各研究開発に対するアウトリーチ（北海道大学 須藤英毅）【研究開発の現状と展望】

整形外科分野のサブスペシャリティー領域である脊椎脊髄外科においては、脊椎固定術などの外科治療が広く普及しているが、術後隣接椎間障害などの機能障害が認知されており、次世代型の医療技術が期待されている。
これまでに、症例毎に個別化し低侵襲化を目的とする手術法や医療機器開発を行い、一方では、幹細胞生物学、分子生物学、生体材料学、生体力学などを組み合わせた分野横断的複合アプローチによる椎間板再生医療研究を実施してきた。研究代表者として 10 億円を超える競争的資金を獲得しながら、複数の企業と共同研究を行うことで、世界最先端の医療機器や再生医療等製品の社会実装を目指している。

骨粗鬆症性椎体骨折に対する手術治療

II.脊柱変形疾患に対する次世代型手術治療法の確立
整形外科分野で最も難易度の高い手術治療の一つである脊柱側弯症に対する手術法について、エビデンスを積み上げながら改良を行い、世界有数の臨床英文論文を発表してきた。
「北海道大学病院の海外に提供できる医療」にも選定されて、国内外から見学者を受け入れている。
北大整形外科金田清志第 4 代教授が開発し、世界的に著名な Kaneda device を使用した胸腰椎前方法については優れた長期成績が明らかになっていたが（Sudo,Kaneda et al. J Bone Joint Surg 2013 他）、後方法については技術開発が遅れていた。特に、最重要手術手技の一つであるロッド曲げ形成は、術者の経験や勘に左右され、生じる notch により疲労強度も低下する。これらの課題に対し、時空的観点を取り入れた 4D 解剖学的矯正法を世界で初めて考案した(Sudo et al. Spine 2018, Sci
Rep 2021）。

さらに、こうした次世代型手術戦略を容易に実現できる脊椎インプラント（Kokabu, Sudo, et al. J Orthop Res2018, Yamada, Sudo et al. Spine 2020, Tachi, Sudo et al.
Front Bioeng Biotech 2021）を AMED 医工連携事業化推進事業の支援により開発し、2019 年から一部製品の実用化を開始している（国内外特許取得済）。手術時間が短縮し、手術難易度や合併症の低下にも繋がることで医療安全の向上に貢献している。
術者の知識・経験や勘に頼っていた手術手技（暗黙知）を定量化することを目的に、医療技術と情報処理技術の異分野連携によりアルゴリズムを開発し、脊椎外科手術用医療機器のデザインから製造までを一貫して行っ【臨床的研究】
I.骨粗鬆症性椎体骨折に対する低侵襲手術法の開発
現在、わが国では骨粗鬆症患者が飛躍的に増加している。骨密度が著しく低下した椎体骨折例では従来の手術法では対応が困難な場合が多い。低侵襲化を企図して椎体形成や超高分子量ポリエチレンケーブルを複数組み合わせた後方単独脊柱再建術を開発し、その手術手技と臨床成績（Sudo et al. Eur Spine J 2011, Spine J 2013）は現在でも引用されており、2020 年には日本整形外科学会学術総会からの依頼により、シンポジストとして講演を行った。

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た世界初の事例であり、北大情報科学研究院金井理教
授、東北大学金属材料研究所千葉晶彦教授とともに文部科学大臣表彰科学技術賞を受賞した。
この次世代型手術法は、整形外科分野のトップジャーナルである Journal of Bone and Joint Surgery においてエビデンスに基づいた手術手技のみを掲載するビデオジャーナル総説誌である JBJS Essential SurgicalTechniques に Most Popular Article の一つとして掲載されている。
https://journals.lww.com/jbjsest/fulltext/2022/03000/fo
ur_dimensional_anatomical_spinal_reconstruction.6.aspx

Spine J 2021, Ishikawa, Sudo, et al. J Clin Med 2023）、複数の新聞等に取り上げられた。本バージョンアップ製品は 2025 年の薬事承認を予定している。
以上の取り組みから、「側弯症学校検診の確実な実施に向けた啓蒙活動と側弯症を早期に発見し支援に繋げていく環境整備を幅広く実施することで、重症化を予防する先制医療等による小児保健衛生の向上に貢献している」との業績により、保健文化賞を受賞した。本賞は厚生労働大臣賞等も同時に受賞し、皇居内にて天皇皇后両陛下の拝謁を賜る大変栄誉ある賞とされる。

【基礎的研究、橋渡し研究】
I. アポトーシス・細胞周期関連遺伝子をターゲットにした椎間板に対する組織変性制御機構の解明
脊柱変形・変性疾患や腰痛等のスポーツ障害の主原因となる椎間板障害に対して多面的にアプローチする研究開発を行ってきた。特にアポトーシス誘導遺伝子 caspase
3 の発現をノックダウンすることで椎間板組織の変性抑制が可能であることを in vivo レベルにおいて世界で初めて証明し、米国整形外科基礎学会（2011 年脊椎部門top score）、米国整形外科学会（2011 年招待発表）など国際学会においても高く評価された。Arthritis Rheum（Sudo et al. 2011）に発表した成果は、北海道大学中期目標期間評価に基づき、「医学研究科を代表する優れた研究業績」として論文が選定された。

III.3D 非対称性解析による革新的脊柱側弯症検診システムの開発側弯症学校検診では、耳鼻科用オージオメータのような数値化される医療機器がなく、発見率の地域差等の課題があった。そこで、非侵襲・非接触により側弯角を自動解析できる世界初の側弯症診断支援アルゴリズムを開発した（国内特許取得済、PCT 出願済）
。AMED 医工連携事業化推進事業の支援による医療機器開発と多施設臨床研究に繋げ、2019 年にクラス II 医療機器としての実用化を達成して多くの自治体で導入が進んでいる。AI追加搭載による精度の向上や着衣解析が可能なことも臨床試験を通して実証しており（Kokabu, Sudo, et al.

II. 椎間板再生医療に向けた橋渡し研究
これまでの基礎的研究を背景とする椎間板細胞/組織の特殊性についての理解から、生体内の組織修復環境を最適化することで組織再生が可能であると考えるに至り、

2生体吸収性硬化性ゲルを用いた椎間板自然再生誘導法の研究開発を臨床への橋渡し研究として実施した。
本研究開発は、国内製薬企業との共同研究として実施
し、AMED 革新的医療技術創出拠点プロジェクト シーズ B の支援により非臨床 POC を確立し、その成果はLancet 姉 妹誌に掲 載さ れた（Tsujimoto, Sudo, et al.
EBioMedicine 2018、国内外特許取得済）。続くシーズＣの支援により First-in-Human 試験として探索的医師主導治験を実施した。内閣官房 健康・医療戦略室による紹介を受けた本研究開発は、現在、検証的企業治験の準備に移行している。

また、こうした臨床試験により明らかになった新たな課題を解決するため、基礎的な研究に立ち戻って作用機序の解明等を行うことを目的としたリバース・トランスレーショナルリサーチも実施している（基盤研究 A20242027）。

【大学発スタートアップ企業の設立】

複数の特許技術を基盤とするアカデミア発ディープテッ
クスタートアップ企業を 2023 年に設立した。患者負担を軽減し、治療成績の向上に資する革新的医療機器や再生医療等製品を開発することを目指している。
AMED 医工連携イノベーション推進事業 開発･事業化事業（ベンチャー育成）に採択され、J-StartupHOKKAIDO 認定スタートアップ企業にも選定されている。第 1 種医療機器製造販売業許可を取得しており、製造体制、販売体制、販売計画に対する各素案を作成し、ベンチャーキャピタルからの出資や銀行からの融資について協議を開始している。

【研究成果に対する受賞】

さらに、中高齢者の組織変性進行例に対してはバイオマテリアル単独では限界があると考え、幹細胞を併用した細胞治療法の確立を目指している。これまでに明らかにした幹細胞と椎間板細胞の相互作用による組織再生メカニズムと治療コンセプトの確認作業を主体とした基礎研究の成果（Ukeba, Sudo, et al. EBioMedicine 2020）は、国内複数企業との橋渡し研究へと発展している。
AMED 革新的医療技術創出拠点プロジェクト preB と再生医療実現拠点ネットワークプログラムの支援により、超高純度な骨髄由来間葉系幹細胞（GCTP 製造）と硬化性ゲル（QMS 製造）の融合研究領域における再生医療等製品としての品質と安全性が確認されている（Ukeba,Sudo, et al. EBioMedicine 2022）。AMED から「極めて優れている」と事後評価され、さらに AMED 再生医療等実用化研究事業に採択されたことで、2022 年 4 月から探索的医師主導治験を開始している。

学内では北海道大学研究総長賞を受賞し、国内外では北海道科学技術奨励賞、日本バイオマテリアル学会ハイライト講演賞、日本医師会医学研究奨励賞、文部科学大臣表彰科学技術賞、保健文化賞、John Moe Award（Scoliosis Research Society）、Biomaterials Science
Presentation Prize (Royal Society of Chemistry)等を受賞した。
また、指導した大学院生が Orthopaedic ResearchSociety Force & Motion Foundation/ORS Young
Scientist Travel Grant（2017)、ORS/OREF Travel
Grant in Orthopaedic Research Translation (2 名：2018)、North American Spine Society Best Paper Award（2021)、Resident/Fellow Research Award（2021) を受賞し、国内においては、日本整形外科学会最優秀口演賞（2023）、日本整形外科学会基礎学術集会最優秀演題賞（2022）、日本脊椎脊髄病学会奨励賞（2 名：2020,2022）、日本軟骨代謝学会賞（2 名：2020, 2021）等を受賞している。

【教育について】

北大整形外科学教室の医学部学生教育委員長として2010 年から 10 年間、試験問題の作成・評価や講義の統括・運営を担当した。北大医学部からエクセレント・ティーチャー（優秀賞）を授与されている。また、新専門医制度発足当時から、北大整形外科専門研修プログラム統括責任者として、100 名を超える専攻医の管理・運営を担当し、大学院教育では 17 名の学位取得を直接指導してきた。
教育は、知の創生や社会貢献に繋がる未来への投資であり、最重要基盤であるとの考えのもと、次世代に向けた若手医師の育成に努めている。
（2018 年 11 月初版、2024 年 8 月第 7 版作成）

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