間がかかります。私たちの仕事は、研究成果を社会にフィードバックする使命もありますから、スピードは重視します。そうなると、より優れたチタン合金を開発するほうが現実的なのです」

高度な医療である機能創造の研究を
慶應大学医学部とジョイントで行う

膝の動きを忠実に再現できる装置を開発した。たとえば、この装置に膝関節の模型を取り付けると、前十字靭帯や後十字靭帯、外側側副靭帯や内側側副靭帯にどのような力がかかるか、正確に測ることができる。

チタンについては、その長所である高い強度が、人工関節においてはマイナス要素となっている面もある。

「骨に対してチタンが強すぎるのです。我々の骨というのは体に力が入ることによって、毎日、入れ替わり、骨に力をかけないと痩せてきてしまいます。体内にチタンを入れると、チタンが力をもってしまい、場合によっては骨が痩せてしまうことがあります」

形状の改良については、ここ10年ほどで急速に進化かつ一般化した3Dプリンタが大いに役立っている。

「従来の人工関節は、いくつかあるサイズのバリエーションのなかから、患者さんに合ったものをインプラントしてきたわけですが、3Dプリンタを使うことにより、オーダーメイドで人工関節を提供できるようになります。ジャストフィットサイズのものを提供でき、骨質も考慮できるという意味では、3Dプリンタは整形外科領域において、非常に有効な手段になっています。実際に私たちも、チタン合金の粉末を使って3D造形した人工関節のサンプルをつくっています」

上智大学理工学部機能創造理工学科は、人工関節をはじめとする機能創造の研究を慶應義塾大学医学部と共同で行っている。

「ドクターは医者の考えで患者さんに向かいます。我々は医療で必要な実験の手法や、解析の方法、シミュレーションといったものを工学部の知見をもって行います。両者がジョイントすることで、医学に貢献することができれば、すばらしいことです」

上智大学理工学部と慶應大学医学部のジョイントによる大きな成果のひとつが、膝の動きを模擬できる装置の開発だ。この装置を用いると、膝を伸ばしたり、曲げたり、ひねったりという生理的な動作を忠実に再現できて、そのときに、膝関節のどの部分にどれだけの力がかかっているかを計測することができる。

「たとえば、どのような方向に、どれくらいの力を入れたら靭帯が切れるのかということがわかります。それを医学的なデータとして活用すれば、もっといい手術の手法や再建が提案できたり、新しい素材を使った人工靭帯をつくったりすることも可能でしょう。

痛みを解消する新しい装具は
膝の根本的な治療を可能にする

慶應大学医学部、義肢装具メーカーと共同開発した装具は膝痛の根本的な治療も可能にして、歩く楽しさを取り戻す。

膝を傷めている患者の歩行をサポートする装具も、上智大学理工学部機能創造理工学科と慶應大学医学部とのジョイントで開発した医療器具のひとつだ。

「膝が悪くて歩けないというのは、多くの場合、骨と骨が擦れて痛いからなのです。従来は、サポーターなどで膝を固定し、骨と骨が擦れないようにするという対処法が一般的でした。しかし、これでは治療を先延ばししているだけであり、膝の周りの筋肉は衰えるだけです。私たちは、骨と骨が離れていれば痛くはないという点に着目して、新しい装具を開発しました」

具体的には、装具の膝の部分に設けたリンクによって、膝を伸ばした状態のときには大腿骨（太ももの骨）と脛骨（膝から下の脚の骨）が強制的に離れるような仕掛けをつくり、骨と骨の接触を防いでいる。

膝の部分にリンクを設けたことにより、膝を伸ばしたときに大腿骨と脛骨が強制的に離れるようになっている。

「理論的には、大腿骨と脛骨が離れれば痛まないのですが、膝の小さなリンクによって本当に体重を支えられるのか、大腿骨を実際に持ち上げることができるのかということを、各種の計測により数値で示し、効果をエビデンスとして証明しました。実際に、この装具を試用した方からは、まったく痛みを感じずに歩くことができると、好評をいただいています」

この装具は、慶應大学医学部ならびに沖縄の義肢装具メーカーと共同で開発した。

「一般的に、現代の研究は、一個人や研究室だけで成果を上げることは難しい。工学があり、医学があり、メーカーがあって、チームとしてまとまることが非常に大事なのです。プロフェッショナルな集団が集まることによって、研究の成果が世に出るスピードが早くなります。工学だけでバイオマテリアルの研究を進めることには限界があると思います」

久森教授が進めている研究のなかで、実用化すれば有意義なもののひとつに、人工骨の新素材がある。現在、人工骨の主原料は歯磨き粉にも用いられているアパタイトであり、久森教授もアパタイトを基本とした素材を想定している。

「アパタイトとコラーゲンをミックスした材料を体に入れれば、骨の生成が早くなるのではないか、サンゴのような生物由来のカルシウムも利用できるのではないかなど、仮説を立てて研究しています」

近年、サンゴの白化現象が、地球温暖化を原因とするシンボリックな出来事として報じられている。環境悪化を食い止めることがなにより大事なのだろうが、死滅したサンゴの有効利用を考えることも大切な視点だろう。そこには久森教授の研究に対する信条が表れているように思える。

久森紀之（Noriyuki Hisamori）
1971年、東京都生まれ。工学院大学工学研究科工学化学専攻博士修了。1999年より、上智大学理工学部機能創造理工学科にて、高度医療技術に用いる生体機能材料について、ならびに環境強度および破壊力学に基づく構造物の安全安心性について研究中。現在、理工学部教授。慶應義塾大学医学部スポーツ医学総合センター非常勤講師。ソフィアオリンピック・パラリンピックプロジェクト研究部会長。研究の先には患者さんがいるので、「誠実に、謙虚に」がモットー。