科学者は3Dプリントされた生きた皮膚に血管を組み込む

出典: Huanqu.com

皮膚移植に関しては、患者自身の体から採取するのではなく、オンデマンドで永久的な皮膚移植を 3D プリントできれば素晴らしいと思います。現在、科学者たちは血管を備えた生きた皮膚全体をバイオプリントしており、人々はこの目標に近づいています。まず、生きた細胞から作られた 3D バイオプリント皮膚移植片はすでに市販されています。しかし、これらは通常、患者の体から血液が流れ込むための血管がないため、一時的な傷口の覆いとしてのみ使用されることを目的としています。その結果、移植片は最終的に機能しなくなり、患者自身の皮膚から剥がれ落ちました。

この制限を克服するために、レンセラー工科大学のチームは当初、2種類の生きた細胞を混合していわゆる「バイオインク」を製造した。まだ血管系はありませんが、皮膚のような構造に印刷されています。最近、彼らはイェール大学の研究者と協力し、これらのバイオインクに特定の「重要な要素」を追加しました。これらの要素には、血管の内側を覆うヒトの内皮細胞と、内皮細胞の周りを包む周皮細胞が含まれます。これらは、動物のコラーゲンやその他の構造細胞など、バイオプリントされた皮膚移植片に通常含まれる成分と組み合わせられました。

数週間のうちに、研究者が新しいバイオインクで印刷した皮膚に血管が成長し始めた。これらの皮膚片をマウスの傷口に移植すると、動物の血管がバイオプリントされた皮膚の血管とつながり始め、4週間後には移植片が血液で満たされるようになった。

「これは非常に重要なことだ。なぜなら、実際に移植片の中に血液と栄養分が流れ込んで、それが移植片を生かしていることが分かっているからだ」と、研究リーダーのパンカジ・カランデ准教授は語った。次に研究者らは、移植が受容者の身体によって拒絶されないように、ドナー細胞を「編集」する方法を開発する必要がある。

「エンジニアが生物学的構造を再現し始めると、皮膚のような生物学的構造は科学者が研究室でできるものよりはるかに複雑だということにいつも気づきます」とカランダー氏は言う。「しかし、この複雑さに触れ始めると、生物学がそれを引き継ぎ、より自然に近い構造を形成することに私たちは驚きます。」

イェール大学のチームが3Dプリント皮膚をマウスに装着すると、3Dプリント皮膚からの血液がマウス自身の血管とつながり始めた。「これは非常に重要なことです。つまり、実際に血液と栄養が移植片に移され、移植片の生存が維持されているということです」とカランダー氏は述べた。3Dプリント皮膚技術が臨床応用レベルに達するには、研究者がCRISPRなどの技術を使用してドナー細胞を編集し、患者の体が移植皮膚を受け入れるようにする必要があります。まだこれを達成していませんが、目標に一歩近づいています。」

科学者たちは、この研究を、最近「Tissue Engineering Part A」誌に発表した論文で説明した。

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