科学はSFに追いつきつつあります。昨年、麻痺のあった男性が、細胞治療によって 脊髄の断絶部分を橋渡しされ 、再び歩けるようになりました。数十人が バイオニックアイ を移植しており、赤外線や紫外線まで見えるように強化できる可能性もあります。切断者は、バイオニック義肢インプラントを 思考だけで操作できます。
一方、私たちは 身体部位の印刷に向けて順調に進んでいます。
私たちは、技術ツールによって臨床の風景が作り直される局面を目の当たりにしています。この移行により、工学と生物学の間の隔たりを橋渡しするよう訓練された、新たなタイプの技術者が生まれつつあります。
「バイオファブリケーター」の登場です。これは、材料、メカトロニクス、生物学における技術的スキルを、臨床科学と融合させる役割です。
21世紀のキャリア
新しい身体部位が必要になった場合、それを作るのがバイオファブリケーターの役割です。概念は新しく、技術は画期的です。では職務内容はどうか。それはまだ策定途上にあります。
この職業はすでに米国で台頭しつつあります。2012年、フォーブス誌は 生体医工学 （バイオファブリケーターに相当）を、最も価値の高い大学専攻15選の第1位に選びました。翌年には、CNNと payscale.com は、これを「米国で最高の仕事」と呼びました。
これらの結論は、給与、職務満足度、就職の見通しなどに基づいており、米国労働統計局は、今後10年間で生体医工学の職種数が 大幅に増加する と予測しています。
一方、オーストラリアは独自の道を切り開いています。多チャネル式の 人工内耳の発祥地として、オーストラリアはすでにバイオメディカル・インプラントの分野で世界的評価を確立しています。最近、埋め込み型チタン製の 踵 と 顎骨 を用いた臨床上の画期的成果により、オーストラリアがこの分野の主導的地位にあることが裏付けられています。
私は最近、世界初の国際的な バイオファブリケーション修士課程の設立に携わりました。次世代のバイオファブリケーターに、身体部位を3Dプリントするために必要な多様なスキルを身につけさせる準備ができています。
これらのスキルは技術面にとどまりません。この職務では、規制当局とコミュニケーションを取り、臨床医と協働する能力も求められます。新興産業は既存のビジネスモデルに挑戦しています。
バイオファブリケーターとしての生活
日々の業務において、バイオファブリケーターは研究基盤の不可欠な要素です。臨床医と協力して臨床ニーズに対する解決策を考案し、生物学者、材料工学者、メカトロニクス技術者と連携してそれを実現します。
バイオファブリケーターは本質的に多才です。夜明け前には臨床ニーズを検討し、午前中は電気技術者とデバイス物理学について議論し、午後は生物学者と幹細胞の分化について話し、夜には潜在的な出資者と話すこともあります。さらに、規制上の問題や社会的な関わりへの意識を保つことも欠かせません。
私たちの研究は、ARC Centre of Excellence for Electromaterials Science（ACES）は、才能豊かなバイオファブリケーターのチームの尽力によって初めて可能になっています。彼らは、切断された神経を再生するために私たちが構築している神経導管から、差し迫ったてんかん発作を予知して発生前に停止させるよう設計された電気インプラント、損傷部位にぴったり合うよう成形された3Dプリント軟骨・骨インプラントに至るまで、力を貸しています。
学際的なネットワークが形を成すにつれ、毎週より多くの応用例が見られるようになっています。研究者たちは、ウェアラブルまたは体内埋め込み型センサーが外来患者のバイタルを追跡し、それを医師へ送信できる可能性について、まだほんの表面をなぞったに過ぎません。
一方、幹細胞技術は急速に発展しています。細胞を組織や臓器へと発展させるには、適切な3D環境で細胞を事前に配置すること、そして体内の動的環境を模倣する特注設計のバイオリアクターが必要になります。
そうした能力を想像してみてください。すなわち、幹細胞を3次元で、周囲の支持細胞や、構造全体に極めて精密に分布させた増殖因子とともに配置し、その配置が生物学的プロセスに与える影響を体系的に検証することです。実のところ、それはすでに可能です。
3Dバイオプリンティングに精通した人材が、こうした基礎的な探究を可能にするでしょう。
未来像
学術研究にとどまらず、バイオファブリケーターは医療機器企業にとっても、新製品や治療法の設計において不可欠な存在となるでしょう。起業家精神を持つ技術者は、独自のスピンアウト企業の立ち上げを目指すでしょう。従来型の製造ビジネスモデルでは、もはや通用しません。
3Dプリンティングの進化に伴い、特定の臨床用途ごとに専用の印刷システムが必要になることが明らかになりつつあります。軟骨再生手術で使われるプリンターは、当面の課題に特化して設計され、重要な変数のみを堅牢で信頼性の高い装置に組み込むことになるでしょう。
適切な訓練を受けた人材は、公共部門でも活躍の場を見いだすでしょう。理想的には、規制機関やコミュニティ・エンゲージメントの分野です。
この明日の職業に向けて、私たちは今日から訓練を始めなければなりません。新たな機会が biofab-masters-degreeに生まれつつあります。私たちは、そうした進歩を遅らせる従来の学問分野の境界を越えなければなりません。次世代産業のために、従来型製造業者のコミュニティと関わり、彼らが持つスキルを基盤として発展させる必要があります。
オーストラリアは、こうした新興産業を活かせる好位置にもあります。現在、流動的な状況にある伝統的な製造部門、数十年にわたって築かれた広範な先端材料の知識基盤、ダイナミックな積層造形スキルの基盤、そして拡大しつつある代替ビジネスモデルの環境を持っています。
本記事は当初、 The Conversationに掲載されました。 原文記事をご覧ください。掲載は、世界経済フォーラムによる見解の支持を意味するものではありません。
Agendaの最新情報を追うには、 週刊ニュースレターにご登録ください。
著者： Gordon Wallace は、ARC Centre of Excellence for Electromaterials Scienceのエグゼクティブ・ディレクターであり、Intelligent Polymer Research Instituteのディレクターも務めています。所属は University of Wollongongです。
画像：MITメディアラボのバイオメカトロニクス研究グループを率いるHugh Herr教授が、同研究所が開発したさまざまなバイオニック義肢を展示するマネキンの中に立っています。REUTERS/Brian Snyder.
