2月は、私たちの体の形を整え、酸素を供給し、ビーチを長く歩くときにエネルギーを与えてくれる体の部位に焦点を当てます。骨、正真正銘の骨。これらの骨格の構成要素は、様々な人の好奇心を刺激し、同時に恐怖も呼び起こします。手術やサプリメントから、昔ながらの骨抜きまで、あらゆることを網羅した私たちの記事が、少しでも興味を抱かせてくれることを願っています。骨に関する豆知識で頭をいっぱいにした後は、過去のテーマ別記事「筋肉と脂肪」もご覧ください。
ABCの医療ドラマ『グッド・ドクター』の2017年のエピソードでは、事故で患者の大腿骨がひどく粉砕され、医師たちは脚を切断する代わりに、3Dプリンターでチタン製の大腿骨を作製し、患者の脚に移植します。すると、なんと脚は救われます。このエピソードのタイトルは「偽物ではない（Not Fake）」。これは、この人工骨が本物であることを示しています。ただ、生物学的なものではないというだけです。
このストーリーに共感したのは、私自身が実際に人工股関節、つまりチタン、セラミック、ポリエチレンプラスチックで作られた人工股関節を装着しているからです。そして、そのことにとても満足しています。以前の股関節手術（関節置換を伴わない）よりも、痛みから解放されるという点で効果があったからです。巨大な人工大腿骨なんてテレビのフィクションだろうと思っていましたが、実際にも現実にありました。稀なケースで、深刻な合併症の可能性がないわけではありませんが、外科医が手足を救うことができる可能性はあります。ただ、 『グッド・ドクター』のような方法ではないのです。
「確かに存在します」と、ニューヨークの特殊外科病院の整形外科医、マイケル・アレクシアデス氏は言う。「必ずしも3Dプリントする必要はありません」。ジンマーやストライカーといった医療機器メーカーは、大腿骨の完全置換品や部分品を製造しており、外科医は患者に合わせてインプラントのサイズを調整できる。上腕骨、つまり上腕骨の大きな骨も人工で存在する。
これらの「メガプロテーゼ」は、極端な選択肢としてのみ使用されます。患者が人工大腿骨（医療業界では「全大腿骨」と呼ばれます）を必要とする主な理由の一つは、外傷性事故ではなく、がんによるものです。「大腿骨自体を好発する特定の腫瘍があります」と、ペンシルベニア病院整形外科部長のニール・シェス氏は述べています。大腿骨の成長の大部分は膝周辺の領域で起こり、その成長の過程で腫瘍が発生する可能性があります。このような場合、外科医は大腿骨の一部、あるいは全体をメガプロテーゼで置換する必要があるかもしれません。
もう一つの理由は、人工関節に起因する合併症です。米国では毎年、外科医が何十万もの人工股関節や人工膝関節を患者に移植しています。専門家たちは数十年かけて手術手順と機器を改良し、患者が私のように新しい股関節を移植してその日のうちに退院できるようにしてきました。新しい関節は推定25年以上もつとされています。しかし、人工関節の中には感染症やその他の問題が発生するものもあり、外科医は以前の手術を修正し、交換せざるを得なくなります。その結果、人工関節が取り付けられている部位の骨が失われることがあります。
骨の腫瘍や人工関節に起因する深刻な問題などの場合、外科医は人工股関節と人工膝関節を繋ぐ大腿骨全置換術を行うことがあります。大腿骨全置換術は、患者が深刻な医学的トラウマを経験したことを示す兆候です。「どこかで重大な問題が生じたのです」とシェス氏は言います。
このような大型の義肢の使用は、切断手術前の最後の手段であり、外科医は常に体の自然な生体組織をできるだけ多く保存することを好みます。一度取り出したものは元に戻すことができず、交換用の義肢がさらなる合併症を引き起こす可能性があります。例えば、大腿骨全体が感染した場合、シェス氏によると、患者は脚全体を失う可能性があります。
人工股関節は一般的に成功率が高い手術ですが、大腿骨全置換術はよりリスクが高いです。ドイツのミュンヘンで行われた22症例を対象とした小規模な研究では、失敗率は約60%とされています。ここでの失敗とは、深部感染症や機器の機械的な破損といった深刻な合併症のために、患者が再手術を必要としたことを意味します。（この研究の筆頭著者は、研究期間終了後に少なくとも2人の患者が最終的に足を切断したことを認識しています。）一方、オハイオ州クリーブランド・クリニックの整形外科医、ニコラス・ピウッツィ氏は、巨大人工股関節の移植後5年で再手術が必要となるリスクを、20～50%とやや低く見積もっています。つまり、リスクが高いということです。
こうした理由から、外科医たちは患者に大きな人工関節を入れずに済むようにすることが第一目標だと言います。彼らの目標は、可能であれば体の本来の組織を維持し、再生させることです。結局のところ、骨は生きた細胞でできているのですから。「本来のものを回復させることこそが、真のフロンティアなのです」と、南カリフォルニア大学ケック・メディシンの整形外科外傷外科医、ジェフリー・マレセック氏は言います。
『グッド・ドクター』のようにチタン製の大腿骨を3Dプリントする代わりに、合成素材のより良い活用法は、新しい骨の成長を誘導するためにそれを用いることです。マレチェク氏は、医師が患者の骨の形に3Dプリントした足場を作製し、そこに幹細胞、あるいは患者の体の他の部位から採取した骨を追加するというシナリオを思い描いています。「そうすれば、金属やプラスチック製の新しい大腿骨に頼るのではなく、実際に新しい大腿骨を作製できるようになります」と彼は言います。
「私たち全員が目指しているのはそこです」と彼は付け加える。人工素材を人工股関節のようにうまく機能する用途で使うことと、合成素材の代替品を使わずに済む新しい方法を模索することの間で、せめぎ合う状況なのだ。
ニューヨーク大学ランゴン・ヘルスで骨腫瘍の摘出を専門とする外科医、ティモシー・ラップ氏は、この2つのアイデアの中間的な手法を採用している。患者の骨盤から腫瘍を摘出するような稀なケースでは、患者のCTスキャン画像に基づいてカスタムメイドされた3Dプリントプラスチック部品を使用する。この部品（彼によると犬のおもちゃに似ているという）は、骨を切るための型紙となる。「骨にねじ込むカスタムメイドの治具を使って、必要な骨を正確に切り出し、再建することができます」とラップ氏は言う。
3Dプリントされた別のプラスチックは、腓骨など患者の体の別の部位から健康な骨を慎重に切除し、腫瘍を切除したスペースを埋めるのに役立ちます。ラップ氏は、この技術によって手術室での作業がスピードアップしたと評価しています。
しかし、状況によっては、ラップ氏は大腿骨全体または部分的な大腿骨といった大型人工関節を移植することもある。その場合の目標は、通常通り、切断を防ぐことだ。「ロボットになるわけではありません」と彼は言う。「完璧になるわけでもありません」
言い換えれば、人工大腿骨は不完全ではあるものの、非常に重要な役割を担っている。「大腿骨全置換術を受ける患者さんの期待は現実のものとなります」とペンシルベニア病院のシェス氏は語る。「人工大腿骨を挿入して痛みから解放され、手足を救うことができれば、患者さんの期待は、彼らが想像していたよりもはるかに高まるのです」。これは、股関節置換術を受ける患者さんが、新しい関節が以前の関節よりも優れていることを期待するのとは全く対照的だ。
しかし、マレチェク氏と同様に、シェス氏も人工部品の先にある何かに期待を寄せている。「今後半世紀以上もすれば、関節を金属やプラスチックに置き換えた私たちを野蛮人だと人々は思うようになるだろうと確信しています」と彼は言う。「いずれ生物学的な解決策が生まれるでしょう」
